Мodeling of water regime features of Arbutus andrachne L. to determine optimum growth conditions of the species
Abstract
The study of the influence of environmental factors on the intensity of transpiration (E) and stomatal conductance (gs) of Arbutus andrachne L. during the active growing season made it possible to determine a number of parameters that make it possible to construct a mathematical model expressed in the form of step-bystep regression analysis. This approach makes it possible to comprehensively study the adaptability of a species to its growing area and predict the behavior of plants in various environmental conditions, as well as develop appropriate strategies for controlling the growth and development of the plant under study. To diagnose and assess the validity of the constructed models, the metrics used in regression and variance analysis of data were analyzed. The developed model showed high coefficients of determination (for E = 0.9631 and for gs = 0.9644) and explained changes in the dependent variables. It has been established that the closest correlations with E and gs exist between illumination (R = 0.8776, R = 0.7840), air temperature (R = 0.8488, R = 0.6200) and soil temperature (R = 0.4142, R = 0.1483). The proportion of variance explained by the applied model is 96%. Modeling the influence of environmental factors on transpiration and stomatal conductance of Arbutus andrachne L. has practical applications for optimizing the growing conditions of this plant, as well as for developing adaptive strategies in connection with climate change. At the same time, using the main environmental factors and their dynamics for a specific region to build a model, it is possible to predict the development of the species in the future.
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. – 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 Ильницкий О.А., Плугатарь Ю.В., Корсакова С.П. Методология, приборная база и практика проведения фитомониторинга. – Симферополь: ИТ «АРИАЛ», 2018. – 233 с.
7. Исиков В.П., Плугатарь Ю.В. Дикорастущие деревья и кустарники Крыма. 2-е изд., испр. и доп. – Симферополь: ИТ «Aриал», 2018. – 324 с.
8. 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.
9. 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
10. Плугатарь Ю.В., Корсакова С.П., Ильницкий О.А. Экологический мониторинг Южного берега Крыма. – Симферополь: ИТ «АРИАЛ», 2015. –162 с.
11. 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.
12. Шевченко С.В. Особенности репродуктивных процессов некоторых редких видов флоры Крыма / под редакцией С.Ф. Котова // В сборнике: Актуальные проблемы ботаники и охраны природы. Сборник научных статей Международной научнопрактической конференции, посвященной 150-летию со дня рождения профессора Г.Ф. Морозова. – 2017. – С. 320-330
13. Эггерс Е.В. Земляничное дерево в Крыму // Бюллютень Никитского ботанического сада, 1934. – №14. – С. 338.
14. Anderegg WRL, Schwalm C, Biondi F, Camarero JJ, Koch G, Litvak M, Ogle K, Shaw JD, Shevliakova E, Williams AP, 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. DOI: https://doi.org/10.1126/science.aab1833
15. Tognetti R, Lasserre B, Di Febbraro M, Marchetti M Modeling regional droughtstress indices for beech forests in Mediterranean mountains based on tree-ring data // Agric For eteorol. – 2019. – Vol. 265. – P. 110-120. DOI: https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2018.11.015
16. 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, 200. – Vol. 5. – P. 27-36.
17. 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. – Vol. 19. – p. 787-796.
18. 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.
19. Miquel Nadal, Margalida Roig-Oliver, Josefina Bota, Jaume Flexas Leaf agedependent elastic adjustment and photosynthetic performance under drought stress in Arbutus unedo seedlings // Flora Volume 271, October 2020, 151662. DOI: https://doi.org/10.1016/j.flora.2020.151662
20. 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. Мodeling of water regime features of Arbutus andrachne L. to determine optimum growth conditions of the species. Bulletin of the State Nikitsky Botanical Gardens. 2024;(151):132-144. (In Russ.)
Views:
40
Email this article 