ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ДИАГНОСТИКИ
СОСТОЯНИЯ ЛЕСНЫХ ЭКОСИСТЕМ

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

The influence of natural and antropogenic factors of physiological processes of pine and spruce has been studied. The field instrumental methods to diagnose their state in forestry ecosystems are recommended.

Проводились исследования по выявлению взаимосвязей основных физиологических и биофизических параметров у древесных растений с уровнем их жизнеспособности с целью поиска объективных критериев оценки состояния древостоев в условиях возросшего техногенного, антропогенного и экологического воздействия на лесные экосистемы.

 На основании информативности показателей в зависимости от типа повреждений определена система оценочных измеряемых параметров (СИП), которая включает скорость водного тока, расход воды деревом, температуру стволов в заданных точках, интенсивность фотосинтеза и транспирации, содержание хлорофилла, показатели роста, биоэлектрические потенциалы (БЭП), импеданс прикамбиального комплекса тканей.

Для решения задач по диагностике физиологического состояния древесных растений в полевых условиях нами разработаны новый биофизический метод оценки жизнеспособности древесных растений по температуре стволов в заданных точках, кондуктометрический экспресс-метод определения скорости водного тока в пористых средах, 96 канальный аналоговый и 256- канальный цифровой программируемый многоканальный регистрационный комплекс, в состав которого адаптированы различные по назначению первичные преобразователи информации и измерительные приборы. Приборные комплексы на основе МРК мобильны и предназначены для использования в экспедиционных условиях для диагностирования и идентификации состояния деревьев в популяциях и лесных экосистемах по особенностям цикличности основных эколого-физиологических параметров и ответных реакций растений.

При выборе показателей для диагностики состояния живых древесных растений целесообразен дифференцированный подход, так информативность электрофизиологических методов во многом зависит от календарных сроков реализации, точки замера, не менее важным обстоятельством является тип повреждения деревьев. Большое значение при реализации комплексных исследований получения эколого-физиологической информации должно отводиться практическим шкалам того или иного параметра или совокупности 2-3 ведущих оценочных параметров. Электрофизиологические методы обладают низкой информативностью на объектах с экстремальными типами повреждений (коэффициент детерминации варьирует в пределах 0. 137…0.610) и достаточной информативностью при оценке состояния деревьев в процессе их долговременной адаптации к неблагоприятным факторам среды (ή = 0.757…0.910).

 Наибольшей информативностью при всех типах повреждений обладает термоэкспресс-метод диагностики жизнеспособности. Температурный параметр ствола является интегральным показателем жизнеспособности дерева, как целостной биологической системы. Связь температуры стволов с состоянием деревьев очень высокая и обратная, коэффициент детерминации варьирует в пределах 0,710…0,974. Любые факторы, негативно влияющие на интенсивность поглощения воды корневой системой или на интенсивность транспирации ассимилирующими органами, немедленно сказываются на температуре ствола. Связь между транспирационным расходом воды  и температурой ствола очень высокая и обратная (r=-0, 937… 0,985). Термоэкспресс-метод позволяет не только наиболее точно охарактеризовать уровень жизнеспособности древесных растений, но и выявить не менее 9-11 градаций состояния, что в два-три раза превышает разрещающую способность существующих методов диагностики.

Методы диагностики с применением СИП прошли проверку в производственных условиях при оценке состояния древостоев при различных типах повреждений, оценке технологий лесовосстановления, отборе семенных деревьев.