Biology BulletinBiology BulletinИзвестия Российской академии наук. Серия биологическая1026-34703034-5367The Russian Academy of Sciences69799410.7868/S3034543X25060022BOTANYБОТАНИКАResearch ArticleVariability of earlywood vessel row number of pedunculate oak (Quercus robur L.) and common ash (Fraxinus excelsior L.) in response to external factorsИЗМЕНЧИВОСТЬ ЧИСЛА РЯДОВ СОСУДОВ РАННЕЙ ДРЕВЕСИНЫ ДУБА ЧЕРЕШЧАТОГО (QUERCUS ROBUR L.) И ЯСЕНЯ ОБЫКНОВЕННОГО (FRAXINUS EXCELSIOR L.) ПОД ВЛИЯНИЕМ ВНЕШНИХ ФАКТОРОВVakaliukL. AВакалюкЛ. Аl.vakalnik@yandex.ruNilovaM. VНиловаМ. В

Biological Faculty

Биологический факультет

KhasanovB. FХасановБ. ФA.N. Severtsov Institute of Ecology and Evolution of the Russian Academy of SciencesИнститут проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАНLomonosov Moscow State UniversityМГУ им. М.В. Ломоносова151120256NO6 (2025)№6 (2025)61662907122025Copyright ©; 2025, Russian Academy of SciencesCopyright ©; 2025, Российская академия наук2025Russian Academy of SciencesРоссийская академия наукhttps://medjrf.com/1026-3470/article/view/697994

Dendrochronological analysis of oak (Quercus robur L.) and ash (Fraxinus excelsior L.) trees sampled in Kozelsk Zaseki allowed us to reconstruct the disturbance history of a part of this forest area for the last 150 years. Large and medium scale disturbances were detected in 1868, 1940, 1957, 1971 and 1977. In the last case, the results of the dendrochronological analysis are supported by archival documents. It is shown that after disturbances both studied species show significant increase in the percentage of tree-rings with higher number of earlywood vessel rows. Similar changes in anatomical structure may occur in response to extreme floods and winter frosts. Possible mechanisms of the formation of the studied anatomical features are considered.

Дендрохронологический анализ образцов древесины дуба черешчатого (Quercus robur L.) и ясеня обыкновенного (Fraxinus excelsior L.), собранных в Козельских засеках, позволил реконструировать историю нарушений целостности лесного полога части этого лесного массива, происходивших в последние 150 лет. Нарушения крупного и среднего масштаба выявлены в 1868, 1940, 1957, 1971 и 1977 гг. В последнем случае результаты дендрохронологического анализа подтверждены архивными документами. Показано, что после нарушений у обоих изученных видов происходит значимое увеличение доли годичных колец с бóльшим числом рядов сосудов ранней древесины. Сходные изменения анатомического строения могут происходить под влиянием экстремальных паводков и зимних морозов. Рассмотрены возможные механизмы формирования изученных анатомических особенностей.

dendrochronologywood anatomyextreme weather event reconstructionextreme floodssevere wintersgrowth releasesдендрохронологияанатомия древесиныреконструкция экстремальных событийэкстремальные паводкиморозные зимынарушения целостности лесного пологаРабота М. В. Ниловой выполнена в рамках государственного задания Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (тема № 121032500084–6)Бобровский М. В. Козельские засеки (эколого-исторический очерк). Калуга: Изд-во Н. Бочкаревой. 2002. 92 с.Больчевцев В. Г. Последствие морозов на рост дуба в Лесной опытной даче // Известия ТСХА. 1961. Т. 40. № 3. С. 207–241.Вихров В. Е. Строение и физико-механические свойства древесины дуба / под ред. Л. М. Перелыгина. Москва: Издательство Академии наук СССР, 1954. 265 с.Кучеров С. Е. Влияние непарного шелкопряда на радиальный прирост дуба черешчатого // Лесоведение. 1990. № 2. С. 20–29.Кучеров С. Е. Влияние климатических факторов и дефолиации непарным шелкопрядом на радиальный прирост деревьев и состояние древостоев на Южном Урале. Диссертация на соискание ученой степени доктора биологических наук. Южно-Уральский Ботанический сад-институт, Уфа. 2018. 245 с.Шиятов С. Г., Ваганов Е. А., Кирдянов А. В., Круглов В. Б., Мазепа В. С., Наурзбаев М. М., Хантемиров Р. М. Методы дендрохронологии. Часть I. Основы дендрохронологии. Сбор и получение древесно-кольцевой информации: учебно-методическое пособие. Красноярск: КрасГУ, 2000. 80 с.Black B.A., Abrams M.D. Use of boundary-line growth patterns as a basis for dendroecological release criteria // Ecol. Appl. 2003. V. 13. № 6. P. 1733–1749. https://doi.org/10.1890/02-5122Black B.A., Abrams M.D., Rentch J.S., Gould P.J. Properties of boundary-line release criteria in North American tree species // Ann. For. Sci. 2009. V. 66. № 2. P. 205–205. https://doi.org/10.1051/forest/2008087Bräuning A., De Ridder M., Zafirov N., García-González I., Dimitrov D.P., Gärtner H. Tree-ring features: indicators of extreme event impacts // IAWA J. 2016. V. 37. № 2. P. 206–231. https://doi.org/10.1163/22941932-20160131Copini P., den Ouden J., Robert E.M., Tardif J.C., Loesberg W.A., Goudzwaard L., Sass-Klaassen U. Flood-ring formation and root development in response to experimental flooding of young Quercus robur trees // Frontiers of Plant Science. 2016. V. 7. P. 775. https://doi.org/10.3389/fpls.2016.00775De Micco V., Campelo F., De Luis M., Bräuning A., Grabner M., Battipaglia G., Cherubini P. Intra-annual density fluctuations in tree rings: how, when, where, and why? // IAWA Journal. 2016. V. 37. P. 232–259. https://doi.org/10.1163/22941932-20160132Fraver S., White A.S. Identifying growth releases in dendrochronological studies of forest disturbance // Can. J. For. Res. 2005. V. 35. № 7. P. 1648–1656. https://doi.org/10.1139/x05-092Hilmers T., Leroy B.M.L., Bae S., Hahn W.A., Hochrein S., Jacobs M., Lemme H., Müller J., Schmied G., Weisser W.W., Pretzsch H. Growth response of oaks to insect defoliation: Immediate and intermediate perspectives // For. Ecol. Manage. 2023. V. 549. Article 121465. https://doi.org/10.1016/j.foreco.2023.121465Khasanov B.F. Severe winter rings of oak trees (Quercus robur L.) from Central European Russia // International Journal of Biometeorology. 2013. V. 57. P. 835–843. https://doi.org/10.1007/s00484-012-0611-1Khasanov B.F., Sandlersky R.B. Does insect induced defoliation affect anatomical structure of oak wood? Dendrochronologia. 2018. V. 51. P. 66–75. https://doi.org/10.1016/j.dendro.2018.08.003Kozlowski T.T. Responses of woody plants to flooding and salinity // Tree Physiology. 1997. V. 17. № 7. P. 1–29. https://doi.org/10.1093/treephys/17.7.490Nowacki G.J., Abrams M.D. Radial-growth averaging criteria for reconstructing disturbance histories from presettlement-origin oaks // Ecol. Monogr. 1997. V. 67. № 2. P. 225–249. https://doi.org/10.1890/0012-9615(1997)067[0225:RGACFR]2.0.CO;2R Core Team. R: A language and environment for statistical computing. Vienna, Austria: R Foundation for Statistical Computing, 2022. https://www.R-project.orgRentch J.S., Fajvan M.A., Hicks R.R. Oak establishment and canopy accession strategies in five old-growth stands in the central hardwood forest region // For. Ecol. Manage. 2003. V. 184. № 1–3. P. 285–297. https://doi.org/10.1016/S0378-1127(03)00155-5St. George S., Nielsen E. Palaeoflood records for the Red River, Manitoba, Canada, derived from anatomical tree-ring signatures // Holocene. 2003. V. 13. № 4. P. 547–555. https://doi.org/10.1191/0959683603hl645ppStokes M.A., Smiley T.L. An Introduction to Tree-Ring Dating. The University of Arizona Press, Tucson, 1996. 73 p.Schweingruber F.H. Wood structure and environment. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York. 2007. 279 p.Sokal R.R., Rohlf F.J. Biometry, the principles and practice of statistics in biological research. W.H. Freeman and company, San Francisco. 1969. 776 p.Therrell M.D., Bialecki M.B. A multi-century tree-ring record of spring flooding on the Mississippi River // Journal of Hydrology. 2015. V. 592. P. 490–498. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2014.11.005Trotsiuk V., Pederson N., Druckenbrod D.L., Orwig D.A., Bishop D.A., Barker-Plotkin A., Fraver S., Martin-Benito D. Testing the efficacy of tree-ring methods for detecting past disturbances // For. Ecol. Manage. 2018. V. 425. P. 59–67. https://doi.org/10.1016/j.foreco.2018.05.045Vasíčková I., Šamonil P., Fuentes-Utrilla A., Král K., Daněk P., Adam D. The true response of Fagus sylvatica L. to disturbances: A basis for the empirical inference of release criteria for temperate forests // For. Ecol. Manage. 2016. V. 374. P. 174–185. https://doi.org/10.1016/j.foreco.2016.04.055Wertz E.L., George S. St., Zeleznik J.D. Vessel anomalies in Quercus macrocarpa tree rings associated with recent floods along the Red River of the North, United States // Water Resour. Res. 2013. V. 49. № 1. P. 630–634. https://doi.org/10.1029/2012WR012900Wimmer R. Wood anatomical features in tree-rings as indicators of environmental change // Dendrochronologia. 2002. V. 20. P. 21–36. https://doi.org/10.1078/1125-7865-00005Yanosky T.M. Evidence of Floods on the Potomac River From Anatomical Abnormalities in the Wood of Flood Plain Trees. // Geol. Surv. Prof. Pap. (United States). 1983.