ЛЕСОВЕДЕНИЕ, 2018, № 5, С. 347–358


ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ФОТОСИНТЕТИЧЕСКОЙ ФИКСАЦИИ УГЛЕКИСЛОТЫ ХВОЕЙ ЕЛИ В ФИТОЦЕНОЗАХ СЕВЕРА
В. В. Тужилкина, Э. П. Галенко
Институт биологии Коми научного центра Уральского отделения РАН
Россия, 167982, Сыктывкар, ГСП-2, ул. Коммунистическая, 28
E-mail: tuzhilkina@ib.komisc.ru


Поступила в редакцию 29.09.2017 г.
В работе рассматриваются результаты исследований фотосинтетического газообмена ели сибирской (Picea obovata Ledeb.) в зависимости от солнечной радиации, температуры и влажности воздуха и почвы в коренных лесах европейского Северо-Востока. На основе суточных и сезонных измерений СО2–газообмена хвои ели показана зависимость скорости поглощения ею СО2 от экологических факторов. Выявлена дневная продуктивность фотосинтеза хвои в течение вегетации. В среднетаежном ельнике чернично-сфагновом дневная фиксация углекислоты фотосинтетическим аппаратом наибольшая в летнее время, и более половины ее усваивалось в процессе фотосинтеза в июле. Изменения дневной фотосинтетической фиксации углекислоты хвоей в течение вегетационного периода определялись термическими и световыми условиями. Выявлена линейная зависимость дневной фиксации углерода хвоей от суммарной за день солнечной радиации, температуры воздуха и почвы. Установлено, что поглощение углекислоты ассимиляционным аппаратом ели в пологе древостоя определяется световым режимом. Основной вклад в фиксацию углерода вносит хвоя верхней и средней частей кроны ели.
Ключевые слова: ель сибирская (Picea obovata Ledeb), фитоценозы Севера, фотосинтез, углекислота.
Работа выполнена в рамках Государственного задания Института биологии Коми НЦ УрО РАН от 10.12.2017 г., номер гос. регистрации АААА-А17-117122090014-8.
DOI: 10.1134/S0024114818050108


СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ



  • Агроклиматические ресурсы Коми АССР. Л.: Гидрометеоиздат, 1973. 135 с.

  • Биопродукционный процесс в лесных экосистемах Севера. СПб.: Наука, 2001. 278 с.

  • Бобкова К.С. Биологическая продуктивность хвойных лесов европейского Северо-Востока. Л.: Наука, 1987. 156 с.

  • Бобкова К.С., Урнышев А.П., Урнышев А.А. Вертикальное распределение  фитомассы  в еловых  лесах европейского Северо-Востока // Лесоведение. 2000. № 3. С. 49-54.

  • Бобкова К.С., Машика А.В., Смагин А.В. Динамика содержания углерода органического вещества в среднетаежных ельниках на автоморфных почвах. СПб.: Наука, 2014. 270 с.

  • Веретенников  А.В. Физиологические основы устойчивости древесных растений к временному избытку влаги в почве. М.: Наука, 1968. 215 с.

  • Верхоланцева Л.А. Почвы северотаежных ельников // Экология ельников Севера : Труды Коми филиала АН СССР. Сыктывкар, 1977.  № 32. С. 52-84.

  • Вознесенский В. Л. Фотосинтез пустынных растений. Л.: Наука, 1977. 256 с.

  • Выгодская Н.Н., Милюкова И.М. СО2-ассимиляция хвойных лесов как компонент газообмена углекислым газом подстилающей поверхности с атмосферой // Вестник Московского университета. 1995. Серия 5. № 1. С. 36-42.

  • Галенко Э.П. Фитоклимат и энергетические факторы продуктивности хвойного леса европейского Севера. Л.: Наука, 1983. 129 с.

  • Галенко Э.П. Радиационный режим в заболоченном старовозрастном ельнике подзоны    средней тайги // Лесоведение. 2010. № 5. С. 20-30.

  • Галенко Э.П. Температурный режим воздуха старовозрастного ельника средней тайги // Лесной журнал. 2013.  № 3. С. 45-56.

  • Забоева И.В. Почвы и земельные ресурсы Коми АССР. Сыктывкар: Коми книжн. изд-во, 1975. 344 с.

  • Замолодчиков Д.Г., Уткин А.И. Система конверсионных отношений для расчета чистой первичной продукции лесных экосистем по запасам насаждений  // Лесоведение. 2000. № 6. С. 54-63.

  • Исаев А.С., Коровин Г.Н., Уткин А.И., Пряжников А.А., Замолодчиков Д.Г. Оценка запасов и годичного депонирования углерода в фитомассе лесных экосистем России // Там же. 1993. № 5. С.3-18.

  • Исаев А.С., Коровин Г.Н., Сухих В.И., и др. Экологические проблемы поглощения углекислого газа посредством лесовосстановления и лесоразведения в России. М. : Рос. центр. экологич. Политики, 1995. 155 с.

  • Коренные еловые леса Севера: биоразнообразие, структура, функции. СПб.: Наука, 2006. 337 с.

  • Ладанова Н.В., Тужилкина В.В. Структурная организация и фотосинтетическая активность хвои ели сибирской. Сыктывкар: Коми НЦ УрО РАН, 1992. 100 с.

  • Молчанов А.Г. Экофизиологическое изучение продуктивности древостоев. М.: Наука, 1983. 127 с.

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

  • Пулы и потоки углерода в наземных экосистемах России. М.: Наука, 2007. 315 с.

  • Скупченко В.Б., Ладанова Н.В., Тужилкина В.В. Формирование побегов и их функциональная  организация в кроне  Picea obovata ( Pinacea ) // Ботанический. журнал. 1997. Т. 82. № 5. С. 16-26.

  • Суворова Г. Г., Щербатюк А.С., Янькова Л.С., Копытова Л.Д.  Фотосинтетическая продуктивность Pinus sylvestris, Picea obovata и Larix sibirica // Там же,  2002. Т. 87. № 9. С. 99-108.

  • Суворова Г.Г., Щербатюк А.С., Янькова Л.С., Копытова Л.Д.  Максимальная интенсивность фотосинтеза ели сибирской и лиственницы сибирской в Прибайкалье // Лесоведение. 2003. № 6. С. 58-65.

  • Тужилкина В.В. Фотосинтетический газообмен хвойных // Биопродукционный процесс в лесных экосистемах Севера. СПб.: Наука, 2001. С. 149-161.

  • Тужилкина В.В. Углекислотный газообмен фотосинтетического аппарата древесных растений в спелом еловом фитоценозе северной тайги // Экология. 2006. № 2. С. 95-101.

  • Углекислотный газообмен хвойных Предбайкалья /Под ред. Плешакова А.С. Новосибирск :  Наука. Сибирское отделение, 1991. 135 с.

  • Углерод в экосистемах лесов и болот России.  Красноярск. Ин-т леса СО РАН, 1994. 170 с.

  • Уткин А.И. Биологическая продуктивность лесов (методы изучения и результаты) // Лесоведение и лесоводство. Т.1. Итоги науки и техники. М.: ВИНИТИ, 1975. С. 9-190.

  • Уткин А.И., Замолодчиков Д.Г., Честных О.В., Коровин Г.Н., Зукерт Н.В.  Леса России как резервуар органического углерода биосферы // Лесоведение. 2001. № 5. С.8-23.

  • 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.

  • Шлык А.А. Определение хлорофиллов и каротиноидов в экстрактах зеленых листьев // Биохимические методы в физиологии растений / Под ред. Павлиновой О.А. М.: Наука, 1971. С.154-170.

  • Юзбеков А.К., Замолодчиков Д.Г. Углекислотный газообмен хвои ели европейской в южнотаёжном ельнике // Вестник Московского. университета. Серия 16. Биология. 2017.  Т. 72. № 2. С. 106–112.

  • Bonan G.B., Shugart H.H. Environmental forests and ecological processes in boreal forests // Annual  Review of Ecology & Systematics. 1989. V. 20. P. 1-28.

  • Goodale C.L., Apps M.J., Birdsey R.A., Field C.B., Heath L.S., Houghton R.A., Jenkins J.C., Kohlmaier G.H., Kurz W., Liu S., Nabuurs G.-J., Nilsson S., Shvidenko A.Z. Forests carbon sinks in the Northern Hemisphere // Ecological Application. 2002. V. 12. N 3. Р. 891–899.

  • Malhi Y., Baldocchi D.D., Jarvis P.G. The carbon balance of tropical, temperatea and boreal forests // Plant, Cell & Environment. 1999. N 22. P. 715-740.

  • Troeng E., Linder S. Gas exchange in 20-years old stands of Scots pine. II. Variation in net photosynthesis of current and one - old shoots within and between seasons // Physiologia Plantarum. 1982. V. 54. N 1. P. 7-14.