Зависимость скорости фотосинтеза и транспирации Pinus sylvestris L. и Picea abies L. от факторов среды. С. 50–62

УДК

581,1:630*181:630*161

DOI:

https://doi.org/10.37482/0536-1036-2026-4-50-62

Аннотация

В естественных условиях при оптимальной влажности почвы в начале вегетационного периода сравнивали фотосинтез и транспирацию сосны и ели. Исследование проводилось в Серебряноборском лесничестве Института лесоведения РАН Московской области. Актуальность работы обусловлена значительностью количества усохших ельников и желательностью проведения на этих участках посадок сосны. Сравнительные исследования фотосинтеза и транспирации сосны и ели, произрастающих в одинаковых условиях, немногочисленны. Для определения фотосинтеза и транспирации использовали негерметичные открытые камеры. Интенсивность фотосинтеза и транспирации охвоенных побегов определяли по разности концентраций соответственно СО₂ и H₂O между наружным и выходящим из камеры воздухом, интенсивности протягивания воздушного потока и горизонтальной площади проекции поверхности хвои в экспозиционной камере. Концентрации СО₂ и Н₂О измеряли с помощью портативного инфракрасного газоанализатора LI-840 (Li-Cor, США). Обеднение воздуха СО₂ в камере в среднем было на 2 % ниже, чем в окружающем воздухе. Побудителями расхода воздуха служили мембранные микрокомпрессоры (Sonic-388, Китай). Полученные данные показали, что интенсивность фотосинтеза за малооблачный день была выше у сосны более чем на 88 %, чем у ели. В облачный день различия оказались ниже – 20 %. В малооблачный и пасмурный дни различия в интенсивности транспирации у обеих пород были меньше – 18,5 и 20 % соответственно. Характер зависимости СО₂-газоомена у сосны и ели от солнечной радиации и температуры воздуха схож, различия наблюдаются только по интенсивности, хотя в условиях недостаточного водообеспечения сосна показывает более высокий фотосинтез. У сосны в оптимальных лесорастительных условиях интенсивность СО₂-газообмена выше, чем у ели, почти в 2 раза. Полученные расчетные данные по фотосинтезу и транспирации были близки экспериментальным. Транспирация по характеру зависимости у сосны и ели различается значительно сильнее. У сосны различие обусловлено в основном солнечной радиацией, у ели – температурой воздуха.

Сведения об авторах

А.Г. Молчанов, д-р биол. наук; ResearcherID: J-1392-2016, ORCID: https://orcid.org/0009-0001-0252-3599

Институт лесоведения РАН, с. Успенское, Московская обл., Россия; a.georgievich@gmail.com

Ключевые слова

сосна, Pinus sylvestris L., ель, Picea abies L., фотосинтез, транспирация, солнечная радиация, зависимость фотосинтеза от солнечной радиации, зависимость транспирации от солнечной радиации, температура воздуха, влажность воздуха

Для цитирования

Молчанов А.Г. Зависимость скорости фотосинтеза и транспирации Pinus sylvestris L. и Picea abies L. от факторов среды // Изв. вузов. Лесн. журн. 2026. № 4. С. 50–62. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2026-4-50-62

Литература

1. Алябьев А.Ф. Усыхание ельников в Подмосковье // Лесн. вестн. 2013. № 6. С. 150–166. 

2. Болондинский В.К. Динамика СО2-газообмена на побегах сосны обыкновенной в условиях Среднетаежной зоны: автореф. дис. ... канд. биол. наук. Петрозаводск, 2004. 28 с. 

3. Варлагин А.В. Транспирация на уровне листа, дерева и сообщества в хвойных: автореф. дис. ... канд. биол. наук. Москва, 2000. 36 с. 

4. Гниненко Ю.И., Хегай И.В. Динамика усыхания еловых лесов в Московском регионе // Лесохоз. информ. 2018. № 2. С. 65–74. https://doi.org/10.24419/LHI.2304-3083.2018.2.07

5. Желдак В.И. Концептуальные вопросы лесоводственного обеспечения устойчивого управления еловыми лесами // Вестн. Поволжск. гос. технол. ун.та. Сер.: Лес. Экология. Природопользование. 2015. № 4(28). С. 5–22. 

6. Зарубина Л.В., Коновалов В.Н., Феклистов П.А., Клевцов Д.Н., Копытов В.В. Оценка состояния хвойных деревьев на вырубках в условиях Европейского Севера // Вестн. Сев. (Арктич.) федер. ун-та. Сер.: Естеств. науки. 2015. № 1. С. 85–94. 

7. Малахова Е.Г., Крылов А.М. Усыхание ельников в Клинском лесничестве Московский области // Изв. СамНЦ РАН. 2012. Т. 14, № 1(8). С. 1975–1978. 

8. Маслов А.Д. Короед Типограф и усыхание еловых лесов. М.: ВНИИЛМ, 2010. 138 с. 

9. Матвеева А.Г. Исследования особенностей усыхания еловых древостоев на Российском Дальнем Востоке // Уч. зап. ТОГУ. 2018. Т. 9, № 1. С. 158–161. 

10. Молчанов А.Г. Сравнение фитомассы березняка и сосняка в одинаковых лесорастительных условиях // Лесоводственные исследования в подзоне южной тайги. М.: Наука, 1977. С. 51–60. 

11. Молчанов А.Г. Баланс СО2 в экосистемах сосняков и дубрав в разных лесорастительных зонах. Тула: Гриф и К, 2007. 284 с. 

12. Молчанов А.Г. Мониторинг эколого-физиологических показателей в экосистемах // Серебряноборское опытное лесничество: 65 лет лесного мониторинга. М.: Т-во науч. изд. КМК, 2010. С. 112–129. 

13. Молчанов А.Г. СО2 древостоев в естественных условиях // Фотосинтетическая деятельность и продукционные процессы фитоценозов. Вып. 1. Орел: Орел ГАУ, 2014. С. 63–88. 

14. Молчанов А.Г. Соотношение фотосинтеза и транспирации у сосны и ели в разных условиях окружающей среды // Математическое моделирование в экологии: материалы Седьмой Нац. науч. конф. с междунар. участием. Пущино: ИФХиБПП, 2021. С. 79–81. 

15. Молчанов А.Г. Интенсивность фотосинтеза саженцев ели, сосны и дуба под пологом леса и на открытом участке в разных условиях водообеспечения // Лесоведение. 2024. № 6. С. 649–660. https://doi.org/10.31857/S0024114824060069

16. Молчанов А.Г., Беляева Е.А. Влияние недостатка водообеспечения на фотосинтез саженцев ели, сосны и дуба // Лесоведение. 2024. № 2. С. 163–172. https://doi.org/10.31857/S0024114824020056

17. Молчанов А.Г., Ольчев А.В. Эмиссия СО2 с поверхности ствола сосны обыкновенной в разных условиях произрастания // Изв. РАН. Сер.: Биологич. 2020. № 4.С. 423–433. https://doi.org/10.31857/S0002332920030054

18. Рахи М.О. Аппаратура для исследований компонентов водного потенциала листьев // Физиология растений. 1973. Т. 20. С. 215–221. 

19. Сенькина С.Н. Транспирация и устьичное сопротивление сосны обыкновенной в разных условиях произрастания // Изв. вузов. Лесн. журн. 2009. № 6. С. 45–52. 

20. Alexander J.D., Donnelly J.R., Shane J.B. Photosynthetic and Transpiration Responses of Red Spruce Understory Trees to Light and Temperature. Tree Physiology, 1995, vol. 15, iss. 6, pp. 393–398. https://doi.org/10.1093/treephys/15.6.393

21. Edwards N.N., Sollins P. Continuous Measurement of Carbon Dioxide Evolution from Partitioned Forest Floor Components. Ecology, 1973, vol. 54, iss. 2, pp. 406–412. https://doi.org/10.2307/1934349

22. Jackson G.E., Irvine J., Grace J. Xylem Cavitation in Scots Pine and Sitka Spruce Saplings During Water Stress. Tree Physiology, 1995, vol. 15, iss. 12, pp. 783–790. https://doi.org/10.1093/treephys/15.12.783

23. Linder S., Flower-Ellis J. Environmental and Physiological Constraints to Forest Yield. Responses of Forest Ecosystems to Environmental Change. Ed. by A. Teller, P. Mathy, J.N.R. Jef¬fers. Dordrecht, Springer, 1992, pp. 149–164. https://doi.org/10.1007/978-94-011-2866-7_15

24. Maier-Maercker U. Dynamics of Change in Stomatal Response and Water Status of Picea abies During a Persistent Drought Period: A Contribution to the Traditional View of Plant Water Relations. Tree Physiology, 1998, vol. 8, iss. 4, pp. 211–222. https://doi.org/10.1093/treephys/18.4.211

25. Maseyk K.S., Green T.G.A., Klinac D. Photosynthetic Responses of New Zealand Sphagnum Species. New Zealand Journal of Botany, 1999, vol. 37, iss. 1, pp. 155–165. https://doi.org/10.1080/0028825X.1999.9512621

26. Ottander C., Campbell D., Öquist G. Seasonal Changes in Photosyntem II Organization and Pigment Composition in Pinus sylvestris. Planta, 1995, vol. 197, pp. 176–183. https://doi.org/10.1007/BF00239954

27. Physical and Physiological Forest Ecology. Ed. by P. Hary, K. Heliövaara, L. Kulmala. New York, Springer, 2013. 534 p. https://doi.org/10.1007/978-94-007-5603-8

Ссылка на английскую версию:

The Effect of Environmental Factors on Photosynthesis and Transpiration Rates in Pinus sylvestris L. and Picea abies L. P. 50–62