1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Лесоведение
  4. № 3, 2023

Лесоведение, 2023, № 3, стр. 244-254

Генеративная сфера сосны обыкновенной как индикатор климатически детерминированной смены жизненных состояний популяций

Н. Ф. Кузнецова *

Всероссийский научно-исследовательский институт лесной генетики, селекции и биотехнологии
394087 Воронеж, ул. Ломоносова, д. 105, Россия

* E-mail: nfsenyuk@mail.ru

Поступила в редакцию 03.02.2022
После доработки 25.03.2022
Принята к публикации 07.06.2022

Аннотация

Обсуждаются проблемы перехода сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) из состояния устойчивого к неустойчивому равновесию, смены равновесной популяции на неравновесную в результате потепления климата. Цель исследований – изучить состояние генеративной сферы южной и центральной лесостепных популяций сосны обыкновенной; по признаку полнозернистости оценить их жизненное состояние в 2020 г. по сравнению с 2016 – годом дестабилизации сосновых лесов, а также относительно состояния степной популяции в урожайном 2017 г. Объектами исследования служили центральная и южная лесостепные популяции сосны, произрастающие на экологически благоприятной территории Воронежской и Белгородской областей. В 2015 г. зафиксирован переход их из равновесия в слабо неравновесную систему. Уровень полнозернистости ступинской и белгородской популяций снизился соответственно на 25.6 и 24.6%, число семян – на 37.7 и 22.4%, уровень смертности семяпочек повысился в 3.9 и 4.0 раза. Сравнение показателей семенной продуктивности в 2013, 2016 и 2020 гг. показало, что в настоящее время оба насаждения представляют равновесные системы. Центральная популяция вернулась к региональной норме (устойчивого равновесия), южная находится в состоянии неустойчивого равновесия. Дисперсионный анализ выявил существенное (57.8%) влияние фактора “ГТК” на генеративную сферу белгородской популяции по признаку полнозернистости. В последнее десятилетие число оптимальных лет в ЦЧР уменьшилось с 7–8/10 лет до 5. Для возвращения сосновых лесов в равновесие требуется 3 оптимальных года. Высокие темпы потепления климата могут повлечь за собой нарушение равновесия и повторную дестабилизацию. Дальнейшее сокращение числа оптимальных лет делает почти невозможным возвращение сосновых лесов к региональной норме.

Ключевые слова: изменение климата, сосна обыкновенная, лесостепные популяции, семенная продуктивность, смена жизненного состояния.

Список литературы

  1. Акимов Л.М., Задорожная Т.Н. Особенности распределения трендов температуры воздуха на Европейской территории России и сопредельных государств // Вестник ВГУ. Сер. География. Геоэкология. 2018. № 4. С. 5–14. https://doi.org/10.17308/geo.2018.4/2260

  2. Боголюбов А.С., Буйволов Ю.А., Кравченко М.В. Методика оценки жизненного состояния леса по сосне. М.: Экосистема, 1999. 25 с.

  3. Виноградова В.В. Волны тепла на Европейской территории России в начале ХХI века // Известия РАН. Серия географическая. 2014. № 1. С. 47–55. https://doi.org/10.15356/0373-2444-2014-1-47-55

  4. Виноградава В.В., Титкова Т.Б., Черенкова Е.А. Динамика увлажнения и теплообеспеченности в переходных ландшафтных зонах по спутниковым и метеорологическим данным в начале ХХI в. // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2015. Т. 12. № 2. С. 162–172.

  5. Доклад об особенностях климата на территории Российской Федерации за 2020 г. Москва, 2021. 104 с.

  6. Иванов В.П., Марченко С.И., Иванов Ю.В. Влияние погодных условий на женскую генеративную сферу сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) // Вестник Томского государственного университета. Биология. 2015. № 3(31). С. 114–129. https://doi.org/10.17223/19988591/31/9

  7. Касимов Н.С., Кислов А.В., Чернышев А.В., Семин В.Н., Аляудинов А.Р. Эколого-географические последствия глобального потепления климата ХХI в. на Восточно-Европейской равнине и в Западной Сибири. М.: МАКС Пресс, 2011. 496 с.

  8. Клушевская Е.С., Кузнецова Н.Ф. Оценка устойчивости сосны обыкновенной к засухе по физиологическим характеристикам хвои // Лесоведение. 2016. № 3. С. 216–222.

  9. Крамер К., Ван дер Верф Д.С. Концепции равновесия и неравновесия в генетическом моделировании лесов: популяционные и индивидуальные подходы. Forest Systems. 2010. № 19. С. 100–112. https://doi.org/10.5424/fs/201019S-9312

  10. Кузнецова Н.Ф. Взаимодействие генотип-среда и адаптивная селекция Pinus sylvestris L. на засухо- и стрессоустойчивость // Труды КубГАУ. 2021. № 91. С. 181–186. https://doi.org/10.21515/1999-1703-91-181-186

  11. Кузнецова Н.Ф., Клушевская Е.С., Аминева Е.Ю. Высокопродуктивные сосновые леса в условиях изменяющегося климата // Лесной журн. 2021. № 6. С. 9–23. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2021-6-9-23

  12. Куролап С.А., Нестеров Ю.А., Епринцев С.А. Типизация территории Воронежской области по уровню техногенного воздействия на среду обитания // Вестник ВГУ. Серия География. 2010. № 1. С. 5–11.

  13. Обновленский В.М. Физико-географический оптимум произрастания сосны обыкновенной и использование его в семеноводстве // Тез. докл. XI науч.-техн. конф. по итогам науч.-иссл. работ за 1961 г. Брянского технол. ин-та. Брянск, 1962. С. 27–29.

  14. Раутиан А.С. О природе генотипа и наследственности // Журн. общей биологии. 1993. Т. 54. № 2. С. 132–149.

  15. Романовский М.Г. Формирование урожая семян сосны обыкновенной в норме и при мутагенном загрязнении. М.: Наука, 1997. 111 с.

  16. Романовский М.Г. Продуктивность, устойчивость и биоразнообразие равнинных лесов Европейской России. М.: МГУЛ, 2002. 92 с.

  17. Свинцова В.С. Характер изменчивости признаков репродуктивной сферы Pinus sylvestris L. в условиях среднерусской лесостепи: Воронежская область: автореф. дис. … канд. биол. наук: 03.00.05. Воронеж, 2002. 20 с.

  18. Сердюкова А.П. Реакция сосны обыкновенной на изменение климата в условиях степной зоны Воронежской области // Организация и регуляция физиолого-биохимических процессов. Вып. 22. ВГУ, 2020. С. 177–181.

  19. Чудинова Л.А., Орлова Н.В. Изменчивость физиолого-биохимических показателей в зависимости от жизненного состояния модельных деревьев сосны обыкновенной // Экологический мониторинг и биоразнообразие. 2016. Т. 11. № 2. С. 168–172.

  20. Щербаков В.П. Эволюция как сопротивление энтропии. II. Консервативная роль полового размножения // Журн. общей биологии. 2005. Т. 66. № 5. С. 300–309.

  21. Alaquori H.A.A., Ozer Genc C., Aricak B., Kuzmina N., Cetin M. The possibility of using Scots pine (Pinus sylvestris L.) as biomonitor in the determination of heavy metal accumulation // Applied Ecology and Environmental Research. 2020. V. 18. № 2. P. 3713–3727. https://doi.org/10.15666/aeer/1802_37133727

  22. Alberto F.J., Aitken S.N., Alia R. et al., Potential for evolutionary responses to climate change – evidence from tree populations // Global Change Biology. 2013. V. 19. № 6. P. 1645–1661. https://doi.org/10.1111/gcb.12181

  23. Allen C.D., Macalady A.K., Chenchouni H. et al. A global overview of drought and heat induced tree mortality reveals emerging climate change risks for forests // Forest Ecology and Management. 2010. V. 259. № 4. P. 660–684. https://doi.org/10.1016/j.foreco.2009.09.001

  24. Degtyareva A.P. Characteristics of Pinus sylvestris L. seeds under drought conditions in the steppe region of the Central Chernozem region // J. Agriculture and Environment. 2021. № 3(19).https://doi.org/10.23649/jae.2021.3.19.1

  25. Diaz S., Demissew S., Carabias J. et al. The IPBES conceptual framework – connecting nature and people // Current Opinion in Environmental Sustainability. 2015. V. 14. № 3–4. P. 1–16. https://doi.org/10.1016/j.cosust.2014.11.002

  26. Gauthier S., Bernier P., Kuuluvainen T., Shvidenko A.Z., Schepaschenko D.G. Boreal forest health and global change // Science. 2015. V. 349. № 6250. P. 819–822. https://doi.org/10.1126/science.aaa9092

  27. Iglesias V., Whitlock C. If the trees burn, is the forest lost? Past dynamics in temperate forests help management strategies // Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences. 2020. V. 375. № 1794. P. 20190115. https://doi.org/10.1098/rstb.2019.0115

  28. IPCC. Climate Change 2022: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Montreal, Canada, 2017. P. 3–29.

  29. Kuznetsova N.F. Self-fertility in Scots pine as a system for regulating close relationships and species survival in advance environment // Advances in Genetics Research. V. 9. N.Y.: Nova Science Publ., 2012. P. 83–106.

  30. Kuznetsova N.F., Semenov M.A., Sautkina M.Yu. Pine forests of East European plain: distribution trends, functions and development problems // Pinus: Growth, Distribution and Uses. N.Y.: Nova Science Publ., 2019. P. 1–47.

  31. Kramer K. Equilibrium and non-equilibrium concepts in forest genetic modeling: population- and individually-based approaches // Forest Systems. 2011. № 3(4). P. 100–109. https://doi.org/10.5424/fs/201019S-9312

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Лесоведение

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал