Общая ботаника

В учебном пособии рассмотрены принципы современной систематики водорослей, растений и грибов, приведены характеристики основных систематических групп, особенности строения и биологии наиболее распространённых представителей. Теоретический материал проиллюстрирован рисунками. Каждая глава снабжена методическими рекомендациями к лабораторному практикуму по изучаемой теме. Приведён список рекомендуемых литературных источников. Данное пособие может быть использовано в ходе аудиторной и самостоятельной работы студентов.

В учебном пособии рассматриваются особенности строения и закономерности функционирования клеток, тканей и органов растительных организмов. Теоретический материал проиллюстрирован рисунками. Каждая глава снабжена методическими рекомендациями к лабораторному практикуму по изучаемой теме. Данное пособие может быть использовано в ходе аудиторной и самостоятельной работы студентов.

Величайшие биологи прошлого пытались разобраться в том, для чего живым существам нужно половое размножение, как оно возникло, какую пользу принесло и почему не исчезло. В книге «Секс с учеными» рассказывается, как ученые попытались связать секс с мутационным процессом и в результате создали целую область науки — популяционную генетику. Речь заходит о разделении на два пола, в котором ничего нельзя понять без теории игр, и половых хромосомах, вокруг которых закручиваются увлекательные сюжеты из молекулярной биологии. Затем повествование переходит к мейозу, о котором до сих было крайне затруднительно прочитать что-то понятное неспециалистам. В связи с ним затрагивается и важнейший вопрос современной науки — происхождение жизни на Земле. Наконец, нашлось в книге место и для обсуждения роли секса в жизни общества, о которой все вроде бы давным-давно написано, но лишняя пара глав никому не повредит.

В монографии представлены современная структура и основные направления деятельности Ботанического сада Южного федерального университета. Дана характеристика коллекций различного функционального назначения, размещенных в открытом и защищенном грунте, описаны методики современных интродукционных, флористических и геоботанических исследований, обозначены основные задачи по сохранению биоразнообразия растений степной зоны и обеспечению комфортной городской среды. В результате многолетних исследований определены подходы к обеспечению экологической безопасности интродукции древесных растений в регионе. Представлены результаты изучения растительного покрова одной из наиболее крупных по площади особо охраняемых природных территорий Ростовской области — Государственного природного заказника «Горненский».

Учебно-методическое пособие «Формирование практических умений и навыков во внеурочной деятельности по биологии на базе Кванториума» посвящено организации практических занятий с использованием цифрового оборудования со школьниками 12–14 лет.

В монографии показаны роль и место Арктики в современном мире и международных отношениях. Проанализированы интересы и геополитические расчеты арктических и околоарктических государств в этом регионе мира, рассмотрено их сотрудничество и соперничество в Заполярье.

Изучено содержание фотосинтетических пигментов в листьях березы повислой (Betula pendula Roth.) в условиях техногенных нагрузок и в фоновых условиях. Исследования проводили в березняках разнотравного типа леса в пригородной зоне г. Красноярска. Древостои, испытывающие техногенные нагрузки, расположены к востоку от города по направлению основного переноса воздушных масс, фоновые – в северном и западном направлениях от города, техногенная нагрузка на эти древостои минимальна. Содержание фотосинтетических пигментов определяли в этанольных экстрактах, расчет проводили на 1 г абсолютно сухой массы листьев. Аккумуляцию пыли листовой поверхностью оценивали по методике Ж. Детри (1973). В промытых листьях определяли содержание ионов цинка, свинца, алюминия и фтора. Показано, что содержание хлорофилла а в листьях берез из условно чистых мест произрастания несколько ниже, чем в листьях из древостоев, подвергающихся техногенным нагрузкам. Содержание хлорофилла b в листьях берез из разных мест произрастания оказалось в 2,5–3 раза ниже, чем хлорофилла а, и сопоставимо с содержанием каротиноидов. Общее содержание хлорофиллов колебалось от 5,4 до 7,3 мг/г абсолютно сухой массы, соотношение форм хлорофиллов – от 2,5 до 3, отношение суммы содержания хлорофиллов к суммарному содержанию каротиноидов – от 3,4 до 3,8. При увеличении пылевой нагрузки росло содержание всех фотосинтетических пигментов. Накопление ионов цинка в клетках листа березы отрицательно сказывалось на содержании пигментов, особенно хлорофилла а, но с соотношением пигментов не коррелировало. Значимой корреляции содержания свинца и фотосинтетических пигментов не установлено. При увеличении концентрации алюминия в листьях количество хлорофиллов и каротиноидов достоверно возрастало, связи уровня алюминия с соотношением пигментов не обнаружено. Между содержанием фтора в листовой массе и количеством разных форм хлорофилла достоверных корреляций не найдено. Полученные результаты свидетельствуют об адаптивной реакции фотосинтетического аппарата на присутствие поллютантов в концентрациях ниже пороговых значений.

Представлены результаты изучения динамики радиального роста ели, произрастающей в центральной части Беломорско-Кулойского плато вблизи потенциального источника техногенного воздействия – карьерной разработки кимберлитовых трубок на алмазном месторождении им. М.В. Ломоносова. Керны для дендрохронологического анализа были взяты с 6 опытных участков, находящихся на разном расстоянии от действующего карьера. Изменчивость годичных радиальных приростов у ели на всех участках варьировала от средней до высокой и очень высокой. У деревьев ели фиксировалась разная длительность циклов депрессий и экспрессий. На одном и том же участке динамика норм прироста у разных деревьев могла не совпадать или быть схожей в проявлениях цикличности в отдельные периоды жизни деревьев. В большинстве случаев минимальные и максимальные экстремумы наблюдались вблизи значений общеизвестных циклов солнечной активности. Между продолжительностью и повторяемостью циклов выявлена высокая обратная связь. На всех опытных участках отмечено уменьшение амплитуды радиальных приростов, начиная с 2000 г., а затем, в еще большей степени, с 2010 по 2019 г. В последние 10–20 лет в олиготрофных местообитаниях вблизи карьера у деревьев ели установлено увеличение ширины годичных колец: у 50 % исследуемых растений на данных участках отмечался выраженный подъем радиальных приростов; высокой синхронностью динамики годичных слоев отличались деревья наиболее удаленного участка. Одновременно с этим выявлено снижение максимальных значений радиальных приростов по отношению ко всему ряду наблюдений и уменьшение амплитуды приростов, возросла повторяемость относительных индексов прироста ниже нормальных значений. Можно предположить, что изменение тренда радиального роста у ели в олиготрофных местообитаниях в значительной степени обусловлено формированием депрессионной воронки и связанным с этим общим понижением уровня грунтовых вод

Исследовали сезонные изменения в период низких температур и характер корреляционных связей для содержания общей воды в хвое, пероксидазной активности и содержания отдельных компонентов антиокислительной системы хвои: каротиноидов, аскорбиновой кислоты, катехинов и флавонолов – у деревьев сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.), произрастающих в градиенте условий среды, формируемых в зоне влияния теплового поля газового факела (на разном удалении от него) на территории Ханты-Мансийского автономного округа – Югры (Россия). Проверены 3 гипотезы: 1) тепловое поле газового факела в условиях низких температур влияет на водный обмен и состояние антиокислительной системы хвои; 2) повышение температуры среды в зоне влияния факела в осенне-зимний период приводит к уменьшению количества влаги в хвое, которое вызывает состояние окислительного стресса в клетках; 3) в работе антиокислительной системы хвои между ее отдельными компонентами существуют взаимосвязи, характеристики которых трансформируются в зависимости от условий среды, определяемых удалением от газового факела. В градиенте действия теплового поля факела не наблюдается дополнительного по сравнению с фоном снижения содержания общей воды в хвое и признаков изменения состояния антиокислительной системы, характерных для окислительного стресса. Влияние газового факела на показатели физиологического состояния хвои максимально на ближней к факелу секции. Оно проявляется в виде увеличения пероксидазной активности, количества общей воды, каротиноидов и в снижении содержания флавоноидов и аскорбиновой кислоты. Сезонная динамика изученных показателей не коррелирует с температурой среды, что говорит о ее непрямом действии на регуляцию активности антиокислительной системы хвои. Факторный и корреляционный анализ данных свидетельствуют об отличии физиологического состояния хвои на разном удалении от факела. В функционировании компонентов антиокислительной системы хвои не наблюдается доминирования отдельных процессов. Взаимосвязи между изученными показателями изменяются с удалением от факела. Наиболее устойчивой является отрицательная связь пероксидазной активности с остальными показателями, усиливающаяся с увеличением расстояния до факела. Степень согласованности работы отдельных компонентов антиокислительной системы максимальна в условиях фона и уменьшается с приближением к факелу. Это объясняется модифицирующим влиянием факела на физиолого-биохимические процессы адаптации хвои к конкретным климатическим условиям среды.

иторальные ландшафты являются слабоустойчивыми и легко разрушающимися экологическими системами ввиду своего природного происхождения. Такие ландшафты из-за своей привлекательности подвергаются антропогенному воздействию и, не обладая значительной способностью к восстановлению, оказываются особо чувствительными к данным нагрузкам. Исследования проводились в районе г. Темрюк Темрюкского района Краснодарского края на полосе побережья Азовского моря. Перед выбором мест для закладки пробных площадей в лесных полосах из лоха узколистного (Elaeágnus angustifólia) были проложены рекогносцировочные маршруты. Выбирались типичные участки с характерным естественным состоянием изучаемого насаждения. Посадки лоха узколистного произведены в 50–60-х гг. XX в. Эти сообщества имеют искусственное происхождение. Рассматривается возможность защиты лесными насаждениями берегов Азовского моря от разрушения, абразии, нагонной волны на примере лесных полос из лоха узколистного. Цель исследования – изучение состояния защитных лесных насаждений на побережье Азовского моря, определение их экосистемной роли, возможности выполнения ими защитных функций и разработка мероприятий, направленных на улучшение состояния насаждений. Установлено, что по причине антропогенной нагрузки произошло изреживание деревьев – от 9 до 33 %, отмечены их гибель и вегетативное возобновление. В результате частичного изреживания древесных пород в составе защитной лесной полосы перераспределился ветровой поток и увеличилась освещенность почвы. Лесные насаждения могут выполнять защитные функции и являются важным компонентом в защитном комплексе берегов Азовского побережья. В целом исследованные лесные насаждения имеют удовлетворительное состояние, хотя местами отмечена обратная ситуация, в том числе и полное изреживание деревьев, рядов и участков. Лесному хозяйству региона с целью восстановления и сохранения защитных лесных насаждений побережья рекомендуется ограничение рекреационной нагрузки на них, своевременное проведение в насаждениях агротехнических уходов и – в зависимости от степени сохранности лесополос и обилия возобновления – их полная или частичная реконструкция

Проведен комплексный ретроспективный эколого-физиологический анализ табличных показателей сухой массы древостоев рода Piceа, произраставших от Северо-Запада до Дальнего Востока России. Эколого-физиологические показатели рассчитаны на один организм (условное дерево средней массы). Биологическую продуктивность устанавливали по относительному повышению средней сухой массы дерева в смежных возрастных периодах. Количественные данные минеральной продуктивности определяли по методу В.М. Лебедева, чистой продуктивности фотосинтеза – по А.А. Ничипоровичу на уровне организма в древостоях каждого возрастного периода в диапазоне от 10–30 до 120–210 лет. Во всех регионах отмечено снижение с возрастом дерева поглощения N в 14,9–93,7; Р – в 18,7–119,9 и K – в 15,4–134,4 раза. Резкое уменьшение поглощения элементов продолжалось до 50–60-летнего возраста, после чего стабилизировалось на крайне низком уровне. Ухудшение поглотительной деятельности корней привело к падению чистой продуктивности фотосинтеза и биологической продуктивности в 2,88–14,0 и 1,64–2,60 раза соответственно. Связь поглощения N, Р и K с чистой продуктивностью фотосинтеза и биологической продуктивностью во всех зонах была высокой положительной. Различия в пределах России в насаждениях 30, 60, 90 и 120 лет величины чистой первичной продукции достигли 5,0, 4,7, 4,6 и 5,2 раза соответственно, а чистой минеральной продуктивности по азоту – 4,0, 4,3, 4,8 и 4,6 раза соответственно. Связь между этими двумя показателями характеризовалась как высокая положительная. Во всех регионах связь между количеством поглощенного корнями ели азота и эффективностью его использования при формировании единицы биомассы была высокой отрицательной. Лучшими регионами для произрастания растений ели оказались центр Русской равнины и Среднее Поволжье, а худшими – Красноярский и Хабаровский (север) края.

Учебное пособие задумано в помощь обучающимся для определения растений по фотографиям и рисункам в процессе прохождения учебной практики по ботанике. Все основные растения, которые наиболее распространены в лесостепной зоне Красноярского края, в пособии сгруппированы по семействам (38 семейств, 214 видов). Для каждого вида приводятся краткие сведения о морфологических признаках и его экологии. В конце пособия приведены алфавитные списки русских и латинских названий растений.

Представлены фотометрическое устройство и методика, позволяющие в полевых условиях с максимальными детализацией и точностью быстро фиксировать характеристики органов или частей древесных растений в процессе их роста. Методика апробирована при изучении сезонной динамики интродуцированного в условия средней тайги вида Viburnum lantana L. и вида местной флоры V. opulus L. Показано, что в ритмике сезонной динамики видов есть отличия, связанные с влиянием текущего и предшествующего состояний окружающей среды. Наибольшая зависимость наступления начала роста и основного числа фенодат наблюдается от температуры воздуха. Выявлено, что ранние начало и окончание вегетации свойственны V. opulus. Рост и развитие V. lantana происходят при более теплой погоде. Побеги V. opulus начинают расти 18–21 мая, через 11 сут. рост отмечается у V. lantana. Побеги V. opulus прекращают расти 19 июня, побеги V. lantana – на 7 сут. позже. Наиболее длинные побеги текущего года (101 мм) формируются у V. lantana, это на 26 мм больше, чем у V. opulus. Начало роста побегов у V. opulus отмечается при среднесуточной температуре воздуха +4,7 °С и сумме положительных температур 187 °С, у V. lantana данный процесс начинается соответственно при +8,8 °С и 308 °С, причем для начала роста виду требуется 6 дн. со среднесуточной температурой выше +10 °С. Таким образом, изучаемые виды рода Viburnum можно условно разделить на 2 категории: рано (V. opulus) и поздно (V. lantana) начинающие и заканчивающие сезонное развитие. Культивированный в таежную зону V. lantana относится к высокоперспективным видам интродуцентов, поэтому он может быть рекомендован для введения в культурценозы и озеленения населенных пунктов таежной зоны.

Кизильник блестящий – Cotoneaster lucidus Schlecht. – одно из древнейших растений. Он возник в Юго-Восточной Азии и имеет много примитивных признаков. Стратегия выживания этого вида удивительна. Его интродукционный ареал простирается на всей территории Евразии. Кизильник активно внедрился во все лесопарки г. Екатеринбурга. Его распространению способствовало наличие съедобных, долгосохраняющихся плодов на побегах, которые стали кормовой базой многих видов птиц. Цель исследования – анализ закономерностей распространения и особенностей экологической приуроченности Cotoneaster lucidus в лесопарках г. Екатеринбурга. Обследовано 15 лесопарков, и в 11 он встречается в подлеске. Работы выполнены на основе материалов лесоустройства. Учет локальных местообитаний проведен в 4 лесопарках: Санаторном, Уктусском, Шарташском и им. Лесоводов России, – наиболее посещаемых населением города. Оптимальными условиями для произрастания кизильника являются сосняки разнотравные с полнотой древостоя 0,7–0,8. Подходят также спелые насаждения 1-го класса устойчивости. В Центральном лесопарке наиболее высокая встречаемость кизильника – 7 % от общей площади лесопарка. Плотность кизильника увеличивается с полнотой древостоя от 320 до 1140 особей. При полноте 0,3–0,5 количество особей на единицу площади уменьшается, а при 0,1–0,2 кизильник исчезает совсем в результате увеличения антропогенной нагрузки и поступления света в избыточном количестве. Биоэкологическая особенность Cotoneaster lucidus – это высокая теневыносливость. Морфометрические параметры растений в исследуемых лесопарках зависят от полноты древесного полога, максимальные показатели выявлены у экземпляров в Санаторном лесопарке, где распределение кустов редкое при полноте древостоя 0,7. Установлена положительная корреляция высоты растений с площадью проекции и объемом кроны. Пространственное размещение особей варьирует в зависимости от лесопарка и его посещаемости людьми. Так, в Шарташском лесопарке 60,4 % кизильников сосредоточены в густом подлеске, а в Уктусском – 66,7 % встречается в редком подлеске. Во всех лесопарках присутствуют имматурные особи, что свидетельствует об успешной натурализации и высоком потенциале вида.

Дана оценка современного состояния и предложены способы дополнительного обеспечения влагой почвогрунтов под устойчивыми древесными насаждениями вяза приземистого (Ulmus pumila L.) на бурых почвах полупустыни. Территория района исследований относится к аридной зоне. Это безлесная зона сухой степи и полупустыни, где с 1949–1953 гг. было посажено около 1000 га насаждений с преобладанием вяза различных видов: древесные зонты, пастбищезащитные полосы, массивы, куртины. Почвы – бурые пустынно-степные солонцеватые супесчаные и легкосуглинистые в комплексе с солонцами (10 %). Древостои вяза приземистого образуют насаждения разного возраста и назначения. В основу исследований положены материалы биомониторинга и полевые опыты с использованием типовых методик лесной таксации. Для изучения древостоев вяза приземистого закладывали пробные площади прямоугольной формы размером 0,4 га. Подробно описывали местоположение пробных площадей, состав почвы на них, а также давали комплексную оценку роста и долговечности насаждений. Показано, что состояние древостоев определяют 2 комплекса факторов: зонально-эдафический и пасторально-хозяйственный. Жизнеспособные насаждения вяза приземистого в возрасте 57–64 лет сохранились на супесчаных и темноцветных почвах, находящихся в микро- и межбугровых понижениях. Динамика влажности почвогрунтов под насаждениями в основном не зависит от способа размещения деревьев. Удовлетворительные показатели роста и долговечности насаждений обуславливаются уровнем доступности почвенной влаги и степенью ее засоленности. Влагообеспеченность почвогрунтов под насаждениями вяза можно повысить за счет использования стока талых вод в потяжинах и микропонижениях, а также увеличения площади питания на одно дерево до 25 м2. Сформировавшиеся насаждения вяза положительно реагируют на присутствие отдыхающего скота. «Союзные» отношения между древостоем и домашним скотом возникают не сразу, а с определенного возраста древостоя и момента формирования им определенного строения древесного яруса, что необходимо обеспечить лесокультурными и лесоводственными мероприятиями в совокупности с регулированием пастбищной нагрузки. Выявлено положительное воздействие отдыхающего скота при соответствующей нагрузке на рост, состояние и долговечность куртинных насаждений вяза приземистого.

Обобщены и систематизированы результаты научных исследований отечественных и зарубежных авторов за последние несколько десятилетий, касающиеся реинтродукции карельской березы Betula pendula Roth var. carelica (Mercklin) Hämet- Ahti. Кратко изложен вопрос о современном состоянии ее ресурсов. Отмечены основные причины их сокращения в конце XX – начале XXI вв.: массовые незаконные рубки, исчезновение или значительное изменение характерных мест обитания карельской березы, биологические особенности данного вида (фрагментированный ареал, низкая конкурентоспособность и др.). Приводятся основные итоги интродукционной работы с карельской березой на территориях, которые находятся далеко за пределами ее ареала (преимущественно на юго-востоке от типичных мест произрастания). Показано, что отечественный опыт реинтродукции карельской березы основан прежде всего на создании лесных культур и организации особо охраняемых природных территорий. Отмечены результаты реинтродукции карельской березы за рубежом: в Финляндии, Швеции, Норвегии, Германии, Белоруссии и др. Несмотря на неодинаковую результативность (зависящую от многих факторов) работ по реинтродукции в разных странах, в целом она внесла и вносит существенный вклад в сохранение и увеличение ресурсов карельской березы – уникального представителя европейской лесной дендрофлоры. Важно и то, что при реинтродукции, проведенной в разные годы и в разных почвенно-климатических условиях, у карельской березы сохраняются ее главные биологические особенности: узорчатая текстура в древесине, разнообразие форм роста и характера поверхности ствола. Это дополнительно подтверждает ранее предложенную авторами гипотезу о возможности придания карельской березе статуса самостоятельно- го биологического вида. На основании анализа накопленных данных высказано мнение о необходимости осуществления реинтродукции карельской березы в природные местообитания за счет использования растительного материала местного происхождения (в случае реставрации популяций) или переноса его из других популяций (в случае репатриации). Кроме того, важная роль в сохранении и воспроизводстве карельской березы отводится технологии клонального микроразмножения. Благодарности: Работа выполнена при поддержке научно-образовательного центра мирового уровня «Российская Арктика: новые материалы, технологии и методы исследования» и при финансовом обеспечении из средств федерального бюджета в рамках выполнения государственного задания КарНЦ РАН (Институт леса КарНЦ РАН – тема № 121061500082-2, Институт биологии КарНЦ РАН – тема № 0218-2019-0074, Отдел комплексных научных исследований КарНЦ РАН ). Для цитирования: Ветчинникова Л.В., Титов А.Ф. Реинтродукция карельской березы // Изв. вузов. Лесн. журн. 2022. № 3. С. 9–31. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2022-3-9-31

В монографии приводится видовой состав и экология пчелиных — опылителей наиболее важных для Западного Предкавказья полевых и плодовых культур. Показана сравнительная эффективность опыления этих культур местными видами пчел, описаны приемы привлечение, повышения опылительной активности и охраны. Приводятся технологии разведения пчелы-листореза Megachile rotundata, сведения о ее вредителях и биологических средствах защиты.

Учебное пособие содержит материалы, позволяющие проследить основные этапы эволюции растительного мира от возникновения растительной клетки до покрытосеменных растений сведения об основных эволюционных процессах в растительном мире — эволюции растительной клетки, эволюции размножения, эволюции гаметофита и спорофита, эволюции циклов развития низших и высших растений. Подробно освещаются основные филогенетические теории: теория эндосимбиоза, стелярная теория, теломная теория, теории происхождения цветка и другие. Описываются направления морфологической эволюции вегетативных и генеративных структур, определяются уровни организации низших и высших растений, устанавливаются наиболее вероятные филогенетические связи между таксонами разного ранга, дается оригинальная система растений.

Роль экологических знаний особенно возросла в последнее время в связи с существенным антропогенным воздействием на природу. В частности, очень многие животные уже относятся к редким или исчезающим. Другие животные, наоборот, размножились чрезмерно. Определить причины и закономерности этих явлений — актуальная проблема всего человечества. В этой связи важнейшей представляется следующая цель — сформировать у студентов экологическое мировоззрение на основе изучения закономерностей взаимодействия животного мира планеты с окружающей средой. Техногенные воздействия на окружающую среду ставят под угрозу многие естественные сообщества живых организмов. Поэтому необходимо осознать важность охраны не только объектов экосистемного уровня, но и более мелких, вплоть до конкретного вида. Автор издания — кандидат биологических наук, преподаватель Северо-Кавказского федерального университета Сергей Викторович Пушкин.

В своей книге автор приглашает нас в удивительный и порой загадочный мир растений. Доступно и просто даже для неподготовленного читателя в книге рассказывается о строении растений, законах их жизнедеятельности, об истории растительного мира. В увлекательной, почти детективной форме автор говорит о многих загадках и гипотезах, связанных с изучением растений, с их возникновением и развитием. Книга содержит большое количество рисунков и фотографий автора и рассчитана на широкий круг читателей.

Расширение видового разнообразия городских насаждений в условиях севера должно осуществляться с учетом физиологических особенностей интродуцируемых видов. Проанализированы зимостойкость и динамика содержания сахарозы в тканях однолетних побегов растений, произрастающих в малых городах Вологодской области, принята во внимание информация об естественных ареалах этих растений. Показано, что содержание сахарозы у изученных видов подвержено сезонным колебаниям, а также значительно варьирует в зависимости от географического происхождения вида. Для большинства деревьев характерны довольно высокий уровень зимостойкости и умеренные колебания сахарозы в течение года. Для кустарников – более высокое содержание сахарозы по сравнению с древесными видами и ее существенные колебания в течение вегетационного периода. У большинства исследованных растений в апреле–июне наблюдается минимальное содержание сахарозы, в осенние месяцы – повышение ее содержания, с ноября до весны – снижение. Виды, показавшие высокий уровень зимостойкости: бересклет европейский (Euonymus europaeus L.), дерен белый (Cornus аlba L.), кизильник блестящий (Cotoneaster lucidus Schltdl.), клен гиннала (Aсer ginnala Maxim.) – накапливают сахарозу к октябрю и затем плавно расходуют ее в осенне-зимне-весенний период. Кустарники-интродуценты, характеризующиеся низкой зимостойкостью: пузыреплодник калинолистный (Physocarpus opulifolius (L.) Maxim.), спирея иволистная (Spiraea salicifolia L.), снежноягодник белый (Symphoricarpos albus (L.) S.F. Blake) – максимум сахарозы запасают к октябрю-ноябрю, а затем в зимние месяцы быстро расходуют ее. Чубушник венечный (Philadelphus coronarius L.) отличается подмерзанием побегов до уровня снега, что, возможно, связано с практически полным расходованием сахарозы к январю. Предложены варианты стратегий накопления и расходования сахаров растениями, относящимися к различным флористическим областям. Для цитирования: Андронова М.М., Платонов А.В. Сахароза в тканях однолетних побегов древесных растений-интродуцентов // Изв. вузов. лесн. журн. 2022. № 1. С. 62–76. DOI: 10.37482/0536-1036-2022-1-62-76

Пособие предназначено для преподавателей и студентов биологических специальностей, изучающих курс «Физиология растений», а также учителей биологии средней школы. Практикум составлен в соответствии с программой по курсу физиологии растений, с учетом программы школьного курса биологии. Он представляет собой руководство к выполнению лабораторных работ, которые позволяют расширить знания по теоретическому курсу и приобрести навыки экспериментальных исследований необходимые в работе с учащимися средней школы.

На протяжении последних десятилетий температура воздуха на Земле по- вышается. В г. Екатеринбурге этот процесс начался с 1930-х гг. XX столетия. В 1940– 1949 гг. температура резко понизилась, затем резко повысилась и вновь упала, особенно в 1967–1968 гг., когда погибли многие крупные интродуценты, считавшиеся адапти- рованными: Phellodendron amurense Rupr., Pseudotsuga taxifolia (Lindl.) Britt. В связи с цикличностью погодных условий необходимо было оценить особенности приспосо- бления и состояния интродуцированных растений за последние годы. Неблагоприят- ными для многих видов, особенно для хвойных, являются бесснежные осенне-зимние месяцы и ранние весенние плюсовые температуры. Так произошло в 2014 г., когда 16 октября выпал обильный снег и сохранялся более двух недель, затем начались оттепе- ли, снег стаял, далее наступили отрицательные температуры, растения не успели подго- товиться к зиме. В марте 2015 г. воздух прогрелся до +10 °C, в то время как температура почвы долго сохранялась отрицательной и в результате физиологической сухости погибло 100 % особей пестролистных форм туи западной Thuja occidentalis L. `Ellwangeriana Aurea`, `Ericoides`. У других форм крона отмерла до уровня снегового покрова, но при обильном естественном поливе восстановилась: `Aureaspicata`, `Gold Pearl`, `Golden Globe`, `Lutescens`, `Semperaurea`, `Wareana Lutescens`. В связи с неуклонным ростом суммы положительных температур и достижением определенного возраста, многие виды хвойных вступили в фазу плодоношения и дали самосев: Pinus peuce Grieseb, P. strobus L., Picea canadensis (Mill.) Britt. et al., P. pungens Engelm., Pseudotsuga taxifolia (Lindl.) Britt., Abies sachalinensis (F. Schmidt) Mast. В самый теплый 2016 г. последняя дала обильный урожай – красно-коричневые с выступающими семенными чешуями шишки – сильный ветер сбросил их все. Они пролежали зиму под снегом и не рассыпа- лись (вероятно, плоды были недозревшими), вследствие этого Abies sachalinensis была принята за кетелерию (Keteleeria fortunei (A. Murray bis) Carrière), у которой шишки не распадаются. Небывалое цветение отмечено у Crataegus oxyacantha L. `Rosea Plena`, Mespilus germanica L., Syringa reflexa C.K.Schneid, Hamamelis virginiana L. С повыше- нием среднегодовых температур увеличилось число лет с аномальными погодными ус- ловиями и ухудшилось состояние некоторых растений. Для цитирования: Семкина Л.А., Тишкина Е.А. Рост и продуктивность инорайон- ных древесных видов в условиях Среднего Урала // Изв. вузов. Лесн. журн. 2021. № 6. С. 100–109. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-6-100-109.

There are a number of applied methods for determining morphometric parameters, including the area of leaf blades of woody plants: millimeter graph paper method, method of direct measurements, punching method, and planimetric method. The analysis and practical application of the methods in the test mode revealed their shortcomings related to inaccuracy of measurements, experiment duration, and equipment inaccessibility. Many researchers have successfully acquired digitized images. However, capturing the parameters of the considered structure from the monitor screen is often impossible due to the low availability of morphometric programs and their high cost. The purpose of the work is to evaluate the effectiveness of existing methods for determining the area of leaf blades on the example of the birch genus (Betula L.) trees and to accumulate the algorithm for determining morphometric parameters of birch leaf blades in the Adobe Photoshop software package. We have developed a method for determining morphometric parameters of leaf blades of woody plants using the Adobe Photoshop software package. The research subject is the leaf blades of birch trees. This method requires: blank A4 sheets; a ruler with an angle of 90°; transparent adhesive tape (scotch tape); and a scanner. We draw a reference square of random (but fixed) dimensions in a random corner of each sheet, step by 10 mm from its borders, on a blank A4 sheet using a ruler with an angle of 90°. The square is placed strictly parallel to the sheet borders. Then, leaf blades of the desired wood species are attached to the sheet with scotch tape. Using the scanner, we convert the workpiece into electronic form and upload the image to Adobe Photoshop. In order to receive morphometric parameters, you can use the following program tools: “ruler”, “magic wand”, “magnetic lasso tool”. At the same time, it is possible to automatically select the borders of the studied object, which helps to avoid subjective errors. The resulting measurements are displayed in pixels and then converted to the required units. The obtained data is verified using the reference square. Verification showed that the method accuracy is more than 99.9 %. The proposed method allows to perform fast and accurate measurements of morphometric parameters of leaf blades, without requiring the purchase of expensive equipment, which makes it available to any researcher who faces with the task of measuring the surface of leaf blades of woody plants. For citation: Babaev R.N. Application of the Adobe Photoshop Software Package in Leaf Blade Area Measurement of Woody Plants. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2021.
Существует ряд методик определения морфометрических показателей, в т. ч. площади листовых пластин древесных растений: метод нанесения контуров листьев на миллиметровую бумагу, метод промеров, метод высечек, планиметрический метод. Методы проанализированы и применены в тестовом режиме. Выявлены их недостатки, связанные с неточностью измерений, продолжительностью опыта, недоступностью оборудования. Проблема получения оцифрованного изображения успешно решается многими исследователями, но снятие параметров рассматриваемого объекта с экрана монитора часто невозможно по причине малой доступности морфометрических программ и их высокой стоимости. Цель работы – оценить эффективность существующих методов определения площади листовых пластин на примере березы (Betula L.) и аккумулировать алгоритм определения морфометрических показателей листовых пластин в пакете программ Adobe Photoshop. Нами разработана методика определения морфометрических показателей листовых пластин древесных пород с использованием Adobe Photoshop. Предмет исследования – листовые пластины деревьев рода береза. Для применения данной методики использованы чистые листы формата А4, линейка с углом 90°, прозрачная клейкая лента (скотч), сканер. В произвольном углу каждого листа на расстоянии по 10 мм от его границ и строго параллельно им при помощи линейки был вычерчен поверочный квадрат простых размеров. Скотчем на бумаге закрепляли листовые пластины. При помощи сканера переносили заготовку в электронный вид и загружали изображение в Adobe Photoshop. Для получения морфометрических параметров можно использовать следующие инструменты данной программы: «линейка», «волшебная палочка», «магнитное лассо». При этом есть возможность автоматического выделения границ исследуемого объекта, что позволяет избежать субъективных оценок. Результаты отображены в пикселях, а после их переводят в необходимые единицы измерения. При помощи эталонного квадрата про- изводят проверку полученных данных. Точность составляет более 99,9 %. Предлагаемый метод позволяет быстро и без ошибок определять морфометрические параметры листовых пластин, при этом не нужно дорогостоящего оборудования, что делает метод доступным для любого исследователя, перед которым стоит задача измерения поверхности листовой пластины древесных растений. Для цитирования: Babaev R.N. Application of the Adobe Photoshop Software Package in Leaf Blade Area Measurement of Woody Plants // Изв. вузов. Лесн. журн. 2021. № 5. С. 185–191. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-5-185-191 no. 5, pp. 185–191. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-5-185-191.

Исследования проводили в девостоях в различных по степени нарушенности условиях: в городе, пригородных лесах и лесах зеленой зоны. Рекреационные нагрузки сильнейшим образом отражаются на санитарном состоянии ельников. Число здоровых деревьев с усилением рекреационной дигрессии сокращается до 30–42 %, а число усыхающих и сухостойных увеличивается до 15–36 %. Состояние древостоев в лесах зеленой зоны оценивается 1,2–1,5 балла, а в пригородных лесах – 2,1–2,7. Усыхающих и сухостойных деревьев в лесах зеленой зоны не обнаружено, а в пригородных их доля составила соответственно 15 и 36 % от общего числа. Поэтому в целом ельники пригородных лесов относятся к категории ослабленных. Около 59 % их площади находится в III стадии рекреационной дигрессии, а 19 % – в IV стадии. Исследования показали, что особенности ростовых процессов P. abies определяются в основном сезонной изменчивостью метеорологических факторов. Установлено, что ранее всего рост побегов и хвои начинается и заканчивается в условиях города. Погодичная изменчивость в сроках прохождения этих фенофаз составляла 1-2 недели. Уплотнение почвы в результате рекреационных нагрузок особенно негативным образом сказывается на интенсивности роста деревьев и годичном приросте вегетативных органов. Побеги P. abies в лесах зеленой зоны (ненарушенные древостои) длиннее, чем в пригородных и городских насаждениях соответственно на 2–30 и 6–17 %. В лесах зеленой зоны формируется и самая длинная хвоя (16,6–19,7 мм). Значение этого показателя в городских насаждениях составляет всего 12,8–15,0 мм. Наименьшая охвоенность побегов отмечена в условиях города, характеризующихся максимальной степенью рекреационной дегрессии. Здесь годичный радиальный прирост ствола P. abies по сравнению с лесами зеленой зоны снижается на 16–20 %. Последовательность в ростовых фенофазах не зависит от степени нарушенности окружающей среды. Первыми (в мае) идут в рост побеги, через 1-2 недели – молодая хвоя, затем начинается формирование древесины в нижней части ствола. Последовательность в прекращении ростовых процессов следующая: побеги, хвоя, стволы. Для цитирования: Кищенко И.Т., Ольхина Е.С. Рост вегетативных органов Picea abies (L.) Karst. в антропогенной среде // Изв. вузов. Лесн. журн. 2021. № 3. С. 59–72. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-3-59-72 Финансирование: Исследование выполнено при поддержке РФФИ (проект 18-44- 100002 р_а)
The studies were carried out in stands of various degree of devastation: in the city, suburban forests and forests of the green zone. Recreational loads strongly affect the sanitary condition of spruce forests. The number of healthy trees decreases to 30–42 % with increasing recreational digression, while the number of declining and dead trees increases to 15–36 %. The state of tree stands in the forests of the green zone is estimated at 1.2–1.5 points, and 2.1–2.7 points in the suburban forests. No declining and dead trees were found in the forests of the green zone, and in the suburban forests their share was 15 and 36 % of the total number, respectively. Therefore, generally, spruce suburban forests are classified as weakened. Approximately 59 % of the area of suburban forests is in the III stage of recreational digression, and 19 % – in the IV stage. Growth studies of P. abies showed that the features of these processes are determined mainly by the seasonal variability of climatic factors. Studies have shown that the features of growth processes of P. abies are determined mainly by seasonal variation of meteorological factors. It was found that the earliest growth of shoots and needles begins and ends in the urban environment. The year-by-year variability in the timing of these phenophases reaches 1–2 weeks. Soil compaction as a result of recreational loads has a particularly negative effect on the intensity of tree growth and annual growth of vegetative organs. Shoots of P. abies in green forests (undisturbed stands) are longer than in suburban and urban plantations by 2–30 % and 6–17%, respectively. The longest needles (16.6–19.7 mm) are formed in the forests of the green zone. In urban plantations this value is 12.8–15.0 mm. The smallest needle packing was found in the city conditions, characterized by the maximum degree of recreational digression. Here, the annual radial increment of the trunk of P. abies under the influence of recreational loads decreases by 16–20 % compared to the forests of the green zone. The sequence in the growth phenophases does not depend on the degree of environmental disturbance. The shoots are the first to grow (in May), young needles after 1 or 2 weeks, and then the formation of wood in the lower part of the trunk begins. The sequence in stopping the growth processes is as follows: shoots, needles, trunks. For citation: Kishchenko I.T., Olkhina E.S. Growth of Vegetative Organs of Picea abies (L.) Karst. in Anthropogenic Environment. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2021, no. 3, pp. 59–72. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-3-59-72 Funding: The research was carried out with the support of the Russian Foundation for Basic Research (project No. 18-44-100002 р_а).

Haphazard use of pastures has become one of the factors of disturbance of their natural vegetation. Therefore, forest reclamation works were carried out and significant areas of strip plantations of shrubs were created in the Caspian Sea region in the mid-20th century. In the arid zone of Russia, one of the most important tasks in the field of scientific provision of protective afforestation is the improvement of methods and techniques of arrangement, increasing longevity and environmental, agricultural, and utilitarian efficiency of plantations. This study aims to determine the long-term impact of afforestation on the functioning of pasture ecosystems. The influence of tree and shrub layer on biodiversity and productivity of vegetation cover of pastures was also studied. The research objects are plantations growing on the reclaimed pastures. The research is based on the materials of biomonitoring and field experiments using standard methods of forest inventory and geobotanical survey. Rectangular-shaped test plots of 0.25–0.30 ha were laid out for the study of forest plots. Test plots were used for a detailed description of the location, soil composition, time, method, and technology of plantation development, as well as a comprehensive assessment of the growth and longevity of tree and shrub crops. Data from key plots were used to study the successional processes of vegetation cover. The research results have shown that deep plowing preparation of soil to obtain high results in rooting, preservation, and growth of shrub species has an advantage over other soil preparation technologies in the semi-desert zone. It was found that the shrub layer up to 45 years old retains its productive and generative abilities. Pasture protection belts from Haloxylon aphyllum and reclamation and fodder plantations from Krascheninnikovia ceratoides and Calligonum aphyllum have a high cenosis potential and stability. In this case study, in semi-arid regions, afforestation with shrubs is the best way to improve and restore pastures. For citation: Rybashlykova L.P., Lepesko V.V. Assessment of Natural and Forest Reclaimed Forage Lands in Semi-Desert Conditions in Southern Russia. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2021, no. 3, pp. 37–48. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-3-37-48
Бессистемное использование пастбищ стало одним из факторов нарушения их естественной растительности. Поэтому в Прикаспийском регионе в середине XX в. были проведены лесомелиоративные работы и созданы значительные площади полосных насаждений из кустарников. На территории аридной зоны России одной из важнейших задач в области научного обеспечения защитного лесоразведения является совершенствование методов и приемов обустройства, повышение долговечности, экологической, сельскохозяйственной и утилитарной эффективности насаждений. Исследование направлено на определение долгосрочного воздействия облесения на функционирование пастбищных экосистем. Также было изучено влияние древесно-кустарникового яруса на биоразнообразие, продуктивность растительного покрова пастбищ. Объектом исследования стали насаждения лесных полос на мелиорированных пастбищах. Использованы материалы биомониторинга, геоботанической съемки и полевых опытов с применением типовых методик лесной таксации. Закладывали пробные площади прямоугольной формы 0,25–0,30 га. Проводили подробное описание местоположения участка, состава почвы, времени, способа и технологии создания насаждений, а также комплексную оценку роста и долговечности древесно-кустарниковых культур. Изучение сукцессионных процессов растительного покрова осуществляли с применением данных ключевых участков. Результаты показали, что в зоне полупустыни для обеспечения высокой приживаемости, сохранности и роста кустарниковых пород при различных технологиях подготовки почвы преимущество остается за плантажной методикой. Как следует из опытов, кустарниковый ярус до 45 лет сохраняет продукционные и генеративные способности. Высоким ценозообразующим потенциалом и устойчивостью обладают пастбищезащитные полосы из Haloxylon aphyllum и мелиоративно-кормовые насаждения из Krascheninnikovia ceratoides и Calligonum aphyllum. В полузасушливых районах облесение с помощью кустарников является наилучшим способом улучшения и восстановления пастбищ. For citation: Rybashlykova L.P., Lepesko V.V. Assessment of Natural and Forest Reclaimed Forage Lands in Semi-Desert Conditions in Southern Russia // Изв. вузов. Лесн. журн. 2021. № 3. С. 37–48. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-3-37-48

Внутрипопуляционная изменчивость биохимических признаков и камбиального роста отражает адаптационную способность деревьев сосны в разных условиях произрастания. В неблагоприятных условиях среды у них наблюдается генетически детерминированный процесс активации защитных систем. Структурно-функциональная перестройка ассимиляционного аппарата в связи с сезонным развитием обеспечивает повышение устойчивости деревьев и прохождение онтогенеза при воздействии стрессовых факторов в пределах нормы реакции. Целью исследований является изучение адаптационной способности сосны (Pinus sylvestris L.), различающейся формой апофиза семенных чешуй, в условиях длительного избыточного увлажнения почв северной тайги. Исследования проводили в кустарничково-сфагновых сосняках на болотных верховых торфяных почвах в устье р. Северная Двина. На пробных площадях выделяли деревья с элементарными вариациями (формами) апофиза семенных чешуй. Для определения биохимических признаков у 10 деревьев каждой из форм сосны, выделенных по типу апофиза, в разные календарные периоды (с мая по декабрь 2016 г.) отбирали образцы хвои 1, 2 и 3-летнего возраста. Спектрофотометрическим методом в хвое устанавливали содержание свободного пролина, водорастворимых белков, аскорбиновой кислоты. У 52 деревьев каждой из выделенных форм на высоте 1,3 м отбирали керны древесины и определяли ширину годичного слоя. Наряду с абсолютной величиной радиального прироста рассчитывали относительные дендрохронологические показатели. Метеорологические показатели на объектах исследований (температуру воздуха и количество осадков) определяли по данным метеостанции «Архангельск». В результате проведенных исследований выявлены сходство и различия деревьев неодинаковых форм в сезонной динамике содержания стрессовых метаболитов в хвое разного возраста в связи с метеорологическими факторами и фенологическими фазами развития вегетативных органов сосны в устье Северной Двины. Показано, что деревьям с «плоской» формой апофиза свойственно более интенсивное накопление в конце октября аскорбиновой кис- лоты и пролина в 2-летней хвое. Это свидетельствует о большей активации их защитных реакций перед перезимовкой по сравнению с деревьями с «выпуклой» формой апофиза. Установлены закономерности изменчивости камбиального роста деревьев разных форм во временных рядах. Выявлено, что деревья с плоской формой апофиза испытывают более сильное воздействие дезадаптирующих (стрессовых) факторов внешней среды. Для цитирования: Тарханов С.Н., Пинаевская Е.А., Аганина Ю.Е. Особенности адаптации разных форм сосны обыкновенной в условиях длительного избыточного увлажнения почв // Изв. вузов. Лесн. журн. 2021. № 2. С. 30–44. DOI: 10.37482/0536-1036- 2021-2-30-44
Intrapopulation variability of biochemical traits and cambial growth shows the adaptive ability of pine trees in different growth conditions. There is a genetically determined process of activation of defense systems in pine trees under unfavorable environmental conditions. Structural and functional rearrangement of the assimilating apparatus due to seasonal development ensures increased tree resilience and the passage of ontogenesis under the influence of stress factors within the reaction norm. This work aims at the study of adaptive ability of Pinus sylvestris L., which differs in the apophysis form of seed scales under conditions of prolonged excessive soil moistening in northern taiga. Studies were carried out in shrubby-sphagnum pine forests on boggy upland peat soils in the mouth of the Northern Dvina River. Trees with primary apophysis variations (forms) of seed scales were identified on the sample plots. Samples of 1, 2 and 3-year-old needles were taken in order to determine biochemical traits in 10 trees of each pine form isolated by type of apophysis, in different calendar periods (from May to December, 2016). The content of free proline, water-soluble proteins, and ascorbic acid was determined in the needles by the spectrophotometric method. Wood cores were sampled from 52 trees at a height of 1.3 m and width of the annual layer was determined in each selected form. Relative dendrochronological parameters were calculated along with the absolute value of radial growth. Meteorological parameters at the study sites (air temperature and precipitation) were determined from data of the Arkhangelsk Weather Station. The studies show the similarities and differences of trees of various forms in the seasonal dynamics of stress metabolites content in needles of different ages in relation to meteorological factors and phenological phases of pine vegetative organs in the Northern Dvina mouth. Trees with flat form of apophysis inherent more intensive accumulation of ascorbic acid and proline in 2-year-old needles in late October. This indicates increased activation of their protective reactions before overwintering compared to trees with convex form of apophysis. Patterns of variability in cambial growth of trees of different forms in time series were found. It was observed that trees with flat form of apophysis are more strongly affected by maladaptive (stressful) environmental factors. For citation: Tarkhanov S.N., Pinaevskaya E.A., Aganina Yu.E. Features of Adaptation of Different Forms of Scots Pine under Conditions of Prolonged Excessive Soil Moistening. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2021, no. 2, pp. 30–44. DOI: 10.37482/0536- 1036-2021-2-30-44 Funding: These studies were performed as part of the state assignment of the N. Laverov Federal Center for Integrated Arctic Research of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences (project No. 0409-2019-0039, state registration No. аааа-а18-118011690221-0).

Most species of woody plants indigenous to the Russian taiga are extremely sensitive to pollutants. However, many species of deciduous trees that grow in other geographical areas, including the genus Fraxinus, are fairly tolerant to progressive environmental pollution. For the introduction of cultivated plants into new environmental conditions, an impartial assessment of their introduction potential is required, which is possible only on the basis of comprehensive studies. The most important processes characterising the condition of plants are growth and development. The present study examined the introduction of three species of the Fraxinus L. genus to the middle taiga subzone. These were F. excelsior L., F. americana L. and F. pennsylvanica Marsh. The stems and leaves of the plants were measured once every 2–3 days over the course of two growth periods. Phenological observations were carried out between May and October over the course of 17 years. The introduction potential of the studied species was determined through visual assessment carried out in the autumn. The findings showed that the growth of shoots and leaves in the studied Fraxinus species began in late May-early June, varying between species by 1–5 days. The cessation of shoot and leaf growth in the studied Fraxinus species, which occurred in July, varied by up to ten days. The dates of onset and culmination of the growth of shoots and leaves appeared to be determined primarily by air temperature, with a year-by-year variability of 3–7 days. All the studied Fraxinus species showed a high degree of introduction potential and can be successfully used for gardening and landscaping purposes in the middle taiga subzone.

Rare and endangered habitat types and vascular plant species were studied in the canyon associated with slope cirque “Gorodskaya shchel’ (Town Crack)” in the southern part of Khibiny Mountains (Murmansk Region). Habitat types are interpreted based on a phytosociological approach (Braun-Blanquet classification). Habitat type “D4.2. Basic mountain flushes and streamsides, with a rich arctic-montane flora” of the Emerald Network (partly coincides with type 3220 “Alpine rivers and the herbaceous vegetation along their banks” of Council Directive 92/43/EEC) includes two associations: Mniobryo–Epilobietum hornemannii Nordhagen 1943 of alliance Mniobryo–Epilobion hornemannii Nordhagen 1943, сlass Montio–Cardaminetea Br.-Bl. et Tx. ex Klika et Hadač 1944, and Oxyrietum digynae Gjaerevoll 1956 of alliance Saxifrago stellaris–Oxyrion digynae Gjaerevoll 1956, class Salicetea herbaceae Br.-Bl. 1948. Habitat type “H2.6 Ultra-basic screes of warm exposures” of the Emerald Network is represented by community type Racomitrium spp.–Ranunculus glacialis (class Thlaspietea rotundifolii). These habitats harbor a number of Red Data Book species: 16 rare vascular plants including two species of the Red Data Book of Russia, four species of Red Data Book of Murmansk Region and ten species which need special attention to their state in the natural environment if the Murmansk Region occurred in the studied canyon, cirque and nearest surroundings. As the area is out of the borders of National Park “Khibiny” and has high conservation value, it is necessary to establish here the botanical nature monument.

современные полезащитные насаждения краснодарского края не в полной мере защищают пашню и имеют чаще всего различное санитарное состояние. в этих условиях сохранение лесных полос, выполнение ими защитных функций в системе агролесомелиоративных и других комплексных мероприятий остается актуальной задачей. исследования проведены в основных и вспомогательных полезащитных лесных полосах, расположенных в границах усть-Лабинского района краснодарского края, где с использованием общепринятых методик закладывались временные пробные площади. целью исследований являлось определение экологического состояния полезащитных лесных полос посредством выявления их сохранности и осуществления лесоводственно-мелиоративной оценки. для получения более полной информации об их состоянии была проведена дистанционная оценка сохранности древесного полога полезащитных насаждений. анализ состояния лесополос показал, что около 42,5 % площади обследованных на ключевых участках насаждений имеют среднюю степень сохранности древесного полога, высокую – 22,3 %, низкую и очень низкую – 35,2 %. более низкие показатели сохранности отмечаются во вспомогательных полезащитных лесных полосах. Процентное участие каждой группы лесополос позволило ранжировать диапазоны сохранности, соответствующие определенной лесоводственно-мелиоративной оценке: диапазон сохранности древесного полога от 0 до 25 % – оценка 1, от 25 до 50 % – 2, от 50 до 70 % – 3, от 70 до 100 % – 4. исходя из этого, полезащитные насаждения были разделены нами на 4 группы: норма, риск, кризис и бедствие. результаты определения экологического состояния полезащитных лесных полос наземными и дистанционными методами в условиях усть-Лабинского района краснодарского края показали, что значительная часть обследованных насаждений имеет плотную конструкцию и требует проведения лесоводственных уходов. группе полезащитных лесных полос «бедствие» необходима реконструкция, она позволила бы значительно улучшить их экологическое состояние и мелиоративную эффективность, а также повысить срок службы. Для цитирования: Примаков Н.В. Изменчивость лесоводственных характеристик полезащитных лесных насаждений Краснодарского края // Изв. вузов. Лесн. журн. 2021. № 1. С. 60–68. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-1-60-68
Modern shelterbelts of Krasnodar Krai do not fully protect arable land and often have different sanitary state. Under these conditions, the preservation of forest shelterbelts and their protective functions in the system of agroforestry and other complex continues to be relevant. The research was carried out in the main and auxiliary forest shelterbelts within the boundaries of the Ust-Labinsk district of Krasnodar Krai. The purpose of the research was to determine the ecological state of the forest shelterbelts by identifying their integrity and implementation of forestry and land reclamation assessment. In order to obtain more complete information on their state, a remote assessment of the tree canopy integrity of the shelterbelts was carried out. It follows from the remote assessment analysis that about 42.5 % of the area surveyed in the key plots of plantations has an average degree of integrity of tree canopy, high – 22.3 %, low and very low – 35.2 %. Lower indicators of the tree canopy integrity are observed in the auxiliary forest shelterbelts. The percentage participation of each group of forest shelterbelts allowed us to rank the ranges of integrity corresponding to a certain forestry and land reclamation assessment (units). The range of the tree canopy integrity from 0 to 25 % corresponds to grade 1, from 25 to 50 % – 2, from 50 to 70 % – 3, from 70 to 100 % – 4. Based on this, the shelterbelts were devided into 4 groups: norm, risk, crisis and disaster. The results of determining the ecological state of the forest shelterbelts by ground and remote methods in the Ust-Labinsk district of Krasnodar Krai showed that a significant part of the surveyed plantations has a dense structure and requires silvicultural care. The group of the forest shelterbelts “disaster” needs reconstruction. This will significantly improve the environmental condition and reclamation efficiency, as well as increase the service life of the systems of forest sheltebelts. For citation: Primakov N.V. Variability of Silvicultural Characteristics of Forest Shelterbelts in Krasnodar Krai. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2021, no. 1, pp. 60–68. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-1-60-68.

В статье приводятся сведения об использовании наиболее известных принципов, применяемых при картировании мест нахождения природных популяций карельской березы Betula pendula Roth var. carelica (Mercklin) Hämet-Ahti – одного из самых интересных представителей лесной дендрофлоры. На основании обобщения и анализа накопленных за последние почти 100 лет литературных данных, а также собственных натурных исследований, выполненных в последние десятилетия практически на всей территории естественного произрастания карельской березы, сделан вывод, что границы ее ареала, выделенные в середине прошлого века и по сути с тех пор не пересматривавшиеся, не отражают современную ситуацию. Указаны основные факторы и причины, определяющие необходимость их пересмотра. При этом для установления местоположения границ ареала предлагается использовать популяционный подход, а в качестве ключевого звена – величину критической численности природных популяций, ниже которой их длительное существование становится невозможным. В рамках такого подхода границы ареала зависят от границ локальных популяций (а не местоположения отдельных деревьев или небольших групп деревьев), численность которых не должна быть ниже критической величины, предположительно составляющей для карельской березы порядка 100–500 деревьев. Представлена картосхема ареала карельской березы, границы которого определены с помощью указанного подхода. Особое внимание уделяется вопросу установления величины минимальной численности популяций, необходимой для сохранения их генетического разнообразия. Рассмотрены преимущества использования популяционного подхода для определения границ ареала карельской березы с обязательным учетом ее биологических особенностей, который, по мнению авторов, позволяет более точно фиксировать местоположение границ ареала; отражает естественную историю формирования таксона (хотя еще не получившего официально статус самостоятельного вида) и его ареала; без серьезных затруднений может быть скорректирован (например, в зависимости от масштабов реинтродукции) и окажется полезным при выработке стратегии природоохранных и других мероприятий, направленных на сохранение и воспроизводство этого уникального представителя лесной дендрофолоры. Для цитирования: Ветчинникова Л.В., Титов А.Ф. О границах ареала карельской березы // Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. № 6. С. 9–21. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-6-9-21. Финансирование: Осуществлялось из средств федерального бюджета в рамках выполнения государственного задания ФИЦ КарНЦ РАН (Институт леса КарНЦ РАН, Институт биологии КарНЦ РАН и Отдел комплексных научных исследований КарНЦ РАН)
The article reports on the application of the best known principles for mapping natural populations of curly (Karelian) birch Betula pendula Roth var. carelica (Mercklin) Hämet-Ahti – one of the most appealing representatives of the forest tree flora. Relying on the synthesis and analysis of the published data amassed over nearly 100 years and the data from own full-scale studies done in the past few decades almost throughout the area where curly birch has grown naturally, it is concluded that its range outlined in the middle of the 20th century and since then hardly revised is outdated. The key factors and reasons necessitating its revision are specified. Herewith it is suggested that the range is delineated using the population approach, and the key element will be the critical population size below which the population is no longer viable in the long term. This approach implies that the boundaries of the taxon range depend on the boundaries of local populations (rather than the locations of individual trees or small clumps of trees), the size of which should not be lower than the critical value, which is supposed to be around 100–500 trees for curly birch. A schematic map of the curly birch range delineated using this approach is provided. We specially address the problem of determining the minimum population size to secure genetic diversity maintenance. The advantages of the population approach to delineating the distribution range of curly birch with regard to its biological features are highlighted. The authors argue that it enables a more accurate delineation of the range; shows the natural evolutionary history of the taxon (although it is not yet officially recognized as a species) and its range; can be relatively easily updated (e.g. depending on the scope of reintroduction); should be taken into account when working on the strategy of conservation and other actions designed to maintain and regenerate this unique representative of the forest tree flora. For citation: Vetchinnikova L.V., Titov A.F. Update on the Boundaries of the Curly Birch Range. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2020, no. 6, pp. 9–21. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-6-9-21 Funding: The research was carried out within the framework of the state assignment of the Karelian Research Centre of the Russian Academy of Sciences (Forest Research Institute, Institute of Biology, and Department of Multidisciplinary Scientific Research) and covered by the federal budget.

Методические указания разработаны для студентов 1–2 курсов агрономического факультета и факультета ветеринарной медицины, очной и заочной форм обучения, содержат задачи практики, ее организацию, ботанические экскурсии, требования к зачету.

Автор этой книги знает о садоводстве не понаслышке. Он проходил обучение в Ботаническом саду Оксфордского университета, старейшем в Великобритании. Автор рассказывает о науке ботанике и двух выдающихся исследователях — Карле Линнее и Джозефе Бэнксе. В XVIII веке ботаника еще не утвердилась в обществе и умах людей так, как физика и математика. Из книги вы узнаете о фактическом становлении этой науки и о том, как и почему все больше людей по всему миру стали ею интересоваться. Швед Карл Линней классифицировал растения, животных и минералы, его система «выжила» благодаря тому, что выбранные признаки оказались очень наглядными и удобными для применения на практике. Созданной им системой наименования видов пользуются до сих пор во всем мире. Джозеф Бэнкс описал невероятное количество растений и способствовал распространению их по миру — по английским колониям с похожим климатом. Автор завершает книгу рассказом об истории садоводства в Англии и самых знаменитых садах этой страны.

Предпринята попытка на примере можжевельника обыкновенного выяснить функциональное значение ядра клетки трубки и его связь со структурами пыльцевой трубки у голосеменных растений. Пыльцевые трубки можжевельника в культуре in vitro изучались методами световой микроскопии (проходящий свет, флуоресценция) и инфракрасной Фурье-спектроскопии. Дано краткое описание процесса роста и развития пыльцевых трубок можжевельника. опыты по ферментативному разрушению стенки пыльцевой трубки позволили выявить взаимосвязь генеративного ядра с протопластом, ассоциированным с ядром клетки трубки. Установлено, что генеративное ядро довольно прочно связано с протопластом ядра клетки трубки силой поверхностного натяжения внутренних мембран. Доказано, что протопласт и оба ядра некоторое время сохраняют нативность вне тела трубки после лизиса ее кончика. однако ни генеративное ядро, ни ядро клетки трубки не могут самостоятельно функционировать вне протопласта пыльцевой трубки. Микрофибриллы актинового цитоскелета распределены во внутреннем объеме трубки неравномерно, бо́льшая их часть сконцентрирована в центральной части трубки и ассоциирована с ядром клетки трубки и протопластом. в составе пластид преобладают лейкопласты, в основном это амилопласты, бо́льшая часть которых сконцентрирована вокруг ядра клетки трубки. Протопласт содержит бо́льшое количество митохондрий. лизосомы распределены по всему объему пыльцевой трубки более или менее равномерно, однако значительная их часть, особенно у активно растущих трубок, скапливается вокруг ядра клетки трубки и вблизи кончика трубки. Использование в качестве маркера дейтерия позволило установить последовательность синтеза и локализацию синтезируемых веществ в процессе роста пыльцевой трубки. Повышенное содержание дейтерия наблюдалось в зоне протопласта, ассоциированного с ядром клетки трубки. на основе новых экспериментальных данных высказано предположение, что, возможно, ядро клетки трубки контролирует синтез органических веществ и их распределение в теле трубки. вероятно, ядро клетки трубки способствует ее полярному росту и ориентирует во времени и пространстве рост кончика трубки in vivo. Для цитирования: Сурсо М.В., Чухчин Д.Г. Рост и развитие пыльцевой трубки можжевельника обыкновенного (Juniperus communis): роль ядра клетки трубки // Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. № 2. с. 20–34. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-2-20-34 Финансирование: Работа выполнена при поддержке РФФИ, проект № 18-04-00056. образцы пыльцы собраны при проведении экспедиционных работ в рамках ФНИР по государственному заданию ФИЦКИА РАн (тема №0409-2019-0039), № гос. регистрации – АААА-А18-118011690221-0. Благодарность: Исследования проведены с использованием оборудования ЦКП НО «Арктика» северного (Арктического) федерального университета им. М.В. Ломоносова.
In this work we have tried to explain the functional value of the tube cell nucleus and its relationship with the structures of the pollen tube on the example of juniper. Juniper pollen tubes were studied in vitro by the methods of light microscopy (transmitted light, fluorescence) and Fourier-transform infrared (FTIR) spectroscopy. A brief description of the growth and development processes of juniper pollen tubes is given. The experiments on the enzymatic destruction of the pollen tube wall revealed the relation between the generative nucleus and the protoplast associated with the tube cell nucleus. The generative nucleus is quite firmly connected with the protoplast of the tube cell nucleus by means of the surface tension of internal membranes. It was proven that the protoplast and the both nuclei save their integrity outside the tube body. That is, they retain their viability outside the tube body for some time after lysis the tube tip. However, both the generative nucleus and the tube cell nucleus cannot function independently outside the protoplast of the pollen tube. Microfibrils of the actin cytoskeleton are distributed irregularly inside the tube. Most of them are concentrated in the central part of the tube and associated with the tube cell nucleus and protoplast. Leucoplasts predominate in the composition of plastids. The majority of them are amyloplasts, the better part of which is concentrated around the tube cell nucleus and protoplast. Protoplast contains a large number of mitochondria. Lysosomes are distributed over the entire volume of the pollen tube more or less regularly. However, a significant part of lysosomes, especially in actively growing tubes, accumulates around the tube cell nucleus and near the tube tip. The use of deuterium as a marker allowed to establish the sequence of synthesis and localization of synthesized substances during the pollen tube growth. The increased deuterium content was observed in the zone of the protoplast associated with the tube cell nucleus. The obtained experimental data allowed to suggest that the tube cell nucleus likely controls the synthesis of organic substances and their distribution in the tube body. Probably, the tube cell nucleus promotes its polar growth and orients the growth of the tube tip in vivo in time and space. For citation: Surso M.V., Chukhchin D.G. Growth and Development of Pollen Tubes in Common Juniper (Juniperus communis): The Role of the Tube Cell Nucleus. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2020, no. 2, pp. 20–34. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-2-20-34 Funding: The study was carried out with the financial support from the Russian Foundation for Basic Research within the framework of the research project No. 18-04-00056. Pullen samples were collected during the expedition work within the framework of the research on the state assignment of the Russian Academy of Sciences (topic No. 0409-2019-0039), state registration No. АААА-А18-118011690221-0. Acknowledgments: This research was performed using the equipment of the Core Facility Center “Arktika” of the Northern (Arctic) Federal University named after M.V. Lomonosov.

Изучены характеристики современного состояния нижних ярусов растительного покрова в антропогенно нарушенных березняках Красноярской лесостепи, длительное время подвергающихся рекреационному и техногенному воздействиям, а также степени и характера его изменения за 12-летний период, прошедший с момента последних исследований. Объекты расположены на мониторинговых пробных площадях, заложенных в разнотравных березняках V-VI классов возраста, II-IV классов бонитета, полнотой 0,6–0,9, произрастающих в зоне Красноярской лесостепи в направлении основного переноса промышленных выбросов г. Красноярск. Фитоценозы длительное время подвергались значительным техногенным и рекреационным нагрузкам. На каждом объекте было заложено по 30 учетных площадок размером 1 м 2 , где проведена оценка видового состава, горизонтальной и вертикальной структуры, проективного покрытия и встречаемости видов подлеска и живого напочвенного покрова. Для сравнительного анализа флористических списков применен коэффициент Серенсена–Чекановского. Степень видового разнообразия оценена с помощью индекса Шеннона, степень рекреационной трансформации – индекса синантропизации. Для учета запаса фитомассы живого напочвенного покрова на каждой пробной площади взяты укосы с 10 учетных площадок размером 20 × 25 см. Влияние рекреационных нагрузок изучали с применением оценочных шкал дигрессии, степень техногенной нагрузки – по содержанию токсичных ингредиентов в растениях живого напочвенного покрова. Установлено, что на момент исследований концентрации токсичных элементов в растениях не достигали избыточных значений, при которых происходит нарушение гомеостаза. Сделан вывод, что изменения в растительном покрове, отмеченные в 2017 г. по отношению к состоянию на 2005 г., в большей мере обусловлены рекреационной, нежели техногенной, нагрузкой, изменившейся в связи с внедрением на АО «РУСАЛ Красноярский алюминиевый завод» новой технологии, позволившей снизить объемы токсичных промышленных выбросов. По итогам исследования определен видовой состав подлеска и живого напочвенного покрова, выявлены особенности его изменения за 12-летний период. На всех объектах отмечены снижение видового разнообразия и увеличение доли синантропных видов. Для каждого объекта определены общие запасы фитомассы живого напочвенного покрова и запасы фитомассы отдельных видов. Установлены закономерности изменения вклада различных видов в общий запас фитомассы в зависимости от изменения рекреационной нагрузки. На основе анализа изменения видового разнообразия, количественного соотношения эколого-ценотических групп, структуры и абсолютного значения запаса фитомассы установлены стадии рекреационной дигрессии напочвенного покрова. Для цитирования: Гончарова И.А., Скрипальщикова Л.Н., Барченков А.П., Шушпанов А.С. Оценка компонентов нижних ярусов растительного покрова в антропогенно нарушенных березняках Красноярской лесостепи // Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. № 1. С. 75–87. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-1-75-87 Финансирование: Работа выполнена в рамках базовых проектов фундаментальных исследований Института леса им. В.Н. Сукачева СО РАН «Биоразнообразие коренных хвойных и производных лесных экосистем» (№ 0356-2016-0301), «Динамика лесов Сибири в меняющемся климате. Мониторинг жизненного состояния, продуктивности и ареалов основных лесообразующих видов древесных растений» (№ 0356-2018-0739)
The vegetation cover characteristics of anthropogenically disturbed birch stands of Krasnoyarsk forest-steppe are studied. The research purpose is to study the current state of under story vegetation cover of the birch stands, which have been exposed to recreational and anthropogenic impacts for a long time, as well as to assess the degree and nature of its change over the 12-year period since the last research. The studies were carried out on the sample plots laid out in mixed herbs birch stands. Cenosises are characterized by V–VI age classes, II–IV quality classes, and 0.6–0.9 density of stocking. The birch stands are located in the main transfer of Krasnoyarsk industrial emissions. Phytocenoses were under significant anthropogenic and recreational impact for a long time. At each facility, 30 sites (1 m2 each) were laid, where species composition, horizontal and vertical structure, projective cover and occurrence of undergrowth and forest live cover species were assessed. The comparative analysis of floristic lists was performed using the Sørensen-Czekanowski coefficient (Ksc). The degree of species diversity was estimated by using the Shannon index; the degree of recreational transformation – synanthropization index. Cuttings were taken from 10 sites (20 × 25 cm each) for recording the phytomass stock of forest live cover on each sample area. Plants were cut off at the litter level, sorted by species, dried and weighed. Rating scales of digression were used to study the recreation influence. The degree of anthropogenic impact was determined by the content of toxic ingredients in plants of living ground cover. It is found that the toxic elements concentration in plants does not reach excessive values at which homeostasis disturbance happens. It was concluded that the changes in vegetation cover observed in 2017 in relation to the state of 2005 are more due to recreational than anthropogenic impact; which changed due to the introduction of a new technology at the JSC “RUSAL Krasnoyarsk Aluminum Plant”, which made it possible to reduce toxic industrial emissions. According to the study results, the species composition of the undergrowth and forest live cover was determined, the features of its change over a 12-year period were revealed. It is noted that species diversity has decreased and the proportion of synanthropic species has increased across all plots. Total forest live cover phytomass and individual species phytomass are determined at each plot. The regularities of change in different species contribution to the total stock of phytomass, depending on recreational impact changes, were identified. The ground cover recreational digression stages are determined by analyzing the changes in species diversity, the quantitative ratio of ecological-cenotic groups, the structure and the absolute value of phytomass. For citation: Goncharova I.A., Skripal’shchikova L.N., Barchenkov A.P., Shushpanov A.S. Understory Vegetation Cover Components Assessment in Anthropogenically Disturbed Birch Stands of Krasnoyarsk Forest-Steppe. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2020, no. 1, pp. 75–87. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-1-75-87 Funding: The study was carried out within the framework of the basic research projects of the Sukachev Institute of Forest SB RAS “Biodiversity of Indigenous Coniferous and Derivative Forest Ecosystems” (No. 0356-2016-0301) and “Dynamics of Siberian Forests in a Changing Climate. Monitoring of the Living State, Productivity and Ranges of the Main Forest-Forming Species of Woody Plants” (No. 0356-2018-0739).

The study was conducted at the Botanical Garden of Petrozavodsk State University (middle taiga sub-zone). The subjects of the study were an indigenous species (P. abies (L.) Karst.), and five introduced species (P. pungens Engelm. f. glauca Regel., P. pungens Engelm. f. viridis Regel., P. glauca (Mill.) Britt., P. omorica (Pane) Purk., P. mariana Britt., P. obovata Ledeb.). The study established high variability of the isoperoxidase spectrum in the Picea species needles during the circannual cycle. Molecular forms of peroxidase typical for growth and dormant periods were determined. Some Picea species were found to have isoenzymes appearing only during the deep dormant period. An increase in the heterogeneity of the needles isoperoxidase spectrum and appearance of molecular forms of the enzyme typical for the dormant period were observed in the indigenous and introduced Picea species in the course of adaptation to unfavorable winter conditions. The isoenzyme system rearrangement ensures plants tolerance to external factors and homeostasis regulation. The content of chlorophyll and carotenoids in the needles of the studied species undergoes significant seasonal changes and is largely determined by their biological characteristics. Pigments concentration naturally increases by the end of the vegetative period and decreases slightly in winter. The total number of pigments in the needles of the indigenous and introduced species is almost the same, indicating a similar rate of stock formation. By the dormant period, the ratio of chlorophylls to carotenoids increases and reaches approximately the same level in all Picea species. The Picea species introduced in Karelia adapt to low winter temperatures with the same physiological changes as the indigenous ones. These include changes in the isoenzyme composition of peroxidase, the dynamics of the pigments content in the needles, and the ratio of chlorophylls to carotenoids. Potential tolerance of the studied plant species to unfavorable environmental factors is affected by the extreme factor of tension that does not exceed the threshold value

В пособии представлен цикл занятий по экологическому воспитанию детей старшего дошкольного возраста.

Практикум содержит описание лабораторных работ, охватывающих основные разделы программы дисциплины «Физиология растений». Показаны методы изучения физиологии растительной клетки, дыхания, фотосинтеза, минерального питания, водного обмена, транспорта и пре-вращения веществ в растении, роста и развития растений, устойчивости растений к неблагоприятным факторам среды. Каждая лабораторная работа представлена кратким описанием теоретического материала, методикой выполнения работы и обработки ее результатов, а также во-просами для контроля. После каждого раздела даны вопросы для само-контроля.

Изучены особенности накопления, межвидовые отличия, индивидуальная изменчивость и соотношение элементов питания (азота (N), фосфора (P), калия (К), кальция (Ca), магния (Mg) и натрия (Na)) в листьях Betula pendula Roth и Betula pubescens Ehrh. в интразональных условиях высокогорья на Северном Урале. Исследования проводились в течение двух лет во всех горных поясах горы Конжаковский Камень – в контроле (высота 207 м н. у. м.), на нижней (высота 423 м н. у. м.) и верхней (высота 555 м н. у. м.) границе горно-лесного пояса, в подгольцовом (высота 830 м н. у. м.) и тундровом (высота 1117 м н. у. м.) поясах. Установлена противоположная направленность процесса накопления макроэлементов в листьях двух видов вдоль высотного градиента – достоверное увеличение содержания азота и фосфора в листьях B. pubescens с увеличением высоты произрастания и уменьшение у B. pendula (за оба года исследования). Полученные результаты изменения содержания макроэлементов в листьях B. pubescens и B. pendula, вероятно, связаны с различными механизмами адаптации данных видов к экстремальным факторам среды, что у более устойчивой к условиям высокогорья B. pubescens проявлялось в увеличении содержания макроэлементов. Несмотря на отличия двух видов в содержании общего азота и значительную погодичную изменчивость, соотношение азота к фосфору и калию в листьях берез достоверно не отличалось ни между видами, ни между годами. Таким образом, соотношение азота к фосфору и калию являлось достаточно стабильным параметром, который не изменялся по годам, несмотря на значительную разницу в общем содержании азота между годами, где в 2008 г. общее содержание азота достоверно превышало показатели 2006 г. Соотношение азота к фосфору и калию достоверно увеличивалось в высших точках и контроле, что показывает наличие зональной изменчивости, а при этом данный показатель стабилен только внутри горного пояса, т. к. погодичная изменчивость не выражена, что также подтверждают данные двухфакторного дисперсионного анализа. Для цитирования: Горбунова В.Д., Менщиков С.Л. Содержание элементов питания в листьях белых берез в интразональных условиях на Северном Урале // Лесн. журн. 2019. № 6. С. 132–145. (Изв. высш. учеб. заведений). DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.6.132
The content, individual variability and the ratio of nitrogen (N), phosphorus (P), potassium (K), calcium (Ca), magnesium (Mg) and sodium (Na) in the leaves of Betula pendula Roth. and Betula pubescens Ehrh depending on the intrazonal conditions in the high altitude range of the Northern Urals (Konzhakovsky Kamen’ mountain) were studied. Accumulation of the main macronutrients in the leaves of birch trees of the two studied species, the individual variability of the content of macronutrients along the altitude gradient of the Konzhakovsky Kamen’ mountain, as well as interspecific differences were revealed. The differences of the two species in the opposite direction of accumulation of macronutrients along the altitudinal gradient were found. An increase in the nitrogen content of the B. pubescens leaves with an increase in the height of growth and a decrease in B. pendula for both years of the study were revealed. The obtained trends in the content of macronutrients in the leaves of B. pubescens and B. pendula are probably associated with different physiological mechanisms of plant adaptation to extreme environmental factors. It is assumed that the decrease in the content of macronutrients in B. pendula leaves with increasing height is associated with the ecological features of the species. Despite the differences between the two species in the content of total nitrogen and significant variability between years, the ratio of nitrogen to phosphorus and potassium in birch leaves did not significantly differ either between the species or between years. Thus, the percentage ratio of nitrogen was a fairly stable parameter, which did not change over the years, despite the significant difference in the total nitrogen content between the years, where 2008 was significantly higher than 2006. Significant increase in this parameter at higher points and control shows stability within one ecotope only, which indicates the presence of zonal variability, while the between years variability is not expressed, which is also confirmed by two-factor analysis of variance. For citation: Gorbunova V. D., Menshikov S. L. The Content of Nutrients in Leaves of White Birch Trees in Intrazonal Conditions in the Northern Urals. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal] 2019, no. 6, pp 132–145. DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.6.132

Проведены комплексные эколого-физиологические исследования на уровне организма реакции растений сосны обыкновенной на изменение плодородия почвы в целях получения количественных показателей функционирования листового аппарата, корневой системы и характера их взаимосвязи. Биологическую продуктивность рассчитывали по В.М. и Е.В. Лебедевым, чистую продуктивность фотосинтеза – по А.А. Ничипоровичу, минеральную продуктивность – по В.М. Лебедеву. В условиях микрополевого опыта на серой лесной почве изучена реакция 2–3-летних растений сосны обыкновенной на внесение на фоне Р60К60 по 30, 60, 120 и 240 кг/га азота. Выявлено, что увеличение уровня азотного питания привело к изменению эколого-физиологических показателей работы корневой системы и листового аппарата (отношения корневого потенциала к фотосинтетическому, поглощения азота единицей активной поверхности корней в сутки, чистой продуктивность фотосинтеза, биологической продуктивности растений). Уровень азотного питания практически не влиял на чистую продуктивность фотосинтеза, но способствовал повышению биологической продуктивности в 1,2–1,5 раза. Рост уровня азотного питания привел к изменению соотношения между величинами корневого и фотосинтетического потенциалов в пользу листового аппарата. Между фотосинтетическим потенциалом и приростом сухой массы установлена высокая положительная связь (r = 0,931–0,992), между отношением корневого потенциала к фотосинтетическому и поглощением азота – высокая отрицательная корреляция (r = –(0,843–0,963)). Максимальное значение биологической продуктивности у сосны было отмечено при дозе азота 120 кг/га. Дальнейшее повышение уровня азотного питания привело к уменьшению этого показателя и оказалось токсичным. Реакция сосны на снижение плодородия почвы (вследствие его высокой инерционности) определена в результате ретроспективного комплексного эколого-физиологического анализа табличных данных фитомассы, составленных В.А. Усольцевым, для древостоев, произраставших в европейской и азиатской частях России в возрастной период от 10–20 до 150–300 лет. Естественное снижение плодородия почвы во всех регионах с возрастом древостоев сосны от 25 до 100 лет вызвало уменьшение поглощения азота в 18,5–84,5 раза, чистой продуктивности фотосинтеза – в 3,4–18,0 раз. Корреляция между возрастом растений и поглощением азота и чистой продуктивностью фотосинтеза варьировала от –0,714 до –0,870 и от –0,894 до –0,991 соответственно. Снижение активности работы фотосинтетического аппарата и корневой системы отрицательно сказалось на биологической продуктивности, которая упала от 2,8 до 4,0 раз в зависимости от региона. Связь биологической продуктивности с возрастом была высокая отрицательная (коэффициент корреляции варьировал от –0,572 до –0,783). Связь минеральной продуктивности с биологической продуктивностью и чистой продуктивностью фотосинтеза во всех случаях была высокой положительной: от 0,907 до 0,994 и от 0,757 до 0,932 соответственно. Начиная с 25 лет, растения адаптировались к снижению почвенного плодородия путём увеличения отношения корневого потенциала к фотосинтетическому, которое, в зависимости от региона, в течение онтогенеза выросло от 4,8 до 12,5 раза. Такая неспецифическая реакция подтверждается высокой положительной корреляцией (r = 0,947–0,997) отношения корневого потенциала к фотосинтетическому с возрастом дерева. Для цитирования: Лебедев В.М., Лебедев Е.В. Эколого-физиологические особенности реакции сосны обыкновенной на уровень плодородия почвы как показатель адаптации к условиям среды // Лесн. журн. 2019. № 6. С. 92–103. (Изв. высш. учеб. заведений). DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.6.92.
Comprehensive ecological and physiological studies (on the organism level) of plant response of Scots pine to changes in soil fertility were carried out in order to obtain quantitative parameters of the leaf apparatus and root system functioning and nature of their interrelation. Biological productivity was calculated according to V.M. Lebedev and E.V. Lebedev (2006), net productivity of photosynthesis – according to A.A. Nichiporovich (1955), and mineral productivity – according to V.M. Lebedev (1998). The response of 2–3-year-old scots pine plants was studied for fertilization with 30, 60, 120 and 240 kg/ha of nitrogen against the fertilizer application rate of Р60К60 under the conditions of a microfield experiment on gray forest soil. An increase in the level of nitrogen nutrition led to a change in the ecological and physiological parameters of the root system and leaf apparatus functioning: the ratio between root and photosynthetic potential, nitrogen absorption by the unit of the active surface of roots per day, net productivity of photosynthesis, and biological productivity of plants. The nitrogen status slightly affected the net productivity of photosynthesis, however drove up an increase in biological productivity by 1.2–1.5 times. An increase in the nitrogen status led to a change in the ratio between the values of root and photosynthetic potentials in favor of the leaf apparatus. A high positive correlation (0.931–0.992) between the photosynthetic potential and increase in dry mass; and a high negative correlation (–(0.843–0.963)) between the ratio of root potential to photosynthetic potential and nitrogen uptake were established. The maximum of pine biological productivity was observed at a nitrogen rate of 120 kg/ ha. A further increase of the nitrogen status led to a decrease in biological productivity and was found to be toxic. The response of pine to a decrease in soil fertility (due to its slow response) was determined as a result of a retrospective comprehensive ecological and physiological analysis of tabular phytomass data compiled by V.A. Usol’tsev (2002) for tree stands growing in the European and Asian parts of Russia in the age range from 10–20 to 150–300 years. The natural decrease in soil fertility of pine stands with the age from 25 to 100 years in all the regions caused a decrease in nitrogen uptake by 18.5–84.5 times, and net productivity of photosynthesis by 3.4–18.0 times. The correlation between plant age, nitrogen uptake, and net productivity of photosynthesis ranged from –0.714 to –0.870 and –0.894 to –0.991, respectively. The decrease in the activity of photosynthetic apparatus and root system adversely affected the biological productivity, which fell from 2.8 to 4.0 times depending on the region. The relationship between biological productivity and age was high negative (correlation coefficient ranged from –0.572 to –0.783). The relationship between mineral productivity with biological productivity and net productivity of photosynthesis in all cases was high positive from 0.907 to 0.994 and from 0.757 to 0.932, respectively. Starting from the age of 25, the plants adapted to a decrease in soil fertility by increasing the ratio of root to photosynthetic potential, which grew from 4.8 to 12.5 times during ontogenesis depending on the region. This nonspecific reaction is confirmed by the high positive correlation (from 0.947 to 0.997) of the ratio of root to photosynthetic potential with the tree age. For citation: Lebedev V.M., Lebedev E.V. Ecological and Physiological Features of the Scots Pine Reaction to the Soil Fertility Level as an Indicator of Adaptation to Environmental Conditions. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2019, no. 6, pp. 92–103. DOI: 10.17238/ issn0536-1036.2019.6.92

Важнейшей проблемой современности является создание и поддержание экологически благоприятной среды на урбанизированных территориях. Одним из путей ее решения является адаптивная селекция видов деревьев и кустарников (как аборигенов, так и интродуцентов), используемых для зеленого строительства. Результативность данной работы зависит от применения научных знаний об эколого-физиологическом состоянии каждого вида. Это определяет необходимость оценки адаптационной способности исследуемых для озеленения видов. Большую роль в формировании и развитии древесных и кустарниковых растений, в том числе представителей рода ель (Picea A. Dietr), играет содержание запасных питательных веществ в тканях. Достаточное их количество способствует активному росту и развитию побега, укоренению черенков и устойчивости к неблагоприятным внешним факторам. Предметом исследования выступили два вида рода ель (Picea A. Dietr.): аборигенный вид – ель европейская (Picea abies L.) и интродуцент – ель колючая форма голубая (Picea pungens Engelm.). Содержание крахмала в клетках тканей годичных побегов выявляли качественной реакцией Люголя, жиры фиксировали Суданом III. После окрашивания соответствующими реактивами и фиксации срезы анализировали с помощью микроскопа. Оценку содержания запасных веществ давали на поперечном срезе побега по каждой учетной зоне отдельно и в сумме баллов по всем учетным зонам, используя предложенную нами 6-балльную шкалу. Установлено, что клетки тканей ели колючей форма голубая содержат больше запасных веществ, чем клетки тканей ели европейской, во все учетные даты. Существенность таких различий подтвердил двухфакторный дисперсионный анализ. Отмечена инерционность процессов фотосинтеза с изменением температуры. Установлено, что содержание жиров может служить индикатором состояния растения и готовности его к вегетационному периоду или переходу в состояние покоя. Полученные сведения позволяют оптимизировать процессы работы в питомниках и более эффективно укоренять черенки. Для цитирования: Бессчетнова Н.Н., Кулькова А.В. Содержание запасных питательных веществ в клетках тканей годичных побегов представителей рода ель (Picea L.) в условиях Нижегородской области // Лесн. журн. 2019. № 6. С. 52–61. (Изв. высш. учеб. заведений). DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.6.52
The crucial issue of modern age is creation and maintenance of an ecologically friendly environment in urban areas. One of the ways of its solution is adaptive selection of tree and shrub species (both natives and exotic) used for green construction. The performance of this work depends on the application of scientific knowledge about the ecological and physiological state of each species. This determines the need for assessment of adaptive capacity of the speciess used for greening. An important role in the formation and development of trees and shrubs, including members of the spruce (Picea A. Dietr.) genus, plays the content of reserve nutrients in the tissues. A sufficient number of them promotes active growth and development of the shoot, rooting of cuttings and resistance to unfavorable external factors. The research subjects were two species of the spruce (Picea A. Dietr.) genus: indigenous species – Norway spruce (Picea abies L.) and introduced species – blue spruce (Picea pungens Engelm). The starch content in the cells of annual shoot tissues was revealed by qualitative reaction solution (Lugol’s iodine); fats were recorded with Sudan III. After staining with appropriate reagents and fixation, cuts were analyzed with a microscope. The assessment of the reserve substances content was given on the cross-section of the scion for each accounting area separately and in the total score for all accounting areas using the 6-point scale we proposed. It was found that the cells of blue spruce tissues contain more reserve substances than the cells of Norway spruce tissues on all accounting dates. The significance of these differences was confirmed by the two-way analysis of variance. The inertia of photosynthesis with a change in temperature is noted. The fat content may be an indicator of the status of a plant and its readiness for the growing season or to transition into resting state. The data obtained allow optimizing the work in the nurseries and rooting of cuttings more effectively. For citation: Besschetnova N.N., Kul’kova A.V. The Content of Reserve Nutrients in the Cells of Annual Shoot Tissues of the Representatives of the Spruce (Picea L.) Genus in Nizhny Novgorod Region. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2019, no. 6, pp. 52–61. DOI: 10.17238/ issn0536-1036.2019.6.52.

Учебно-методическое пособие предназначено для бакалавров очной формы обучения и может быть использовано при самостоятельном изучении дисциплины «Ботаника» – раздел Анатомия и морфология растений. Учебно-методическое пособие составлено на основании требований ФГОС ВПО по направлению подготовки 110400 (35.03.04) «Агрономия» (квалификация (степень) «бакалавр») и др. нормативных документов.

Учебное пособие содержит материалы по растительному покрову Земли, где дастся характеристика растительности всех континентов: Евразии. Северной и Южной Америки. Африки. Австралии, а также контрольные задания. Предназначено для магистрантов, обучающихся по направлению 06.04.01 Биология.

Для наиболее рационального применения растительных ресурсов в настоящее время рассматривается возможность производства из древесной массы крон добавок для пищевых продуктов, обогащенных биологически активными веществами, а также комбинированных типов лекарственного растительного сырья. При использовании растений, произрастающих на антропогенно преобразованных территориях, решающими становятся вопросы накопления в них потенциально опасных для человека химических элементов. Изучены закономерности распределения их в плодах, листьях и стеблях Padus avium из техногенно нарушенных экотопов на юге Западной Сибири. Содержание химических элементов исследовали методом атомно-эмиссионного спектрометрического анализа после сухого озоления. Элементный химический состав почв исследованных местообитаний характеризуется высокой вариабельностью и отсутствием значимых различий. Количество химических элементов в плодах, листьях и одревесневших стеблях P. avium из экотопов с различной степенью техногенной нагрузки статистически значимо не отличается. Относительно стабильное содержание химических элементов в основном характерно для эссенциальных элементов – Ca, K, Mg, P, B, Cu, Zn, а также Pb, Sn, V. Для элементов, в значительной степени связанных с мелкодисперсными почвенными частицами (Al, Cr, Fe, Mn, Na, Sc, Si, Ti), наблюдается высокая вариабельность. Во всех изученных образцах отмечена более высокая концентрация Sr, характерная и для других растений на юге Западной Сибири. В исследованных органах выявлена существенная разница в концентрации химических элементов: минимальное содержание большинства элементов обнаружено в плодах (за исключением B) и стеблях (за исключением Zn), листья содержат в несколько раз больше химических элементов, что может быть связано с более высоким вкладом почвенных частиц. Отсутствие превышения предельно допустимых концентраций по содержанию потенциально опасных элементов и наличие биологически активных соединений в плодах и листьях свидетельствуют о возможности применения древесной массы из крон P. avium в пищевой и косметической промышленности в качестве источника биологически активных веществ и натуральных красителей. Для цитирования: Загурская Ю.В., Сиромля Т.И. Сравнительный анализ элементного химического состава побегов Padus avium из техногенно нарушенных экотопов // Лесн. журн. 2019. № 5. С. 105–114. (Изв. высш. учеб. заведений). DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.5.105 Финансирование: Работа выполнена в рамках проектов № 0352-2019-0015 (ЕГИСУ НИОКТР № 171170414100531) и № 0313-2016-0001 (ЕГИСУ НИОКТР № 171170301100781).
In order to use vegetative resources more efficiently nowadays a possibility to produce food supplements enriched with biologically active substances and also combined types of medical plant raw materials from wood pulp of crown is considered. When using plants growing on anthropogenically transformed territories, the issues of accumulation of chemical elements (CE) potentially hazardous for human in them become decisive. There have been studied mechanisms of CE distribution in Padus avium fruits, leaves and stems from anthropogenically transformed ecotopes in the south of Western Siberia. The content of CE has been studied by the atomic emission spectrometry after dry ashing. Element chemical composition of soils of studied habitats is characterized by high variability and absence of significant differences. The amounts of CE in fruits, leaves and lignified stems of Padus avium from anthropogenically transformed ecotopes with the different degree of environmental footprint do not differ significantly. Relatively stable content of CE is mainly peculiar to the essential elements of Ca, K, Mg, P, B, Cu, Zn and Pb, Sn, V as well. High variability is recorded for CE strongly associated with finely dispersed soil particles (Al, Cr, Fe, Mn, Na, Sc, Si, Ti). Higher concentration of Sr specific to other plants in the south of Western Siberia is observed in all studied samples. A sustainable difference was recorded in CE’s concentration in the studied organs. The minimum percentage of the most part of the elements was found in fruits (apart from B) and stems (apart from Zn). Leaves contain several times more CE which may be due to a higher contribution of soil particles. The exceedence absence of maximum permissible concentrations of potentially hazardous CE and presence of biologically active compounds in fruits and leaves indicate the capability of usage crown wood pulp of P. avium in food and beauty industries as a source of biologically active substances and natural dyes. For citation: Zagurskaya Yu.V., Siromlya Т.I. Comparative Analysis of the Elemental Chemical Composition of Padus avium Shoots from Antropogenically Disturbed Ecotops. Lesnoy Zhurnal [Forestry Journal], 2019, no. 5, pp. 105–114. DOI: 10.17238/issn0536- 1036.2019.5.105 Funding: The research was carried out within the framework of the projects No. 0352- 2019-0015 (EGISU NIOKTR No. 171170414100531) and No. 0313-2016-0001 (EGISU NIOKTR No. 171170301100781).

Исследования характера и природы разнообразия хозяйственно ценных признаков у лесных древесных видов представляют большой интерес не только с позиций лесной селекции и практического лесоводства, но и с общебиологической точки зрения. В ряду объектов внимания ученых-селекционеров особое место занимают орехоплодные виды, к числу которых принадлежит кедр сибирский. Его введение в культуру путем плантационного выращивания древесины и создания промышленных орехоплодных плантаций позволит в будущем резко снизить хозяйственную нагрузку на природные экосистемы. Цель настоящей работы состояла в анализе структуры разнообразия по росту и генеративному развитию кроны деревьев кедра сибирского на специально созданной плантации, где низкий уровень естественного отбора дает возможность для более результативной селекции на скороплодность, рост и семенную продуктивность. Плантация, расположенная на юге равнинной западносибирской части ареала (юг Томской области), создана из семян кедра местной популяции. Они были высажены в 1977 г. в качестве производственных культур с обычной плотностью (0,75×3 м). В 10-летнем возрасте их рассадили на расстоянии 8×8 м. На основе ретроспективного метода, позволяющего по следам на коре побегов восстановить ход их органогенеза и роста, реконструирована динамика вступления в половую репродукцию 89 модельных деревьев, достигших 40-летнего возраста, проведена сравнительная характеристика вегетативного и генеративного развития кроны. Полученные результаты показывают, что в целом исходная идея о зависимости эффективности отбора от условий, в которых формировалось насаждение, подтверждается. В естественном сомкнутом насаждении многие из выявленных в ходе данного исследования лидеров по плодоношению отстали бы из-за среднего или даже слабого роста и, возможно, не достигли бы репродуктивного возраста. На плантации с разреженной посадкой они сохранились и вышли в лидеры по плодоношению. Раннее начало плодоношения, даже в условиях разреженной посадки, положительно связано со скоростью роста в прегенеративный период онтогенеза (r = +0,65). Уровень различий по генеративному развитию деревьев оказался гораздо выше, чем по вегетативному. Обилие мужских побегов в кроне и относительная протяженность мужского генеративного яруса определялись прежде всего высотой деревьев. На развитие женской генеративной сферы активный рост дерева в высоту, напротив, не имел заметного влияния. Контрастные различия в связях мужской и женской сферы с различными показателями роста являются, по нашему мнению, весьма интересным результатом. Высокие деревья с неширокой кроной наиболее перспективны для селекции на пыльцевую продуктивность, поскольку имеют более протяженный мужской ярус и благодаря этому имеют больше мужских побегов в кроне. Деревья с широкой кроной перспективны для селекции на семенную продуктивность. Однако урожайность не во всех случаях является прямой функцией размера кроны, а зависит от конкретного генотипа дерева. Это подтверждается тем, что в каждой группе (высоких, средних и низких деревьев) есть индивиды высокоурожайные и низкоурожайные, что открывает возможности для селекции на семенную продуктивность в группах, различающихся по уровню роста. Использование расчетного относительного показателя «на 1 м 2 площади горизонтальной проекции кроны» дало возможность для отбора лучших деревьев по урожайности (сочетающих минимальный размер кроны с количеством шишек на единицу площади кроны) и росту (сочетающих большую высоту и узкую крону). Для цитирования: Велисевич С.Н., Попов А.В. Структура разнообразия по вегетативной и генеративной структуре кроны кедра сибирского на плантации с разреженной посадкой // Лесн. журн. 2019. № 5. С. 35–47. (Изв. высш. учеб. заведений). DOI: 10.17238/ issn0536-1036.2019.5.35
Studies of the diversity of economically valuable traits in forest tree species are of great in- terest not only for forest selection and practical silviculture, but also important as a general biological problem. Among the objects of attention of breeders, a special place is occupied by cone-bearing species such as Siberian stone pine. Its cultivation through the forest tree planta- tions for wood and for cone-bearing will allow in the future to reduce the damage for natural ecosystems significantly. The purpose of this work was to analyze the structure of diversity in growth and generative development of the Siberian stone pine crown on a specially created plantation, where a low level of natural selection makes it possible to more efficiently select for early reproduction, growth and seed productivity. This plantation is located in the south of the area (Western Siberia, south of Tomsk region). It was created from stone pine seeds of the local population, that were sown in 1977 as forest crops with standard density (0,75 х 3 м). At the age of 10, they were planted out at a distance of 8 x 8 m. The vegetative and generative development of 89 trees aged 40 years was analyzed. We used a retrospective method that allows reconstructing of the tree organogenesis and growth on the scars on the bark of the shoots. The start of sexual reproduction has been reconstructed; a comparative characteristic of the vegetative and generative development of the tree crown has been carried out. The re- sults show that, in general, the initial idea of the dependence of the efficiency of selection on the conditions in which the trees were formed is confirmed. In the natural dense stands, many of the leader trees in cone-bearing, which we found in our study, could fall behind due to slow growth and did not live to reproductive age. On the plantation where sparse tree planting was applied, they survived and became the leaders in cone-bearing. Early start of reproduction, even under conditions of sparse tree planting, is positively correlated with the growth rate in the pre-generative period of ontogenesis (r = + 0.65). The level of variations in the gen- erative development of trees was much higher than in the vegetative one. The abundance of male shoots in the crown and the relative length of the male generative zone of crown were determined primarily by the height of the trees. On the contrary, the active growth of the tree in height did not have a noticeable influence on the development of the female shoots and the female generative zone of crown. Contrasting differences in the traits of male and female crown development with growth traits are very interesting result, in our opinion. Tall trees with a narrow crown are most promising for pollen productivity breeding, since they have a longer male generative zone and because of this they have more male shoots in the crown. Trees with a broad crown are promising for seed production breeding. Although seed produc- tivity is not in all cases a direct function of the size of the crown, but depends on the specific genotype of the tree. This is confirmed by the fact that in each group (high, medium and low trees) there are individuals of high-cone-bearing and low-cone-bearing, which is promising for seed production breeding in groups of different growth levels. Using the calculated rela- tive traits «1 m 2 of the area of the horizontal projection of the crown onto the ground surface» made it possible to select the best trees for seed production (combining the minimum size of the crown with the number of cones per unit area of the crown) and growth (combining greater height and narrow crown). For citation: Velisevich S.N., Popov A.V. Pattern of diversity in the vegetative and generative crown structure of the siberian stone pine on a seed orchard with sparse tree planting. Lesnoy Zhurnal [Forestry Journal], 2019, no. 5, pp. 35–47. DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.5.35 Funding: This work is supported by the Russian Science Foundation under grant no. 18-16-00058.

Мутационная ведьмина метла (ВМ) – фрагмент кроны дерева с аномальным морфогенезом, включающим замедленный рост, обильное ветвление, сниженное апикальное доминирование и часто обильное семеношение. Мутационные ведьмины метлы являются основным источником декоративных карликовых привойных сортов хвойных. Кедр сибирский, как и другие хвойные, способен к образованию мутационных ведьминых метел. Для того чтобы установить, какое влияние мутация оказывает на развитие шишек ведьминых метел, был проведен анализ урожайности и разнообразия размеров и структуры шишек у 20 клонов ведьминых метел, а также их сравнение со средней нормальной шишкой кедра сибирского длиной 9 см, шириной 6 см, средним числом семян 57 шт. и долей медиальной фертильной зоны 39,1…60,3 % от общего числа чешуй. Клоны ведьминых метел имели разное количество шишек. Среднее число заложенных шишек у 13-летних клонов составляло 13 шт. Клоны ведьминых метел были очень разнообразны по всем признакам шишек. Самые маленькие шишки по длине отмечены у трех клонов, их длина составила менее 3 см. Два клона из них имели также и самый маленький диаметр: 2,3 и 2,2 см соответственно. Четыре клона имели относительно самые крупные шишки длиной более 4 см, а диаметр 3,4 см. Фертильная зона в шишках у клонов ведьминых метел составляла от 27,8 до 55,6 % от общего числа чешуй, т. е. лишь немного меньше, чем у нормальных шишек. Шишки имели по 40…60 семяпочек, из которых у 20 % клонов развилось менее 20 семян, а у 15 % клонов – более 40 семян на шишку, что на треть меньше, чем у нормальных деревьев кедра сибирского. Число недоразвитых семян в шишках почти у всех клонов было невысоким, однако для некоторых доля недоразвитых семян составляла до 30 % от общего числа семян в шишке. Таким образом, шишки у клонов ведьминых метел были в 2–3 раза мельче, а их качество в целом было хуже, чем у нормальных шишек кедра сибирского, однако урожайность у клонов ведьминых метел в целом была довольно высокой. При этом клоны ведьминых метел обладали очень высоким разнообразием по урожайности и качеству шишек. Лишь единичные клоны с хорошей урожайностью и относительно крупными шишками могут быть перспективными для селекции как орехоплодные сорта. В связи с негативным влиянием густоты кроны ведьминых метел на число и размер их шишек в большинстве случаев наличие и обилие шишек может служить лишь дополнительным признаком, повышающим декоративность карликовых привойных сортов кедра сибирского. При этом все без исключения клоны ведьминых метел фертильны и вполне могут быть использованы для скрещивания и дальнейшей селекционной работы. Для цитирования: Полякова О.И., Жук Е.А., Горошкевич С.Н. Семеношение и структура шишек у клонов мутационных ведьминых метел кедра сибирского// Лесн. журн. 2019. № 5. С. 25–34. (Изв. высш. учеб. заведений). DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.5.25 Финансирование: Исследование выполнено при поддержке РНФ (грант № 18-16-00058).
Mutational witches’ broom (WB) is a fragment of tree crown with abnormal morphogenesis, including slow growth, abundant branching, reduced apical dominance and often abundant seed production. Mutational WBs are the main source of ornamental dwarf grafting conifer cultivars. Siberian stone pine, like other conifers, is capable of forming mutational WBs. In order to reveal how the mutation affects the development of WB cones an analysis of the cone yield and cone size and structure in 20 WB clones was made, and they were compared with a mean normal Siberian stone pine cone with length 9 cm, width 6 cm, 57 seeds per cone and the proportion of the medial fertile zone 39.1–60.3% of the total number of scales. WB clones had a different number of cones. Thirteen-year old clones had 13 cones in average. All cone traits varied greatly among the WB clones. Three clones had shortest cones, their length was less than 3 cm. Two of the clones also had the smallest diameter, 2.3 and 2.2 cm, respectively. Four clones had relatively large cones, longer than 4 cm, and diameter 3.4 cm. The fertile zone in the cones of WB clones was from 27.8% to 55.6% from the total number of scales, i.e. only slightly smaller than that in normal cones. The cones contained 40–60 ovules, which gave rise to less than 20 seeds in 20% of the clones, and more than 40 seeds per cone in 15% of the clones, which is a third less than that in normal Siberian stone pine trees. The number of aborted seeds after pollination in cones was almost not high for all clones, however, for some, the proportion of aborted seeds was up to 30% of the total number of seeds per cone. Thus, the cones in WB clones were 2–3 times smaller, and they were generally inferior to normal Sibe- rian stone pine cones, but the yield in WB clones was quite high. At the same time, the WB clones were highly variable in yield and cone quality. Only individual clones with good yield and relatively large cones can be promising for breeding as nut-bearing cultivars. Due to the negative WB crown density on the number and size of their cones, in most cases, the presence and abundance of cones can only serve as an additional feature that enhances the ornamental value of dwarf graft cultivars of Siberian stone pine. At the same time, all WB clones were fertile and could be used for cross-breeding and further selection work. For citation: Polyakova O.I., Zhuk Е.А., Goroshkevich S.N. Cone production and cone struc- ture in the clones from mutational witches’ brooms of Siberian stone pine. Lesnoy Zhurnal [Forestry Journal], 2019, no. 5, pp. 25–34. DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.5.25

Дневник учебной практики по ботанике разработан на основе Федерального государственного стандарта высшего образования по направлению подготовки 440305 Педагогическое образование с двумя профилями подготовки. Для профилей Биология и Химия и Биология и География. Уровень бакалавриат. В учебном пособии изложены правила сбора, сушки, определения и гербаризации растений.

Research was carried out in the Botanical garden of Petrozavodsk state University, located on the Northern shore of the Petrozavodsk Bay of lake Onega (middle taiga subzone, 61°47’ n). during two vegetation periods. The objects of study served as an indigenous species Picea abies (L.) Karst, and two introduced species – Picea pungens Engelm. f. glauca Regel. Picea canadensis (Mill.) Britton et al. Age and height of Picea abies – respectively 47 years and 16 m, Picea pungens – 36 years and 12 m, Picea canadensis – 22 years and 6 m. Morphological characteristics of pollen grains were estimated by the following morphometric characteristics: diameter, length of pollen grain, polar axis, height of pollen grain with air bags, area of pollen grain projection, perimeter, form factor and eccentricity. The study of statistical characteristics of samples allowed us to establish that the accuracy rate in determining the arithmetic mean values of the morphometric parameters under study is quite high and varies by species from 0.7 to 3.5%.The pollen grains of the studied species were found to be bag-shaped or wide-ellipsoid. Their outline from the pole is elliptical, from the equator it is wide-trapezoid. The colour of the grains is yellow, the surface of the body is lumpy, and the bags are rough. The pollen grains of the aboriginal Picea abies species are 3–20 % larger than those of the introduced species. The size of the Picea pungens pollen exceeds that of Picea canadensis by 4–48 %. There is a fairly strong linear relationship between individual morphometric parameters of a pollen grain (r = 0.5–0.8). The viability of the pollen of the aboriginal Picea abies species in South Karelia is about twice as high as that of the introduced species of Picea canadensis and Picea pungens.

Phytoplankton constitutes a key part of all aquatic ecosystems. It produces organic matter, thus forming the first level of food chains in water bodies. In addition, phytoplankton plays a major role in the water quality formation. The studies of algocoenosis always remain relevant, since the obtained data provides important information on the ecological status of water bodies. This information can subsequently be used for planning and implementing environmental measures, which are particularly significant for water bodies located in specially protected areas. National parks existing for the purposes of nature preservation, education and research are also designed for tourism, which makes their ecosystems more vulnerable. Population residing in such territories and its economic activity may also carry some environmental risks, which necessitates regular complex observations. This paper covers the state of spring phytoplankton community of Lake Kenozero in 2018, its qualitative and quantitative characteristics (species composition, abundance and biomass). In the course of research, we identified 70 phytoplankton taxa belonging to seven divisions: Bacillariophyta, Dinophyta, Chlorophyta, Cyanophyta, Chrysophyta, Xanthophyta and Euglenophyta. The dominant species complex included diatoms (Asterionella formosa, Melosira granulata, Tabellaria fenestrata), representatives of Dinophyta (Gymnodinium sp.), as well as small euglenoids. Species diversity was estimated using the Shannon-Weaver index. Aquatic environment contamination was assessed, i.e. the saprobity index was calculated and the class of surface water quality was determined. According to the water quality classification of water bodies and watercourses by hydrobiological indicators, Lake Kenozero was assigned the second class of water quality (moderately polluted).

Phytoplankton constitutes a key part of all aquatic ecosystems. It produces organic matter, thus forming the first level of food chains in water bodies. In addition, phytoplankton plays a major role in the water quality formation. The studies of algocoenosis always remain relevant, since the obtained data provides important information on the ecological status of water bodies. This information can subsequently be used for planning and implementing environmental measures, which are particularly significant for water bodies located in specially protected areas. National parks existing for the purposes of nature preservation, education and research are also designed for tourism, which makes their ecosystems more vulnerable. Population residing in such territories and its economic activity may also carry some environmental risks, which necessitates regular complex observations. This paper covers the state of spring phytoplankton community of Lake Kenozero in 2018, its qualitative and quantitative characteristics (species composition, abundance and biomass). In the course of research, we identified 70 phytoplankton taxa belonging to seven divisions: Bacillariophyta, Dinophyta, Chlorophyta, Cyanophyta, Chrysophyta, Xanthophyta and Euglenophyta. The dominant species complex included diatoms (Asterionella formosa, Melosira granulata, Tabellaria fenestrata), representatives of Dinophyta (Gymnodinium sp.), as well as small euglenoids. Species diversity was estimated using the Shannon-Weaver index. Aquatic environment contamination was assessed, i.e. the saprobity index was calculated and the class of surface water quality was determined. According to the water quality classification of water bodies and watercourses by hydrobiological indicators, Lake Kenozero was assigned the second class of water quality (moderately polluted). Citation: Otchenash NG, Dvoryankin GA, Imant EN (2019) State of spring phytoplankton and quality of the Kenozero waters in 2018. Arctic Environmental Research 19(1): 43–48. https://doi.org/10.3897/issn2541-8416.2019.19.1.43