Стійкість рослин роду TILIA L. у природних і техногенних екотопах степового Придніпров'я
Вантажиться...
Дата
2018
Автори
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
Анотація
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук зі спеціальності 06.03.01 «Лісові культури та фітомеліорація». Національний університет біоресурсів і природокористування України. Київ, 2018. Дисертацію присвячено системному дослідженню сучасного стану і прогнозуванню розвитку рослин роду Tilia L. у природних та техногенних екотопах Степового Придніпров’я в умовах змін клімату. Виявлено надзвичайно високу чутливість навіть до незначного збільшення посушливості клімату у автохтонного виду Tilia cordata Mill. Показано достовірні відмінності в накопиченні і компонентному складі поверхневих восків листків, вмісті й співвідношенні хлорофілів, лінійних розмірах та щільності продихів, морфометричних показниках листків рослин роду Tilia L. за умов освітлення і затінення, що підтверджує пристосованість до просторового розташування у кроні дерев. З’ясовано видову специфічність складу вуглеводнів епікутикулярних восків і морфо-фізіологічні ознаки листків в умовах освітлення та затінення. Окреслено індуковані впливом полютантів зміни активності ферментів антиоксидантного захисту насіння, листків і бруньок у стані спокою, перерозподіл співвідношення компонентів вуглеводного обміну й коливальні зміни у складі та накопиченні окремих поліпептидів у білковому комплексі насіння у автохтонного, та інтродукованих видів роду Tilia L. Показано наявність віддаленого від материнських рослин підросту насіннєвого походження T. platyphyllos Scop. у штучних фітоценозах м. Дніпра, що можна вважати найпоказовішим проявом адаптивного потенціалу виду в специфічних умовах регіону. Уперше запропоновано математичні моделі темпів експансії T. platyphyllos на території міських фітоценозів за умов збереження тенденції кліматичних змін
Опис
The thesis for awarding the candidate degree in biological sciences by specialty 06.03.01 «Forest Plantation and Phytomelioration». National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine. Kyiv, 2018. The thesis is devoted to the study of current state and to forecast of development of the genus Tilia L. plants in the natural and technogenic ecotopes of the Steppe Dnieper in the climate change conditions. The undesirable consequences of the extreme influence of climatic factors in combination with the action of pollutants can be found in the green plantings, using for this purpose methods of ecology, physiology and biochemistry of plants. Such studies allow us to deepen the theoretical foundations for the adaptation of native and introduced plants in the Steppe Dnieper, and also to develop criteria for the selection of plants with increased tolerance to the changing environmental conditions in the natural populations and the artificial plantations. An extremely high sensitivity, even to a slight increase in the aridity of the climate, was established for an aboriginal species of Tilia cordata Mill. The modeled object of climate aridization was the steep bank of the Samara River in the territory of the O. L. Bielguard International Biosphere Reserve. Here, an increase in altitude from 52 to 96 m above sea level was accompanied by a decrease in the relative humidity of the air, as well as an increase in temperature and illumination under the canopy of the forest. The peculiarities of T. cordata leaf metabolism were studied under the conditions of an altitude-associated ecological gradient in a natural coastal forest. The results of the study showed a decrease in the chlorophyll content in the leaves of T. cordata from the upper part of the slope in comparison with the lower one, as well as the correlation of the chlorophyll level with the illumination, temperature and humidity. In addition, an increase in the slope was accompanied by an increase in the activity of peroxidase, but a decrease in catalase activity in the leaves of the autochthonous linden species. A significant correlation was established between the activity of antioxidant enzymes and the level of illumination, humidity, and temperature. The results attest to the high sensitivity of woody plants in the steppe forest, even to insignificant fluctuations in the altitude-associated environment, and can be used to predict the sustainability of the forest plantations. For the alien linden species (T. platyphyllos Scop., T. ×europaea L., T. amurensis Rupr., T. tomentosa Moench. and T. begoniifolia Stev.) an increase in leaf surface area and stomata density of the illuminated leaves was found in comparison with the shaded leaves, indicating the adaptability of the spatial arrangement of leaves in the tree crown. The decrease in the length and width of the stomata of the sun-adapted leaves in comparison with the shaded leaves obviously contributed to an increase in the regulation efficiency of the transpiration level of the introduced linden species. In addition, increased accumulation of the cuticular waxes and a significant increase in the total pool of long chain high molecular hydrocarbons in their composition were detected in the sunned leaves in comparison with the shaded ones, indicating the functioning of effective mechanisms for the regulation of the biosynthesis of cuticular waxes during the adaptation of introduced species of the genus Tilia L. to the environmental conditions of the Steppe Dnieper. The changes in the activity of antioxidant protection enzymes induced by the action of the pollutants were detected in the seeds, leaves and dormant buds of the species T. platyphyllos, T. ×europaea, T. amurensis, T. tomentosa, T. begoniifolia and T. cordata. Substantial rearrangement of the components of the antioxidant system in plant organs confirmed the hypothesis that the genus Tilia L. species adapt to the technogenic conditions of urban agglomerations by changing metabolic processes at all stages of ontogenesis. Changes in the composition and level of accumulation of individual polypeptides in the protein complex of seeds of native and introduced lime species as well were associated with the negative effects of motor vehicle emissions and industrial emissions. In the seeds of linden species, a redistribution of the carbohydrate metabolism components was revealed, which indicates the activation of the adaptive capacity spectrum of the genus Tilia L. species in a polluted environment. The local populations of T. platyphyllos young trees, having a seed origin, were found in urban areas of the city of Dnipro at a considerable distance from the parent plants of large-leaved linden. It was suggested that the climatic changes observed in the Steppe Dnieper within the last decades created the favorable conditions for maintaining the seeds viability, their germination and the formation of young growth of T. platyphyllos. Modeling process of large-leaved linden infestation in the urban plant communities was made in view of the continuing trend of climate change in the region, and the forecast rate of infestation was implemented until 2020. Analysis of the polynomial and linear models as well indicates that the number of local populations of T. platyphyllos has increased steadily over the past 13 years, regardless of the graphic representation of the models. The intensification of the ехраnsion process of this linden species is positively correlated with the increase in temperature indices in comparison with the long-term climatic norm. Consequently, in accordance with the predicted estimate, the tendency of further ехраnsion of T. platyphyllos linden is maintained until 2020. Thus, within the generic Tilia L. complex, both species-specific and general patterns inherent in the adaptive processes of woody plants were established. The combined impact of the natural and anthropogenic factors of the Steppe Dnieper has induced the different levels of adaptation of linden species to the volatile environmental conditions. The emergence and development of the populations of seed origin can be considered the most revealing manifestation of the adaptive potential of the species of T. platyphyllos in the specific conditions of the region
Ключові слова
збереження біорізноманіття, зелені насадження, кліматичні зміни, техногенне забруднення, автохтонні та адвентивні види, стійкість, адаптація, акліматизація, антиоксидантні ферменти, епікутикулярні воски, математична модель
Бібліографічний опис
Стійкість рослин роду TILIA L. у природних і техногенних екотопах степового Придніпров'я: автореф. дис. ... кандидата біологічних наук 06.03.01 " Лісові культури та фітомеліорація" / А.А. Алексєєва ; Національний університет біоресурсів і природокористування України. - К., 2018. - 25 с