The collection of woody plants is containing 12 species, 3 varieties and 7 cultivars of spruces (Picea A. Dietr.) in the botanical garden of the Ural Federal University. This collection can be the source of a new ornamental plants for landscaping, and also for carbon sequestration, for example, to creating carbon farms in the Middle Urals. The conifers can be a reliable system for reducing the greenhouses effect by long-term storage the carbon in their wood. The studies of shoots growth showed that species are not uniform in reaction on a variability of weather condition. The analysis indicated that main meteorological parameters to influence on beginning of shoots growth is sum of effective tempera-tures, but in time the ending of growth is determinate by sum of precipitation in addition to temperatures. The cluster analysis indicated that taxonomically relative species had a similar pigments composition of needles. The various age needles contained a different sums of the pigments. The three-years needles contained in 1.3 times more chlorophylls than one-years needles, so one gives a more functional contribution in the photosynthesis activity. The maximum con-tain of chlorophyll was found in the three-years needles of Korean spruce (Picea koraiensis Nakai) – 2.96 mg/g on dry weight. The ratio of chlorophyll a to chlorophyll b in the most measures more than 1.5, so it means a sufficient light regime for plants under conditions in the botanical garden. The eight species of spruces can be recommended for land-scaping in Yekaterinburg and the native species for a carbon farms.
botanical gardens, Picea A. Dietr., carbon farms, stems growth, pigments of needles
Введение
Российская Федерация обладает большим ресурсным потенциалом лесов, которые могут играть ключевую роль в регулировании глобального изменения климата и достижении углеродной нейтральности к 2060 году. Видовое разнообразие видов семейства Pinaceae Lindl., и в частности рода Picea A. Dietr. во флоре Среднего Урала невелико, что стимулирует внимание к внедрению новых видов, способных найти применение не только в озеленении и лесной индустрии, но и в решении экологических задач, включая развитие карбоновых ферм. Род Picea распространен в Азии, Европе и Северной Америке и включает около 35 видов [1]. В России встречаются в естественных условиях 8 видов ели и около 20 разводятся как интродуценты [2]. На Урале произрастают два вида и около 5 интродуцировано [3]. На Среднем Урале коллекции елей имеются в дендрарии Уральского лесотехнического университета из которых наиболее перспективные виды, прошедшие адаптацию в условиях дендрария Уральского учебно-опытного лесхоза: ель канадскую (Picea glauca (Moeneh.) Voss), ель колючую (P. pungens Engelm.), ель шероховатую (P. asperata Mast) [4]. Широкое распространение в озеленении на Среднем Урале получила аборигенная P. obovata Ledeb., а из интродуцентов – P. pungens Engelm. [3].
Климатические изменения оказывают существенное влияние на рост и развитие елей, в особенности такие факторы как повышенная температура и засухи [5, 6, 7, 8]. При этом повышение температуры может потенциально увеличить рост деревьев, в особенности на больших высотах в горах [9]. Некоторые виды елей хуже адаптируются к климатическим изменениям, чем, например, лиственницы [10]. В частности, величина реакции елей на засуху является видоспецифичной [11].
В нашей работе проведен сравнительный анализ роста и развития побегов аборигенных и инорайонных видов в зависимости от климатических условий. Исследование климатических факторов, влияющих на их развитие позволит разработать агротехнические приемы для конкретного региона, так как от правильного и своевременного ухода за насаждениями зависит их состояние и эстетический эффект.
По длительности сохранения депонированного углерода хвойные деревья выступают наиболее надежными системами уменьшения парникового эффекта, поэтому они могут играть ключевую роль в регулировании глобального изменения климата. Для этого важно знать потенциальную способность к депонированию углерода, которая определяется, в частности пигментным составом листьев (хвои).
1. Fu L. G., Li N., Mills R. Pinaceae Lindley. Flora of China: Z.Y. Wu, P.H. Raven (eds.). Cycadaceae through Fagaceae; St. Louis: Science Press, Beijing, and Missouri Botanical Garden Press. 1999; 4: 11-52.
2. Bulygin N. E., Yarmishko V. T. Dendrologiya. M.: MGUL, 2001. 528 s.
3. Mamaev S. A. Vidy hvoynyh na Urale i ih ispol'zovanie v ozelenenii. UNC AN SSSR. – Sverdlovsk, 1983. 102 s.
4. Anan'ina A. V., Vorob'eva M. V., Markovskaya A. N., Krekova Ya. A., Zalesov S. V. Perspektivnost' introducentov uchebno-opytnogo dendrariya ural'skogo uchebno-opytnogo leshoza. Vestnik Buryatskoy gosudarstvennoy sel'skohozyaystvennoy akademii im. V.R. Filippova. 2024; 3(76): 81-89. DOI: https://doi.org/10.34655/bgsha.2024.76.3.011. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=73161876.
5. He J., Shen Z., Ning C., Zhang W., Halik Ü. Elevational Effects of Climate Warming on Tree Growth in a Picea schrenkiana Forest in the Eastern Tianshan Mountains. Forests. 2024; 15: 2052. DOI: https://doi.org/10.3390/f15122052.
6. Orešković M., Trlin D., Anić I., Oršanić M., Prša L., Mikac S. Climate Sensitivity and Tree Growth Patterns in Subalpine Spruce-Dominated Forests of the North-Western Dinaric Alps. Forests. 2024; 15: 1972. DOI: https://doi.org/10.3390/f15111972.
7. Sharma M. Climate-Sensitive Diameter Growth Models for White Spruce and White Pine Plantations. Forests. 2023; 14: 2457. DOI: https://doi.org/10.3390/f14122457.
8. Jiao L., Xue R., Qi C., Chen K., Liu X. Comparison of the responses of radial growth to climate change for two dominant coniferous tree species in the eastern Qilian Mountains, northwestern China. Int J Biometeorol. 2021; 65: 1823-1836. DOI: https://doi.org/10.1007/s00484-021-02139-4.
9. Jiao L., Wang S., Chen K., Liu X. Dynamic response to climate change in the radial growth of Picea schrenkiana in western Tien Shan, China. J. For. Res. 2022; 33: 147-157. DOI: https://doi.org/10.1007/s11676-021-01336-6.
10. Wu X., Jiao L., Liu X., Xue R., Qi C., Du D. Ecological Adaptation of Two Dominant Conifer Species to Extreme Climate in the Tianshan Mountains. Forest. 2023; 14: 1434. DOI: https://doi.org/10.3390/f14071434.
11. Mašek J., Dorado-Liñán I., Treml V. Responses of stem growth and canopy greenness of temperate conifers to dry spells. Int J Biometeorol. 2024; 68: 1533-1544. DOI: https://doi.org/10.1007/s00484-024-02682-w.
12. Klimat Urala. URL: http://svgimet.ru/?page_id=1707 (data obrascheniya: 10.09.2024).
13. Lichtenthaler H. K. Chlorophylls and Carotenoids: Pigments of Photosynthetic Biomembranes. Methods in Enzymology. 1987: 148: P. 350-382. DOI: https://doi.org/10.1016/0076-6879(87)48036-1.
14. Zaycev G. N. Optimum i norma v introdukcii rasteniy. M.: Nauka, 1983. 272 s.
15. Kul'kova A. V., Besschetnova N. N., Besschetnov V. P. Sezonnye izmeneniya pigmentnogo sostava hvoi predstaviteley roda el' v Nizhegorodskoy oblasti. Izvestiya Sankt-Peterburgskoy lesotehnicheskoy akademii. 2021; 235: 22-39. DOI: https://doi.org/10.21266/2079-4304.2021.235.22-39. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=46115006.
16. Besschetnova N. N., Besschetnov V. P., Ershov P. V. Genotipicheskaya obuslovlennost' pigmentnogo sostava hvoi plyusovyh derev'ev eli evropeyskoy. Izvestiya vysshih uchebnyh zavedeniy. Lesnoy zhurnal. 2019; 1(367): 63-76. DOI: https://doi.org/10.17238/issn0536-1036.2019.1.63. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=36949911.
17. Silkina O. V. Kompleksnaya ocenka ekologo-fiziologicheskih parametrov hvoi Abies sibirica i Picea abies v processe vegetacii i ee fitoproduktivnaya aktivnost' : avtoref. dis. … kand. biol. nauk: 03.00.16 «Ekologiya», 03.00.32 «Biologicheskie resursy» / O. V. Silkina. – Kazan', 2006. 25 s.
18. Tuzhilkina V. V. Fotosinteticheskaya aktivnost' sosny i eli v usloviyah sredney podzony taygi Komi ASSR : avtoref. dis. … kand. biol. nauk: special'nost' 03.00.12 «Fiziologiya i biohimiya rasteniy» / V. V. Tuzhilkina. – Voronezh, 1984. – 19 s
