Связь листовых параметров с экологическим оптимумом и устойчивостью вида у растений ветландов
УДК 581.526.3:581.522.5+581.45(571.54)
Аннотация
Изучены структурно-функциональные параметры листьев у 19 доминирующих и наиболее обильных видов растительных сообществ на мелководьях, отмелях и избыточно увлажненных берегах в устье реки Максимихи (Баргузинский район, Республика Бурятия). Для характеристики экологического оптимума вида были использованы шкалы Д. Н. Цыганова (1983), для оценки устойчивости - потенциальная экологическая валентность вида по шкале освещенности, а также климатический и почвенный индексы толерантности видов (Жукова и др., 2010). Показано, что индекс климатической толерантности вида отрицательно коррелировал с сухим весом единицы площади листа (УППЛ) (r = -0,68) и положительно - с фотосинтетической активностью хлорофилла (r = 0,51). Выявлена тенденция уменьшения УППЛ и содержания сухого вещества в листе (ССВ) и увеличения фотосинтетической активности хлорофилла у более теплолюбивых растений ветландов. Площадь листа положительно коррелировала с баллами оптимума вида по шкалам увлажнения и кислотности почв (r =0,59 и r = 0,72 соответственно). УППЛ, содержание и фотосинтетическая активность хлорофилла коррелировали с баллами оптимума по шкале обеспеченности почвы азотом (r = -0,53, r = -0,50 и r = 0,72 соответственно). Индекс толерантности вида к почвенным факторам был связан только с содержанием хлорофиллов (r = 0,68) и каротиноидов (r = 0,55) в единице площади листа. Потенциальная экологическая валентность вида по световому фактору положительно коррелировала с плотностью листа и ССВ (r = 0,58 и r = 0,57 соответственно). Сделано заключение, что термоклиматический оптимум видов прибрежно-водных растений, а также их устойчивость к климату связаны с изменением УППЛ и фотосинтетической активности хлорофилла. Эдафические факторы оказывали большее влияние на структурно-функциональные параметры листьев, чем климатические, что выражалось в большом числе связей между почвенными шкалами и листовыми чертами. Устойчивость растений ветландов к более широкому диапазону эдафических условий была связана с высоким содержанием хлорофиллов и каротиноидов.
Скачивания
Metrics
Литература
Горышина Т. К. Экология растений. - М.: Высш. школа, 1979. - 368 с.
Жукова Л. А., Дорогова Ю. А., Турмухаметова Н. В., Гаврилова М. Н., Полянская Т. А. Экологические шкалы и методы анализа экологического разнообразия растений. - Йошкар-Ола: Мар. гос. ун-т, 2010. - 368 с.
Ронжина Д. А., Иванов Л. А., Иванова Л. А. Разнообразие листовых параметров у прибрежно-водных растений Монголии // Проблемы ботаники Южной Сибири и Монголии. - Т. 18, № 1. - Барнаул: Изд-во АлтГУ, 2019. -С. 523-526. DOI: 10.14258/pbssm.2019110 137
Ронжина Д. А., Рупышев Ю. А., Иванова Л. А., Мигалина С. В., Иванов Л. А. Функциональные свойства прибрежно-водных растений и сообществ в устье реки Максимиха (Республика Бурятия, Россия) // Разнообразие почв и биоты Северной и Центральной Азии: материалы IV Всерос. науч. конф. с междунар. участием (г. Улан-Удэ, 15-18 июня 2021 г.). - Улан-Удэ: Изд-во БНЦ СО РАН, 2021. - С. 391-394.
Слемнев Н. Н., Шереметьев С. Н., Маслова Т. Г., Цоож Ш., Алтанцоож А. Разнообразие фотосинтетического аппарата растений: анализ биологических, экологических и эволюционных рядов // Бот. журн., 2012. - Т. 97. -С. 1377-1396.
Цыганов Д. Н. Фитоиндикация экологических режимов в подзоне хвойношироколиственных лесов. - М.: Наука, 1983. - 198 с.
Ivanov L. A., Migalina S. V., Ronzhina D. A., Tumurjav S., Gundsambuu T., Bazha S. N., Ivanova L. A. Altitude-dependent variation in leaf structure and pigment content provides the performance of a relict shrub in mountains of Mongolia // Ann. Appl. Biol., 2022. - Vol. 181. - P. 321-331. DOI: 10.1111/aab.12778
Lambers H., Chapin F. S., Pons T. L. Plant physiological ecology. - New York: Springer-Verlag, 1998. - 540 pp. Ronzhina D. A. Distribution, competitive ability, and seed production of Bidens frondosa L. in the Middle Urals // Russ. J. Biol. Invasions, 2017. - Vol. 8. - P. 351-359. DOI: 10.1134/S2075111717040099
Ronzhina D. A. Ecological differentiation between invasive and native species of the genus Epilobium in riparian ecosystems is associated with plant functional traits // Russ. J. Biol. Invasions, 2020. - Vol. 11. - P. 132-142. DOI: 10.1134/ S2075111720020071
Ronzhina D. A. Variation in leaf pigment complex traits of wetland plants is related to taxonomy and life forms // Diversity, 2023. - Vol. 15. - Article number 372. DOI: 10.3390/d15030372
Ronzhina D. A., Ivanov L. A., Lambers G., P’yankov V. I. Changes in chemical composition of hydrophyte leaves during adaptation to aquatic environment // Russ. J. Plant Physiol., 2009. - Vol. 56. - P. 355-362. DOI: 10.1134/ S102144370903008X
Ronzhina D. A., Ivanova L. A., Ivanov L. A. Leaf functional traits and biomass of wetland plants in forest and steppe zones // Russ. J. Plant Physiol., 2019. - Vol. 66. - P. 393-402. DOI: 10.1134/S1021443719030129
Ronzhina D. A., Nekrasova G. F., P’yankov V. I. Comparative characterization of the pigment complex in emergent, floating, and submerged leaves of hydrophytes // Russ. J. Plant Physiol., 2004. - Vol. 51. - P. 21-27. DOI: 10.1023/B:RUP P.0000011299.93961.8f
Ronzhina D. A., P’yankov V. I. Structure of the photosynthetic apparatus in leaves of freshwater hydrophytes: 1. General characteristics of the leaf mesophyll and a comparison with terrestrial plants // Russ. J. Plant Physiol., 2001. - Vol. 48. -P. 567-575. DOI: 10.1023/A:1016733015194
Wellburn A. R. The spectral determination of chlorophylls a and b, as well as total carotenoids, using various solvents with spectrophotometers of different resolution // J. Plant Physiol., 1994. - Vol. 144. - P. 307-317. DOI: 10.1016/S0176-1617(11)81192-2
Wetzel R.G. Limnology. Lake and River Ecosystems. - San Diego: Academic Press, 2001. - 678 p.
Wright I. J., Dong N., Maire V., Prentice I. C., Westoby M., Diaz S., Gallagher R. V., Jacobs B. F., Kooyman R., Law E. A., Leishman M. R., Niinemets U., Reich P. B., Sack L., Villar R., WangH., Wilf P. Global climatic drivers of leaf size // Science, 2017. - Vol. 357. - P. 917-921. DOI: 10.1126/science.aal4760
Wright I. J., Reich P. B., Cornelissen J. H. C., Falster D. S., Groom P. K., Hikosaka K., Lee W., Lusk C. H., Niinemets U., Oleksyn J., Osada N., Poorter H., Warton D. I., Westoby M. Modulation of leaf economic traits and trait relationships by climate // Global. Ecol. Biogeogr., 2005. - Vol. 14. - P. 411-421. DOI: 10.1111/j.1466-822x.2005.00172.x
Yamori W., Nagai T., Makino A. The rate-limiting step for CO2 assimilation at different temperatures is influenced by the leaf nitrogen content in several C3 crop species // Plant, Cell and Environ., 2011. - Vol. 34. - P. 764-777. DOI: 10.1111/j.1365-3040.2011.02280.x
Yang Y., Wang H., Harrison S. P., Prentice I. C., Wright I. J., Peng C., Lin G. Quantifying leaf-trait covariation and its controls across climates and biomes // New Phytologist, 2018. - Vol. 221. - P. 155-168. DOI: 10.1111/nph.15422
