Вестник Кольского научного центра РАН. 2018, №1.

Синхронность фотосинтеза и устойчивость растений на Севере Недавно исследователями нескольких стран была обнаружена пространственная синхронность динамики прироста и развития деревьев среди протяженных лесных массивов Евро-Азиатского континента [1]. Синхронность зарегистрирована по приростам древесных колец на уровне отдельных древостоев в разных географических регионах и экологических условиях, в бореальных и средиземноморских евро-азиатских биомах. Авторы объясняют синхронность современными трендами динамики глобальных температурных условий. Физиолого-биохимические изменения и ненаблюдаемые ранее особенности динамики популяций, пространственно-временные паттерны лесной продуктивности могут быть индикаторами изменений климата на субконтинентальных территориях и могут быть использованы как системы раннего предупреждения неблагоприятных последствий [2]. Это делает актуальным проведение регулярного мониторинга физиологического состояния и ассимиляционной активности лесообразующих видов на разных широтах и в разных экологических условиях. Отдельного внимания заслуживают феномены популяционной синхронности [3], цикличности [4-5] и другие проявления принципов самоорганизации экологических динамических систем в современных условиях. В данной работе представлены некоторые результаты многодневных измерений фотосинтетической активности некоторых лесообразующих древесных пород Кольского Севера в вегетационные сезоны 2014-2016 гг., анализ многодневной динамики некоторых фотосинтетических характеристик индикаторных деревьев березы и осины, включая синхронные и циклические проявления внутри- и межвидовой фотосинтетической активности. Для получения информации о состоянии фотосинтетического аппарата (ФСА) растений использовали неповреждающие оптические методы, основанные на измерении in situ импульсно-модулированной флуоресценции интактных листовых пластинок. Флуоресценция хлорофилла отражает текущее физиологическое состояние ассимиляционных органов всего растения и чувствительна к физиологическим условиям окружающей среды. Это один из немногих методов, не повреждающих живой объект и позволяющих фиксировать физиологическое состояние растения [6], слабые экологические связи между ними, взаимовлияния между отдельными структурами растительного организма или между разными организмами. Материалы и методы Для мониторинга использовали индикаторные листопадные аборигенные лесообразующие виды: растения осины Populus tremula L., березы Betulapendula Roth., произрастающие на расстоянии 5-10 м одно от другого в условиях лесопарковой зоны предгорной долины Хибинского горного массива. Физиологическую активность ФСА листьев определяли, измеряя их собственную или искусственно активированную светодиодами импульсно-модулированную флуоресценцию. Анализировали ее долю Y(II), контролируемую фотосистемой II (ФС II). Y(II) = Fv'/Fm', где Fv ' = Fm ' - Fo ' — переменная; Fo ' и Fm ' — минимальная и максимальная флуоресценция соответственно в условиях активирующего освещения. Y(II) отражает долю энергии возбужденных реакционных центров, расходованную на фотохимическую конверсию, которая близка к среднему квантовому выходу фотосинтеза и зависит от световых условий. Использовали также нормированную переменную флуоресценцию Fv/Fm, когда переменную и максимальную эмиссии измеряли вечером после темновой адаптации [7]. Измерения проводили флуориметром PAM-2100, WALZ, Effetrich, ФРГ. В качестве источника активирующего света использовали светодиод, излучающий импульсы света: А= 655 нм, интенсивность — 3000 мкБ/м2 с-1, длительность — 800 мс. Интенсивность измеряющего импульсного света частотой 0,6 или 20 кГц не превышала 5 мкБ/м2-с-1. Неинвазивность метода обеспечивала получение данных о текущем состоянии ФСА одних и тех же листовых пластинок вплоть до их опадения. 108 http://www.naukaprint.ru/zhurnaly/vestnik/