CC BY
23
1. Л1СОЗНАВСТВО, Л1С1ВНИЦТВО, Л1СОВА НАУКА I ОСВ1ТА
УДК 630*1 Проф. Г. Т. Криницький, д-р бюл. наук;
доц. В.К. Зажа, канд. с.-г. наук - УкрДЛТУ
ЕЛЕКТРОФ1З1ОЛОГ1ЧНА РЕАКЦ1Я КУЛЬТУР СОСНИ ЗВИЧАЙНО1 НА ВИСОК1 Р1ВН1 ХРОН1ЧНОГО РАД1АЦ1ЙНОГО ОПРОМ1НЕННЯ
Вивчено особливостi проходження бюелектричних потенцiалiв у дерев сосни звичайно! в у мовах дп високих доз хронiчного радiацiйного опромшення. Ступiнь радiацiйного ураження дерев впливае на ix бiоелектричну активнiсть та денну дина-MiKy у рiзнi перiоди вегетацiйного розвитку. Виявлено зростання абсолютних показ-никiв бiоелектричниx потенцiалiв коренево1 шийки у дерев з високим вщновлюваль-ним потенцiалом, та зниження в ослаблених радiацiйним опромшенням екземплярiв.
Prof. Hr.T. Krynytskyy; doc. V.K. Zaika- USUFWT
The electric-physiological reaction of the plantations of Pinus silvestris L. on high level chronic radiation
Studied features of passing of bioelectric potentials for trees of a Pinus silvestris L. in conditions of effect of high doses of chronic radiation. The degree of a radiation defeat of trees influences their bioelectric activity and daytime dynamic in different periods of vegetation development. The increase of absolute metrics of bioelectric potentials of root nick for trees with a high reduction potential and lowering for copies, attenuated by radiation is detected.
Бюелектричш потенщали дослщники використовують для характеристики стану рослин. Встановлено, що в нормальних умовах середовища ви-сокими абсолютними показниками БЕП характеризуються здоров^ добре розвинут швидкоросл1 дерева [1, 4]. Рад1ацшно уражеш дерева сосни характеризуються шдив1дуальною електроф1зюлопчною реакщею на рад1ацшне опромшення. 1ошзуюча рад1ащя впливае не тшьки на штенсившсть бюелектричних потенщашв, а й на характер ix денноi динамжи [2, 3]. Електроф1зь олопчна реакщя деревних рослин в умовах хрошчного рад1ацшного впливу залишаеться не вивченою. Зважаючи на велик плошд рад1ацшного забруд-нення лшв так дослщження е актуальними i вимагають охоплення широкого спектру радiацiйного ураження рослин.
Мета роботи - вивчити бюелектричну актившсть сосни звичайноi, яка зростае в умовах високих доз хрошчного радiацiйного опромшення.
Об'ектами дослiджень служили культури сосни звичайно!', якi було створено в 1989 рощ на територи "рудого люу", де вщзначаеться висока щiльнiсть радiацiйного забруднення грунту. У 1997 р. у них закладено радь ологiчний профiль довжиною 280 м. На профш видшено 18 точок, на 16 з яких зростае сосна звичайна. Для проведення дослщжень у кожнш точщ т-дiбрано по три характерних модельних дерева. Паралельно з проведенням фь
зiолого-бiохiмiчних дослiдження вивчали рiст, стан та особливост нагромад-ження деревами радюнуклщв, якi визначають ступiнь хронiчного шкорпоро-ваного радiацiйного опромiнення (табл. 1).
Табл. 1. Бюметрична та радiологiчна характеристика дерев радiологiчного _профтю, 1999 рш_
№ дерева Бюметричт показники Радюлопчт показники Стан
висота, см д1аметр коренево! шийки, мм прирют, см експозицшна доза у-випром1нювання, мР/год. активтсть хво! за 137Сб, кБк/кг
1 205 107 10 2,6 5214 незадов.
2 197 96 21 2,7 6850 незадов.
4 269 90 21 1,2 3830 незадов.
5 178 101 21 2,5 7949 незадов.
6 235 80 27 1,5 8217 незадов.
7 259 117 32 1,0 8256 незадов.
8 386 122 30 0,5 567 задов.
9 234 119 14 1,5 3349 незадов.
10 218 104 24 1,5 953 незадов.
12 252 129 23 2,0 4962 незадов.
13 296 94 20 0,5 327 задов.
14 352 117 49 1,0 1654 задов.
15 331 128 29 1,5 2558 задов.
16 194 100 16 3,0 9803 незадов.
17 333 121 36 2,0 3365 задов.
18 299 125 30 3,8 1827 задов.
Висота дерев сосни на профш становить 178...386 см, прирют за ви-сотою - 10.49 см, а дiаметр коренево! шийки - 80.129 мм. Стан бшьшоси дерев радiологiчного профшю е незадовiльним (табл. 1). Коливання експози-цшно! дози у - випромшювання пiд кронами модельних дерев змшюеться вiд 0,5 до 3,8 мР/год. Дерева нагромаджують у рiзних органах велику кiлькiсть
137
радюнукладв. Активнiсть !х хво! за Сб у серединi вегетацiйного перiоду становить 327.9803 кБк/кг абс. сух. маси.
Бюелектричш потенцiали дерев вивчали на рiвнi коренево! шийки з вщведенням електродiв "коренева шийка - земля" за методикою Г.Т. Кри-ницького [1]. Для вимiрювання бiопотенцiалiв використовували високоомний бiопотенцiалметр i неполяризацiйнi хлорсрiбнi електроди.
Величина бiоелектричних показникiв коренево! шийки модельних дерев на радюлопчному профiлi мае чiтко виражений сезонний характер (табл. 2). Найбшьшими абсолютними значеннями бiоелектричних потенщ-алiв характеризуеться сосна на початку вегетацй, коли у дерев активно фун-кцiонують ростовi меристеми. У цей перюд середньоденнi значення бюпо-тенцiалiв коренево! шийки дослiдних дерев становили -49,8.-91,6 мВ. У середин вегетаци (третя декада липня) вони знизились до -35,0.-72,9 мВ, а в кшщ (друга половина вересня) - до -18,1.-50,9 мВ. Протягом сезону змь нюеться також мшливють бюелектричних потенцiалiв коренево! шийки дерев у деннш динамiцi. На початку вегетацшного перiоду коефiцiент варiацil
становив 11,9...31,3 %, в середин - вш зрiс до 14,1 _42,3 %, а в кшщ - до 27,0...67,8 % (табл. 2).
Табл. 2. Середньодент електрофiзiологiчнi показники модельных дерев культур
сосни звичайноХ на радiологiчному профiлi
№ моделi Бюелектричш потенщали, мВ
25.05.99 р. 21.07.99 р. 19.09.98 р.
М±т V, % М±т V, % М±т V, %
1 —91,6±25 13,1 —56,2±2,4 21,2 —47,3±3,3 32,3
2 —62,6±30 20,1 —50,3±2,у 24,6 —34,3±3,0 40,0
4 —92,6±2,9 13,4 —49,0±3,1 27,0 —45,1±2/ 27,0
5 —49,8±2,5 20,9 —46,1±46 42,3 —18,1±21 53,3
6 —68,2±34 21,4 —72,9±4,8 27,7 —36,9±29 36,0
7 —81,1±45 19,2 —62,8±67 37,0 —50,9±4,1 29,8
8 —79,5±3,4 17,9 —65,7±3,° 19,4 —55,3±3,5 29,1
9 —74,5^ 17,4 —59,6±4,8 28,1 —43,3±4,/ 40,4
10 —78,4±5,8 31,3 —65,9±31 20,3 —38,4±4,0 47,9
12 —82,1±2,9 12,2 —61,8±41 23,7 —47,7±4,2 32,9
13 —61,3±21 11,9 —36,8±15 14,1 —34,6±43 46,8
14 —69,7^ 28,7 —56,1±32 24,3 —37,2±2,4 29,2
15 —58,7±3,4 24,8 —35,3±2,5 30,1 —30,0±3,5 53,1
16 —63,4±2,5 16,4 —46,3±31 28,5 —25,6±1,6 28,9
17 —75,8±3,4 19,1 —35,0±2,5 30,5 —24,0±3,5 67,1
18 —69,0±51 31,2 —37,7±2,0 22,9 —28,3±2,/ 43,5
Серед дослщних дерев сосни звичайно! високою бюелектричною ак-тивнiстю протягом всiеí вегетаци видшяються дерева 1, 4, 7, 8, 12, посе-
редньою - 6, 9, 10, 14 [ найнижчою - 2, 5, 13, 15, 16, 17, 18 (табл. 2, рис. 1).
Ё
.3
РР
Дерева
Рис. 1. Дендрограма зв'язтв мiж деревами сосни звичайноХрадiологiчного профтю за величиною бюелектричних потенцiалiв у рiзнi перюди вегетацшного розвитку (метод далекого суада, евклiдова вiдстань)
В умовах хрошчного радiацiйного впливу величина бiопотенцiалiв прямо не пов'язана зi станом рослин та штенсивнютю 1х росту. Кореляцшний зв'язок мiж бiометричними показниками дерев i величиною бюелектричних потенцiалiв виявився слабким. Бюелектричш потенцiали в сильно радiацiйно уражених дерев з низькою iнтенсивнiстю росту можуть зростати i знижува-тись. У будь-якому випадку вони вщображають iнтенсивнiсть життевих про-цесiв, як проходять у рослинному органiзмi. Збшьшення бюелектрично'1 ак-
тивност в опромiнених дерев характеризуе високу здатшсть органiзмiв до мобшзаци внутршнього потенцiалу на протидiю радiацiйному ураженню клiтин, клiтинних структур, тканин i органiв. В окремих дуже ослаблених хронiчним радiацiйним опромiненням дерев бюелектрична активнiсть зали-шаеться низькою. Вони характеризуються слабкою здатнiстю до репара-цiйного вiдновлення уражених радiацiею структур.
Сильно уражеш дерева радiологiчного профшю, як вiдзначаються не-задовiльним станом, наявшстю радiоморфозiв проявляють у процес вегетаци рiзну електрофiзiологiчну активнiсть. Переважна кiлькiсть дерев ще! категори (1, 4, 6, 7, 9, 10, 12) характеризуеться високими або середшми абсолютними показниками бюелектричних потенцiалiв коренево! шийки (табл. 2, рис. 1). Водночас, сильно уражеш моделi 2, 5, 16 вщзначаються низькими бюелек-тричними показниками. Очевидно, в них процеси радiацiйного ураження пере-важають над процесами вiдновлення. Серед дерев iз добрим станом особливо видшяються моделi 8 i 14 середньою i високою бiоелектричною активнiстю, що свiдчить про зростання в них процешв радiацiйного ураження.
У денному аспект динамiка бiоелектричних потенцiалiв у моделей ра-дiологiчного профiлю у рiзнi перiоди вегетацiйного розвитку характеризуеться певними особливостями (рис. 2). Так, на початку вегетацшного перь оду денш бiопотенцiалограми у переважно! кiлькостi дерев радiологiчного профiлю характеризуються високим ступенем подiбностi. Зокрема, у них спостершаеться збiльшення абсолютних значень БЕП до 11.12 години (в окремих дерев до 14 години) i зменшення у другш половит дня. У середин вегетаци (друга половина липня) вщзначено збшьшення шдивщуально! мшли-востi дерев за характером денно! динамжи БЕП (рис. 2). Так, у велико! групи дерев (5, 6, 8-10, 12, 17, 18) спостершаеться значне зменшення абсолютних значень БЕП у ранковий перюд (до 11 години) i збшьшення до 13.14 години та зменшення у другш половит дня. В шших дерев (4, 2, 7, 14, 15) рiвень бюелектрично! активност залишався практично незмшним впродовж першо! половини дня i незначно знижувався у другш його половит. У третьо! групи дерев (1, 13, 16) бюпотенщали впродовж дня змшювались дуже слабо.
У кшщ вегетаци вс моделi у ранковий перюд характеризуються знач-но вищими абсолютними показниками бiоелектричних потенцiалiв коренево! шийки, нiж у вечiрнiй. За характером бiопотенцiалограм у кшщ вегетаци дерева можна роздшити на три групи:
а) дерева з рiзким спадом абсолютних величин БЕП протягом всього дня (моделi 2, 6, 7, 13 i 14);
б) дерева з рiзким спадом БЕП у першш половит дня i стабшзащею у другш (моделi 1, 4, 5 i 16);
в) дерева з рiзким спадом БЕП у першiй половит дня i ростом (в межах 10-20 мВ) у другш його половит (моделi 8, 9, 10, 12, 15, 17 i 18). Спад бюелектричних потенцiалiв у моделей друго! i третьо! груп три-
вае впродовж рiзного часу. В одних моделей (1, 4, 13 i 18) вш припиняеться вже близько 12.13 години, а в шших (8, 9, 10, 12, 14, 15, 16, 17) ще продов-жуеться до 15 години i довше. Таю особливос^ в проходжент метаболiчних
процес1в зумовлеш ступенем рад1ац1иного опром1нення та 1ндив1дуальною реакщею рад1ацшно уражених дерев на динамшу мжрокшматичних фактор1в.
т
я я [2 о с
'52 у
к
13
'¿3
-20
-40 -60 -80 -100 -20 -40 -60 -80 -100 -120 -20 -40 -60 -80 -100 -20 -40 -60 -80 -100 -20 -40 -60 -80 -100 0 -20 -40 -60 -80 0 -20 -40 -60 -80 0 -20 -40 -60 -80 -100
3 1
---
1
_ ..4.....
3
2" '
^ - ^
1' "
........... ■".....6
............. ........... _ _
——г ----—
8
2
— --
—-г —
3 .... - " 10"" ■■
2 —
* ч 1
3 13
2
......" "
~ ' \ - '
15
_ 2__
—. 1 ----'__ 2 ^^
_1_.- --------.
■ч * > ' "-1-
-10
-30 -50 -70 -90 0 -20 -40 -60 -80 -100 -20 -40 -60 -80 -100 -20 -40 -60 -80 -100 -20 -40 -60 -80 -100 -10 -30 -50 -70 -90 -10 -30 -50 -70 -90 0 -20 -40 -60 -80 -100
3 2 ,
^ •
^2—
- - -------- ___- —1_ ■
—"7
- *''
1 ч 1--
3. ■■■''
- ^ - ■ ■
_.__
• -"'•-..12
2/
^ - ^ 1-"-----
14
3 ....-■'"
____ 2 ^^ -----
-----
1
3 ......16 - - ■
3 18
" " " " -
ч
\ \
17
11
13
15
9 11 13 15
Рис. 2. Денна динамжа бюелектричних потенцiалiв дерев радiологiчного профтю: 1- початок вегетацйного перюду; 2 - середина; 3 - юнецъ
Виявлеш вщмшносп за штенсившстю бюелектрично! активност мо-дельних дерев радюлопчного профшю 1 особливостями проходження денно! динамжи бюелектричних потенщашв у р1зш перюди вегетацшного розвитку пов'язаш з проявом ростово! активности напрямком та штенсившстю метабо-
лiчних перетворень. У першiй половинi вегетацшного перiоду в дерев спос-тершаеться висока активнiсть меристемних тканин. Вони у цей перюд харак-теризуються найнижчою радiостiйкiстю, iнтенсивно пошкоджуються радь ацiйним випромiнювання i вимагають значного притоку асимшя^в для забез-печення ростових i репарацiйних процесiв. Характерно, що висока бюелек-трична актившсть на початку вегетацiйного перiоду шдтримуеться впродовж усього дня (рис. 2). Лише в ранковий перюд (9...10 години) величина бюеле-ктричних потенщашв в окремих дерев на початку вегетацп виявилась ниж-чою, шж в серединi вегетаци.
Рослини, що зазнали середнього i особливо сильного радiацiйного впливу, характеризуються високим рiвнем окислювальних процесiв. Так, ко-ефщенти кореляцп мiж денною динамiкою штенсивносл фотосинтезу i ди-намiкою абсолютних параметрiв БЕП у рослин на радюлопчному профiлi е, як правило, середшми, або високими (табл. 3). Причому, на початку вегетацшного розвитку величина зв'язку е нижчою, шж в серединi i в кшщ.
Табл. 3. Пснота зв'язку мiж денною динамжою iнтенсивностi фотосинтезу I бноелектричних потенцiалiв модельних дерев на радiологiчному проф1л1
№ дерева Коефщ1ент кореляцп
25.05.99 р. 21.07.99 р. 19.09.98 р.
1 -0,501 -0,951 -0,765
2 -0,291 -0,450 -0,968
4 -0,138 -0,918 -0,954
5 0,845 -0,013 -0,862
6 -0,401 0,114 -0,866
7 0,068 -0,897 -0,952
8 -0,691 -0,523 -0,538
9 -0,467 -0,961 -0,974
10 0,424 -0,982 -0,936
12 0,079 -0,879 -0,587
13 -0,996 -0,661 -0,930
14 -0,123 -0,818 -0,969
15 0,439 -0,702 -0,368
16 -0,656 -0,572 -0,867
17 -0,971 -0,705 -0,969
18 -0,169 -0,195 -0,617
Особливо необхщно вщзначити моделi 1, 9, 10, 13, 14, 16 i 17, у яких корелящя протягом вегетаци е середньою i тюною.
Таким чином, рослини, що функцюнують в умовах довготривалого хро-шчного опромiнення, велику кiлькiсть асимiлятiв використовують на репара-цiйнi процеси, як вимагають великих енергетичних витрат. Тому, радiацiйно ураженi рослини характеризуються ослабленим ростом i загальним станом.
Лггература
1. Криницкий Г.Т. Биоэлектрический метод определения жизнеспособности древесных растений на начальных этапах онтогенеза: Препр./ Баку: 1990, № 85. - 61 с.
2. Криницкий Г.Т., Заика В.К., Кучма Н.Д. Электрофизиологическая реакция деревьев сосны обыкновенной на радиационное поражение в зоне отчуждения Чернобыльской АЕС// Тезисы докладов международной научн.-техн. конф-и. - Чернобыль, 1996. - С. 341.
3. Криницький Г.Т., ЗаТка В.К. Вплив юшзуючого випромiнювання на електрофiзi-олопчну активнють сосни звичайно'1'// Проблеми сучасно'1 екологп: Матерiали украшсько-польського семiнару "Сучасна екологiя i екологiчна патолопя людини", 8-10 жовтня 1997 року. - Львiв, 1997. - С. 58-61.
4. Криницький Г.Т., ЗаТка В.К. Вплив особливостей формування молодих твабсо-вих насаджень сосни звичайно'1 на бiоелектричну активнiсть дерев// Наук. вюник УкрДЛТУ: Природничi дослiдження на Розточчг - Львiв: УкрДЛТУ. - 1995, вип. 4. - С. 153-160.
УДК 557.4+581.55+630 Акад. НАН Украти, проф. М.А. Голубець,
д-р бюл. наук - 1нститут екологи Карпат НАН Украти
Л1СОВА ТИПОЛОГ1Я - НАУКОВА ОСНОВА КУЛЬТУРИ ТА ЕФЕКТИВНОСТ1 Л1СОВОГО ГОСПОДАРСТВА
Коротка iсторiя розвитку люово! типологи, найважливiшi риси лювничо-еко-лопчно'' класифшацп П.С. Погребняка - Д.В. Воробйова, розвиток наукових принци-пiв класифшацп люово'1 рослинносп, практичних засад ii використання в люогоспо-дарському виробництвi.
Ключов1 слова: люова типология, лiсiвничо-екологiчна класифiкацiя, тип люу, тип лiсорослинних умов, люова формащя, едафоцен, домiнацен, бiоморфоцен.
Academician of NAS of Ukraine, prof. M.A. Holubets -Institute of Ecology of the Carpathians, NAS of Ukraine
Forest typology - a scientific ground of the forestry culture and efficiency
A short history of forest typology development, point features of forestry-ecological classification by P.S. Pogrebnyak - D.V. Vorobjov, view on the development of scientific principles of the forest vegetation classification and practical grounds of its use in forestry manufacture are presented.
Keywords: forest typology, forestry-ecological classification of forests, forest type, forest-vegetation condition type, forest formation, edafocen, dominacen, biogeomorphocen.
Минуло 115 роюв з часу, коли вперше вщбулася початкова класифшащя люових рослинних угруповань. За цей час сформувалося чимало типолопчних шкш i наукових центр1в, здобутки яких лягли в основу систематизаци знань про просторову структуру й функцюнальну оргашзацш люостатв, законом1рносп !хнього територ1ального розподлу й особливост люогосподарських виробництв у р1зних типах лю1в та 1хшх просторових об'еднань. Широко вщомими е класифша-ци: франко-швейцарська еколого-флористична Й. Браун-Бланке, цюр1хська еколо-го-ф1зюном1чна Г. Гамса - Г. Мойзеля, шмецька еколого-ф1зюном1чна О. Друде, австршська фггосощолопчна Е. Айшнгера, упсальська (шведська) структурна Г.Е. Дю-Pie, фшська струкгурно-ф1зюном1чна А. Каяндера, англо-американська еколого-динам1чна Ф. Клементса, росшська еколого-фггоценолопчна В.М. Сука-чова, еколого-динам1чна Б.А. 1вашкевича - Б.П. Колесникова, наша вичизняна ль швничо-еколопчна П.С. Погребняка - Д.В. Воробйова та ш. [1-3].
Поряд з найвизначшшими класифшащями свггового значення, зокре-ма Браун-Бланке, еколого-фггоценолопчною В.М. Сукачова та еколого-ф1зь оном1чною Ф. Клементса, на особливу увагу заслуговуе украшська л1Ывничо-еколопчна типолопя П.С. Погребняка - Д.В. Воробйова. Найважлившими рисами, як вир1зняють ii серед шших класифжацш е:
