PL EN


Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
2017 | 86 | 1 |
Tytuł artykułu

Long-term growth performance and productivity of Scots pine (Pinus sylvestris L.) populations

Treść / Zawartość
Warianty tytułu
Języki publikacji
EN
Abstrakty
EN
The phenotypic differentiation of 16 provenances of Scots pine originating from a wide variety of habitats that range from lowland to southern highland locations in Poland was assessed during 47 years of their growth and development in the Carpathian Mountains. The traits, including height, diameter at breast height, stem straightness, and crown width, were used to evaluate the differentiation of the provenances in their juvenile period and at maturity and were examined for patterns of local adaptation. The populations from northern Poland were characterized by the best growth and productivity, whereas provenances from central Poland had the best stem quality. There were some changes in growth between provenances observed during the experiment, but the stand volume (m³/ha) in juvenile trees was closely correlated with that in mature trees (r = 0.979). There was a positive relationship between the productivity and the environmental conditions of the geographical origin of provenances with increasing values for the trees’ productivity from south to north. Additionally, the elevation above sea level of the original populations was inversely correlated with the growth achieved by the progeny. In general, most populations from the species distribution range in Poland tested in the severe climate conditions of the Carpathian Mountains showed good growth performance under that environment, characterized by low temperatures and short growing periods. Provenances from climatic zones outside mountain regions demonstrated great growth and productivity, which proved to be the most important for competitively outperforming the local populations. Our study demonstrates good adaptive potential of the tested provenances, as selection will favor fast-growing genotypes under the predicted environmental change scenario.
Słowa kluczowe
EN
Wydawca
-
Rocznik
Tom
86
Numer
1
Opis fizyczny
Article 3521 [16p.],fig.,ref.
Twórcy
autor
  • Department of Genetics and Forest Tree Breeding, Institute of Forest Ecology and Silviculture, Faculty of Forestry, University of Agriculture in Krakow, 29 Listopada 46, 31-425 Krakow, Poland
autor
  • Institute of Dendrology, Polish Academy of Sciences, Parkowa 5, 62-035 Kornik, Poland
  • Institute of Environmental Biology, Faculty of Biology, Adam Mickiewicz University in Poznan, Umultowska 89, 61-614 Poznan Poland
  • Department of Silviculture, Institute of Forest Ecology and Silviculture, Faculty of Forestry, University of Agriculture in Krakow, 29 Listopada 46, 31-425 Krakow, Poland
Bibliografia
  • 1. Li H, Jiang J, Liu G, Ma X, Dong J, Lin S. Genetic variation and division of Pinus sylvestris provenances by ISSR markers. J For Res. 2005;16(3):216–218. https://doi.org/10.1007/BF02856818
  • 2. Naydenov K, Tremblay F, Alexandrov A, Fenton N. Structure of Pinus sylvestris L. populations in Bulgaria revealed by chloroplast microsatellites and terpenes analysis: provenance tests. Biochem Syst Ecol. 2005;33(12):1226–1245. https://doi.org/10.1016/j.bse.2005.07.011
  • 3. Giertych M. Zmienność proweniencyjna. In: Białobok S, Boratyński A, Bugała W, editors. Biologia sosny zwyczajnej. Poznań: Sorus; 1993. p. 325–339.
  • 4. Sabor J. Zmienność wewnątrzgatunkowa drzew leśnych. Sosna zwyczajna i świerk pospolity. In: Sabor J, editor. Elementy genetyki i hodowli selekcyjnej drzew leśnych. Warszawa: CILP; 2006. p. 127–142.
  • 5. Staszkiewicz J. Zmienność morfologiczna szpilek, szyszek i nasion. In: Białobok S, Boratyński A, Bugała W, editors. Biologia sosny zwyczajnej. Poznań: Sorus; 1993. p. 33–42.
  • 6. Eriksson G. Pinus sylvestris recent genetic research. Uppsala: Swedish University of Agricultural Sciences; 2008.
  • 7. Oleksyn J, Tjoelker M, Reich P. Growth and biomass partitioning of populations of European Pinus sylvestris L. under simulated 50° and 60° N daylengths: evidence for photoperiodic ecotypes. New Phytol. 1992;120(4):561–574. https://doi.org/10.1111/j.1469-8137.1992.tb01806.x
  • 8. Matras J. Zmienność klinalna cech ilościowych i jakościowych europejskich pochodzeń sosny pospolitej w doświadczeniu IUFRO 1982. In: Sabor J, editor. Elementy genetyki i hodowli selekcyjnej drzew leśnych. Warszawa: CILP; 2006. p. 143–154.
  • 9. Write J, Bull W. Geographic variation in Scots pine. Silvae Genet. 1963;12(12):1–40.
  • 10. Gunia S, Ilmurzyński E. Wybrane zagadnienia hodowli selekcyjnej drzew leśnych. Warszawa: SGGW AR; 1978.
  • 11. Giertych M. Summer of results on Scots pine (Pinus sylvestris L.) height growth in IUFRO provenance experiments. Silvae Genet. 1979;28:136–152.
  • 12. Barzdajn W. Porównanie odziedziczalności proweniencyjnej, rodowej i indywidualnej cech wzrostowych dębu szypułkowego (Quercus robur L.) w doświadczeniu rodowo-proweniencyjnym w Nadleśnictwie Milicz. Sylwan. 2008;5:52–59.
  • 13. Oleksyn J, Rachwał L. Wzrost europejskich populacji sosny zwyczajnej (Pinus sylvestris L.) w doświadczeniu proweniencyjnym SP-IUFRO-1982 w Puszczy Niepołomickiej. Sylwan. 1994;138(9):57–69.
  • 14. Hurme P, Repo T, Savolainen O, Pääkkönen T. Climatic adaptation of bud set and frost hardiness in Scots pine (Pinus sylvestris). Can J For Res. 1997;27(5):716–723. https://doi.org/10.1139/x97-052
  • 15. González-Martínez S, Ersoz E, Brown G, Wheeler N, Neale D. DNA sequence variation and selection of tag single-nucleotide polymorphisms at candidate genes for drought-stress response in Pinus taeda L. Genetics. 2006;172(3):1915–1926. https://doi.org/10.1534/genetics.105.047126
  • 16. Stephan B, Liesebach M. Results of the IUFRO 1982 Scots pine (Pinus sylvestris L.) provenance experiment in southwestern Germany. Silvae Genet. 1996;45(5):342–349.
  • 17. Boratyński A. Systematyka i geograficzne rozmieszczenie. In: Białobok S, Boratyński A, Bugała W, editors. Biologia sosny zwyczajnej. Poznań: Sorus; 1993. p. 45–60.
  • 18. Shutyaev A, Giertych M. Genetic subdivisions of the range of Scots pine (Pinus sylvestris L.) based on a transcontinental provenance experiment. Silvae Genet. 2000;49(3):137– 151.
  • 19. Wright I, Reich P, Westoby M, Ackerly D, Baruch Z, Bongers F, et al. The worldwide leaf economics spectrum. Nature. 2004;428(6985):821–827. https://doi.org/10.1038/nature02403
  • 20. Davis M, Shaw R, Etterson J. Evolutionary responses to changing climate. Ecology. 2005;86(7):1704–1714. https://doi.org/10.1890/03-0788
  • 21. Jump AS, Penuelas J. Running to stand still: adaptation and the response of plants to rapid climate change. Ecol Lett. 2005;8(9):1010–1020. https://doi.org/10.1111/j.1461-0248.2005.00796.x
  • 22. Rehfeldt GE, Tchebakova NM, Parfenova YI, Wykoff WR, Kuzmina NA, Milyutin LI. Intraspecific responses to climate in Pinus sylvestris. Glob Chang Biol. 2002;8(9):912– 929. https://doi.org/10.1046/j.1365-2486.2002.00516.x
  • 23. Wilczyński SB, Kulej M. The influence of climate on the radial increment of larches of different provenances on the basis of the experiment in the Carpathian Mountains in southern Poland. Eur J For Res. 2013;132(5–6):919–929. https://doi.org/10.1007/s10342-013-0731-0
  • 24. Helama S, Mielikäinen K, Timonen M, Herva H, Tuomenvirta H, Venäläinen A.Regional climatic signals in Scots pine growth with insights into snow and soil associations. Dendrobiology. 2013;70:27–34. https://doi.org/10.12657/denbio.070.003
  • 25. Falconer D, Mackay T. Introduction to quantitative genetics. 4th ed. Essex: Longman; 1996.
  • 26. White T, Adams W, Neale D. Forest genetics. Wallingford: CABI; 2007. https://doi.org/10.1079/9781845932855.0000
  • 27. Giertych M, Oleksyn J. Studies on genetic variation in Scots pine (Pinus sylvestris L.) coordinated by IUFRO. Silvae Genet. 1992;41(3):133–143.
  • 28. Lindgren D, Persson A. Vitalization of results from provenance tests. In: Matyas C, editor. Perspectives of forest genetics and tree breeding in a changing world. Vienna: International Union of Forestry Research Organizations and University of Sopron, Faculty of Forestry; 1997. p. 73–85. (IUFRO World Series; vol 6).
  • 29. Chodzicki E. Badania proweniencyjne nad wzrostem Pinus sylvestris L. z terenów PRL w reglu dolnym Karpat w latach 1966–1972. Zeszyty Naukowe Akademii Rolniczej w Krakowie. Leśnictwo. 1975;11:23–36.
  • 30. Pretzsch H, Biber P, Schütze G, Uhl E, Rötzer T. Forest stand growth dynamics in Central Europe have accelerated since 1870. Nat Commun. 2014;5:4967. https://doi.org/10.1038/ncomms5967
  • 31. Hess M. Piętra klimatyczne w Polskich Karpatach Zachodnich. Kraków: Uniwersytet Jagieloński; 1965. (Zeszyty Naukowe UJ, Prace Geograficzne; vol 115).
  • 32. Sabor J. Zmienność sosny zwyczajnej (Pinus sylvestris L.) i hodowlana wartość jej polskich proweniencji w warunkach siedliskowych beskidu sądeckiego. Kraków: Drukrol; 1993.
  • 33. Serwis klimatyczny [Internet]. 2016 [cited 2016 Oct 17]. Available from: http://klimat.icm.edu.pl/serv_climate.php
  • 34. Bruchwald A. New empirical formula of determination of volume of Scots pine stands. Folia For Pol Ser A For. 1996;38:5–10.
  • 35. Barzdajn W. Zmienność cech taksacyjnych sosny zwyczajnej (Pinus sylvestris L.) polskich pochodzeń w doświadczeniu proweniencyjnym z 1985 roku w Nadleśnictwie Zielonka. Sylwan. 2006;150(1):8–19.
  • 36. StatSoft. STATISTICA (data analysis software system). Version 10.0; 2011.
  • 37. Barzdajn W. Doświadczenie proweniencyjne nad zmiennością sosny zwyczajnej (Pinus sylwestris L.) serii IUFRO 1982 w Nadleśnictwie Supraśl. Sylwan. 2000;6:41–52.
  • 38. Barzdajn W. Wyniki 24-letniego doświadczenia proweniencyjnego z sosną w Nadleśnictwie Supraśl. Sylwan. 2008;4:21–229.
  • 39. Barzdajn W, Kowalkowski W, Chmura DJ. Variation in growth and survival among European provenances of Pinus sylvestris in a 30-year-old experiment. Dendrobiology. 2016;75:67–77. https://doi.org/10.12657/denbio.075.007
  • 40. Ceitel J, Szmyt J. Changes in the density and spatial structure of trees in pine stands planted at different initial spacing. In: Brzeg A, Wojterska M, editors. Coniferous forest vegetation – differentiation, dynamics and transformations. Poznań: Uniwersytet im. Adama Mickiewicza w Poznaniu; 2004. p. 275–283. (Seria Biologiczna; vol 69).
  • 41. Aitken SN, Yeaman S, Holliday JA, Wang T, Curtis-McLane S. Adaptation, migration or extirpation: climate change outcomes for tree populations. Evol Appl. 2008;1(1):95–111. https://doi.org/10.1111/j.1752-4571.2007.00013.x
  • 42. Reich PB, Oleksyn J, Tjoelker MG. Seed mass effects on germination and growth of diverse European Scots pine populations. Can J For Res. 1994;24(2):306–320. https://doi.org/10.1139/x94-044
  • 43. Oleksyn J, Zytkowiak R, Karolewski P, Reich PB, Tjoelker MG. Genetic and environmental control of seasonal carbohydrate dynamics in trees of diverse Pinus sylvestris populations. Tree Physiol. 2000;20(12):837–847. https://doi.org/10.1093/treephys/20.12.837
  • 44. Oleksyn J, Reich P, Tjoelker M, Chalupka W. Biogeographic differences in shoot elongation pattern among European Scots pine populations. For Ecol Manage. 2001;148(1–3):207–220. https://doi.org/10.1016/S0378-1127(00)00537-5
  • 45. Szeligowski H, Buraczyk W, Drozdowski S, Gawron L. Zmienność sosny zwyczajnej (Pinus sylvestris L.) w doświadczeniu serii IUFRO 1982 w Nadleśnictwie Rogów. Sylwan. 2016;160(3):230–237.
  • 46. Howe GT, Aitken SN, Neale DB, Jermstad KD, Wheeler NC, Chen TH. From genotype to phenotype: unraveling the complexities of cold adaptation in forest trees. Can J Bot. 2003;81(12):1247–1266. https://doi.org/10.1139/b03-141
  • 47. Savolainen O, Pyhäjärvi T, Knürr T. Gene flow and local adaptation in trees. Annu Rev Ecol Evol Syst. 2007;38(1):595–619. https://doi.org/10.1146/annurev.ecolsys.38.091206.095646
  • 48. Rehfeldt G, Ying C, Spittlehouse D, Hamilton D. Genetic responses to climate in Pinus contorta: niche breadth, climate change, and reforestation. Ecol Monogr. 1999;69(3):375– 407. https://doi.org/10.1890/0012-9615(1999)069[0375:GRTCIP]2.0.CO;2
  • 49. Matyas C. Climatic adaptation of trees: rediscovering provenance tests. Euphytica. 1996;92(1–2):45–54. https://doi.org/10.1007/BF00022827
  • 50. Skrzyszewski J. Charakterystyka morfologiczno-przyrostowa sosny zwyczajnej (Pinus sylvestris L.) w polskiej części Karpat i Sudetów. Zeszyty Naukowe Akademii Rolniczej w Krakowie; 2004.
  • 51. Oleksyn J, Prus-Glowacki W, Giertych M, Reich PB. Relation between genetic diversity and pollution impact in a 1912 experiment with East European Pinus sylvestris provenances. Can J For Res. 1994;24(12):2390–2394. https://doi.org/10.1139/x94-308
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikatory
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.agro-1e6f7e44-e7d5-4b02-9e65-2c3000b41978
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.