ЛЕСОВЕДЕНИЕ, 2021, № 4, С. 379–392

ВЛИЯНИЕ РУБОК РАЗНОЙ ИНТЕНСИВНОСТИ НА ГЕНЕТИЧЕСКОЕ РАЗНООБРАЗИЕ ПОДРОСТА СОСНЫ В СЕВЕРНОЙ ЛЕСОСТЕПИ СРЕДНЕЙ СИБИРИ
И. В. Тихонова¹, А. К. Экарт ², А. Н. Кравченко ², Н. А. Тихонова ², Д. А. Семенякин^2
1Западно-Сибирское отделение Института леса им. В.Н. Сукачева СО РАН – филиал ФИЦ КНЦ СО РАН, Россия, 663082 Новосибирск, ул. Жуковского, 100/1
E-mail: selection@ksc.krasn.ru
²Институт леса им. В.Н. Сукачева СО РАН – обособленное подразделение ФИЦ КНЦ СО РАН, Россия, 660036 Красноярск, Академгородок, 50/28

Поступила в редакцию 19.04.2019 г.
Представлены результаты анализа аллозимной изменчивости в популяциях сосны обыкновенной, произрастающих в Красноярской, Ачинской и Канской лесостепи Средней Сибири. Сравниваются основные показатели генетического разнообразия у подроста сосны обыкновенной, появившегося на вырубках разной интенсивности, и в контроле. Установлено сокращение числа редких и низкочастотных аллелей в полиморфных локусах изоферментных маркеров, среднего числа аллелей на локус у подроста, появившегося после сплошной рубки и выборочных рубок высокой интенсивности. Не выявлено существенных отклонений в генетическом разнообразии у подроста предварительной и последующих генераций после выборочной рубки интенсивностью 35%, проведенной через 10 лет после низового пожара. Из остальных вариантов рубок наименьшее сокращение числа редких аллелей наблюдалось у подроста после узколесосечной рубки.  В наиболее нарушенных рубками популяциях отмечен самый низкий уровень гетерозиготности, высокие значения индекса фиксации Райта (F), наименьшее число аллелей изоферментных локусов, что в дальнейшем может привести к снижению продуктивности и устойчивости новых поколений деревьев в небольших популяциях сосны обыкновенной, произрастающих в лесостепной зоне, где ареал вида характеризуется высокой фрагментированностью. Рассматриваются методические аспекты организации генетического мониторинга хвойных лесов как необходимого дополнения в комплексе с лесохозяйственным мониторингом их нарушенности. Отмечена необходимость организации генетических резерватов во всех крупных лесостепных борах, а также в других местах ограниченного распространения вида по всему его ареалу.
Ключевые слова: генетическое разнообразие, подрост сосны, вырубки, лесостепные боры Сибири.
Работа выполнена в рамках бюджетного проекта ФГБНУ ЗСО ИЛ СО РАН, ФИЦ КНЦ СО РАН (00356-2019-0024) и при финансовой поддержке РФФИ, Правительства Красноярского края, Красноярского краевого фонда науки (18-44-240002-р_а).
DOI: 10.31857/S0024114821040094

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

• Алтухов Ю.П. Динамика генофондов при антропогенных воздействиях // Вестник ВОГиС. 2004. Т. 8. № 2. С. 40–59.


• Антипова Е.М. Флора внутриконтинентальных островных лесостепей Средней Сибири. Красноярск: Красноярский гос. пед. университет им. В.П. Астафьева, 2012. 662 с.


• Берг Л.С. Географические зоны Советского Союза. М.: Изд-во ОГИЗ, 1947. 397 с.


• Бузыкин А.И., Пшеничникова Л.С. Ресурсно-экологический потенциал лесов Красноярского края // Хвойные бореальной зоны. 2008. Т. 25. № 3–4. С. 327–332.


• Буряк Л.В., Сухинин А.И., Каленская О.П., Пономарев Е.И. Последствия пожаров в ленточных борах юга Сибири // Сибирский экологический журнал. 2011. № 3. С. 135–140.


• Видякин А.И. Фенетика, популяционная структура и сохранение генетического фонда сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) //Хвойные бореальной зоны. 2007. № 2–3. С. 159–166.


• Гончаренко Г.Г., Дробышевская В.В., Силин А.Е., Падутов В.Е. Генетические ресурсы сосен России и сопредельных государств // Доклады РАН. 1996. Т. 346. № 3. С. 419–423.


• Динамика популяционных генофондов при антропогенных воздействиях / Под ред. Ю.П. Алтухова. М.: Наука, 2004. 618 с.


• Животовский Л.А. Интеграция полигенных систем в популяциях. М.: Наука, 1984. 183 с.


• Иванова Г.А., Иванов В.А., Кукавская Е.А. Периодичность пожаров в лесах республики Тыва // Хвойные бореальной зоны. 2015. Т. 33. № 5–6. С. 204–209.


• Ильинов А.А., Политов Д.В., Раевский Б.В. Влияние способов лесовозобновления на генетическую структуру популяций ели финской Picea x fennica (Regel) Kom // Ученые записки Петрозаводского государственного университета. 2010. Т. 109. № 4. С. 50–55.


• Ильичев Ю.Н., Бушков Н.Т., Тараканов В.В. Естественное лесовосстановление на гарях Среднеобских боров. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2003. 195 с.


• Ирошников А.И., Мамаев С.А., Некрасов В.И. Генетический фонд лесных древесных пород в СССР (дифференциация, использование, охрана, мониторинг). В кн.: Материалы межд. Симпозиума «Лесная генетика, селекция и физиология древесных растений» (25-29 сентября 1989 г., Воронеж). М.: ЦНИИЛГиС РАН, 1989. С. 9–16.


• Калашников Е.Н. Мониторинг нарушенности лесов Сибири // Сибирский экологический журнал. 1998. № 1. С. 49–57.


• Ковалева Н.М., Собачкин Р.С., Екимова Е.Ю. Динамика нижних ярусов растительности после экспериментальных пожаров в сосновых древостоях // Сибирский лесной журнал. 2018. № 2. С. 61–70.


• Колесников Б.П., Санникова Н.С., Санников С.Н. Влияние низового пожара на структуру древостоя и возобновление древесных пород в сосняках черничном и бруснично–черничном // Горение и пожары в лесу. Красноярск: Изд-во Института леса и древесины им. В.Н. Сукачева СО АН ССР, 1973. С. 301–321.


• Куулар Х.Б., Намзын Ш.А., Хертек С.Б. Мониторинг Балгазынского бора по данным дистанционного зондирования // Известия высших учебных заведений. Геодезия и аэрофотосъемка. 2015. № 3. С. 67–72.


• Леса СССР: Леса Урала, Сибири и Дальнего Востока / Под ред. А.Б. Жуков. М.: Наука, 1969. Т. 4. С. 318.


• Мамаев С.А., Семериков Л.Ф., Махнёв А.К. О популяционном подходе в лесоводстве // Лесоведение. 1988. № 1. С. 3–9.


• Милютин Л.И. Генетико-эволюционные основы устойчивости лесных экосистем // Лесоведение. 2003. № 1. С. 16–20.


• Падутов В.Е., Хотылева Л.В., Баранов О.Ю., Ивановская С.И. Генетические эффекты трансформации лесных экосистем // Экологическая генетика. 2008. Т. VI. № 1. С. 3–11.


• Побединский А.В. Рубки и возобновление в таёжных лесах СССР. М.: Лесная пром-ть, 1973. 200 с.


• Полувековой опыт лесовосстановления в ленточных борах Казахстана и Алтая / Под общ. ред. Л.Н. Грибанова. Алма-Ата: Кайнар, 1966. 131 с.


• Савина Л.Н. Таёжные леса Северной Азии в голоцене. Новосибирск: Наука, 1986. 190 с.


• Санников С.Н., Петрова И.В., Семериков В.Л. Генофеногеографический анализ популяций Pinus sylvestris L. на трансекте от северной до южной границы ареала // Экология. 2002. № 2. С. 97–102.


• Семериков В.Л., Семерикова С.А., Дымшакова О.С., Зацепина К.Г., Тараканов В.В., Тихонова И.В., Экарт А.К., Видякин А.И., Жамьянсурен С., Роговцев Р.В., Кальченко Л.И. Полиморфизм микросателлитных локусов хлоропластной ДНК сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) в Азии и Восточной Европе // Генетика. 2014. Т. 50. № 6. С. 660–669.


• Синицких П. Краткий обзор состояния рынков продаж хвойных пиломатериалов // Леспроминформ. 2015. № 2. С 90–91.


• Солодухин Е.Д. К типологии дальневосточных вырубок // Лесной журнал. (Известия высших учебных заведений). 1961. № 4. С. 22–23.


• Сочава В.Б. Географические аспекты сибирской тайги. Новосибирск: Наука, 1980. 256 с.


• Степанов Н.В. Сосудистые растения Приенисейских Саян: флористический и биоресурсный анализ: Автореф. дисс. … д-ра биол. наук (спец. 03.02.14). Красноярск: Сибирский федеральный университет, 2014. 40 с.


• Тараканов В.В. Достижения и ошибки в области сохранения и рационального использования лесных генетических ресурсов Сибири // Лесное хоз-во. 2009. № 5. С. 10–12.


• Тараканов В.В., Самсонова А.Е., Ильичев Ю.Н. Влияние естественных и антропогенных факторов на генетическую изменчивость сосны в Приобье: состав терпентинных масел хвои // Лесоведение. 2004. № 5. С. 50–57.


• Тихонова И.В., Семериков В.Л., Семерикова С.А., Дымшакова О.В., Полежаева М.А., Экарт А.К. О выборках в исследованиях внутривидового генетического разнообразия хвойных // Сибирский лесной журнал. 2014. № 4. С. 99–109.


• Тихонова И.В., Семериков В.Л., Шишикин А.С., Тараканов В.В. О необходимости особого режима хозяйствования и охраны в рефугиумных (реликтовых) популяциях видов хвойных в Сибири // Лесное хозяйство. 2011. №3. С. 41–42.


• Фуряев В.В. Роль пожаров в процессе лесообразования. Новосибирск: Наука, 1996. 253 с.


• Хедрик Ф. Генетика популяций. М.: Техносфера, 2003. 592 с.


• Экарт А.К., Ларионова А.Я., Зацепина К.Г., Кравченко А.Н., Жамьянсурэн С., Тихонова И.В., Тараканов В.В. Генетическое разнообразие и дифференциация сосны обыкновенной в Южной Сибири и Монголии // Сибирский экологический журнал. 2014. № 1. С. 69–78.


• Adams W.T., Zuo J., Shimizu J.Y., Tappeiner J.C. Impact of alternative regeneration methods on genetic diversity in coastal Douglas-fir // Forest Science. 1998. V. 44. Р. 390–396.


• Buchert G.P., Rajora O.P., Hood J.V., Dancik B.P. Effects of harvesting on genetic diversity in old-growth eastern white pine (Pinus strobes L.) in Ontario, Canada // Conservation Biology. 1997. N. 11. Р. 747–758.


• Fussi B., Westergren M., Aravanopoulos F., Baier R., Kavaliauskas D., Finzgar D., Alizoti P., Bozic G., Avramidou E., Konnert M., Kraigher H. Forest genetic monitoring: an overview of concepts and definitions // Environmental Monitoring & Assessment. 2016. V. 188. N. 493. 12 pp. https://doi.org/10.1007/s10661-016-5489-7


• Ledig F. Human impacts on genetic diversity in forest ecosystems // Oikos. 1992. V. 63. P. 87–108.


• Lise Y., Kaya Z., Isik F., Sabuncu R., Kandemir I., Onde S. The impact of overexploitation on the genetic structure of Turkish red pine (Pinus brutia Ten.) populations determined by RAPD markers // Silva Fennica. 2007. V. 41. P. 211–220.


• Macdonald S.E., Thomas B.R., Cherniawsky D.M., Purdy B.G. Managing genetic resources of lodgepole pine in west-central Alberta: patterns of isozyme variation in natural populations and effects of forest management // Forest Ecology & Management. 2001. V. 152. P. 45–58.


• Marquard P.E., Echt C.S., Epperson B.K., Pubanz D.M. Genetic structure, diversity, and inbreeding of eastern white pine under different management conditions // Canadian Journal of Forest Research. 2007. V. 37. P. 2652–2662.


• Nei M. Genetic distance between populations // American Naturalist. 1972. V. 106. P. 283–292.


• Nale D.B. Genetic implications of shelterwood regeneration of Douglas-fir in southwest Oregon // Forest Science. 1985. V. 31. N. 4. P. 995–1005.


• Ortego J., Bonal R.L., Munoz A. Genetic consequences of habitat fragmentation in long-lived tree species: the case of the Mediterranean Holm Oak (Quercus ilex L.) // Heredity. 2010. V. 101. P. 717–726.


• Peakall R., Smouse P.E. GENALEX 6: genetic analysis in Excel. Population genetic software for teaching and research // Molecular Ecology Notes. 2006. N. 6. P. 288–295.


• Raja R.G., Tauer C.G., Wittwer R.F., Huang Y. Regeneration methods affect genetic variation and structure in shortleaf pine (Pinus echinata Mill.) // Forest Genetics. 1998. N. 5. P. 171–178.


• Rajora O.P. Genetic biodiversity impacts of silvicultural practices and phenotypic selection in white spruce // Theoretical and Applied Genetics. Genet. 1999. V. 99. P. 954–961.


• Ratnam W., Rajora Om P., Finkeldey R., Aravanopoulos F., Bouvet J-M., Vaillancourt R. E., Kanashiro M., Fady B., Tomita M., Vinson Ch. Genetic effects of forest management practices: Global synthesis and perspectives // Forest Ecology & Management. 2014. 14 р. http://dx.doi.org/10.1016/j.foreco.2014.06.008


• Raymond M. & Rousset F. GENEPOP (version 1.2): population genetics software for exact tests and ecumenicism // Heredity. 1995. V. 86. P. 248–249.


• Savolainen O., Kärkkäinen K. Effect of forest management on gene pools // New Forests. 1992. V. 6. P. 372–383.


• Wright S. Evolution and the genetics of populations. V. 4. Variability within and among natural populations. Chicago: University of Chicago, 1978. 590 p.