Modeling of visible photosynthesis features of Аrbutus аndrachne L. to determine the optimal growing conditions in the conditions of the Southern Coast of the Crimea
https://doi.org/10.25684/0513-1634-2023-149-112-119
Abstract
Study of the influence of environmental factors during the active vegetation period of Arbutus andrachne L. the intensity of visible photosynthesis and transpiration allowed us to determine a number of parameters that make it possible to build a mathematical model expressed in the form of step-by-step regression analysis. The data obtained allows us to give a more complete picture of the adaptation of the species to the habitat and predict behavior in conditions of climatic changes. The chosen model is based on three performance indicators – the coefficient of determination (R2), the root of the root mean square error (RMSE) and the sum of squared errors (SSE). The equations have sufficiently high coefficients of determination (for Pn – R2 = 0.9692), small values for RMSE and SSE, and the significance level of the Student's criterion does not exceed 0.05. The proportion of variance of the dependent variable explained by the applied model is 97%. The calculated correlation coefficients between the dependent (Pn) and independent variables show that the closest positive correlations exist between the dependent variables and illumination (R = 0.8060), air temperature (R = 0.8073), soil temperature (R = 0.3293), soil moisture (R = 0.30051) and air humidity deficiency (R = 0.6647), and there is a negative relationship between the humidity of the air. The practical output of the developed model with appropriate quantitative characteristics is that it becomes possible to predict the ecological state of a certain region.
About the Authors
A. V. Pashtetsky
Никитский ботанический сад – Национальный научный центр РАН
Russian Federation
Russian Federation
O. A. Ilnitsky
Никитский ботанический сад – Национальный научный центр РАН
Russian Federation
Russian Federation
References
1. Анненков А.А., Иванов В.Ф., Хохрин А.В., Акимов Ю.А. Методические рекомендации по изыскательским работам для проектирования объектов озеленения в Крыму. – Ялта, 1984. – 26 с.
2. Гиль А.Т., Ильницкий О.А. Зависимость интенсивности видимого фотосинтеза, температуры и транспирации листа Arbutus andrachne L. от некоторых факторов внешней среды // Бюллетень Государственного Никитского ботанического сада. – 2019. – № 133. – С. 42-50. DOI: 10.36305/0513-1634-2019-133-42-50
3. Губанова Т.Б. Оценка состояния растений Arbutus andrachne L. на территории природного заповедника "Мыс Мартьян" и арборетума Никитского ботанического сада после неблагоприятных зимних условий 2011-2012 гг. // Научные записки природного заповедника «Мыс Мартьян». –2013. – № 4. – С. 121.
4. Дроздов С.Н. Влияние света и температуры на нетто-фотосинтез и дыхание Betula pendula var. pendula и Betula pendula var. carelica (Betulaceae) // Ботанический журнал. – 1995. – Т. 80, № 3. – С. 60-64.
5. Дроздов С.Н. Некоторые аспекты экологической физиологии растений / С.Н. Дроздов, В.К. Курец. – Петрозаводск: ПетрГУ, 2003. – 172 с.
6. Ильницкий О.А., Гиль А.Т., Паштецкий А.В. Особенности роста Arbutus andrachne L. в условиях полевого вегетационного опыта Южного берега // Plant Biology and Horticulture: theory, innovation. – 2020. – №. 4(157). – С. 135-143. DOI: 10.36305/2712-7788-2020-4-157-135-143
7. Ильницкий О.А., Плугатарь Ю.В., Корсакова С.П. Методология, приборная база и практика проведения фитомониторинга. – Симферополь: ИТ «АРИАЛ», 2018. – 233 с.
8. Исиков В.П., Плугатарь Ю.В. Дикорастущие деревья и кустарники Крыма. 2-е изд., испр. и доп. – Симферополь: ИТ «Aриал», 2018. – 324 с.
9. Коба В.П., Папельбу В.В., Сахно Т.М. Состояние и дендрометрические характеристики молодых растений Arbutus andrachne L. заповедника "Мыс Мартьян". // Вестник Нижневартовского государственного университета. – 2018. – № 3. – С. 42-46.
10. Плугатарь Ю.В., Корсакова С.П., Ильницкий О.А. Экологический мониторинг Южного берега Крыма. – Симферополь: ИТ «АРИАЛ», 2015. – 162 с.
11. Плугатарь Ю.В., Корсакова С.П., Ковалев М.С. Сравнительная оценка СО2/Н2О-газообмена вечнозеленых древесно-кустарниковых растений в благоприятных и стрессовых условиях внешней среды // Бюллетень Государственного Никитского ботанического сада. – 2020. – № 135. – С. 9-23. DOI: 10.36305/0513-1634-2020-135-9-23
12. Фалькова Т.В., Галушко Р.В., Лищук А.И., Захаренко Г.С., Крайнюк Е.С. Пластичность Arbutus andrachne (Ericaceae) в условиях засухи на Южном берегу Крыма // Украинский ботанический журнал. – 2001. – Т. 58. – № 6. – С. 700-706.
13. Шевченко С.В. Особенности репродуктивных процессов некоторых редких видов флоры Крыма. // В сборнике: Актуальные проблемы ботаники и охраны природы. Сборник научных статей Международной научно-практической конференции, посвященной 150-летию со дня рождения профессора Г.Ф. Морозова / под редакцией С.Ф. Котова. – 2017. – С. 320-330
14. Эггерс Е.В. Земляничное дерево в Крыму // Бюллетень Никитского ботанического сада. – 1934. – №14. – С. 3-38.
15. Anderegg W.R.L., Schwalm C., Biondi F., Camarero J.J., Koch G., Litvak M., Ogle K., Shaw J.D., Shevliakova E., Williams A.P., Wolf A., Ziaco E., Pacala S. Pervasive drought legacies in forest ecosystems and their implications for carbon cycle models // Science. – 2015. –Vol. 349. – P. 528-532.
16. Tognetti R., Lasserre B., Di Febbraro M., Marchetti M. Modeling regional drought-stress indices for beech forests in Mediterranean mountains based on tree-ring data // Agric For eteorol. – 2019. – Vol. 265. – P. 110-120.
17. Koеrner C., Sarris D., Christodoulakis D. Long-term increase in climatic dryness in the East-Mediterranean as evidenced for the island of Samos // Reg Environ Change. – 2005. – No. 5. – P. 27-36.
18. Karam F., Doulis A., Ozturk M., Dogan Y., Sakcali S. Eco-physiological behaviour of two woody oak species to combat desertification in the east Mediterranean-a case study from Lebanon // Procedia Social and Behavioral Sciences. – 2011. – No. 19. – p. 787-796.
19. Plugatar Y.V., Klymenko Z.K., Ulanovskaya I.V., Zykova V.K., Plugatar S.A. Prospects for the use of the Crimean flora resources in the floriculture // Acta Horticulturae. – 2019. – Vol. 1240. – P. 65-68.
20. Miquel Nadal, Margalida Roig-Oliver, Josefina Bota, Jaume Flexas. Leaf age-dependent elastic adjustment and photosynthetic performance under drought stress // Arbutus unedo seedlings Flora. – 2020. – Vol. 271.
21. Wickens G.E. Ecophysiology of economic plants in arid and semi-arid lands / Gerald E. Wickens. – 1998. – 348 р.
Review
For citations:
Pashtetsky A.V., Ilnitsky O.A. Modeling of visible photosynthesis features of Аrbutus аndrachne L. to determine the optimal growing conditions in the conditions of the Southern Coast of the Crimea. Bulletin of the State Nikitsky Botanical Gardens. 2023;(149):112-119. (In Russ.) https://doi.org/10.25684/0513-1634-2023-149-112-119
Views:
154
Email this article 