Фотосинтез, минеральное питание и продуктивность лиственных и хвойных видов дендрофлоры центральной части Русской равнины. С. 81–91

УДК

631.811:581.131:582.47

DOI:

10.37482/0536-1036-2024-4-81-91

Аннотация

Выполнено эколого-физиологическое ретроспективное преобразование данных таблиц сухих масс, полученных В.А. Усольцевым, для 7 хвойных и лиственных видов (Larix sukaczewii, Picea abies, Pinus sylvestris, Betula alba, Quercus robur, Tilia cordata и Fraxinus excelsior) центральной части Русской равнины. В возрастном интервале от 5–20 до 80–200 лет на уровне организма определены показатели чистой продуктивности фотосинтеза, чистой минеральной продуктивности, чистой первичной продукции, депонирования углерода, эмиссии свободного кислорода и биологической продуктивности. При установлении указанных параметров растения рассматривались с позиций экологии и строения модулярного организма. Расчет чистой минеральной продуктивности выполнен по И.А. Муромцеву и В.М. Лебедеву, а чистой продуктивности фотосинтеза – по А.А. Ничипоровичу. Зафиксировано снижение всех физиологических показателей с возрастом при одновременном росте отношения корневого потенциала к фотосинтетическому (как адаптивная реакция на снижение доступности элементов питания). У всех видов при достижении возраста 20–30 лет выявлено резкое снижение поглотительной деятельности корней, которая к 50–60-летнему возрасту стабилизировалась на крайне низком уровне. Связь перечисленных показателей растений с их возрастом для исследуемых видов была отрицательной, а связь минеральной продуктивности с биологической характеризовалась как высокая положительная. В сравнимые возрастные периоды (30, 60 и 90 лет) исследуемые виды различались по поглощению азота корневой системой в 21,7–28,0 раза, по чистой продуктивности фотосинтеза – в 4,4–7,0 раза, по чистой первичной продукции – в 1,8–6,2 раза, по поглощению азота – в 3,2–6,1 раза, по депонированию углерода и эмиссии свободного кислорода – в 1,8–6,2 раза и по массе целого растения – в 2,4–3,9 раза. По накопленной сухой массе древесные виды в 90-летнем возрасте располагались в такой последовательности по убыванию: дуб, ель, лиственница, сосна, липа, ясень, береза.

Сведения об авторах

В.М. Лебедев, д-р с.-х. наук, проф.; ResearcherID: M-8699-2019, ORCID: https://orcid.org/0000-0003-3316-854X
Е.В. Лебедев*, д-р с.-х. наук, доц.; ResearcherID: G-9445-2019, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-5824-6981
Нижегородский государственный агротехнологический университет, просп. Гагарина, д. 97, г. Нижний Новгород, Россия, 603107; proximus39@mail.ru, proximus77@mail.ru*

Ключевые слова

лесообразующие виды, фотосинтез, минеральная продуктивность, чистая первичная продукция, депонирование углерода, эмиссия свободного кислорода, онтогенез, центр Русской равнины

Для цитирования

Лебедев В.М., Лебедев Е.В. Фотосинтез, минеральное питание и
продуктивность лиственных и хвойных видов дендрофлоры центральной части Русской равнины // Изв. вузов. Лесн. журн. 2024. № 4. С. 81–91. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2024-4-81-91

Литература

1. Бессчётнов В.П., Лебедев Е.В. Фотосинтез и биологическая продуктивность лесообразующих пород Волго-Вятского региона // Актуальные проблемы лесного хозяйства и рациональное использование ресурсов Нижегородской области. Н. Новгород: НГСХА, 2002. С. 107–116. 

2. Биологический энциклопедический словарь / гл. ред. М.С. Гиляров. М.: Совет. энцикл., 1986. 831 с. 

3. Географический энциклопедический словарь: Географические названия / гл. ред. А.Ф. Трешников. М.: Сов. энцикл., 1983. 528 с. 

4. Кобак К.И. Биотические компоненты углеродного цикла. Л.: Гидрометеоиздат, 1988. 248 с. 

5. Курнаев С.Ф. Лесорастительное районирование СССР. М.: Наука, 1973. 203 с. 

6. Лебедев В.М. Определение активной поверхности и минеральной продуктивности корневой системы плодовых и ягодных культур // Методика исследования и вариационная статистика в научном плодоводстве: сб. докл. Междунар. науч.-метод. конф. Мичуринск, 1998. Т. 2. С. 39–42. 

7. Лебедев В.М., Лебедев Е.В. Сравнительное определение продуктивности лесных пород // Нетрадиционные и редкие растения, природные соединения и перспективы их использования: материалы VII Междунар. симп. Белгород: Политерра, 2006. Т. 1. С. 213–216. 

8. Лебедев В.М., Лебедев Е.В. Морфологические, функциональные и физиологические особенности активной части корневой системы лесообразующих пород Волго-Вятского региона // Агрохимия. 2011. № 4. С. 38–44. 

9. Лебедев В.М., Лебедев Е.В. Функционирование листового аппарата, корневой системы и биологической продуктивности лиственницы сибирской на уровне организма в онтогенезе (на примере лиственничников Архангельской области) // Изв. вузов. Лесн. журн. 2018. № 3. С. 9–19. https://doi.org/10.17238/issn0536-1036.2018.3.9

10. Лебедев Е.В. Биологическая продуктивность и минеральное питание ели европейской в онтогенезе в условиях Северной Европы // Изв. СПбЛТА. 2012. Вып. 199. С. 4–13. 

11. Лебедев Е.В. Эколого-физиологические характеристики реакции древесных пород на уровне организма на изменение режима питания: дис. … д-ра с.-х. наук. Архангельск, 2020. 368 с. 

12. Муромцев И.А. Активная часть корневой системы плодовых растений. М.: Колос, 1969. 247 с. 

13. Ничипорович А.А. О методах учета и изучения фотосинтеза как фактора урожайности // Тр. Ин-та физиологии растений им. К.А. Тимирязева: сб. Т. 10. М.: АН СССР, 1955. С. 210–249. 

14. Суворова Г.Г., Деловеров А.Т., Оскорбина М.В., Попова Е.В. Использование ГИС-технологий в построении карт фотосинтеза хвойных на больших территориях // Успехи соврем. биологии. 2010. Т. 130, № 3. С. 275–285. 

15. Усольцев В.А. Фитомасса лесов Северной Евразии: нормативы и элементы географии. Екатеринбург: УрО РАН, 2002. 762 c. 

16. Усольцев В.А. Фитомасса и первичная продукция лесов Евразии. Екатеринбург: УрО РАН, 2010. 569 с. 

17. Цельникер Ю.Л., Корзухин М.Д., Семёнов С.М. Модельный анализ широтного распределения продуктивности лесных пород России // Лесоведение. 2010. № 2. С. 36–45. 

18. Begon M., Harper J.L., Townsend C.R. Ecology: Individuals, Populations and Communities. Wiley-Blackwell, 1996. 1068 p.

19. Bravo F., Río del M., Bravo-Oviedo A., Ruiz-Peinado R., Peso del C., Montero G. Forest Carbon Sequestration: The Impact of Forest Management. Managing Forest Ecosystems: The Challenge of Climate Change, 2017, vol. 34, pp. 251–275. https://doi.org/10.1007/978-3-319-28250-3_13

20. Isaev A., Korovin G., Zamolodchikov D., Utkin A., Pryaznikov A. Carbon Stock and Deposition in Phytomass of the Russian Forests. Water, Air, and Soil Pollution, 1995, vol. 82, pp. 247–256. https://doi.org/10.1007/BF01182838

21. Jiang L., Zhao W., Lewis B.J., Wei Y., Dai L. Effects of Management Regimes on Carbon Sequestration under the Natural Forest Protection Program in Northeast China. Journal of Forestry Research, 2018, vol. 29, pp. 1187–1194. https://doi.org/10.1007/s11676-017-0542-0

22. Jiao Y., Ren H.-E., Dong B. Optimal Estimation of Forest Carbon Sequestration Based on Eddy Correlation Method. Advances in Computer Science, Intelligent System and Environment, 2011, vol. 105, pp. 421–426. https://doi.org/10.1007/978-3-642-23756-0_68

23. Lundmark T., Bergh J., Strand M., Koppel A. Seasonal Variation of Maximum Photochemical Efficiency in Boreal Norway Spruce Stands. Trees, 1998, vol. 13, pp. 63–67. https://doi.org/10.1007/s004680050187

24. Osipov A.F., Bobkova K.S. Net Primary Production of Carbon in Pine Forests on European North-East of Russia (Republic of Komi). Contemporary Problems of Ecology, 2020, vol. 13, pp. 803–812. https://doi.org/10.1134/S1995425520070082

25. Suvorova G.G., Oskorbina M.V., Kopytova L.D., Yan’kova L.S., Popova E.V. Seasonal Changes in Photosynthetic Activity and Chlorophylls in the Scots Pine and Siberian Spruce with Optimal or Insufficient Moistening. Contemporary Problems of Ecology, 2011, vol. 4, iss. 6, pp. 626–633. https://doi.org/10.1134/S1995425511060105

26. Xue L., Luo X., Wu X. Analysis of the Efficiency of Forestry Production and Convergence in China’s Four Major Forest Areas Based on the Perspective of Carbon Sequestration Benefits. Global Ecological Governance and Ecological Economy, 2002, pp. 195–212. https://doi.org/10.1007/978-981-16-7025-1_13