Интенсивность фотосинтеза саженцев ели, сосны и дуба под пологом леса и на открытом участке в разных условиях водообеспечения

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Исследования проводили в Серебряноборском опытном лесничестве Института лесоведения РАН на 5–7-летних саженцах ели, сосны и дуба. Изучали среднедневную зависимость фотосинтеза от солнечной радиации в разных условиях водообеспеченности. Выравнивание зависимости выполняли по уравнению, предложенному M. Monsi и T. Saeki, и зависимости фотосинтеза от недостатка водообеспечения. Получили следующий результат: если ель под пологом леса снижает интенсивность до нуля при предрассветном водном потенциале листа (ПВПЛ), равном –2.4 МПа, то на открытом месте – при ПВПЛ, равном –1.5 МПа. У сосны снижение фотосинтеза до нуля происходит под пологом леса при ПВПЛ, равном –2.2 МПа, а на открытом месте – при –1.8 МПа. У дуба требовательность к водообеспечению под пологом леса и на открытом месте практически не различается, фотосинтез снижается до нуля в обоих условиях произрастания при ПВПЛ, равном –3.5 МПа. Однако под пологом леса интенсивность фотосинтеза дуба меньше, чем на открытом месте, в три раза, тогда как у ели она практически одинакова.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. Г. Молчанов

Институт лесоведения РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: a.georgievich@gmail.com
Россия, ул. Советская, д. 21, с. Успенское, Московская обл., 143030

Список литературы

  1. Алексеев В.А. Световой режим леса. Л.: Наука, 1975. 227 с.
  2. Бештоева О. Инструкция по сохранению подроста и молодняка хозяйственно ценных пород при разработке лесосек и приемке от лесозаготовителей вырубок с проведенными мероприятиями по восстановлению леса. Утверждена приказом Гослесхоза СССР от 8 декабря 1983 г. № 147 // Государственный комитет СССР по лесному хозяйству. М., 1984.
  3. Карпов В.Г., Пугачевский А.В., Трескин П.П. Возрастная структура популяций и динамика численности ели // Факторы регуляции экосистем еловых лесов. Л.: Наука, 1983. С. 35–62.
  4. Лархер B. Экология растений. М.: Мир, 1978. 384 с.
  5. Мелехов И.С. Лесоводство. М.: Изд-во Московского государственного университета леса, 2003. 320 с.
  6. Молчанов А.А. Гидрологическая роль леса. М.: Изд-во АН СССР, 1960. 487 с.
  7. Молчанов А.Г. Экофизиологическое изучение продуктивности древостоев. М.: Наука, 1983. 136 с.
  8. Молчанов А.Г. Баланс СО2 в экосистемах сосняков и дубрав в разных лесорастительных зонах. Тула: Гриф и К, 2007. 284 с.
  9. Молчанов А.Г. Мониторинг эколого-физиологических показателей в экосистемах // Серебряноборское опытное лесничество: 65 лет лесного мониторинга. М.: Товарищество научных изданий КМК, 2010. С. 112–130.
  10. Молчанов А.Г. СО2 древостоев в естественных условиях // Фотосинтетическая деятельность и продукционные процессы фитоценозов. Орел: Орел ГАУ, 2014. Вып. 1. С. 63–88.
  11. Молчанов А.Г. Газообмен сфагнума при различных уровнях поверхностных грунтовых вод // Экология. 2015. № 3. С. 182–-188.
  12. Молчанов А.Г. Зависимость газообмена болотного сосняка пушицево-сфагнового от уровня почвенно-грунтовых вод // Вестник ПГТУ. 2016. № 2 (30). С. 82–94.
  13. Молчанов А.Г. Предрассветный водный потенциал как показатель влагообеспеченности древостоев // ПЭММЭ. 2018. Т. ХХIX. № 3. С. 73–92.
  14. Молчанов А.Г., Беляева Е.А. Влияние недостатка водообеспечения на фотосинтез саженцев, произрастающих на открытых участках // Лесоведение. 2024.
  15. Молчанов А.Г., Молчанова Т.Г., Мамаев В.В. Физиологические процессы у сеянцев дуба черешчатого при недостатке влаги // Лесоведение. 1996. № 1. С. 54–64.
  16. Придача В.Б., Ольчев А.В., Сазонова Т.А., Тихова Г.П. Параметры СО2/Н2О-обмена древесных растений как инструмент мониторинга и оценки состояния природной среды // Успехи современного естествознания. 2019. № 11. С. 25–30.
  17. Придача В.Б., Тихова Г.П., Сазонова Т.А. Влияние абиотических факторов на водообмен хвойного и лиственного древесных растений // Труды Карельского научного центра Российской академии наук. 2018. № 12. С. 76–86.
  18. Рахи М.О. Аппаратура для исследований компонентов водного потенциала листьев // Физиология растений. 1973. Т. 20. № 1. С. 215–221.
  19. Раунер Ю.Л. Тепловой баланс растительного покрова. Л.: Гидрометеоиздат, 1972. 210 с.
  20. Скуратов И.В., Крюкова Е.А. Влияние высоких температур на состояние древесных растений и их патогенов в защитных насаждениях Нижнего Поволжья // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Серия: Лес. Экология. Природопользование. 2015. № 2 (26). С. 37–43.
  21. Сазонова Т.А., Болондинский В.К., Придача В.Б., Новичонок Е.В. Влияние водного дефицита листа на фотосинтез березы повислой // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2016. № 10-4. С. 595–597.
  22. Сазонова Т.А., Болондинский В.К., Придача В.Б. Влияние водного дефицита хвои сосны обыкновенной на фотосинтез в условиях достаточного почвенного увлажнения // Лесоведение. 2017. № 4. С. 311–318.
  23. Слейчер Р. Водный режим растений. М.: Мир, 1970. 365 с.
  24. Слемнев Н.Н. Прирост фитомассы и фотосинтез хвои в сосновых древостоях различных полнотитипов леса: дис. ... кандидата биологических наук: 03.00.00. Л., 1969. 175 с.
  25. Тихова Г.П., Придача В.Б., Сазонова Т.А. Влияние температуры и относительной влажности воздуха на динамику водного потенциала деревьев Betula pendula (Betulaceae) // Сибирский лесной журнал. 2017. № 1. С. 56–64.
  26. Цельникер Ю.Л., Выгодская Н.Н. Коэффициент экстинкции для потоков фотосинтетически активной радиации в пологе древостоев и травянистых фитоценозов // Лесоведение. 1971. № 6. С. 68–71.
  27. Цельникер Ю.Л. Физиологические основы теневыносливости древесных растений. М.: Наука, 1978. 215 с.
  28. Цельникер Ю.Л. Радиационный режим под пологом леса. М.: Наука, 1969. 100 с.
  29. Цельникер Ю.Л., Малкина И.С., Ковалев А.Г., Чмора С.Н., Мамаев В.В., Молчанов А.Г. Рост и газообмен СО2 у лесных деревьев. М.: Наука, 1993. 256 с.
  30. Bauerle W.L., Whitlow T.H., Setter T.L., Bauerle T.L. Vermeylen F.M. Ecophysiology of Acer rubrum seedlings from contrasting hydrologic habitats: growth, gas exchange, tissue water relations, abscisic acid and carbon isotope discrimination // Tree Physiology. 2003. V. 23. № 12. P. 841–850.
  31. Bosian G. Relationship between stomatal aperture, temperature, illumination, relative humidity and assimilation determined in the field by means of controlled environment plant chambers // Functioning of Terrestrial Ecosystems at the Primary Production Level: UNESCO Natural Resources Research Series. Copenhagen, 1968. V. 5. P. 321-328.
  32. Clark J. Photosynthesis and respiration in white spruce and balsam fir. State University College of Forestry. Syracuse, New York, 1961.
  33. Edwards N.N., Sollins P. Continuous measurement of carbon dioxide evolution from partitioned forest floor components // Ecology. 1973. V. 54. № 2. Р. 406–412.
  34. Kaufmann M.R. Stomatal response of Engelmann spruce to humidity, light, and water stress // Plant Physiology. 1976. V. 57. P. 898–901.
  35. Kellomäki S., Wang K.Y. Photosynthetic responses to needle water potentials in Scots pine after a four-year exposure to elevated CO2 and temperature // Tree Physiology. 1996. V. 16. P. 765–772.
  36. Monsi M., Saeki T. Uber den Lichtfaktor in den Pflanzengesellschaften und seine Bedeutung fur diе Stoffproduction // Japanese Journal of Botany. 1953. V. 14. № 1. P. 22–55.
  37. Ronco F. Influence of high light intensity on survival of planted Engelmann spruce // Forest Science. 1970. V. 16. P. 331–339.
  38. Stoker O. Die photosynthetischen Leistungen der Steppen und Wüstenpflanzen // Handbuch für der Pflanzenphysiologie. Ser. B. Springer. 1960. Bd 5. H. 2. S. 460–491.
  39. Xu L., Baldocchi D.D. Seasonal trends in photosynthetic parameters and stomatal conductance of blue oak (Quercus douglasii) under prolonged summer drought and high temperature // Tree Physiology. 2003. V. 23. P. 865–877.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Зависимость интенсивности фотосинтеза хвои сосны текущего года от солнечной радиации под пологом леса в разных условиях водообеспечения: А – ПВПЛ = –1.0 МПа; Б – ПВПЛ = –1.2 МПа; В – ПВПЛ = –1.5 МПа; Г – ПВПЛ = –2.2 МПа. (Символ круг – экспериментальные значения; символ крест – расчетные значения).

Скачать (215KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Суточный ход интенсивности фотосинтеза (1) и солнечной радиации (2) дуба на открытом месте в дни с различной водообеспеченностью (ПВПЛ): при переменной облачности А, Г, Е, З и сплошной облачности Б, В, Д, Ж (по: Молчанов, Беляева, 2024).

Скачать (194KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Суточный ход интенсивности фотосинтеза (1) и солнечной радиации (2) ели на открытых участках с различной степенью водообеспеченности (ПВПЛ). А, В, Г, Е – при переменной облачности, Б, Д, Ж – при сплошной облачности (по: Молчанов, Беляева, 2024).

Скачать (180KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Дневной ход интенсивности фотосинтеза (1) и солнечной радиации (2) саженца сосны в дни с различной водообеспеченностью (ПВПЛ): А, В, Д, Ж – при переменной облачности, Б, Г, Е, З – при сплошной облачности (по: Молчанов, Беляева, 2024).

Скачать (193KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Зависимость среднедневной интенсивности фотосинтеза от водообеспеченности (ПВПЛ) для саженцев, произрастающих под пологом древостоя: А – ель, В – сосна, Д – дуб, зависимость среднедневной интенсивности фотосинтеза от водообеспеченности (ПВПЛ) для саженцев, произрастающих на открытом месте: Б – ель, Г – сосна, Е – дуб.

Скачать (119KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Дневной ход солнечной радиации и фотосинтеза сосны, когда произведен полив в 13 ч. после 5-суточного периода с недостаточным водообеспечением ПВПЛ в –1.6 МПа; после полива ПВПЛ равен 0.4 МПа.

Скачать (33KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024