ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ МОНИТОРИНГА ЛЕСНЫХ ЭКОСИСТЕМ

 

Карасев В.Н., Карасева М.А. (МарГТУ, г. Йошкар-Ола, РФ)    

 

Успешное решение многих проблем, связанных с всесторонним изучением леса как уникального природного явления, с организацией мониторинговых исследований в области физиологии и экологии лесных экосистем, выполнение конкретных задач по диагностике жизнеспособности древесных растений,  при эколого-физиологической оценке новых технологий лесовосстановления, решение еще очень большого круга проблем, имеющих отношение к лесу, возможно с разработкой и применением технологий высокого уровня получения комплексной эколого-физиологической информации.

 Определенный практический интерес представляет и то, какие из измеряемых параметров растений в конкретных ситуациях обладают достаточной информативностью и могут быть включены в систему оценочных измеряемых параметров для осуществления комплексного подхода при оценке уровня жизнеспособности деревьев. Анализ накопленной информации по применению различных параметров для оценки физиологического состояния деревьев приводит к выводу  о необходимости разработки в теоретическом и прикладном аспектах классификации типов повреждений деревьев на физиологической основе на уровне цельного организма, а в перспективе и на экосистемном уровне.

При повреждении деревьев экстремальными факторами среды в первую очередь изменяются такие параметры как скорость водного тока и температура деревьев, например при тепловом повреждении во время пожаров достоверное изменение температуры стволов происходит через несколько дней после их повреждения. Такие параметры,  как содержание общего хлорофилла и биометрические показатели дают информацию не менее чем через год, а оценка жизнеспособности по величинам БЭП и импедансу ПКТ часто вообще не дает достоверной информации о состоянии, что объясняется случайным подключением электродов к участкам растительных тканей, сохранившим жизнеспособность.. В случае ослабления деревьев длительно действующими факторами среды электрофизиологические методы дают хорошие результаты (табл. 1).

 

Таблица 1 - Параметры для оценки жизнеспособности деревьев

 

Факторы повреждения

 

 Экстремальные

Длительно действующие

Измеряемый параметр

Тепловой при
пожарах

Ранневе-
сенняя

засуха

Корневая
губка

Периодическое избыточное
увлажнение почвы

Рекреационное воздействие

Биопотенциал

+

+

+

Импеданс ПКТ

+

+

+

Температура деревьев

+

+

+

+

+

Транспирация

+

+

+

+

+

Скорость водного тока

+

+

+

+

+

Расход воды деревом

+

+

+

+

+

Общий хлорофилл

[+]

+

+

+

Фотосинтез

[+]

+

+

+

Биометрические показатели

[+]

+

+

+

Примечание к таблице 8.2: знак «+» означает, что параметр информативен, ДИη2 > 0,7; знак «–» означает, что параметр малоинформативен, ДИη2 < 0,7; знак «[+]» означает, что оценочный параметр информативен не ранее, чем через 1–2 года после повреждения дерева.

 

Для повышения информативности БЭП и приближения данного метода оценки жизнеспособности деревьев к требованиям технологий высокого уровня получения эколого-физиологической информации по числу существенно различимых градаций состояния необходимо включать в статистическую выборку только те деревья, которые прошли предварительную оценку жизнеспособности, по крайней мере, по двум другим методам, например, по термоэкспресс-методу и по величинам импеданса ПКТ ствола. Параметры рекомендуемые для оценки физиологического состояния растений при лесовыращивании приведены в табл.2

 

Таблица 2 - Параметры для диагностики состояния деревьев при лесовыращивании

 

Области применения


Измеряемый
параметр

Селекционный отбор
семенных
деревьев

Оценка
технологий
лесовосстановления

Физиологическое состояние культур

Идентификация деревьев в
популяциях

Мониторинг (физиологический)

Биопотенциал

+

+

+

+

+

Импеданс ПКТ

[+]

+

+

+

+

Температура деревьев

[+]

+

+

+

+

Транспирация

+

+

+

Скорость водного тока

[+]

+

+

+

+

Расход воды деревом

[+]

+

+

+

+

Общий хлорофилл

+

+

+

+

+

Фотосинтез

+

+

+

+

+

Биометрические
показатели


[+]


+


+


+


+

Примечание к таблице 8.3: знак «+» означает, что параметр информативен, η2 > 0,7; знак  «–» означает, что параметр малоинформативен, η2 < 0,7; знак «[+]» означает, что оценочный параметр применим при предварительной оценке.

 

В  результате проведенных исследований разработана система измеряемых оценочных параметров для диагностики жизнеспособности деревьев (Карасев, 1990, 1996),   классификация типов повреждений, технология высокого уровня получения комплексной эколого-физиологической информации, материальная база физиологической составляющей мониторинга лесных экосистем, включающая 256 канальный цифровой программируемый регистрационный комплекс в состав которого адаптированы  различные преобразователи информации и приборы.