ОЦІНКА ОНОТОГЕНЕТИЧНОЇ ТА ВІТАЛІТЕТНОЇ СТРУКТУР ПОПУЛЯЦІЙ LATHYRUS VERNUS (L.) BERNH У ҐЕТТІНГЕНСЬКОМУ ЛІСІ (НИЖНЯ САКСОНІЯ, НІМЕЧЧИНА)

Ключові слова: популяційний аналіз, букові ліси, Göttinger Wald, віталітетний аналіз.

Анотація

У сучасному світі проблеми збереження біорізноманіття та протидії змінам клімату є тісно пов’язаними між собою. Вони передбачають й реалізацію комплексу заходів, спрямованих на недопущення втрати лісового фонду як окремих регіонів, так планети загалом. У зазначеному аспекті набуває важливості розуміння особливостей та закономірностей функціонування популяцій лісових рослин, у тому числі популяцій тих видів, які формують ярус трав. Відповідно, метою публікації було визначено установити та проаналізувати онтогенетичну й віталітетну структури популяцій Lathyrus vernus (L.) Bernh у лісових фітоценозах Ґеттінгенського лісу, розташованого на півдні Нижньої Саксонії Німеччини. Вивченням було охоплено шість популяцій, які зростали у фітоценозах відмінних між собою за віком, характером менеджменту та природоохоронним режимом. Онтогенетична та віталітетна структура популяцій L. vernus були вивчені відповідно до загальноприйнятих підходів. Віталітетним аналізом засвідчено, що усі досліджувані популяції L. vernus є врівноваженими з індексом якості (Q) від 0,2000 до 0,3000. При цьому праліси вирізнялись найменшою репрезентованістю особин найвищого рівня віталітету, частка яких знижена до 20,0–23,3%. У старих лісах, де впроваджено лісогосподарський менеджмент, їхня частка є у 1,4–2,4 рази більшою: на рівні 33,3–56,7%. Встановлено, що усі досліджувані популяції є неповними за онтогенетичною структурою. Чотири популяції мають ярко виражені центровані спектри, які відзначаються переважанням генеративних особин. Загалом в ознаках онтогенетичної структури, порівняно із віталітетною, у популяцій проявились значно більші відмінності при варіюванні значень індексу відновлюваності від 8,82 до 60,0%, генеративності – від 33,33 до 82,35%, індексу старіння – від 0 до 38,24% (за І.М. Коваленком). На тлі застосування лісогосподарського менеджменту зареєстроване суттєве збільшення діапазону варіювання значень індексів відновлюваності та генеративності, та у, підсумку, репрезентованість популяцій різних онтогенетичних типів: молодих, перехідних, зрілих. Популяції із пралісових фітоценозів були виключно «зрілими». Встановлені факти про віталітетну та онтогенетичну структуру об’єктивно засвідчують те, що L. vernus є видом, чутливим не тільки до зміни еколого-ценотичних ознак фітоценозів, а й до системи лісогосподарського менеджменту та особливостей режимів охорони, які запроваджуються в пралісах. Результати оцінки онтогенетичної та віталітетної структури, свідчать, що умови Ґеттінгенського лісу, розташованого на півдні Нижньої Саксонії (Німеччина), є сприятливими для формування та функціонування популяцій L. vernus.

Посилання

1. Albert, M., Nagel, J., Schmidt, M., Nagel, R.-V. & Spellmann, H. (2021). Eine neue Generation von Ertragstafeln für Eiche, Buche, Fichte, Douglasie und Kiefer. [A new generation of yield tables for oak, beech, spruce, Douglas fir, and pine] doi: 10.5281/zenodo.6343907 (in German)
2. Buresch, M., Evers, J., Hamkens, H., Meesenburg, H., Nagel, R.-V., Paar, U., Spellmann, H. & Sutmöller, J. (2023). Grundlagen der klimaangepassten Baumartenempfehlung. In: Nordwestdeutsche Forstliche Versuchsanstalt, Regionale Waldbauplanung in Sachsen-Anhalt als Beitrag zur Klimafolgenanpassung und nachhaltigen Sicherung der Waldfunktion, Beiträge aus der Nordwestdeutschen Forstlichen Versuchsanstalt, [Fundamentals of climate-adapted tree species recommendation. In: Northwest German Forestry Research Institute, Regional forest planning in Saxony-Anhalt as a contribution to climate adaptation and sustainable assurance of forest functions, Contributions from the Northwest German Forestry Research Institute] Bd. 21. Universitätsverlag Göttingen, 47–64. doi: 10.17875/gup2023-2399 (in German)
3. Didukh, Ya. P. (2018). Biotop yak systema: struktura, dynamika, ekosystemni posluhy [Biotope as a system: structure, dynamics, ecosystem services]. Ukrainskyi botanichnyi zhurnal, 75, 5, 405–420 (in Ukrainian).
4. Ehrlén, J. & Münzbergová, Z. (2009). Timing of flowering: opposed selection on different fitness components and trait covariation. The American Naturalist, 173 (6), 819–830. doi: 10.1086/598492
5. Ehrlén, J. & Valdés, A. (2020). Climate drives among-year variation in natural selection on flowering time. Ecology Letters, 23 (4), 653–662. doi: 10.1111/ele.13468
6. Glatthorn, J., Appleby, S., Balkenhol, N., Kriegel, P., Likulunga, L. E., Lu, J. Z. & Ammer, C. (2023). Species diversity of forest floor biota in non-native Douglas-fir stands is similar to that of native stands. Ecosphere, 14(7), e4609. doi: 10.1002/ecs2.4609
7. Greiser, C., Hylander, K., Meineri, E., Luoto, M. & Ehrlén, J. (2020). Climate limitation at the cold edge: contrasting perspectives from species distribution modelling and a transplant experiment. Ecography, 43(5), 637–647. doi: 10.1111/ecog.04490
8. Hamann, A., Roberts, D. R., Quinn E., Barber, Q. E., Caroll, C. & Nielsen, S. E. (2015). Velocity of climate change algorithms for guiding conservation and management. Global Change Biology 21, 997–1004. doi: 10.1111/gcb.12736
9. Havrylenko, O. P. (2019). Konflikty pryrodokorystuvannia v konteksti vtraty ekosystemnykh posluh [Nature use conflicts in the context of loss of ecosystem services]. Naukovyi visnyk Khersonskoho derzhavnoho universytetu. Seriia: Heohrafichni nauky, (10), 101–106 (in Ukrainian).
10. Iskender, N. Y., Yaylı, N., Yasar, A. & Çoskunçelebı, K. (2009). Volatile constituents of the flower, leaf and stem of Lathyrus vernus (L.) grown in Turkey. Asian Journal of Chemistry, 21(8), 6290-6294.
11. Kimengsi, J.N., Owusu, R. & Charmakar, S. (2023). A global systematic review of forest management institutions: towards a new research agenda. Landsc Ecol 38, 307–326 doi: 10.1007/s10980-022-01577-8
12. Kölling, C. & Mette T. (2022). Wälder im Klimawandel – Neues Klima erfordert neue Baumarten. [Forests in Climate Change - New Climate Requires New Tree Species] In: K. Berr und C. Jenal (Hrsg.), Wald in der Vielfalt möglicher Perspektiven, Raum Fragen: Stadt – Region – Landschaft, Springer VS Verlag. doi: 10.1007/978-3-658-33705-6_7 (in German)
13. Lieven S., Fasse F. & Nagel R.-V. (2023). Alternative Baumarten – ein Lösungsbeitrag für die Klimaanpassung? In: Nordwestdeutsche Forstliche Versuchsanstalt (Hrsg.), Regionale Waldbauplanung in Sachsen-Anhalt als Beitrag zur Klimafolgenanpassung und nachhaltigen Sicherung der Waldfunktion, Beiträge aus der Nordwestdeutschen Forstlichen Versuchsanstalt. [Alternative Tree Species – a Contribution to Climate Adaptation? In: Northwest German Forestry Research Institute (Ed.), Regional Forest Development Planning in Saxony-Anhalt as a Contribution to Climate Change Adaptation and Sustainable Assurance of Forest Function, Contributions from the Northwest German Forestry Research Institute] Bd.21. Universitätsverlag Göttingen, 175–186. doi: 10.17875/gup2023-2406 (in German)
14. Mette, T., Brandl, S. & Kölling, C. (2021). Climate Analogues for Temperate European Forests to Raise Silvicultural Evidence Using Twin Regions. Sustainability 2021, 13, 6522. doi: 10.3390/su13126522
15. Nordwestdeutsche Forstliche Versuchsanstalt (Hrsg.) (2023). Regionale Waldbauplanung in Sachsen-Anhalt als Beitrag zur Klimafolgenanpassung und nachhaltigen Sicherung der Waldfunktion. Beiträge aus der Nordwestdeutschen Forstlichen Versuchsanstalt, [Regional Forest Development Planning in Saxony-Anhalt as a Contribution to Climate Change Adaptation and Sustainable Assurance of Forest Functions. Contributions from the Northwest German Forestry Research Institute] Bd. 21. Universitätsverlag Göttingen, 211. doi: 10.17875/gup2023-2394 (in German)
16. Östergård, H., Hambäck, P. A. & Ehrlén, J. (2007). Pre-dispersal seed predation: the role of fruit abortion and selective oviposition. Ecology, 88(12), 2959-2965. doi: 10.1890/07-0346.1
17. Pretzsch H., del Río M., Biber P., Arcangeli C., Bielak K., Brang P., Dudzinska M., Forrester D.I., Klädtke J., Kohnle U., Ledermann T., Matthews R., Nagel J., Nagel R., Nilsson U., Ningre F., Nord-Larsen T., Wernsdörfer H. & Sycheva E. (2019). Maintenance of long-term experiments for unique insights into forest growth dynamics and trends: Review and perspectives. European Journal of Forest Research, 138(1), 165–185. doi: 10.1007/s10342-018-1151-y
18. Regionale Waldbauplanung in Sachsen-Anhalt als Beitrag zur Klimafolgenanpassung und nachhaltigen Sicherung der Waldfunktion (2023). [Regional Forest Development Planning in Saxony-Anhalt as a Contribution to Climate Change Adaptation and Sustainable Assurance of Forest Functions] Göttingen: Universitätsverlag Göttingen. doi: 10.17875/gup2023-2394 (in German)
19. Sherstiuk, M. (2017). The analysis of vitality structure of Chimaphila umbellata (L.) W. Barton cenopopulations in forest phytocenoses of the Novgorod-Sivers’k Polissia. Science Rise: Biological Science, (1 (4), 40–45. doi: 10.15587/2519-8025.2017.94019
20. Sherstuk, M. (2016). Morphometric Parameters Oxycoccus palustris Pers. in Palustre and Palustre Forest Phytocenoses of Ukrainian Polissya. Notes in Current Biology, (7(332), 78–83. doi: 10.29038/2617-4723-2016-332-7-78-83
21. Shuai Ma, Hui-Yong Wang, Xiaomian Zhang, Liang-Jie Wang & Jiang Jiang, A. (2022). nature-based solution in forest management to improve ecosystem services and mitigate their trade-offs, Journal of Cleaner Production, 351, 131557, ISSN 0959-6526, doi: 10.1016/j.jclepro.2022.131557
22. Skliar, V. & Sherstuk, M. (2016). Size structure of phytopopulations and its quantitative evaluation. EUREKA. Life Sciences, (1), 9-15. doi: 10.21303/2504-5695.2016.00047
23. Skliar, V., Kovalenko, I., Skliar, Iu. & Sherstiuk, M. (2019). Vitality structure and its dynamics in the process of natural reforestation of Quercus robur L. AgroLife Scientific Journal, 8 (1).
24. Skliar, V., Kyrylchuk, K., Tykhonova, O., Bondarieva, L., Zhatova, H., Klymenko, A., Bashtovyi, M. & Zubtsova, I. (2020). Ontogenetic structure of populations of forest-forming species of the Left-Bank Polissya of Ukraine. Baltic Forestry, 26(1). doi: 10.46490/BF441
25. Skliar, V., Sherstuk, M. & Skliar, Iu. (2016). Аlgorithm of comprehensive assessment of individual’s morphological integration of plants contrast biomorfs. QUAERE 2016 (vol. VI.): Interdisciplinary Scientific Conference for PhD students and assistance, 393–403
26. Skliar, V.H. (2013). Dynamika vitalitetnykh parametriv populiatsii lisoutvoriuvalnykh vydiv Novhorod-Siverskoho Polissia: teoretychni zasady ta sposoby otsinky [Dynamics of vital parameters of populations of forest-forming species of Novgorod-Siverskyi Polissia: theoretical principles and methods of assessment.]. Ukrainskyi botanichnyi zhurnal, 70 (5), 624-629 (in Ukrainian).
27. Koskela, T., Karppinen, H., Forest Owners’ Intention to Safeguard Forest Biodiversity (2023). An Application of the Theory of Planned Behavior, Forest Science. doi: 10.1093/forsci/fxad044
28. Thomas, J., Brunette, M. & Leblois, A. (2022). The determinants of adapting forest management practices to climate change: Lessons from a survey of French private forest owners, Forest Policy and Economics, Volume 135, 2022. doi: 10.1016/j.forpol.2021.102662
29. Tsarenko, O. M., Zlobin, Yu. A., Skliar, V.H. & Panchenko, S. M. (2000). Kompiuterni metody v silskomu hospodarstvi ta biolohii. [Computer methods in agriculture and biology]. Universytetska knyha, Sumy, 203 (in Ukrainian)
30. Zumr, V., Nakládal, O., Bílek, L. & Remeš, J. (2023). The diameter of beech snags is an important factor for saproxylic beetle richness: Implications for forest management and conservation, Forest Ecosystems, Volume 10, 100143. doi: 10.1016/j.fecs.2023.100143
31. Valdés, A., Ehrlén, J. (2021). Plant–animal interactions mediate climatic effects on selection on flowering time. Ecology, 102 (9). doi: 10.1002/ecy.3466
32. Yakubenko, B. Ye., Popovych, S. Yu., Ustymenko, P. M., Dubyna, D. V. & Churilov, A. M. (2020). Heobotanika: metodychni aspekty doslidzhen [Geobotany: methodological aspects of research], 316. (in Ukrainian).
33. Zhezhkun, I. M. (2021). Stan ta perspektyvy vykorystannia v Ukraini ekosystemnykh posluh lisiv [Status and prospects of use of ecosystem services of forests in Ukraine]. Materialy Tretoi Vseukrainskoi naukovo-praktychnoi konferentsii «Yevrointehratsiia ekolohichnoi polityky Ukrainy». Odesa, Odeskyi derzhavnyi ekolohichnyi universytet. 201, 110 (in Ukrainian).
34. Zlobin, Yu. A., Skliar, V. G. & Klymenko, G. O. (2022) Biologiia ta ekologiia fitopopuliatsii [Biology and ecology of phytopopulations] Sumy: Universytetska knyga, 512 (in Ukrainian).
35. Zoric, L., Merkulov, L., Lukovic, J., Boza, P. & Krstic, B. (2011). Evaluation of forage quality of Lathyrus L. species based on histological characteristics. Acta Agronomica Hungarica, 59 (1), 47–55. doi: 10.1556/AAgr.59.2011.1.5
Опубліковано
2023-12-27
Як цитувати
Ярошенко, Н. П. (2023). ОЦІНКА ОНОТОГЕНЕТИЧНОЇ ТА ВІТАЛІТЕТНОЇ СТРУКТУР ПОПУЛЯЦІЙ LATHYRUS VERNUS (L.) BERNH У ҐЕТТІНГЕНСЬКОМУ ЛІСІ (НИЖНЯ САКСОНІЯ, НІМЕЧЧИНА). Вісник Сумського національного аграрного університету. Серія: Агрономія і біологія, 54(4), 68-73. https://doi.org/10.32782/agrobio.2023.4.10