Возрастная реверсия рангового распределения фракций надземной биомассы рода Salix L.
DOI:
https://doi.org/10.37482/0536-1036-2025-5-180-186Ключевые слова:
Salix L., фракции надземной биомассы растения, модель Ципфа–Парето, регрессионный анализ, возрастной реверс рангового распределения фракцийАннотация
Органы растения выполняют множество различных функций. Листья обеспечивают поступление ассимилятов, ствол и ветви – фотосинтез, транспортировку воды и питательных веществ, а корни подают воду и элементы питания и способствуют физической устойчивости. Для достижения оптимальной работы на уровне растения в целом между этими функциями есть некая пропорциональность, которая опосредуется количеством биомассы в органах растения. Соотношение биомассы одного органа с биомассой другого известно как «распределение биомасс», которое является совокупным результатом динамического распределения ассимилятов с течением времени. Некоторыми реализациями распределения фракций биомассы растения являются негауссовские распределения, в частности, распределение Ципфа–Парето. На примере 6 хвойных родов Евразии было установлено, что регрессионный коэффициент уравнения Ципфа–Парето не является постоянным на протяжении всего периода роста растения, а в некотором установленном возрасте меняет знак. Цель настоящего исследования – сформировать базу данных о биомассе рода Salix L. и установить возраст реверсии фракций надземной биомассы. Использованы авторские и привлеченные исходные материалы в количестве 94 измерений надземной биомассы ив в возрасте от 1 до 79 лет на территории европейской части России. Исходные данные биомассы фракций ранжированы в убывающей последовательности: ствол, ветви, листва (соответственно i равно 1, 2 и 3) и аппроксимированы моделью в двойных логарифмических координатах, включающей в качестве независимых переменных не только ранг i, но также возраст дерева, его высоту и комбинированную переменную в виде произведения возраста на ранг i. Последняя оказалась статистически значимой на уровне вероятности P < 0,0001, а ее отрицательное значение отражает, что в некотором возрасте последовательность фракций надземной биомассы в убывающем порядке: листья, ветви, ствол – меняется на противоположную убывающую последовательность: ствол, ветви, листья – и возраст реверса составляет около 2 лет. Установленный факт возрастного реверса фракций надземной биомассы ивы и определение возраста дерева, в котором происходит реверс, являются вкладом в развитие теории распределения ассимилятов в растениях.
Скачивания
Библиографические ссылки
Комаров А.С., Гинжул Л.К., Шанин В.Н., Быховец С.С., Бобкова К.С., Кузнецов М.А., Манов А.В., Осипов А.Ф. Особенности распределения биомассы бореальных видов деревьев по фракциям // Изв. РАН. Сер.: Биологич. 2017. No 6. С. 76–84. Komarov A.S., Ginzhul L.K., Shanin V.N., Bykhovets S.S., Bobkova K.S., Kuznetsov M.A., Manov A.V., Osipov A.F. Pattern of Biomass Partitioning into Fractions of Boreal Trees. Izvestiya RAN. Seriya: Biologicheskaya = Biology Bulletin, 2017, vol. 44, pp. 626–633. https://doi.org/10.1134/S1062359017060061
Парамонов А.А., Усольцев В.А., Третьяков С.В., Коптев С.В., Карабан А.А., Цветков И.В., Давыдов А.В., Цепордей И.С. Биомасса деревьев ивы и ее аллометрические модели в условиях Архангельской области // Леса России и хоз-во в них. 2022. No 4. С. 10–19. Paramonov А.А., Usoltsev V.А., Tretyakov S.V., Koptev S.V., Karaban A.A., Tsvetkov I.V., Davydov A.V., Tsepordey I.S. Willow Tree Biomass and its Allometric Models in the Conditions of the Arkhangelsk Region. Lesa Rossii i khozyajstvo v nikh = Forests of Russia and Economy in Them, 2022, no. 4, pp. 10–19. (In Russ.). https://doi.org/10.51318/FRET.2022.27.41.002
Смирнов В.В. Органическая масса в некоторых лесных фитоценозах европейской части СССР. М.: Наука, 1971. 362 с. Smirnov V.V. Organic Matter in Some Forest Phytocenoses of the European Part of the USSR. Moscow, Nauka Publ., 1971. 362 p. (In Russ.).
Соловьев В.А., Нян Ч.Т.Т., Шорохова Е.В. Распределение углерода по фракциям фитомассы различных древостоев и лесного массива // Изв. С.-Петерб. лесотехн. акад. 2012. Вып. 198. С. 33–40. Soloviev V.A., Nyan Ch.T.T., Shorokhova E.V. Carbon Distribution by Phytomass Fractions of Various Stands and Woodlands. Izvestia Sankt-Peterburgskoj lesotehnicheskoj akademii, 2012, iss. 198, pp. 33–40. (In Russ.).
Суховольский В.Г. Распределение фитомассы деревьев по фракциям и оценка биопродуктивности деревьев и насаждений // Лесоведение. 1996. No 1. С. 30–40. Sukhovol’skij V.G. Distribution of Tree Phytomass by Fractions and Assessment of Bioproductivity of Trees and Plantings. Lesovedenie = Russian Journal of Forest Science, 1996, no. 1, pp. 30–40. (In Russ.).
Усольцев В.А., Цепордей И.С. Ранговое распределение фракций фитомассы деревьев в новом освещении // Сиб. лесн. журн. 2023. No 4. С. 41–51. Usoltsev V.А., Tsepordey I.S. Rank Distribution of a Tree Phytomass Fractions in New Interpretation. Sibirskij lesnoj zhurnal = Siberian Journal of Forest Science, 2023, no. 4, pp. 41–51. (In Russ.). https://doi.org/10.15372/SJFS20230404
Baskerville G.L. Use of Logarithmic Regression in the Estimation of Plant Biomass. Canadian Journal of Forest Research, 1972, vol. 2, no. 1, pp. 49–53. https://doi.org/10.1139/x72-009
Delerue F., Scattolin M., Atteia O., Cohen G.J.V., Franceschi M., Mench M. Biomass Partitioning of Plants under Soil Pollution Stress. Communications Biology, 2022, vol. 5, art. no. 365. https://doi.org/10.1038/s42003-022-03307-x
Delong V.A. Zipf’s Law and Zeta Distribution: Bachelor Thesis. Prague, Czech Technical University in Prague, 2011. 42 p.
Deng C., Ma F., Xu X., Zhu B., Tao J., Li Q. Allocation Patterns and Temporal Dynamics of Chinese Fir Biomass in Hunan Province, China. Forests, 2023, vol. 14, no. 2, art. no. 286. https://doi.org/10.3390/f14020286
Dolezal J., Jandova V., Macek M., Liancourt P. Contrasting Biomass Allocation Responses across Ontogeny and Stress Gradients Reveal Plant Adaptations to Drought and Cold. Functional Ecology, 2021, vol. 35, iss. 1, pp. 32–42. https://doi.org/10.1111/1365-2435.13687
Duanmu Z., Zhu Z., Zhao W., Chen A., Wang Z., Cao S., Li D., Luo Y., Myneni R.B. Changes in Leaf and Root Carbon Allocation of Global Vegetation Simulated by the Optimally Integrated Ecosystem Models. Agricultural and Forest Meteorology, 2025, vol. 362, art. no. 110366. https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2024.110366
Freschet G.T., Swart E.M., Cornelissen J.H.C. Integrated Plant Phenotypic Responses to Contrasting Above- and Below-Ground Resources: Key Roles of Specific Leaf Area and Root Mass Fraction. New Phytologist, 2015, vol. 206, iss. 4, pp. 1247–1260. https://doi.org/10.1111/nph.13352
Liu R., Yang X., Gao R., Hou X., Huo L., Huang Z., Cornelissen J.H.C. Allometry Rather than Abiotic Drivers Explains Biomass Allocation among Leaves, Stems and Roots of Artemisia across a Large Environmental Gradient in China. Journal of Ecology, 2021, vol. 109, iss. 2, pp. 1026–1040. https://doi.org/10.1111/1365-2745.13532
Poorter H., Jagodzinski A.M., Ruiz-Peinado R., Kuyah S., Luo Y., Oleksyn J., Usoltsev V.A., Buckley T.N., Reich P.B., Sack L. How does Biomass Allocation Change with Size and Differ among Species? An Analysis for 1200 Plant Species from Five Continents. New Phytologist, 2015, vol. 208, iss. 3, pp. 736–749 https://doi.org/10.1111/nph.13571
Skarpaas O., Meineri E., Bargmann T., Pötsch C., Töpper J., Vandvik V. Biomass Partitioning in Grassland Plants along Independent Gradients in Temperature and Precipitation. Perspectives in Plant Ecology, Evolution and Systematics, 2016, vol. 19, pp. 1–11. https://doi.org/10.1016/j.ppees.2016.01.006
Temme A.A., Liu J.C., Cornwell W.K., Aerts R., Cornelissen J.H.C. Hungry and Thirsty: Effects of CO2 and Limited Water Availability on Plant Performance. Flora, 2019, vol. 254, pp. 188–193. https://doi.org/10.1016/j.flora.2018.11.006
Tsogtsaikhan T., Yang X., Gao R., Liu J., Tang W., Liu G., Ye X., Huang Z. Biomass Allocation between Reproductive and Vegetative Organs of Artemisia along a Large Environmental Gradient. BMC Plant Biology, 2025, vol. 25, art. no. 27. https://doi.org/10.1186/s12870-024-06030-3
Umaña M.N., Needham J., Fortunel C. From Seedlings to Adults: Linking Survival and Leaf Functional Traits over Ontogeny. Ecology, 2025, vol. 106, iss. 1, art. no. e4469. https://doi.org/10.1002/ecy.4469
Vasseur F., Exposito-Alonso M., Ayala-Garay O.J., Wang G., Enquist B.J., Vile D., Violle C., Weigel D. Adaptive Diversification of Growth Allometry in the Plant Arabidopsis thaliana. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2018, vol. 115, iss. 13, pp. 3416–3421. https://doi.org/10.1073/pnas.1709141115
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
