Variability of earlywood vessel row number of pedunculate oak (Quercus robur L.) and common ash (Fraxinus excelsior L.) in response to external factors

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Dendrochronological analysis of oak (Quercus robur L.) and ash (Fraxinus excelsior L.) trees sampled in Kozelsk Zaseki allowed us to reconstruct the disturbance history of a part of this forest area for the last 150 years. Large and medium scale disturbances were detected in 1868, 1940, 1957, 1971 and 1977. In the last case, the results of the dendrochronological analysis are supported by archival documents. It is shown that after disturbances both studied species show significant increase in the percentage of tree-rings with higher number of earlywood vessel rows. Similar changes in anatomical structure may occur in response to extreme floods and winter frosts. Possible mechanisms of the formation of the studied anatomical features are considered.

About the authors

L. A Vakaliuk

A.N. Severtsov Institute of Ecology and Evolution of the Russian Academy of Sciences

Email: l.vakalnik@yandex.ru
Moscow, Russia

M. V Nilova

Lomonosov Moscow State University

Biological Faculty Moscow, Russia

B. F Khasanov

A.N. Severtsov Institute of Ecology and Evolution of the Russian Academy of Sciences

Moscow, Russia

References

  1. Altman J., Fibich P., Dolezal J., Aakala T. TRADER: A package for Tree Ring Analysis of Disturbance Events in R // Dendrochronologia. 2014. V. 32. № 2. P. 107–112. https://doi.org/10.1016/j.dendro.2014.01.004
  2. Altman J. Tree-ring-based disturbance reconstruction in interdisciplinary research: Current state and future directions // Dendrochronologia. 2020. V. 63. Article 125733. https://doi.org/10.1016/j.dendro.2020.125733
  3. Aloni R. How the Three Organ-Produced Signals: Auxin, Cytokinin and Gibberellin, Induce and Regulate Wood Formation and Adaptation // Auxins, Cytokinins and Gibberellins Signaling in Plants / ed. T. Aftab. Cham: Springer International Publishing, 2022. P. 1–23.
  4. Astrade L., Bégin Y. Tree-ring response of Populus tremula L. and Quercus robur L. to recent spring floods of the Sáône River, France // Écoscience. 1997. V. 4. № 2. P. 232–239.
  5. Ballesteros-Canovas J.A., Stoffel M., St George S., Hirschboeck K. A review of flood records from tree rings // Progress in Physical Geography: Earth and Environment. 2015. V. 39. P. 794–816. https://doi.org/10.1177/0309133315608758
  6. Battipaglia G., Campelo F., Vieira J., Grabner M., De Micco V., Nabais C., Cherubini P., Carrer M., Bräuning A., Čufar K., Di Filippo A., García-González I., Koprowski M., Klisz M., Kirdyanov A.V., Zafirov N., de Luis M. Structure and function of intra–annual density fluctuations: mind the gaps // Frontiers in Plant Science. 2016. V. 7. P. 595. https://doi.org/10.3389/fpls.2016.00595
  7. Black B.A., Abrams M.D. Use of boundary-line growth patterns as a basis for dendroecological release criteria // Ecol. Appl. 2003. V. 13. № 6. P. 1733–1749. https://doi.org/10.1890/02-5122
  8. Black B.A., Abrams M.D., Rentch J.S., Gould P.J. Properties of boundary-line release criteria in North American tree species // Ann. For. Sci. 2009. V. 66. № 2. P. 205–205. https://doi.org/10.1051/forest/2008087
  9. Bräuning A., De Ridder M., Zafirov N., García-González I., Dimitrov D.P., Gärtner H. Tree-ring features: indicators of extreme event impacts // IAWA J. 2016. V. 37. № 2. P. 206–231. https://doi.org/10.1163/22941932-20160131
  10. Copini P., den Ouden J., Robert E.M., Tardif J.C., Loesberg W.A., Goudzwaard L., Sass-Klaassen U. Flood-ring formation and root development in response to experimental flooding of young Quercus robur trees // Frontiers of Plant Science. 2016. V. 7. P. 775. https://doi.org/10.3389/fpls.2016.00775
  11. De Micco V., Campelo F., De Luis M., Bräuning A., Grabner M., Battipaglia G., Cherubini P. Intra-annual density fluctuations in tree rings: how, when, where, and why? // IAWA Journal. 2016. V. 37. P. 232–259. https://doi.org/10.1163/22941932-20160132
  12. Fraver S., White A.S. Identifying growth releases in dendrochronological studies of forest disturbance // Can. J. For. Res. 2005. V. 35. № 7. P. 1648–1656. https://doi.org/10.1139/x05-092
  13. Hilmers T., Leroy B.M.L., Bae S., Hahn W.A., Hochrein S., Jacobs M., Lemme H., Müller J., Schmied G., Weisser W.W., Pretzsch H. Growth response of oaks to insect defoliation: Immediate and intermediate perspectives // For. Ecol. Manage. 2023. V. 549. Article 121465. https://doi.org/10.1016/j.foreco.2023.121465
  14. Khasanov B.F. Severe winter rings of oak trees (Quercus robur L.) from Central European Russia // International Journal of Biometeorology. 2013. V. 57. P. 835–843. https://doi.org/10.1007/s00484-012-0611-1
  15. Khasanov B.F., Sandlersky R.B. Does insect induced defoliation affect anatomical structure of oak wood? Dendrochronologia. 2018. V. 51. P. 66–75. https://doi.org/10.1016/j.dendro.2018.08.003
  16. Kozlowski T.T. Responses of woody plants to flooding and salinity // Tree Physiology. 1997. V. 17. № 7. P. 1–29. https://doi.org/10.1093/treephys/17.7.490
  17. Nowacki G.J., Abrams M.D. Radial-growth averaging criteria for reconstructing disturbance histories from presettlement-origin oaks // Ecol. Monogr. 1997. V. 67. № 2. P. 225–249. https://doi.org/10.1890/0012-9615(1997)067[0225:RGACFR]2.0.CO;2
  18. R Core Team. R: A language and environment for statistical computing. Vienna, Austria: R Foundation for Statistical Computing, 2022. https://www.R-project.org
  19. Rentch J.S., Fajvan M.A., Hicks R.R. Oak establishment and canopy accession strategies in five old-growth stands in the central hardwood forest region // For. Ecol. Manage. 2003. V. 184. № 1–3. P. 285–297. https://doi.org/10.1016/S0378-1127(03)00155-5
  20. St. George S., Nielsen E. Palaeoflood records for the Red River, Manitoba, Canada, derived from anatomical tree-ring signatures // Holocene. 2003. V. 13. № 4. P. 547–555. https://doi.org/10.1191/0959683603hl645pp
  21. Stokes M.A., Smiley T.L. An Introduction to Tree-Ring Dating. The University of Arizona Press, Tucson, 1996. 73 p.
  22. Schweingruber F.H. Wood structure and environment. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York. 2007. 279 p.
  23. Sokal R.R., Rohlf F.J. Biometry, the principles and practice of statistics in biological research. W.H. Freeman and company, San Francisco. 1969. 776 p.
  24. Therrell M.D., Bialecki M.B. A multi-century tree-ring record of spring flooding on the Mississippi River // Journal of Hydrology. 2015. V. 592. P. 490–498. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2014.11.005
  25. Trotsiuk V., Pederson N., Druckenbrod D.L., Orwig D.A., Bishop D.A., Barker-Plotkin A., Fraver S., Martin-Benito D. Testing the efficacy of tree-ring methods for detecting past disturbances // For. Ecol. Manage. 2018. V. 425. P. 59–67. https://doi.org/10.1016/j.foreco.2018.05.045
  26. Vasíčková I., Šamonil P., Fuentes-Utrilla A., Král K., Daněk P., Adam D. The true response of Fagus sylvatica L. to disturbances: A basis for the empirical inference of release criteria for temperate forests // For. Ecol. Manage. 2016. V. 374. P. 174–185. https://doi.org/10.1016/j.foreco.2016.04.055
  27. Wertz E.L., George S. St., Zeleznik J.D. Vessel anomalies in Quercus macrocarpa tree rings associated with recent floods along the Red River of the North, United States // Water Resour. Res. 2013. V. 49. № 1. P. 630–634. https://doi.org/10.1029/2012WR012900
  28. Wimmer R. Wood anatomical features in tree-rings as indicators of environmental change // Dendrochronologia. 2002. V. 20. P. 21–36. https://doi.org/10.1078/1125-7865-00005
  29. Yanosky T.M. Evidence of Floods on the Potomac River From Anatomical Abnormalities in the Wood of Flood Plain Trees. // Geol. Surv. Prof. Pap. (United States). 1983.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».