Моделирование особенностей водного режима Juniperus excelsa M. Bieb при помощи экофизиологических параметров в условиях Южного берега Крыма

Цель. В связи с глобальным изменением климата и увеличением интенсивности аридизации региона Южного берега Крыма (ЮБК) необходимо изучить экофизиологическую реакцию Juniperus excelsa M. Bieb во время его интенсивной вегетации на воздействие внешних факторов среды, оказывающих большое влияние на особенности водного режима, позволяющих установить возможные оптимальные и неблагоприятные условия произрастания вида.

Материал и методы. Измерения параметров внешней среды проводили с помощью беспроводной системы фитомониторинга. При статистической обработке данных использовались прикладные компьютерные программы. Моделирование и сглаживание двумерных данных проводилось по методам наименьших квадратов, робастной локально‐взвешенной регрессии и математической модели пошагового регрессионного анализа.

Результаты. Для оценки экофизиологической реакции в период вегетации Juniperus excelsa M. Bieb на воздействие внешних факторов среды, мы применили математическую модель пошагового регрессионного анализа. В качестве зависимых переменных мы использовали относительную скорость водного потока в побеге (Sf, от. ед.) и диаметр побега (d, мм.), данные были получены с датчиков водного потока SF‐5P и датчиков SD‐10z. Независимыми переменными являлись основные факторы внешней среды. Доля дисперсии зависимой переменной, объясняемой применяемыми моделями составляет 98–99%.

Выводы. Разработка модели на основе базы данных функций растений с соответствующими количественными характеристиками позволит в перспективе прогнозировать экологическое состояние конкретного ареала или региона в целом.

1. Анненков А.А., Иванов В.Ф., Хохрин А.В. Акимов Ю.А. Методические рекомендации по изыскательским работам для проектирования объектов озеленения в Крыму. Ялта, 1984. 26 c.

2. Ларина Т.Г. О структуке фитоценозов формaции Jnipereta excelsae в Горном Крыму // Экология. 1980. N 4. С. 38–44.

3. Ильницкий О. А. Плугатарь Ю. В. Взаимосвязь динамикии интенсивности транспирации Pinus nigra subsp. pallasiana с фотосинтезом, температурой хвои и некоторыми факторами внешней среды в ходе вегетации в условиях ЮБК // Биология растений и садоводство: теория, инновации. 2019. N 1(150). С. 5–12. DOI: 10.36305/2019-1-150-5-12.

4. Чернявская И.В., Толстикова Т.Н., Еднич Е.М. Представители рода Juniperus excelsa L в Ботаническом саду Адыгейского государственного университета // Вестник АГУ. 2015. N 4 (171). С. 79–86.

5. Григоров А.Н. Естественное возобновление и возрастная структура насаждений можжевельника высокого в заповеднике «Мыс Мартьян» // Труды Никитского ботанического сада. 1980. Т. 81. С. 35–44.

6. Kint V., Aertsen W., Fyllas N.M., Trabucco A., Janssen E., Özkan K., Muys B. Ecological traits of Mediterranean tree species as a basis for modelling forest dynamics in the Taurus mountains, Turkey. Ecological Modelling. 2014. V. 286. P. 53–65.

7. Ена А.В., Фатерыга А.В. Красная книга Республики Крым. Растения, водоросли, грибы. Симферополь: ООО «ИТ «АРИАЛ», 2015. 480 с.

8. Özkan K., Gulsoy S., Aerts R., Muys B. Site properties for Crimean juniper (Juniperus excelsa) in semi-natural forests of south western Anatolia // Turkey. J. Environ. Biol. 2010. V. 31. P. 97–100.

9. Elhag M., Bahrawi J. Evaluation of the transpiration character of Juniperus macrocarpa as an invasive species in western Crete. Applied ecology and environmental research. 2018. V. 16(2). P. 1659–1672. DOI: 10.15666/aeer/1602_16591672

10. Кайбеяйнен Э.Л., Пелконен П. Оптимизация фотосинтеза и транспирации у неотделенных листьев ивы на плантациях быстрого возобновления // Физиология растений. 2007. Т. 54. С. 350–355.

11. Кайбеяйнен Э.Л. Параметры световой кривой фотосинтеза у Salix dasyclados и их изменение в ходе вегетации// Физиология растений. 2009. Т. 56(4). С. 490–499.

12. Larсher W. Physiological Plant Ecology: Ecophysiology and Stress Physiology of Functional Groups. Heidelberg: Springer-Verlag, 2003, 506 p.

13. Дроздов С.Н., Попов Е.Г., Курец В.К. Влияние света и температуры на нетто-фотосинтез и дыхание Betula pendula var. pendula и Betula pendula var. carelica (Betulaceae) // Ботанический журнал. 1995. Т. 80. N3. С. 60–64.

14. Дроздов, С.Н., Курец В.К. Некоторые аспекты экологической физиологии растений. Петрозаводск: ПетрГУ, 2003. 172 c.

15. Ильницкий О.А., Плугатарь Ю.В., Паштецкий А.В. Динамика интенсивности фотосинтеза Jupinerus excelsa M. Bieb и факторов внешней среды в ходе вегетации вида в условиях Южного берега Крыма //Российская сельскохозяйственная наука. 2020. N 2. С. 17–20. DOI: 10.31857/S2500-2627-2020-2-17-20

16. Ильницкий О.А., Плугатарь Ю.В., Паштецкий А.В. Особенности водного обмена Juniperus excelsa M. Bieb в условиях прогресирующей почвенной засухи Южного берега Крыма // Биология растений и садоводство: теория, инновации. 2019. N 3(152). С. 5–14. DOI: 10.36305/2019-3-152-5-14

17. Ильницкий О.А., Плугатарь Ю.В., Корсакова С.П. Методология, приборная база и практика проведения фитомониторинга. Симферополь: ИТ «АРИАЛ», 2018. 233 c.

18. Ильницкий О.А., Плугатарь Ю.В., Паштецкий А.В., Гиль А.Т. Влияние летней засухи в условиях Южного берега Крыма на фотосинтез и водный режим Quercus pubescens Willd // Биология растений и садоводство: теория, инновации. 2021. N 3(160). С. 7–16. DOI: 10.36305/2712-7788-2021-3-160-7-16

19. Ильницкий О.А., Корсакова С.П., Плугатарь Ю.В. Взаимосвязь между некоторыми экофизиологическими характеристиками хурмы Восточной (Diospyros kaki L.) и условиями внешней среды // Сборник научных трудов Государственного Никитского ботанического сада. 2016. Т. 142. С. 84–101.

20. Nevzat Gürlevik, Ayşe Deligöz, Dilek Yıldız Effects of irrigation and fertilization on the growth of juniper seedlings Der Einfluss von Bewässerung und Düngung auf das Wachstum von Wacholdersämlingen // Austrian Journal of Forest Science Centralblatt fur das gesamte Forstwesen. 2014. V. 3. P. 171–190.

21. Meletiou-Christou M.S., Rhizopoulou S. Leaf functional traits of four evergreen species growing in Mediterranean environmental conditions // Acta Physiol. Plant. 2017. V. 39. N 1, pp. 34–46. DOI: 10.1007/s11738-016-2330-4.

22. Плугатарь Ю. В., Ильницкий О. А., Корсакова С. П., Паштецкий А. В. Экологический фитомониторинг: исторический экскурс, состояние и перспективы // Бюллетень Государственного Никитского ботанического сада. 2015. N 114. С. 7–13.

23. Aylin Güney, Roman Zweifel, Semra Türkan, Reiner Zimmermann. Drought responses and their effects on radial stem growth of two co-occurring conifer species in the Mediterranean mountain range [Annals of Forest Science]. 2020, vol. 77, pp. 105. Available at: https://annforsci.biomedcentral.com/articles/10.1007/s13595-020-01007-2 (accessed 24.09.2020)

24. Abdallah M.A.B., Durfee N., Mata-Gonzalez R., Ochoa C.G., Noller J.S. Water Use and Soil Moisture Relationships on Western Juniper Trees at Different Growth Stages. [Water]. 2020, vol. 12, article id: 1596 Available at: https://www.mdpi.com/2073-4441/12/6/1596 (accepted 31.05.2020)

25. Ильницкий О.А., Паштецкий А.В., Гиль А.Т. Особенности роста Jupinerus excelsa M. Bieb в условиях полевого вегетационного опыта Южного берега Крыма // Биология растений и садоводство: теория, иннвации. 2020. V. 2 (155). С. 94–101. DOI: 10.36305/2712-7788-2020-2-155-94-101