Отправить статью по E-mail Механическая устойчивость Fagus sylvatica L. в условиях юга Восточно-Европейской равнины: теория потери устойчивости
- Авторы: Корниенко В.О.1, Яицкий А.С.2
-
Учреждения:
- Донецкий государственный университет
- Самарский государственный социально-педагогический университет
- Выпуск: Том 13, № 2 (2024)
- Страницы: 42-51
- Раздел: Биологические науки
- URL: https://journal-vniispk.ru/2309-4370/article/view/271339
- DOI: https://doi.org/10.55355/snv2024132104
- ID: 271339
Цитировать
Полный текст
Аннотация
В работе рассмотрены вопросы эколого-биологических особенностей произрастания бука европейского на территории степной зоны Донбасса в условиях юга Восточно-Европейской равнины. С учетом изменяющегося на протяжении 10 лет климата актуальными становятся вопросы устойчивости интродуцированных видов к изменениям температуры, действию снежных и ледяных бурь, возникающих внутри сезонов. Установлено, что с экологической точки зрения наибольший ущерб растение испытывает при резких изменениях погодных условий внутри сезона (циклические процессы заморозки/оттаивания) и неравномерном прогреве древесных тканей при оттаивании, что снижает локально их физико-механические свойства. В результате этого ствол или скелетные ветви теряют свойство относительной однородности. Неравномерная скорость изменения механических свойств приводит к потере жесткости и повышенному напряжению, верхняя часть ствола становится дополнительной оледеневшей массой, при этом нагрузка на оттаявшую область приближается к критической. Описанные эффекты объясняются состоянием воды в сосудах древесных растений. Так, в цикле замораживания/оттаивания (сезонные явления) происходит изменение фазового состояния свободной воды и, как следствие, её физических свойств. При прохождении через 0°C происходит порционное таяние льда, которое со временем приводит к неравномерному во времени снижению модуля упругости древесины. В результате этого физико-механические свойства древесины различаются в разных частях объема и быстро изменяются при переходе воды из твердой фазы в жидкую. Экологические последствия данного явления – необратимые деформации органов растения, изменение архитектоники кроны и угла наклона ствола, в крайних случаях облом ствола и скелетных ветвей.
Полный текст
Открыть статью на сайте журналаОб авторах
Владимир Олегович Корниенко
Донецкий государственный университет
Автор, ответственный за переписку.
Email: kornienkovo@mail.ru
кандидат биологических наук, заведующий научно-исследовательской частью, доцент кафедры биофизики
Россия, ДонецкАндрей Степанович Яицкий
Самарский государственный социально-педагогический университет
Email: yaitsky@sgspu.ru
старший преподаватель кафедры биологии, экологии и методики обучения
Россия, СамараСписок литературы
- Rowe N., Speck T. Plant growth forms: an ecological and evolutionary perspective // New Phytologist. 2005. Vol. 166, iss. 1. P. 61–72. doi: 10.1111/j.1469-8137.2004.01309.x.
- Fournier M., Dlouhá J., Jaouen G., Almeras T. Integrative biomechanics for tree ecology: beyond wood density and strength // Journal of Experimental Botany. 2013. Vol. 64, iss. 15. P. 4793–4815. doi: 10.1093/jxb/ert279.
- Корниенко В.О. Влияние экологических факторов на физико-механические свойства, морфометрию и аллометрию древесных растений урбоэкосистем (на примере города Донецка): дис. … канд. биол. наук: 1.5.15. Ростов-на-Дону, 2022. 166 с.
- Корниенко В.О. Биомеханика ствола Robinia pseudoacacia L. в онтогенезе // Вестник Воронежского государственного университета. Серия: Химия. Биология. Фармация. 2017. № 4. С. 48–50.
- Tateno M. Increase in lodging safety factor on thigmomorphogenetically dwarfed shoots of mulberry tree // Physiologia Plantarum. 1991. Vol. 81, iss. 2. P. 239–243. doi: 10.1111/j.1399-3054.1991.tb02136.x.
- Niklas K.J. Maximum plant height and the biophysical factors that limit it // Tree Physiology. 2007. Vol. 27, iss. 3. P. 433–440. doi: 10.1093/treephys/27.3.433.
- Banin L., Feldpausch T.R., Phillips O.L., Baker T.R., Lloyd J., Affum-Baffoe K., Arets E.J.M.M., Berry N.J., Bradford M., Brienen R.J.W., Davies S., Drescher M., Higuchi N., Hilbert D.W., Hladik A., Iida Y., Abu Salim K., Kassim A.R., King D.A., Lopez-Gonzalez G., Metcalfe D., Nilus R., Peh K.S.-H., Reitsma J.M., Sonké B., Taedoumg H., Tan S., White L., Wöll H., Lewis S.L. What controls tropical forest architecture? Testing environmental, structural and floristic drivers // Global Ecology and Biogeography. 2012. Vol. 21, iss. 12. P. 1179–1190. doi: 10.1111/j.1466-8238.2012.00778.x.
- Watt M.S., Moore J.R., Facon J.P., Downes G.M., Clinton P.W., Coker G.W.R., Davis M.R., Simcock R., Parfitt R.L., Dando J., Mason E., Bown H. Modelling environmental variation in Young’s modulus for Pinus radiata and implications for determination of critical buckling height // Annals of Botany. 2006. Vol. 98, iss. 4. P. 765–775. doi: 10.1093/aob/mcl161.
- Lachenbruch B., Moore J.R., Evans R. Radial variation in wood structure and function in woody plants, and hypotheses for its occurrence // Size- age-related changes in tree structure function. 2011. Vol. 4. P. 121–164. doi: 10.1007/978-94-007-1242-3_5.
- Zhang S.-B., Slik J.W.F., Zhang J.-L., Cao K.-F. Spatial patterns of wood traits in China are controlled by phylogeny and the environment // Global Ecology and Biogeography. 2011. Vol. 20, iss. 2. P. 241–250. doi: 10.1111/j.1466-8238.2010.00582.x.
- Корниенко В.О., Калаев В.Н., Елизаров А.О. Влияние температуры на биомеханические свойства древесных растений в условиях закрытого и открытого грунта // Сибирский лесной журнал. 2018. № 6. С. 91–102. doi: 10.15372/sjfs20180608.
- Корниенко В.О., Калаев В.Н. Механическая устойчивость можжевельника виргинского в условиях степной зоны Восточно-Европейской равнины // Лесоведение. 2024. № 1. С. 70–78. doi: 10.31857/s0024114824010084.
- Корниенко В.О., Калаев В.Н. Жизнеспособность дуба черешчатого в условиях города Донецка // Сибирский лесной журнал. 2024. № 4. С. 95–106. doi: 10.15372/sjfs20240409.
- Остапко В.М., Шпилевая Н.В. Формирование натурной модели плакорной дубравы в Донецком ботаническом саду НАН Украины // Промышленная ботаника. 2008. № 8. С. 133–140.
- Алексеев В.А. Диагностика жизненного состояния деревьев и древостоев // Лесоведение. 1989. № 4. С. 51–57.
- Niklas K.J., Spatz H.-C. Worldwide correlations of mechanical properties and green wood density // American Journal of Botany. 2010. Vol. 97, iss. 10. P. 1587–1594. doi: 10.3732/ajb.1000150.
- Niklas K.J. Tree biomechanics with special reference to tropical trees // Tropical Tree Physiology. 2016. Vol. 6. P. 413–435. doi: 10.1007/978-3-319-27422-5_19.
- Зиньковская И.И., Сафонов А.И., Юшин Н.С., Неспирный В.Н., Гермонова Е.А. Ингредиентный фитомониторинг в Донбассе для идентификации новых геохимических аномалий // Экологическая химия. 2024. Т. 33, № 1. С. 19–32.
- Гермонова Е.А., Сафонов А.И. Детализация результатов фитомониторинга полемостресса в Донбассе с использованием ГИС-технологий // Проблемы экологии и охраны природы техногенного региона. 2024. № 1. С. 8–14.
- Сафонов А.И., Алемасова А.С., Зиньковская И.И., Вергель К.Н., Юшин Н.С., Кравцова А.В., Чалигава О. Морфогенетические аномалии бриобионтов в условиях геохимически контрастной среды Донбасса // Геохимия. 2023. Т. 68, № 10. С. 1032–1044. doi: 10.31857/s0016752523100114.
- Корниенко В.О., Калаев В.Н. Влияние природно-климатических факторов на механическую устойчивость и аварийность деревьев березы повислой в г. Донецке // Лесоведение. 2022. № 3. С. 321–334.
Дополнительные файлы
