ПАРАМЕТРЫ ФОТОСИНТЕЗА ДРЕВЕСНЫХ РАСТЕНИЙ В ПРЕДГОРНЫХ ШИРОКОЛИСТВЕННЫХ ЛЕСАХ СЕВЕРНОГО КАВКАЗА
Authors: Придача В.Б. , Махмудова Л.Ш. , Семин Д.Е. , Ольчев А.В. 
Published: December 2024

Представлены результаты исследований параметров фотосинтеза основных эдификаторов и субэдификаторов предгорных широколиственных лесов Северного Кавказа. Для решения поставленных задач проведен анализ углекислотных и световых зависимостей СО2-газообмена листьев граба обыкновенного (Carpinus betulus L.), бука лесного (Fagus sylvatica L.), дуба черешчатого (Quercus robur L.), лещины (Corylus avellana) и грецкого ореха (Juglans regia L.). Углекислотную (A/Ci-curve) и световую (A/Q-curve) зависимость фотосинтеза в полевых условиях измеряли c помощью портативной фотосинтетической системы LI-6800 (LI-Cor Inc., США), оснащенной СО2 инжектором и источником света LI-6800-02B LED (LI-COR Inc., США). Для оценки параметров фотосинтеза использовали классическую модель Фаркхара и модернизированную функцию Микаэлиса-Ментен. Для дуба под пологом грабового древостоя получены наибольшие значения максимальной интенсивности фотосинтеза, светового компенсационного пункта (СКП) и константы насыщения, свидетельствующие о его наибольшем светолюбии по отношению граба, бука, лещины и ореха. У граба при затенении выявлены максимальные значения квантового выхода фотосинтеза и наименьшие величины СКП, что может служить адаптивным признаком наиболее высокой эффективности усвоения СО2 при низкой освещенности под пологом леса, а также индикатором теневыносливости вида. Невысокие значения интенсивности фотосинтеза у лещины и бука под пологом леса обусловлены наименьшими в большинстве случаев величинами параметров световой и темновой фазы фотосинтеза относительно других видов. Для объективной оценки параметров фотосинтеза необходимо учитывать, что различия показателей могут быть обусловлены как особенностями мезоструктуры листа исследуемых видов, так и межвидовыми особенностями развития листа в период вегетации. Проведение комплексных исследований межвидовых характеристик СО2/Н2О-газообмена в вегетационной динамике, в разных экологических условиях, а также у деревьев разного возраста является основой для комплексного изучения углеродного баланса исследуемой территории.

The article presents the results of study on photosynthetic parameters in deciduous tree species of North Caucasian foothill broadleaved forests. The tasks were fulfilled by analyzing the photosynthetic response to increasing CO2 (A-Ci curve) and light intensity (A-Q curve) in common hornbeam (Carpinus betulus L.), common beech (Fagus sylvatica L.), common oak (Quercus robur L.), common hazel (Corylus avellana), and common walnut (Juglans regia L.). The photosynthetic CO2 and light responses were measured in the field by LI-6800 portable photosynthesis system (LI-Cor Inc., USA) fitted with a СО2 injector and an LI-6800-02BLED light source (LI-COR Inc., USA). The parameters of photosynthesis were estimated using the classical Farquhar model and a modified Michaelis-Menten function. The highest values of maximum photosynthesis rate, light compensation point (LCP), and light saturation constant were demonstrated by oak under hornbeam canopy, proving it to be more lightdemanding that hornbeam, beech, hazel, and walnut. Hornbeam in shaded conditions featured the highest values of the quantum yield of photosynthesis and the lowest LCP values, probably indicating an adaptation to most efficiently assimilate CO2 in low light under the forest canopy as well as the species’ shade tolerance. The relatively low rates of photosynthesis in hazel and beech under canopy cover result from the predominantly lower levels of light and dark phase photosynthesis compared to other species. For objective assessment of the parameters of photosynthesis, it is necessary to take into account that the differences in the indices can be due to both the leaf mesostructure of the studied species and interspecific features of leaf development during the growing season. Integrated researches of the interspecific characteristics of CO2/H2O-gas exchange during the growing season, under different ecological conditions, and in trees of different ages are the basis for a comprehensive study of the carbon balance of the study area.