Резюме. Береза плосколистная (Betula platyphylla) одна из основных лесообразующих пород в Северо-Восточной Азии. На Дальнем Востоке России она формирует чистые и разнообразные смешанные леса. Благодаря высокой всхожести и темпам роста, неприхотливости, устойчивости к ветру, засухе, низким и высоким температурам береза плосколистная доминирует после сплошных рубок, пожаров, на пирокластических вулканических отложениях, а в дальнейшем создает благоприятные условия для восстановления зональных хвойных лесов. В настоящей работе изучены популяции березы плосколистной в различных условиях среднегорных массивов, морских побережий, активных магматических и грязевых вулканов юга Сахалина и Курильских островов. В каждом местообитании с 15 деревьев измерены возраст и высота деревьев, определены макро- и микропризнаки коры и древесины стволов по сколам, кернам и спилам. Результаты исследования показали, что для березы плосколистной под действием природного стресса характерно формирование низкорослого многоствольного дерева со значительными повреждениями и деформациями кроны, искривленными эксцентричными стволами и структурными прикорневыми аномалиями – капами и сувелями. На охотоморском побережье и в условиях грязевого вулкана на Сахалине выявлена структурная реакция коры и древесины березы плосколистной, свойственная многим древесным растениям в экстремальных местообитаниях, – уменьшение ширины коры и ее ежегодного прироста у старовозрастных деревьев. В условиях газогидротермальных проявлений магматических вулканов годичный прирост коры увеличивается до 2.7 раза по сравнению с нормой, что, вероятно, связано с молодым возрастом деревьев (10–20 лет). Полученные нами данные дополнительно обосновывают адаптивную значимость жизненной стратегии березы плосколистной как быстрорастущего древесного вида и показывают, что ширина коры древесных растений и величина ее ежегодного прироста могут служить функциональными показателями, характеризующими природные системы ландшафтов с различной степенью напряженности экологических факторов.

Для цитирования: Тальских А.И., Копанина А.В., Власова И.И. Особенности структурного отклика коры и древесины березы плосколистной (Betula platyphylla, Betulaceae) в ландшафтах морских побережий, магматических и грязевых вулканов Сахалина и Курильских островов. Геосистемы переходных зон, 2022, т. 6, № 4, с. 360–379.
https://doi.org/10.30730/gtrz.2022.6.3.218-236, https://www.elibrary.ru/saqhjo

For citation: Talskih A.I., Kopanina A.V., Vlasova I.I. Features of the structural response of the bark and wood of birch (Betula platyphylla, Betulaceae) in the landscapes of sea coasts, magmatic and mud volcanoes of Sakhalin and the Kuril Islands. Geosistemy perehodnykh zon = Geosystems of Transition Zones, 2022, vol. 6, no. 4, pp. 360–379. (In Russ., abstr. in Engl.).
https://doi.org/10.30730/gtrz.2022.6.4.360-379, https://www.elibrary.ru/saqhjo

1. Воробьев Д.П. 1968. Дикорастущие деревья и кустарники Дальнего Востока. Л.: Наука, 277 с.

2. Усенко Н.В. 1984. Деревья, кустарники и лианы Дальнего Востока. Хабаровск: Хабаровское кн. изд-во, 270 с.

3. Соловьев К.П. 1958. Кедрово-широколиственные леса и хозяйство в них. Хабаровск: Хабаровское кн. изд-во, 368 с.

4. Агеенко A.C., Клинцов А.П., Попов H.A., Розенберг В.А., Васильев Н.Г., Манько Л.И. 1969. Леса Сахалинской области. В кн.: Леса СССР. М.: Наука, т. 4: 668–700.

5. Алексеенко А.Ю., Брусова Е.В., Выводцев Н.В., Громыко С.А., Гуков Г.В., Гуль Л.П., Ефремов Д.Ф., Замалеев В.К., Ковалев А.П. 2009. Современное состояние лесов российского Дальнего Востока и перспективы их использования. Хабаровск: ДальНИИЛХ, 470 с.

6. Шейнгауз А.С. 2005. Лесной комплекс Дальнего Востока России: аналитический обзор. Хабаровск: ДВО РАН, 160 с.

7. Нешатаева В.Ю. 2009. Растительность полуострова Камчатка. М.: КМК, 537 с.

8. Кораблев А.П., Нешатаева В.Ю., Головнева Л.Б. 2014. Вулканогенная динамика растительности. В кн.: Растительный покров вулканических плато Центральной Камчатки (Ключевская группа вулканов). М.: КМК, с. 231–316.

9. Нешатаева В.Ю. 2007. Динамика растительности Камчатки под влиянием современного вулканизма (на примере Ключевской группы вулканов). В кн.: Актуальные проблемы геоботаники: лекции, Петрозаводск, 24–29 сентября 2007 года. Петрозаводск: Карельский НЦ РАН, с. 408–418.

10. Гришин С.Ю., Перепелкина П.А., Бурдуковский М.Л. 2019. Начало сукцессий растительности на лавовых потоках Толбачинского извержения 2012–2013 гг. (Камчатка). Экология, 3: 226–229. https://doi.org/10.1134/S036705971903003X

11. Гришин С.Ю., Перепелкина П.А., Бурдуковский М.Л., Лазарев А.Г. 2021. Пеплопад вулкана Шивелуч (Камчатка) 29 августа 2019 г. и его воздействие на растительность. Известия Русского географического общества, 153(5): 34–37. https://doi.org/10.31857/S0869607121050049

12. Кораблев А.П., Нешатаева В.Ю. 2016. Первичные вулканогенные сукцессии растительности лесного пояса на плато Толбачинский дол (Камчатка). Изв. РАН. Серия биологическая, 4: 366–376. https://doi.org/10.7868/S0002332916040056

13. Корзников К.А. 2015. Растительные сообщества грязевого вулкана Магунтан (о. Сахалин). Бюл. Московского общества испытателей природы. Отдел биологический, 120(1): 61–68.

14. Korablev A., Smirnov V., Neshataeva V., Kuzmin I., Nekrasov T. 2020. Plant dispersal strategies in primary succession on the Tolbachinsky Dol volcanic plateau (Russia). J. of Vegetation Science, 31(6): 954–966. https://doi.org/10.1111/jvs.12901

15. Манько Ю.И., Сидельников А.Н. 1989. Влияние вулканизма на растительность. Владивосток: ДВО АН СССР, 163 с.

16. Манько Ю.И. 1980. Вулканизм и динамика растительности. Ботанический журнал, 65(4): 457–469.

17. Корзников К.А. 2015. Растительный покров грязевых вулканов о. Сахалин: дис. … канд. биол. наук. Москва, МГУ им. М.В. Ломоносова.

18. Kopanina A.V. 2019. Vegetation of the Yuzhno-Sakhalinsky mud volcano as an indicator of activity. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 324(1): 012032. https://doi.org/10.1088/1755-1315/324/1/012032

19. Воробьев Д.П. 1963. Растительность Курильских островов. М.; Л.: Изд-во АН СССР, 92 с.

20. Терлецкая А.Т. 2013. Растительный покров Дальнего Востока. Хабаровск: Изд-во Тихоокеанского гос. ун-та, 116 с.

21. Березина Н.А. 2009. Экология растений. М.: ИЦ «Академия», 400 с.

22. Schweingruber F.H. 2007. Wood structure and environment. Berlin: Springer-Verlag, 279 p. https://doi.org/10.1007/978-3-540-48548-3

23. Williams V.L. 2007. Relationship between bark thickness and diameter at breast height for six tree species used medicinally in South Africa. South African Association of Botanists, 73: 449–465.

24. Sonmez T. 2007. Effect of aspect, tree age and tree diameter on bark thickness of Picea orientalis. Scandinavian J. of Forest Research, 22: 193–197.

25. Carlon Allende T., Macias J.L., Mendoza M.E., Villanueva Diazd J. 2020. Evidence of volcanic activity in the growth rings of trees at the Tacana Volcano, Mexico-Guatemala border. Canadian J. of Forest Research, 50(1): 65–72. https://doi.org/10.1139/cjfr-2019-0214

26. Боровикова М.Г. 2013. Изменчивость ширины годичных слоев стволовой древесины и коры березы пушистой. Вестник КрасГАУ, 2: 76–80.

27. Hempson G.P., Midgley J.J., Lawes M.J., Vickers K.J., Kruger L.M. 2014. Comparing bark thickness: testing methods with bark – stem data from two South African fire-prone biomes. J. of Vegetation Science, 25: 1247–1256. https://doi.org/10.1111/jvs.12171

28. Corvalan P., Naulin P., Contreras A. 2019. Variacion del espesor de corteza en el perfil fustal de Nothofagus obliqua en la precordillera de Maule, Chile. Interciencia, 44: 644–648.

29. Pausas J.G. 2015. Bark thickness and fire regime. Functional Ecology, 29: 315–327. https://doi.org/10.1111/1365-2435.12372

30. Kidd K.R., Varner J.M. 2019. Differential relative bark thickness and aboveground growth discriminates fire resistance among hardwood sprouts in the southern Cascades, California. Trees, 33: 267–277. https://doi.org/10.1007/s00468-018-1775-z

31. Wang G.G., Wangen S.R. 2011. Does frequent burning affect longleaf pine (Pinus palustris ) bark thickness. Canadian J. of Forest Research, 41(7): 1562–1565. https://doi.org/10.1139/X11-074

32. Do Vale A.T., Elias P.S. 2014. Bark thermal protection level of four tree species and the relationship between bark architecture and heat transfer. Ciencia Florestal, Santa Maria, 24(4): 979–987. https://doi.org/10.1590/1980-509820142404017

33. Midgley J.J., Lawes M.J. 2016. Relative bark thickness; towards standardised measurement and analysis. Plant Ecology, 21: 677–681. https://doi.org/10.1007/s11258-016-0587-8

34. Midgley J.J. 2019. Evidence from Cape Proteaceae that high relative bark thickness is correlated with high bark thickness growth rates. South African J. of Botany, 124: 36–38. https://doi.org/10.1016/j.sajb.2019.04.021

35. Эверт Р.Ф. 2016. Анатомия растений Эзау. Меристемы, клетки и ткани растений: строение, функции и развитие. М.: БИНОМ, Лаборатория знаний, 600 с.

36. Пастори З., Горбачева Г.А., Санаев В.Г., Мохачине И.Р., Борчок З. 2020. Состояние и перспективы использования древесной коры. Лесной вестник, 24(5): 74–88. https://doi.org/10.18698/2542-1468-2020-5-74-88

37. Копанина А.В., Лебедева Е.В., Власова И.И. 2018. Особенности восстановления растительности после извержения 1907 г. кальдеры Ксудач на юге Камчатского полуострова. Изв. РАН. Серия географическая, 6: 57–69. https://doi.org/10.1134/S2587556618060092

38. Тальских А.И., Копанина А.В., Власова И.И. 2021. Структурные особенности коры Betula ermanii (Betulacea) в ландшафтах морских побережий и активных вулканов Дальнего Востока России. Растительные ресурсы, 57(2): 124–144. https://doi.org/10.31857/S0033994621020096

39. Kopanina A.V., Lebedeva E.V., Vlasova I.I., Talskikh A.I. 2020. Structural traits of woody plants and geomorphological conditions to the vegetation recovery at Ksudach caldera (Southern Kamchatka) since the explosive eruption in 1907. J. of Mountain Science, 17(7): 1613–1635. https://doi.org/10.1007/s11629-019-5583-8

40. Kopanina A.V., Talskikh A.I., Vlasova I.I., Kotina E.L. 2022. Age-related pattern in bark formation of Betula ermanii growing in volcanic environments from southern Sakhalin and Kuril Islands (Northeast Asia). Trees, 36: 915–939. https://doi.org/10.1007/s00468-021-02257-x

41. Недолужко В.А., Скворцов А.К. 1996. Сем. Березовые. Betulaceae. В кн.: Сосудистые растения советского Дальнего Востока. СПб.: Наука, т. 8: 13–24.

42. Коропачинский И.Ю., Милютин Л.И. 2006. Естественная гибридизация древесных растений. Новосибирск: ГЕО, 223 с.

43. Коропачинский И.Ю. 2016. Арборифлора Сибири. Новосибирск: ГЕО, 578 с.

44. Скворцов А.К. 2002. Новая система рода Betula L . – Береза. Бюл. Московского общества испытателей природы. Отдел биологический, 107(5): 73–76.

45. Wu Z., Raven P.H., Hong D. (ed) 1999. Betula Linnaeus, Sp. Pl. 2: 982. 1753. In: Flora of China, 4: 304–313.

46. Недолужко В. А. 1995. Конспект дендрофлоры российского Дальнего Востока. Владивосток: Дальнаука, 208 c.

47. Серегин А.П. (ред.) 2022. Цифровой гербарий МГУ: электронный ресурс. М.: МГУ. URL: https://plant.depo.msu.ru/ (дата обращения 05.08.2022).

48. Баркалов В.Ю. 2009. Флора Курильских островов. Владивосток: Дальнаука, 468 с.

49. Шемякина А.В., Дегтярева А.Ю., Выводцев Н.В., Тагильцев Ю.Г., Цюпко В.А., Колесникова Р.Д. 2015. Дальневосточные представители рода Betula L.: распространение, экология, испытание новых продуктов. Вестник Тихоокеанского государственного университета, 36(1): 35–44.

50. Данилин И.М. 2009. Структура послепожарных березняков на южном пределе распространения. Лесоведение, 3: 20–31.

51. Серебряков И.Г. 1964. Жизненные формы высших растений и их изучение. В кн.: Полевая геоботаника. М.; Л.: Наука, т. 3: 146–205.

52. Барыкина Р.П., Веселова Т.Д., Девятов А.Г., Джалилова Х.Х., Ильина Г.М., Чубатова Н.В. 2004. Справочник по ботанической микротехнике: Основы и методы. М.: Изд-во МГУ, 312 с.

53. Angyalossy V., Pace M.R., Evert R.F., Marcati C.R., Oskolski A.A., Terrazas T., Kotina E., Lens F., Mazzoni-Viveiros S.C., Angeles G., Machado S.R., Crivellaro A., Rao K.S., Junikka L., Nikolaeva N., Baas P. 2016. IAWA List of Microscopic Bark Features. IAWA Journal, 37(4): 517–615. http://dx.doi.org/10.1163/22941932-20160151

54. Зайцев Г.Н. 1973. Методика биометрических расчетов. Математическая статистика в экспериментальной ботанике. М.: Наука, 256 с.

55. Минько А.А. 2004. Статистический анализ в MSExcel. М.: Диалектика, 448 с.

56. Ершов В.В., Копанина А.В. 2017. Химический состав водных вытяжек из почв грязевулканических ландшафтов. В кн.: География: развитие науки и образования. Ч. I. Коллективная монография по материалам ежегодной Междунар. науч.-практ. конф. LXX Герценовские чтения, посвящ. году экологии в России, 220-летию Герценовского университета, 85-летию факультета географии, 145-летию со дня рождения проф. Владимира Петровича Буданова, Санкт-Петербург, РГПУ им. А. И. Герцена, 20–23 апреля 2017 года. СПб., с. 142–147.

57. Яковец О.Г. 2010. Фитофизиология стресса: курс лекций. Минск: БГУ, 103 с.

58. Коровин В.В. 2002. Структурные аномалии стебля древесных растений. М.: Московский гос. ун-т леса, 259 с.

59. Новицкая Л.Л. 2008. Карельская береза: механизмы роста и развития структурных аномалий. Петрозаводск: Verso, 144 с.

60. Николаева Н.Н., Воробьев В.В. 2016. Роль тканей коры в создании рельефа поверхности ствола Betula pendula var. carelica. Вестник Московского государственного университета леса – Лесной вестник, 20(4): 25–28.

61. Кабанов Н.Е. 1972. Каменноберезовые леса в ботанико-географическом и лесоводственном отношении. М.: Наука, 136 с.

62. Bruelheide H., Dengler J., Purschke O. et al. 2018. Global trait – environment relationships of plant communities. Nature Ecology & Evolution, 2: 1906–1917. https://doi.org/10.1038/s41559-018-0699

63. Kopanina A.V., Vlasova I.I. 2019. Structural changes of bark of the woody liana Тoxicodendron orientale Greene (Anacardiaceae) in the extreme environments of gashydrothermal volcanic activity. Botanica Pacifica, 8(2): 3–17. https://doi.org/10.17581/bp.2019.08212

64. Мазуренко М.Т., Хохряков А.П. 1977. Структура и морфогенез кустарников. М.: Наука, 160 с.

65. Никитенко О.А., Ершов В.В. 2020. Гидрогеохимическая характеристика проявлений грязевого вулканизма на острове Сахалин. Геосистемы переходных зон, 4(3): 321– 335. http://doi.org/10.30730/gtrz.2020.4.3.321-335.336-350

66. Kopanina A.V., Shvidskaya K.A. 2021. Possibility of using satellite-based monitoring for large-scale mapping and research of dynamics of mud volcanic landscapes. IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science, 946: 012040. http://doi.org/10.1088/1755-1315/946/1/012040