Побеговые комплексы верхушечной части кроны генеративных деревьев Fraxinus excelsior L.

   Актуальность. Fraxinus excelsior L. – распространенный лесообразователь Среднерусской возвышенности, выращиваемый для получения ценной древесины и широко используемый в озеленении. Массовая гибель вида под действием грибов и насекомых определяет актуальность его подробных исследований. Особенности развития кроновой системы дерева играют важнейшую роль в его существовании как в плотном сообществе, так и при открытом произрастании.

   Материалы и методы. На материале побегов и крупных ветвей верхушечной части кроны, собранном в течение десяти лет в Белгородской и Ленинградской областях, исследовались длины междоузлий и побегов, количество листьев, количество разветвлений (с учетом их положения), особенности разворачивания побегов от почки до зрелого состояния. Изучение верхушек деревьев проведено при помощи беспилотного летательного аппарата. Комплексы крупных ветвей периферии крон разных возрастных состояний (g1, g2, g3) исследованы как прямым измерением, так и с помощью фотографий. Для оценки влияния температурного фактора на длины и количество листьев проведен двухфакторный дисперсионный анализ.

   Результаты. Длины побегов F. excelsior значимо меньше при высоких среднедекадных температурах второй декады июня. Количество листьев на них значимо больше при высоких температурах второй декады мая. Шести-восьмилистные побеги составляют восходящую часть кривой последовательности длин междоузлий максимально развитых побегов. В онтогенетических состояниях g1 и g2 поверхность кронового комплекса представлена округлыми частями крупных ветвей. В состоянии g3 они распадаются на комплексы слабо ветвящихся мелких шарообразных структур. Верхушечные ветви зонтиковидной кроны генеративного ясеня представляют собой обратноконусовидные побеговые комплексы со сходным характером развития.

   Заключение. Строение и развитие ветвей F. excelsior характеризует экологические особенности вида, что проявляется в отсутствии явных порядков ветвления и сочетается с обратноконусовидной формой крупной ветви.

1. Антонова И.С., Фатьянова Е.В. О системе уровней строения кроны деревьев умеренной зоны. Ботанический журнал. 2016;101(6):628-649. DOI: 10.1134/S000681361606003X

2. Антонова И.С., Фатьянова Е.В., Зайцева Ю.В., Гниловская А.А. Мультимасштабность побеговых систем некоторых деревьев умеренной зоны (разнообразие, классификация, терминология). В кн.: Актуальные проблемы современной биоморфологии / под ред. Н.П. Савиных. Киров: Радуга-ПРЕСС; 2012. С. 390-403.

3. Чистякова А.А., Заугольнова Л.Б., Полтинкина И.В. Диагнозы и ключи возрастных состояний лесных растений. Деревья и кустарники. Москва: Прометей; 1989.

4. Coker T.L.R., Rozsypálek J., Edwards A., Harwood T.P., Butfoy L., Buggs R.J.A. Estimating mortality rates of European ash (Fraxinus excelsior) under the ash dieback (Hymenoscyphus fraxineus) epidemic. Plants, People, Planet. 2019;1(1):48-58. DOI: 10.1002/ppp3.11

5. Crimaldi M., Cartenì F., Bonanomi G., Giannino F. Integration of a system dynamics model and 3D tree rendering – VISmaF Part II: Model development, results and potential agronomic applications. Agronomy. 2023;13(1):218. DOI: 10.3390/agronomy13010218

6. Demol M., Wilkes P., Raumonen P., Krishna Moorthy S.M., Calders K., Gielen B. et al. Volumetric overestimation of small branches in 3D reconstructions of Fraxinus excelsior. Silva Fennica. 2022;56(1):10550. DOI: 10.14214/sf.10550

7. Dobrowolska D., Hein S., Oosterbaan A., Wagner S., Clark J., Skovsgaard J.P. A review of European ash (Fraxinus excelsior L.): implications for silviculture. Forestry: An International Journal of Forest Research. 2011;84(2):133-148. DOI: 10.1093/forestry/cpr001

8. Doonan J.M., Budde K.B., Kosawang C., Lobo A., Verbylaite R., Brealey J.C. et al. Multiple, single trait GWAS and supervised machine learning reveal the genetic architecture of Fraxinus excelsior tolerance to ash dieback in Europe. bioRxiv: The Preprint Server for Biology. [preprint] 2023. DOI: 10.1101/2023.12.11.570802

9. Evstigneev O.I., Korotkov V.N. Ontogenetic stages of trees : an overview. Russian Journal of Ecosystem Ecology. 2016;1(2):1-31. DOI: 10.21685/2500-0578-2016-2-1

10. Gan Y., Wang Q., Iio A. Tree crown detection and delineation in a temperate deciduous forest from UAV RGB imagery using deep learning approaches: Effects of spatial resolution and species characteristics. Remote Sensing. 2023;15(3):778. DOI: 10.3390/rs15030778

11. Herms D.A., McCullough D.G. Emerald ash borer invasion of North America: history, biology, ecology, impacts, and management. Annual Review of Entomology. 2014;59:13-30. DOI: 10.1146/annurev-ento-011613-162051

12. Huo L., Lindberg E., Holmgren J. Towards low vegetation identification: A new method for tree crown segmentation from LiDAR data based on a symmetrical structure detection algorithm (SSD). Remote Sensing of Environment. 2022;270:112857. DOI: 10.1016/j.rse.2021.112857

13. Li Q., Liu Z., Jin G. Impacts of stand density on tree crown structure and biomass: A global meta-analysis. Agricultural and Forest Meteorology. 2022;326:109181. DOI: 10.1016/j.agrformet.2022.109181

14. Марфенин Н.Н. Фундаментальные закономерности модульной организации в биологии. Вестник Тверского государственного университета. Серия: биология и экология. 2008;(9):147-161.

15. Mosaffaei Z., Jahani A. Modeling of ash (Fraxinus excelsior) bark thickness in urban forests using artificial neural network (ANN) and regression models. Modeling Earth Systems and Environment. 2021;7(4):1443-1452. DOI: 10.1007/s40808-020-00869-9

16. Нешатаев Ю.Н. Геоботаническая характеристика типов леса заповедника «Лес на Ворскле». В кн.: Комплексные исследования биогеоценозов лесостепных дубрав / под ред. Ю.Н. Нешатаева. Ленинград; 1986. С.32-43.

17. Notov A.A., Zhukova L.A. Modular organisms as objects of population biology. Wulfenia. 2022;29:9-27. Available from: https://www.zobodat.at/pdf/Wulfenia_29_0009-0027.pdf [accessed Nov. 15, 2023].

18. Шитт П.Г., Метлицкий З.А. Плодоводство. Москва: Сельхозгиз; 1940.

19. Восточноевропейские леса: история в голоцене и современность / под ред. О.В. Смирновой. Москва: Наука; 2004.

20. Стаменов М. Архитектура кроны у виргинильных и молодых генеративных особей Quercus robur L. на юго-восточной границе ареала (на примере Волгоградской области). Вопросы степеведения. 2023;(4):90-105. DOI: 10.24412/2712-8628-2023-4-90-105

21. Waddington C.H. The strategy of the genes. A discussion of some aspects of theoretical biology. London: George Allen & Unwin, Ltd.; 1957.

22. Wenyan X., Weiwei Z., Yunming C. Climate mediates the effects of forest gaps on tree crown allometry. Forest Ecology and Management. 2022;525:20563. DOI: 10.1016/j.foreco.2022.120563

23. Заугольнова Л.Б. Возрастные этапы в онтогенезе ясеня обыкновенного (Fraxinus excelsior L.). В кн.: Вопросы морфогенеза цветковых растений и строения их популяций / под ред. А.А. Уранова. Москва: Наука; 1968. С.81-102.

24. Заугольнова Л.Б. Анатомо-морфологическое строение листьев и почек у разных возрастных групп ясеня обыкновенного (Fraxinus excelsior L.). Биологические науки. 1971;9(93):56-64.