Фенологический ответ Magnolia sieboldii K. Koch. на климатические изменения

Каменева Л.А., Кокшеева И.М., Творогов С.П., Богачёв И.Г.



Перейти в оглавление выпуска:
2018. Т. 123. Вып. 1.

Go to the issue table of contents:
2018. Т. 123. Вып. 1.

Данные статьи

Description

DOI

Нет

Авторы:

Authors:

Каменева Л.А., Кокшеева И.М., Творогов С.П., Богачёв И.Г.

Ключевые слова:

Keywords:

Magnolia, фенологические фазы, фенологический сдвиг, вегетационный период, климат.

Скачать pdf статьи:

Download the article:



Ссылка для цитирования:

For citation:

Каменева Л.А., Кокшеева И.М., Творогов С.П., Богачёв И.Г., Фенологический ответ Magnolia sieboldii K. Koch. на климатические изменения // Бюл. МОИП. Отд. биол. 2018. Т. 123. Вып. 1. С. 57-64

Фенологический ответ Magnolia sieboldii K. Koch. на климатические изменения

Фенология растений – важное направление исследований на стыке ботаники и экологии, позволяющее дать дополнительную информацию о явлениях, происходящих в природе в связи с изменением климата. Интересным примером стали наблюдения за растениями-интродуцентами, находящимися в уязвимом положении за пределами естественного ареала и чутко реагирующими на все изменения среды. Мы проанализировали данные многолетних (1982–2015 гг.) фенологических наблюдений за ценным декоративным интродуцентом Magnolia sieboldii в условиях юга Дальнего Востока России и оценили влияние климатических факторов. Показан характер зависимости наступления и продолжительности фенологических фаз от меняющихся климатических факторов. Отмечена высокая зависимость фазы цветения от температуры воздуха: изменяется не только фенодата, но и продолжительность процесса цветения. В 2011–2015 гг., по сравнению с периодом 1982–2001 гг., начало цветения сместилось на более ранние сроки, что можно объяснить изменением температурного фона этих периодов. Продолжительность вегетационного периода с 1982 по 2015 гг. увеличилась в среднем на 14 дней. Увеличение сроков вегетации произошло за счет смещения начала набухания почек на более ранние даты, а листопада – на более поздние. Таким образом, в статье показаны и проанализированы сдвиги фенологического ритма Magnolia sieboldii, демонстрирующие характер зависимости от климатических факторов и текущих климатических изменений.

References

Гордиенко Н.С., Леванова Т.А. Анализ многолетних феноклиматических изменений природы Ильменского заповедника // Влияние изменения климата на экосистемы. Русский университет. 2001. Ч. II. С. 9–16. [Gordienko N.S., Levanova T.A. Analiz mnogoletnikh fenoklimaticheskikh izmenenii prirody Ilʹmenskogo zapovednika // Vliyanie izmeneniya klimata na ekosistemy. Russkii universitet. 2001. Ch. II. S. 9–6].
Казановский С.Г., Моложников В.Н., Воронин В.И. Динамика растительности и флоры Прибайкалья в кайнозое // Развитие жизни в процессе абиотических изменений на Земле. 2008. № 1. С. 383–400. [Kazanovskii S.G., Molozhnikov V.N., Voronin V.I. Dinamika rastitelʹnosti i flory Pribaikalʹya v kainozoe // Razvitie zhizni v protsesse abioticheskikh izmenenii na Zemle. 2008. №1. S. 383–400].
Каменева Л.А. Биологические особенности цветения и плодоношения интродуцированных представителей рода Magnolia L. (Magnoliaceae Juss.) в условиях Российского Дальнего Востока // Комаровские чтения. 2015. Вып. LXIII. С. 199–213 [Kameneva L.A. Biologicheskie osobennosti tsveteniya i plodonosheniya introdutsirovannykh predstavitelei roda Magnolia L. (Magnoliaceae Juss.) v usloviyakh Rossiiskogo Dalʹnego Vostoka // Komarovskie chteniya. 2015. Vyp. LXIII. S. 199–213].
Лапин П.И. Сезонный ритм развития древесных растений и его значение для интродукции // Бюл. ГБС. 1967. Вып. 65. С. 13–18 [Lapin P.I. Sezonnyi ritm razvitiya drevesnykh rastenii i ego znachenie dlya introduktsii // Byul. GBS. 1967. Vyp. 65. S. 13–18].
Нефедьева E.A. Давление как фактор регуляции у растений. Сб. статей. М.; Берлин, 2015. 301 с. [Nefedʹeva E.A. Davlenie kak faktor regulyatsii u rastenii. sb. statei. M.; Berlin, 2015. 301 s.].
Овчинникова Т. М., Фомина В.А., Андреева Е.Б., Н.П. Должковая, В.Г. Суховольский. Анализ изменений сроков сезонных явлений у древесных растений заповедника столбы // Хвойные бореальной зоны. 2011. Вып. XXVIII. № 1–2. С. 54–59 [Ovchinnikova T.M., Fomina V.A., Andreeva E.B., Dolzhkovaya N.P., Sukhovolʹskii V.G. Analiz izmenenii srokov sezonnykh yavlenii u drevesnykh rastenii zapovednika stolby // Khvoinye borealʹnoi zony. 2011. Vyp. XXVIII. № 1–2. S. 54–59].
Парилова Т.А., Кастрикин В.А., Бондарь Е.А. Многолетние тенденции сроков наступления фенофаз растений в условиях потепления климата (Хинганский заповедник, Среднее Приамурье) // Влияние изменения климата на экосистемы бассейна реки Амур. М., 2006. С. 47–51 [Parilova T.A., Kastrikin V.A., Bondarʹ E.A. Mnogoletnie tendentsii srokov nastupleniya fenofaz rastenii v usloviyakh potepleniya klimata (Khinganskii zapovednik, Srednee Priamurʹe) // Vliyanie izmeneniya klimata na ekosistemy basseina reki Amur. M., 2006. S. 47–51].
Петухова И.П. Магнолии в условиях юга российского Дальнего Востока. Владивосток, 2003. 100 с. [Petukhova I.P. Magnolii v usloviyakh yuga rossiiskogo Dalʹnego Vostoka. Vladivostok, 2003. 100 s.].
Петухова И.П. Магнолии для Вашего сада. Владивосток, 2006. 102 с. [Petukhova I.P. Magnolii dlya Vashego sada. Vladivostok: Dalʹnauka, 2006. 102 s.].
Романов М.С., Карпун Ю.Н., Бобров А.В. Итоги и перспективы интродукции представителей Magnolia L. (Magnoliaceae Juss.) в России // Общие вопросы ботаники. 2005. С. 29–51. [Romanov M.S., Karpun Yu.N., Bobrov A.V. Itogi i perspektivy introduktsii predstavitelei Magnolia L. (Magnoliaceae Juss.) v Rossii // Obshchie voprosy botaniki. 2005. S. 29–51].
Семенов С.М., Кухта Б.А., Гельвер Е.С. О нелинейности климатогенных изменений сроков фенологических явлений у древесных растений // Докл. РАН. 2004. Т. 396, № 3. С. 427–429 [Semenov S.M., Kukhta B.A., Gelʹver E.S. O nelineinosti klimatogennykh izmenenii srokov fenologicheskikh yavlenii u drevesnykh rastenii // Dokl. RAN. 2004. T. 396, № 3. S. 427–429].
Семенов С.М., Ясюкевич В.В., Гельвер Е.С. Выявление климатогенных изменений. М., 2006. 324 с. [Semenov S.M., Yasyukevich V.V., Gelʹver E.S. Vyyavlenie klimatogennykh izmenenii. M., 2006. 324 s.].
Azuma H., Garsia-Franco J.G, Rico-Gray V., Their L.B. Molecular phylogeny of the Magnoliaceae: the biogeography of tropical and temperate disjunction // Amer. J. Bot. 2001. Vol. 88. № 12. P. 2275–2285.
Chen F., He Q., Yu S.L., Zhang R.B. Climatic signals in tree rings of Juniperus turkestanica in the Gulcha River Basin (Kyrgyzstan), reveals the recent wetting trend of high Asia // Dendrobiology. 2015. Vol. 74. P. 35–42.
Chmielewski F.-M., Rotzer T. Response of tree phenology to climate change across Europe // Agricultural and Forest Meteorology. 2001. Vol. 108. P. 101–112.
Cook B.I., Wolkovich E.M., Parmesan C. Divergent responses to spring and winter warming drive community level flowering trends // Proc. Natl. Acad. Sci. 2012. Vol. 109. P. 9000–9005.
Dentec C.F., Vitasse M., Bonhomme, Louvet J., Kremer A., Delzon S. Chilling and heat requirements for leaf unfolding in European beech and sessile oak populations at the southern limit of their distribution range // J. Biometeorol. 2013.
Ellowood E.R., Temple S.A., Primack R.B., Bradley N.L., Davis C.C. Record-breaking early flowering in the Eastern United States // PLos ONE. 2013.
Fyfe J. C., Gillett N.P., Zwiers F.W. Overestimated global warming over the past 20 years // Nat. Clim. Change. 2013. Vol. 3. P. 767–769.
Gaira K.S., Rawal R.S., Rawat B., Bhatt I.D. Impact of climate change on the flowering of Rhododendron arboreum in central Himalaya, India // Current Science. 2014. Vol. 106. P. 1735–1738.
Garamszegi B., Kern Z. Climate influence on radial growth of Fagus sylvatica growing near the edge of its distribution in Bükk Mts., Hungary // Dendrobiology. 2014. Vol. 72. P. 93–102.
Gordo O., Jose Sanz J. Impact of climate change on plant phenology in Mediterranean ecosystems // Global Change Biology. 2010. Vol. 16. P. 1082–1106.
Heide O.M. High autumn temperature delays spring bud burst in boreal trees, counterbalancing the effect of climatic warming // Tree Physiol. 2003. Vol. 23. P. 931–936.
Jochner S., Menzel A. Urban phenological studies-past, present, future // Environ. Pollut. 2015. Vol. 203. P. 250–261.
Kameneva L.A., Koksheeva I.M. Reproductive biology of the seven species of the genus Magnolia L. in conditions of culture in the Russian Far East // Bangladesh J. Plant Taxon. 2013. Vol. 20. №2. Р. 163–170.
Karolewski P., Grzebyta J., Oleksyn J., Giertych M.J. Temperature affects performance of Lymantria dispar larvae feeding on leaves of Quercus robur // Dendrobiology 2007. Vol. 58. P. 43–49.
Krajmerova D., Longauer R., Pacalaj M., Gomory D. Influence of provenance transfer on the growth and survival of Picea abies provenances // Dendrobiology. 2009. Vol. 61. P. 17–23.
Luedeling E., Guo L., Dai J., Leslie C., Blanke M.M. Differential responses of trees to temperature variation during the chilling and forcing phases // Agric. For. Meteorol. 2013. Vol. 181. P. 33–42.
Menzel A., Fabian P. Growing season extended in Europe // Nature. 1999. Vol. 397. P. 659.
Menzel A., Estrella N., Fabian P. Spatial and temporal variability of the phonological seasons in Germany from 1951 to 1996 //Global Change Biology. 2001. Vol. 7. P. 657–666.
Menzel A., Sparks T. H., Estrella N. et al. European phenological response to climate change matches the warming pattern // Global Change Biology. 2006. Vol. 12. P. 1969–1976.
Parmesan C., Yohe G. A global coherent fingerprint of climate change impacts across natural systems // Nature. 2003. Vol. 421. P. 37–42.
Post E., Stenseth N.C. Climatic variability, plant phenology, and northern ungulates // Ecology. 1999. Vol. 80. P. 1322–1339.
Scheiﬁnger H., Menzel A., Koch E., Peter C., Ahas R. Atmospheric mechanisms governing the spatial and temporal variability of phenological phases in central Europe // International Journal of Climatology. 2002. Vol. 22. P. 1739–1755.
Walther G.-R., Post E., Convey P. et al. Ecological responses to recent climate change // Nature. 2002. Vol. 416. P. 389–395.
Yan S.-X., Li Y.-H., Wei F-Y. Distribution of Magnoliaceae Plants in China // J. of Wuhan Botanical Research. 2008. Vol. 26. № 4. P. 379–384.

Список литературы

Гордиенко Н.С., Леванова Т.А. Анализ многолетних феноклиматических изменений природы Ильменского заповедника // Влияние изменения климата на экосистемы. Русский университет. 2001. Ч. II. С. 9–16. [Gordienko N.S., Levanova T.A. Analiz mnogoletnikh fenoklimaticheskikh izmenenii prirody Ilʹmenskogo zapovednika // Vliyanie izmeneniya klimata na ekosistemy. Russkii universitet. 2001. Ch. II. S. 9–6].
Казановский С.Г., Моложников В.Н., Воронин В.И. Динамика растительности и флоры Прибайкалья в кайнозое // Развитие жизни в процессе абиотических изменений на Земле. 2008. № 1. С. 383–400. [Kazanovskii S.G., Molozhnikov V.N., Voronin V.I. Dinamika rastitelʹnosti i flory Pribaikalʹya v kainozoe // Razvitie zhizni v protsesse abioticheskikh izmenenii na Zemle. 2008. №1. S. 383–400].
Каменева Л.А. Биологические особенности цветения и плодоношения интродуцированных представителей рода Magnolia L. (Magnoliaceae Juss.) в условиях Российского Дальнего Востока // Комаровские чтения. 2015. Вып. LXIII. С. 199–213 [Kameneva L.A. Biologicheskie osobennosti tsveteniya i plodonosheniya introdutsirovannykh predstavitelei roda Magnolia L. (Magnoliaceae Juss.) v usloviyakh Rossiiskogo Dalʹnego Vostoka // Komarovskie chteniya. 2015. Vyp. LXIII. S. 199–213].
Лапин П.И. Сезонный ритм развития древесных растений и его значение для интродукции // Бюл. ГБС. 1967. Вып. 65. С. 13–18 [Lapin P.I. Sezonnyi ritm razvitiya drevesnykh rastenii i ego znachenie dlya introduktsii // Byul. GBS. 1967. Vyp. 65. S. 13–18].
Нефедьева E.A. Давление как фактор регуляции у растений. Сб. статей. М.; Берлин, 2015. 301 с. [Nefedʹeva E.A. Davlenie kak faktor regulyatsii u rastenii. sb. statei. M.; Berlin, 2015. 301 s.].
Овчинникова Т. М., Фомина В.А., Андреева Е.Б., Н.П. Должковая, В.Г. Суховольский. Анализ изменений сроков сезонных явлений у древесных растений заповедника столбы // Хвойные бореальной зоны. 2011. Вып. XXVIII. № 1–2. С. 54–59 [Ovchinnikova T.M., Fomina V.A., Andreeva E.B., Dolzhkovaya N.P., Sukhovolʹskii V.G. Analiz izmenenii srokov sezonnykh yavlenii u drevesnykh rastenii zapovednika stolby // Khvoinye borealʹnoi zony. 2011. Vyp. XXVIII. № 1–2. S. 54–59].
Парилова Т.А., Кастрикин В.А., Бондарь Е.А. Многолетние тенденции сроков наступления фенофаз растений в условиях потепления климата (Хинганский заповедник, Среднее Приамурье) // Влияние изменения климата на экосистемы бассейна реки Амур. М., 2006. С. 47–51 [Parilova T.A., Kastrikin V.A., Bondarʹ E.A. Mnogoletnie tendentsii srokov nastupleniya fenofaz rastenii v usloviyakh potepleniya klimata (Khinganskii zapovednik, Srednee Priamurʹe) // Vliyanie izmeneniya klimata na ekosistemy basseina reki Amur. M., 2006. S. 47–51].
Петухова И.П. Магнолии в условиях юга российского Дальнего Востока. Владивосток, 2003. 100 с. [Petukhova I.P. Magnolii v usloviyakh yuga rossiiskogo Dalʹnego Vostoka. Vladivostok, 2003. 100 s.].
Петухова И.П. Магнолии для Вашего сада. Владивосток, 2006. 102 с. [Petukhova I.P. Magnolii dlya Vashego sada. Vladivostok: Dalʹnauka, 2006. 102 s.].
Романов М.С., Карпун Ю.Н., Бобров А.В. Итоги и перспективы интродукции представителей Magnolia L. (Magnoliaceae Juss.) в России // Общие вопросы ботаники. 2005. С. 29–51. [Romanov M.S., Karpun Yu.N., Bobrov A.V. Itogi i perspektivy introduktsii predstavitelei Magnolia L. (Magnoliaceae Juss.) v Rossii // Obshchie voprosy botaniki. 2005. S. 29–51].
Семенов С.М., Кухта Б.А., Гельвер Е.С. О нелинейности климатогенных изменений сроков фенологических явлений у древесных растений // Докл. РАН. 2004. Т. 396, № 3. С. 427–429 [Semenov S.M., Kukhta B.A., Gelʹver E.S. O nelineinosti klimatogennykh izmenenii srokov fenologicheskikh yavlenii u drevesnykh rastenii // Dokl. RAN. 2004. T. 396, № 3. S. 427–429].
Семенов С.М., Ясюкевич В.В., Гельвер Е.С. Выявление климатогенных изменений. М., 2006. 324 с. [Semenov S.M., Yasyukevich V.V., Gelʹver E.S. Vyyavlenie klimatogennykh izmenenii. M., 2006. 324 s.].
Azuma H., Garsia-Franco J.G, Rico-Gray V., Their L.B. Molecular phylogeny of the Magnoliaceae: the biogeography of tropical and temperate disjunction // Amer. J. Bot. 2001. Vol. 88. № 12. P. 2275–2285.
Chen F., He Q., Yu S.L., Zhang R.B. Climatic signals in tree rings of Juniperus turkestanica in the Gulcha River Basin (Kyrgyzstan), reveals the recent wetting trend of high Asia // Dendrobiology. 2015. Vol. 74. P. 35–42.
Chmielewski F.-M., Rotzer T. Response of tree phenology to climate change across Europe // Agricultural and Forest Meteorology. 2001. Vol. 108. P. 101–112.
Cook B.I., Wolkovich E.M., Parmesan C. Divergent responses to spring and winter warming drive community level flowering trends // Proc. Natl. Acad. Sci. 2012. Vol. 109. P. 9000–9005.
Dentec C.F., Vitasse M., Bonhomme, Louvet J., Kremer A., Delzon S. Chilling and heat requirements for leaf unfolding in European beech and sessile oak populations at the southern limit of their distribution range // J. Biometeorol. 2013.
Ellowood E.R., Temple S.A., Primack R.B., Bradley N.L., Davis C.C. Record-breaking early flowering in the Eastern United States // PLos ONE. 2013.
Fyfe J. C., Gillett N.P., Zwiers F.W. Overestimated global warming over the past 20 years // Nat. Clim. Change. 2013. Vol. 3. P. 767–769.
Gaira K.S., Rawal R.S., Rawat B., Bhatt I.D. Impact of climate change on the flowering of Rhododendron arboreum in central Himalaya, India // Current Science. 2014. Vol. 106. P. 1735–1738.
Garamszegi B., Kern Z. Climate influence on radial growth of Fagus sylvatica growing near the edge of its distribution in Bükk Mts., Hungary // Dendrobiology. 2014. Vol. 72. P. 93–102.
Gordo O., Jose Sanz J. Impact of climate change on plant phenology in Mediterranean ecosystems // Global Change Biology. 2010. Vol. 16. P. 1082–1106.
Heide O.M. High autumn temperature delays spring bud burst in boreal trees, counterbalancing the effect of climatic warming // Tree Physiol. 2003. Vol. 23. P. 931–936.
Jochner S., Menzel A. Urban phenological studies-past, present, future // Environ. Pollut. 2015. Vol. 203. P. 250–261.
Kameneva L.A., Koksheeva I.M. Reproductive biology of the seven species of the genus Magnolia L. in conditions of culture in the Russian Far East // Bangladesh J. Plant Taxon. 2013. Vol. 20. №2. Р. 163–170.
Karolewski P., Grzebyta J., Oleksyn J., Giertych M.J. Temperature affects performance of Lymantria dispar larvae feeding on leaves of Quercus robur // Dendrobiology 2007. Vol. 58. P. 43–49.
Krajmerova D., Longauer R., Pacalaj M., Gomory D. Influence of provenance transfer on the growth and survival of Picea abies provenances // Dendrobiology. 2009. Vol. 61. P. 17–23.
Luedeling E., Guo L., Dai J., Leslie C., Blanke M.M. Differential responses of trees to temperature variation during the chilling and forcing phases // Agric. For. Meteorol. 2013. Vol. 181. P. 33–42.
Menzel A., Fabian P. Growing season extended in Europe // Nature. 1999. Vol. 397. P. 659.
Menzel A., Estrella N., Fabian P. Spatial and temporal variability of the phonological seasons in Germany from 1951 to 1996 //Global Change Biology. 2001. Vol. 7. P. 657–666.
Menzel A., Sparks T. H., Estrella N. et al. European phenological response to climate change matches the warming pattern // Global Change Biology. 2006. Vol. 12. P. 1969–1976.
Parmesan C., Yohe G. A global coherent fingerprint of climate change impacts across natural systems // Nature. 2003. Vol. 421. P. 37–42.
Post E., Stenseth N.C. Climatic variability, plant phenology, and northern ungulates // Ecology. 1999. Vol. 80. P. 1322–1339.
Scheiﬁnger H., Menzel A., Koch E., Peter C., Ahas R. Atmospheric mechanisms governing the spatial and temporal variability of phenological phases in central Europe // International Journal of Climatology. 2002. Vol. 22. P. 1739–1755.
Walther G.-R., Post E., Convey P. et al. Ecological responses to recent climate change // Nature. 2002. Vol. 416. P. 389–395.
Yan S.-X., Li Y.-H., Wei F-Y. Distribution of Magnoliaceae Plants in China // J. of Wuhan Botanical Research. 2008. Vol. 26. № 4. P. 379–384.