Структура и функция ассимиляционного аппарата кедра сибирского в горах Центрального Алтая

Abstract

Исследовали морфометрические параметры, содержание фотосинтетических пигментов и функциональную активность хлоропластов двухлетней хвои кедра сибирского (Pinus sibirica Du Tour), произрастающего в центральной части Горного Алтая на высотах 1570, 1710, 1900 и 2000 м над уровнем моря. С подъемом в горы отмечено уменьшение длины и ассимиляционной поверхности, а также массы хвои. На высотах 2000 и 1900 м наблюдали сильные некрозы и хлорозы хвои. Выявлено уменьшение содержания хлорофиллов и каротиноидов по высотному профилю, что, вероятно, связано с ограничением их биосинтеза при низкой температуре и деструкцией в экстремальных природных условиях. В хвое деревьев, произрастающих в верхней части горного профиля снижалась активность электрон-транспортных реакций на уровне фотосистемы 2 и активность нециклического фотофосфорилирования, а также сопряжение вышеуказанных процессов. Снижение исследованных фотосинтетических параметров на верхней границе леса, возможно, является предельным адаптационным потенциалом, позволяющим кедру сибирскому сохранять нормальную жизнедеятельность и минимальную способность к репродукции.

Needle morphology, photosynthetic pigment contents and chloroplast functional activity were measured in the four Siberian Stone pine stands: the subalpine (1570 and 1700 m asl) and the timberline (1900 and 2000 m asl). At the high altitudes the length, assimilation surfaces and mass needles were decreased. At the timberline the needles had necrotic and chlorotic areas. Chlorophyll (a+b) and carotenoid contents, chloroplast functional activity at the level of photosystem II: the Hill reaction rate and noncyclic photophosphorylation were decreased with increasing elevation. Probably, reduced pigment contents and low activity of photosynthetic process were induced by low temperature and photooxidation. Due to morphological and physiological adaptation Siberian Stone pine trees supported growth and reproduction ability.