Флуоресцентне тестування бука європейського в Національному природному парку “Північне Поділля”

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.33730/2310-4678.1.2026.359979

Ключові слова:

моніторинг, біоінформатика, екосистема, індекс життєвості, фізіологічний стан, адаптивний потенціал, фотосинтез

Анотація

Досліджено флуоресцентні параметри бука європейського в лісових угрупованнях Національного природного парку (НПП) “Північне Поділля”. Обґрунтовано науково-практичне значення аналізу флуоресцентних параметрів для комплексного моніторингу стану лісових екосистем. Актуальність моніторингових досліджень стану дендрофлори зумовлена необхідністю формування базового рівня екологічних даних для оцінки стану й динаміки екосистем парку. Проведено рекогносцирувальні обстеження лісових насаджень, виміряно інтенсивність флуоресценції різновікових дерев, які зростають у різних лісоекологічних умовах. На основі числових характеристик динаміки інтенсивності флуоресценції розраховано індекс життєвості дерев, індикаторні показники впливу екзогенних та ендогенних чинників. Максимальне значення індексу життєвості зафіксовано для старовікових дерев, що зумовлено оптимальними умовами освітленості й місцезростання. У піднаметових дерев підросту внаслідок зменшення освітленості спостерігається зниження значень індексу життєвості, що відображає зниження потенціальної активності фотосинтетичного апарату рослин. Визначено зміни індексу життєвості дерев у різних типах умов місцезростання. Фіксоване зменшення індексу життєвості дерев зумовлене порівняно меншою родючістю ґрунту й забезпеченістю вологою, відображає стресову адаптованість фізіологічних функцій рослин до різних екологічних умов і є основною причиною інактивації фотосинтезу. За результатами флуоресцентного тестування й біоінформативного аналізу визначено фізіологічний стан та адаптивний потенціал бука європейського в межах НПП “Північне Поділля”. Отримані дані щодо змін флуоресцентних параметрів дерев підтверджують чутливість фотосинтетичного апарату до впливу екологічних факторів, а також доцільність вибору бука європейського як тест-об’єкта для оцінки едафічних і гідрогеологічних умов території. Встановлено, що застосування флуоресцентного методу є перспективним під час контролю санітарного стану насаджень, оскільки забезпечує визначення інтегрального наукоємного параметра — індексу життєвості дерев. Обґрунтовано практичне використання сучасних методів флуоресцентного експрес-тестування рослинності, які забезпечують кореляційний синтез фотобіологічних механізмів фотосинтезу й графоаналітичної інформації, що є необхідним під час створення інформаційно-діагностичних систем для комплексного моніторингу екосистем, збереження біорізноманіття та охорони флористичного генофонду природно-заповідних територій.

Посилання

  1. Lichtenthaler, H. K. (1992). The Kautsky effect: 60 years of chlorophyll fluorescence induction kinetics. Photosynthetica, 27, 45–55.
  2. Cavender-Bares, J., & Bazzaz, F. A. (2004). From leaves to ecosystems: Using chlorophyll fluorescence to assess photosynthesis and plant function in ecological studies. In G. C. Papageorgiou & Govindjee (Eds.), Chlorophyll a fluorescence (Vol. 19). Dordrecht: Springer. doi: 10.1007/978-1-4020-3218-9_29
  3. Zait, Y., Shemer, O. E., & Cochavi, A. (2024). Dynamic responses of chlorophyll fluorescence parameters to drought across diverse plant families. Physiologia Plantarum, 176(5), e14527. doi: 10.1111/ppl.14527
  4. Faseela, P., Sinisha, A. K., Brestič, M., & Puthur, J. T. (2020). Chlorophyll a fluorescence parameters as indicators of a particular abiotic stress in rice. Photosynthetica, 58(SI), 293–300. doi: 10.32615/ps.2019.147
  5. Baker, N. R., & Rosenqvist, E. (2004). Applications of chlorophyll fluorescence can improve crop production strategies: An examination of future possibilities. Journal of Experimental Botany, 55(403), 1607–1621. doi: 10.1093/jxb/erh196
  6. Wang, L., He, P., Hui, M., Li, H., Sun, A., Yin, H., & Gao, X. (2024). Metabolomics combined with transcriptomics and physiology reveals the regulatory responses of soybean plants to drought stress. Frontiers in Genetics, 15, 1458656. doi: 10.3389/fgene.2024.1458656
  7. Jiao, Q., & Hu, X. (2025). Recent advances and emerging trends in chlorophyll fluorescence parameter Fv/Fm. Phyton: International Journal of Experimental Botany, 94(9), 2615–2630. doi: 10.32604/phyton.2025.069246
  8. Bhardwaj, A., Kaur, S., Padhiar, D., & Nayyar, H. (2024). Phenotyping for heat tolerance in food crops. Plant Physiology Reports, 29(4), 736–748. doi: 10.1007/s40502-024-00833-0
  9. Al-Tamimi, N., Langan, P., Bernád, V., Walsh, J., Mangina, E., & Negrão, S. (2022). Capturing crop adaptation to abiotic stress using image-based technologies. Open Biology, 12(6), 210353. doi: 10.1098/rsob.210353
  10. Elfanah, A. M. S., Darwish, M. A., Selim, A. I., Elmoselhy, O. M. A., Ali, A. M., El-Maghraby, M. A., & Abdelhamid, M. T. (2023). Hyperspectral reflectance and agro-physiological traits for field identification of salt-tolerant wheat genotypes using the genotype by yield trait biplot technique. Frontiers in Plant Science, 14, 1165113. doi: 10.3389/fpls.2023.1165113
  11. Sun, D., & Wang, Q. (2018). Linear relationships between photosynthetic rate and photochemical energy expressed by PAR × Fv/Fm. American Journal of Plant Sciences, 9(2), 125–138. doi: 10.4236/ajps.2018.92011
  12. Nichol, C. J., Drolet, G., Porcar-Castell, A., Wade, T., Sabater, N., Middleton, E. M., MacLellan, C., Levula, J., Mammarella, I., Vesala, T., & Atherton, J. (2019). Diurnal and seasonal solar induced chlorophyll fluorescence and photosynthesis in a boreal Scots pine canopy. Remote Sensing, 11(3), 273. doi: 10.3390/rs11030273
  13. Perez-Priego, O., Guan, J., Rossini, M., Fava, F., Wutzler, T., Moreno, G., … Migliavacca, M. (2015). Sun-induced chlorophyll fluorescence and photochemical reflectance index improve remote-sensing gross primary production estimates under varying nutrient availability in a typical Mediterranean savanna ecosystem. Biogeosciences, 12(21), 6351–6367. doi: 10.5194/bg-12-6351-2015
  14. Bartold, M., & Kluczek, M. (2024). Estimating of chlorophyll fluorescence parameter Fv/Fm for plant stress detection at peatlands under Ramsar Convention with Sentinel-2 satellite imagery. Ecological Informatics, 81, 102603. doi: 10.1016/j.ecoinf.2024.102603
  15. Кучерявий, В. П., Мокрий, В. І., Гнатів, П. С., Пахолюк, М. П., & Артемовська, Д. В. (1992). Оптоелектронний метод тестування фотосинтетичного апарату в урбогенних умовах. У Тезах доповідей 44-ої науковотехнічної конференції ЛЛТІ (с. 42–43). Львів: ЛЛТІ.
  16. Мокрий, В. І., Гриджук, С. Д., & Панківський, Ю. І. (1999). Флуоресцентний метод тестування стійкості рослин урбанізованого середовища. Науковий вісник, 9.8, 107–109.
  17. Мокрий, В. І., Мудрак, О. В., Петрушка, І. М., Гречаник, Р. М., Арустамян, Е. М., & Мудрак, Г. В. (2023). Флуоресцентне тестування бука європейського у ботанічних пам’ятках природи Львова. Український журнал природничих наук, 3, 7–23. doi: 10.32782/naturaljournal.3.2023.7-23
  18. Mokryy, V., Trofimchuk, О., Pohrebennyk, V., Politylo, R., Radchuk, V., Radchuk, I., Zagorodnya, S., & Кurlyak, I. (2016). Biophysical monitoring of forest ecosystems. Acta Facultatis Studiorum Humanitatis et Naturae Universitatis Presoviensis: Natural Sciences, 43, 166–171.
  19. Бондаренко, Т. В., Мокрий, В. І., & Паславський, М. М. (2012). Флуоресцентне тестування підліскових чагарників природного заповідника “Медобори”. Науковий вісник Національного університету біоресурсів і природокористування України. Сер.: Лісівництво та декоративне садівництво, 171(1), 38–43. Взято з http://nbuv.gov.ua/UJRN/nvnau_lis_2012_171%281%29__8
  20. Петрушка, І. М., Мокрий, В. І., Арустамян, Е. М., Паньковська, Г. П., & Сомар, Г. В. (2025). Кореляційнорегресійний аналіз флуоресценції букових лісів Національного природного парку “Північне Поділля”. Грааль науки, 58, 297–304. doi: 10.36074/grail-of-science.14.11.2025.034
  21. Китаєв, О., Клочан, П., & Романов, В. (2005). Портативний хронофлуорометр для експрес-діагностики фотосинтезу “Флоратест”. У Збірнику доповідей конференції-звіту з комплексної програми фундаментальних досліджень НАН України у галузі сенсорних систем та технологій (с. 59). Київ.
  22. Костенко, С. М., Китаєв, О. І., & Ковалевський, С. Б. (2014). Індукція флуоресценції хлорофілу листків представників роду Philadelphus L. в умовах міста Києва. Науковий вісник НЛТУ України, 24(4), 209–213.
  23. Манько, М. В., Олексійченко, Н. О., & Китаєв, О. І. (2016). Особливості індукції флуоресценції хлорофілу в листках рослин культиварів Acer platanoides L. в умовах міста Києва. Науковий вісник НЛТУ України, 26(5), 102–109.
  24. Олексійченко, Н. О., Китаєв, О. І., Совакова, М. О., Соваков, О. В., & Борщевський, М. О. (2013). Особливості індукції флуоресценції хлорофілу в листках деревних рослин в умовах урбанізованого середовища. Біоресурси і природокористування, 5(5–6), 107–112. Взято з http://nbuv.gov.ua/UJRN/bpc_2013_5_5-6_14
  25. Олексійченко, Н. О. (2009). Індукція флуоресценції хлорофілу листя липи серцелистої у вуличних насадженнях Києва. Наукові праці Лісівничої академії наук України, 7, 95–97.
  26. Мамонова, Р. Ю., Китаєв, О. І., Шихалєєва, Г. М., Слюсар, С. І., & Колесник, Ю. С. (2018). Функціональна діагностика адаптивності інтродукованих видів роду сніжноягідник (Symphoricarpos Duhamel) в умовах Києва. Наукові доповіді НУБіП України, 1(71), 113–134.
  27. Шепелюк, М. О., Ковалевський, С. Б., & Китаєв, О. І. (2017). Флуоресценція хлорофілу та її індукційні зміни в листках деревних рослин в умовах урбанізованого середовища міста Луцька. Науковий вісник НЛТУ України, 27(1), 101–105. doi: 10.15421/40270122
  28. Кирик, М. М., Таранухо, Ю. М., Таранухо, М. П., Китаєв, О. І., Скряга, В. А., & Артеменко, Д. М. (2011). Діагностика вірусної інфекції смородини чорної та малини методом індукції флуоресценції хлорофілу листків. Вісник аграрної науки, 10, 26–28.
  29. Капустяник, В. Б., & Мокрий, В. І. (2009). Прикладна спектроскопія. Львів: Видавничий центр ЛНУ ім. Івана Франка.
  30. Lichtenthaler, H., Buschmann, C., & Knapp, M. (2005). How to correctly determine the different chlorophyll fluorescence parameters and the chlorophyll fluorescence decrease ratio Rfd of leaves with the PAM fluorometer. Photosynthetica, 43(3), 379–393. doi: 10.1007/s11099-005-0062-6
  31. Rao, L., Li, S., & Cui, X. (2021). Leaf morphology and chlorophyll fluorescence characteristics of mulberry seedlings under waterlogging stress. Scientific Reports, 11, 13379. doi: 10.1038/s41598-021-92782-z

##submission.downloads##

Опубліковано

2026-02-17

Номер

№ 1 (2026)

Розділ

Статті

Ліцензія

  1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
  2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
  3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).