Physics of auroral phenomena : proceedings of the 39th annual seminar, Apatity, 29 February-4 March, 2016 / [ed. board: N. V. Semenova, A. G. Yahnin]. - Апатиты : Издательство Кольского научного центра РАН, 2016. - 167 с. : ил., табл.

“P h ysics o f Auroral Phenomena", Proc. XXXIX Annual Sem inar, A patity, pp. 1 62-165, 2 0 1 6 © Polar G eophysical Institute, 2016 Polar Geophysical Institute ЦИКЛИЧНОСТЬ ФОТОСИНТЕЗА СЕВЕРНЫХ ДЕРЕВЬЕВ МОЖЕТ БЫТЬ ОБУСЛОВЛЕНА ГЕОКОСМИЧЕСКИМ ВЛИЯНИЕМ П .А . Каш улин, Н .В . К алачева, В .К . Жиров П олярно-Ачъпийский бот анический сад-институт , 184209 Апат иты , Россия e-mail: fa lc o n e tl @ yandex.ru Аннотация. По результатам сезонного мониторинга фотосинтетической способности индикаторных видов лиственных деревьев Кольского севера обнаружена многодневная цикличность максимальной Fm, переменной Fv/Fm и минимальной Fo флуоресценции хлорофилла листьев. На основе спектрального анализа рядов ежедневных измерений этих индексов выявлено присутствие циркасептанных, семисептанных и других ритмов в сезонной динамике фотосинтеза, а также в параллельной записи значений ФАР и других факторов среды. Такие периоды циклов могут быть обусловлены геокосмическими причинами. Аборигенные лесообразующие виды более чувствительны к флуктуациям УФ радиации, чем интродуцированные на Кольский север, обнаружена связь изменений основных параметров флуоресценции листьев березы, осины, ивы с флуктуациями внешней УФ радиации. Введение Для предсказания и оценки возможных последствий глобальных изменений для живых экосистем севера на базе ПАБСИ проводится регулярные наблюдения физиологического состояния и фотосинтетической активности индикаторных лесообразующих видов листопадных деревьев. Индикация осуществляется неинвазивно, оптическими методами путем измерения импульсно-модулированной флуоресценции хлорофилла одних и тех же листьев кроны in situ на протяжение всего сезона вегетации. В процессе многодневных измерений обнаружена регулярная цикличность основных показателей фотосинтеза, которая может быть обусловлена циклической динамикой фотосинтетически активной радиации (ФАР), УФ радиации или геокосмических агентов. Материалы и методы В работе использовали индикаторные древесные породы разного возраста, представляющие аборигенные виды: ива Salix caprea L., осина Populus tremula L., берёза Betula pendula Roth и окультуренные кустарники, интродуцированные на Кольский север: жимолость съедобная Lonicera edulis Turcz. Ex Freyn., жимолость татарская L. tatarica L., сирень венгерская Syringa josikaea Jacq. fil. Физиологическую активность фотосинтетического аппарата (ФСА) листьев определяли in situ, измеряя их собственную или искусственно активированную светодиодами импульсно-модулированную флуоресценцию. Анализировали её долю, контролируемую фотосистемой II (ФС II): Y(II) = Fv’/Fm ’, где Fv’ = Fm' - F о ’ - переменная, Fo’ - минимальная, Fm’ - максимальная флуоресценция хлорофилла в условиях активирующего освещения. Параметр Y(II) отражает долю энергии возбуждённых реакционных центров, расходованную на фотохимическую конверсию, которая близка к среднему квантовому выходу фотосинтеза и зависят от световых условий среды, поэтому используют также параметр Fv/Fm, когда переменную и максимальную флуоресценцию измеряют после темновой адаптации растения [ Genty et al, 1989]. Измерения проводили флуориметром РАМ-2100, «WALZ, Effetrich», ФРГ. В качестве источника активирующего света использовали светодиод, излучающий импульсы света: X = 655 нм, интенсивностью 3000 мкЕ/м2 с '1, длительностью 800 мс. Интенсивность измеряющего импульсного света частотой 0,6 кГц или 20 кГц не превышала 5 мкЕ/м2 с '1. Неинвазивность метода обеспечивала непрерывное получение информации о текущем состоянии ФСА одних и тех же листовых пластинок вплоть до их опадения. Параллельно измеряли интенсивности ФАР и УФ радиации, температуру анализатором ТКА-ПКМ. Измерения проводили в полдень и вечером. Для измерения суточного ритма флуоресценции использовали деревья и листья с затененной кроной, в этих же условиях проводили измерения ФАР и УФ радиации. Результаты и обсуждение В многодневной динамике флуоресценции хлорофилла листьев разных видов есть общие закономерности, показывающие одинаковую реакцию на значимые флуктуации факторов среды, и специфичные особенности, зависящие от возраста и биологического вида, отражающие разную восприимчивость к внешним изменениям. Некоторые из скачков Fo, например, в самом конце июля и в начале сентября совпадали с зарегистрированными нами флуктуациями ФАР и УФ радиации, достигавшими 5000-7000 мВт м '2 в дневное время, рис. 1. ФАР и УФ радиация могут быть водителями, по крайней мере, некоторых инфрадианных 162