GROUP AND INDIVIDUAL VARIABILITY OF ANNUAL GROWTH OF TREES IN HEIGHT IN PINE PLANTATIONS OF MARI TRANS-VOLGA REGION
Abstract
Introduction. The relevance of the research is due to the need to improve the methods of early selection in the plantations of promising trees in terms of breeding, providing an increase in productivity of stands and their resistance to adverse weather conditions. The goal of the research is to improve the methods for assessing the phenotypic structure of tree cenopopulations and the possibilities of early selection of promising species in them. Material and method. The research was carried out in Mari El forestries on 23 trial areas in pine plantations of different ages (from 14 to 43 years), density and forest sites. Annual growth in height of 353 felled trees was measured. The trees did not have any trunk defects and were selected in the core diameter class. The material is processed with the standard methods of mathematical statistics using Excel and Statistica application packages. Results and discussion. The value of annual growth in height in pine trees varies within a very large limit. This is the evidence of a large adaptive capacity of trees and their high sensitivity to fluctuations in the environmental conditions. The growth course of each tree is purely individual, but the growth course of cenopopulations is very synchronous within the same forest sites. Growth of trees significantly declines after droughts and years with a cold vegetative season. Conclusion. The rank position of trees in a cenosis in terms of their height is not a constant one. This makes it difficult to make an early selection of promising trees. For the first 20 years of observations, 54 % of initially worst trees were moved to the group of average trees, 11 % of average trees were moved to the group of the worst trees. Of the best trees, 38% of trees were moved to the middle ones, and 8% - to the worst ones. Selection in cenopopulations of economically valuable phenotypes of trees on the size of their annual growth in height and on the stability of their growth after abnormal on weather conditions years, is difficult and, basically, hopeless. In a constantly changing environment, no phenotype can surpass others in adaptability to all possible situations. Genetic heterogeneity of populations is a necessary condition for their sustainable existence and development.
Keywords
Full Text:
PDF (Russian)References
Рубцов В. И., Ильин А. М. К вопросу о влиянии осадков и температуры воздуха на прирост сосны // Науч. записки Воронежского ЛТИ. Воронеж, 1956. Т. XV. С. 57–62.
Мартынов А. Н. Влияние метеорологичес-ких факторов на годичный прирост по высоте ели и сосны в Ленинградской области // Экология. 1978. № 6. С. 74–76.
Листов А. А. Динамика годичного линейного прироста побегов и хвои у подроста сосны в лишайниковых борах Печерского Заполярья // Лесоведение. 1979. № 2. С. 23–33.
Бабич Н. А., Прохоров В. П. Влияние осадков и температуры воздуха на прирост культур сосны в высоту // Известия вузов: Лесной журнал. 1994. № 1. С. 18–23.
Яблоков А. В., Юсуфов А. Г. Эволюционное учение. М.: Высшая школа, 1989. 335 с.
Драгавцев В. А. Уроки эволюции генетики растений // Биосфера. 2012. Т. 4, № 3. С. 251–262.
Драгавцев В. А. Экспрессная оценка адаптивности приростов отдельных моноподиальных хвойных деревьев в естественных популяциях // Принципы и способы сохранения биологичес-кого разнообразия. Йошкар-Ола: МарГУ, 2019. С. 5–8.
Санников С. Н., Петрова И. В. Дифференци-ация популяций сосны обыкновенной. Екатеринбург: Уральское отделение РАН, 2003. 248 с.
Романовский М. Г., Щекалев Р. В. Система вида у древесных растений. М.: Товарищество научных изданий КМК, 2014. 212 с.
Lande R. Genetics and demography in biological conservation // Science. 1988. Vol. 16, No 241. P. 1455–1460.
Population viability analysis: data requirements and essential analyses / White G. C., Boitani L., Fuller T. K. et all. // Research Techniques in Animal Ecology. New York: Colambia University Press, 2000. P. 288–331.
Смиряев А. В., Кильчевский А. В. Генетика популяций и количественные признаки. М.: Колос-с, 2007. 270 с.
Orr H. A. Fitness and its role in evolutionary genetics // Nat. Rev. Genet. 2009. Vol. 10, N 8. P. 531–539.
Смиряев А. В. Влияние корреляции приспособленности генотипов на жизнеспособность популяции // Известия Тимирязевской сельскохозяйственной академии. 2016. Вып. 2. С. 22–32.
Acar M., Mettetal J., van Oudenaarden A. Stochastic switching as a survival strategy im fluctuationg environments // Nat. Genetics. 2008. Vol. 40. Pp. 471–475.
Биометрия / Н.В. Глотов, Л.А. Животовский, Н.В. Хованов, и др. Л.: Изд-во Ленинградского университета, 1982. 264 с.
Зайцев Г. Н. Математический анализ био-логических данных. М.: Высшая школа, 1991. 182 с.
Гринин А. С., Орехов Н. А., Новиков В. Н. Математическое моделирование в экологии. М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2003. 269 с.
Драгавцев В. А., Лаврова Л. А., Плеханова Л. Г. Эколого-генетический анализ линейного прироста сосны обыкновенной в районе Тунгусской катастрофы 1908 г. // Генетика. 1976. Т. 12, № 1. С. 127–138.
Драгавцев В. А., Нечипоренко В. Н. О распределении генетических отклонений статистических элементарных признаков в растительных популяциях // Генетика. 1972. Т. 8, № 6. С. 124–147.
Драгавцев В. А., Утелишева Н. В. К проблеме онтогенетической изменчивости генетико-статистических параметров в растительных популяциях // Генетика. 1975. Т. 11, № 11.
С. 128–140.
Драгавцев В. А. Алгоритмы эколого-гене-тической инвентаризации генофонда и методы конструирования сортов сельскохозяйственных растений по урожайности, устойчивости и качеству. СПБ: РИО ВИР, 1994. 50 с.
Драгавцев В. А. Новый метод эколого-генетического анализа полигенных количественных признаков растений. СПБ: РИО ВИР, 2005. 51 с.
Яковлева Л. В. Эколого-генетический анализ линейного прироста хвойных при отборе на быстроту роста // Лесоведение. 1981. № 3. С. 85–90.
Chang Shu Mei. The contribution of spontaneous mutation to variation in environmental response in Arabidoppsis thaliana: responses to nutrients // Evolution. 2003. Vol. 57. P. 984–994.
Extensive cross-environment fitness variation lies along few axes of genetic variation in the model alga, Chlamydomonas reinhardtii / Malcom J.W, Hernandez K.M., Likos R . et all. // New Phytol. 2015. Vol. 205. No 2. Pp. 841–851.
Демаков Ю. П., Иванов А. В., Сафин М. Г. Факторы динамики годичного прироста в высоту сосновых древостоев Республики Марий Эл // Лесные экосистемы в условиях изменения климата: биологическая продуктивность и дистанционный мониторинг. Йошкар-Ола: МарГТУ, 2011. С. 66–76. [Электронный ресурс]. URL: http://csfm.marstu.net/publications.html
Раевский Б. В., Щурова М. Л. Методика селекционно-генетической оценки клонов сосны обыкновенной на лесосеменных плантациях // Сибирский лесной журнал. 2016. № 5. С. 91–98.
Рогозин М. В. Программа селекции хвойных в лесосеменном районе // Сибирский лесной журнал. 2016. № 5. С. 99–106.
Котов М. М. Засухоустойчивость и быстрота роста сосны в Среднем Поволжье // Лесное хозяйство. 1981. № 2. С. 46–49.
Демаков Ю. П. Диагностика устойчивости лесных экосистем (методические и методологические аспекты). Йошкар-Ола: Периодика Марий Эл, 2000. 416 с.
Демаков Ю. П. Влияние экстремальных погодных условий и колебаний уровня грунтовых вод на состояние сфагновых сосняков Республики Марий Эл // Рубки и восстановление леса в Среднем Поволжье. М: ВНИИЛМ, 1992. С. 15–30.
Битвинскас Т. Т. Дендроклиматические исследования. Л.: Гидрометеоиздат, 1974. 172 с.
Горшенин Н. М. Закономерности внутри-видовых взаимосвязей в чистых молодняках сосны, ели и пихты // Ботанический журнал. 1956. № 2. С. 221–229.
Русяцкас Ю. Ю. Динамика радиального прироста сосны в связи с дифференциацией деревьев // Закономерности роста и производительности древостоев. Каунас: Литовский НИИ лесного хозяйства, 1985. С. 91–92.
Цельникер Ю. Л. К вопросу о физиологических причинах ритмичности роста у деревьев // Ботанический журнал. 1950. Т. 35, № 5. С. 445–460.
Harper J. L. The effects of neighbors // Popu-lation Biology of Plants. London: Academic Press, 1977. P. 151–347.
Keddy P. A., Grace J. B., Tilman D. Competi-tive hierarchies and centrifugal organization in plant communities // Perspectives on Plant Competition. Academic Press, San Diego, CA, 1990. P. 266–290.
Wedin D., Tilman D. Competition among grasses along a nitrogen gradient: initial conditions and mechanisms of competition // Ecol. Monogr. 1993. Vol. 63. P. 199–229.
Вомперский С. Э., Иванов А. И. Связь площади поперечного сечения заболони с массой хвои сосны обыкновенной // Лесоведение. 1984. № 3. С. 60–65.
Сбалансированность системы водного транспорта у сосны обыкновенной. III. Площадь проводящей ксилемы и масса хвои / Л.К. Кайбияйнен, П. Хари, Т.А. Сазонова и др. // Лесоведение. 1986. № 1. С. 31–37.
Иванов А. И., Дубинин А. И. Площадь сечения заболони и площадь зоны транзита влаги в ней у сосны обыкновенной // Лесоведение. 1992. № 5. С. 28–37.
Baldwin J. P. Competition for plant nutrients in sol: a theoretical approach // J. Agric. Sci. 1976. Vol. 87. P. 341–356.
Wilson B. J. Shoot competition and root competition // Journal Appl. Ecol. 1988. Vol. 25. P. 279–296.
Grubb P. J. Root competition in soils of different fertility: a paradox resolved? // Phytocoenologia. 1994. Vol. 24. P. 495–505.
Kadmon R. Plant competition along soil mois-ture gradients: a field experiment with the desert an-nual Stipa capensis // Journal Ecology. 1995. Vol. 83. P. 253–262.
Тихонова И. В. Карликовые сосны Ширинской лесостепи / Лесоведение. 2013. № 2. С. 22–30.
Сосна степных и лесостепных боров Сибири / Л.И. Милютин, Т.Н. Новикова, В.В. Тараканов и др. Новосибирск: Гео, 2013. 128 с.
Refbacks
- There are currently no refbacks.