The methodology for assessing an integral indicator of the degree of favorable weather conditions for plants

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The weather and climatic conditions of the periods under study significantly affect the response of biological systems to other environmental factors, including technogenic transformation of the environment. Having a complex of weather factors, it is difficult to unequivocally judge the favorable weather conditions of a particular year of observation. In this paper, an integral indicator of the degree of favorable weather conditions and a technology for its calculation are proposed. The degree of favorable weather is expressed in points on a five-point scale. The calculation uses a set of weather factors that potentially affect the biological object under study (organism, population, community). Weather factors and periods in which they can affect the objects under study are selected taking into account the biological characteristics of the object, for example, in our case, the period of the intrarenal phase (May of the previous year), the stage of active organogenesis, extrarenal growth until the period of collection of biological material (July of the current year). The method of principal components reduces hydrometeorological indicators and determines the factors that make the greatest contribution to weather variability in the periods under study. The absolute values of these factors are converted into points on the basis of a five-point scale for the correspondence of weather factors to the climatic norm and the optimal values of the HTC. Based on the average score for each year, the degree of favorable weather for a particular biological object is determined. The paper contains an example of a technology for calculating the integral indicator of favorable weather for silver birch (Betula pendula Roth), growing in six localities of the Tagil zone of the Middle Urals, in which the variability of leaf morphological features was studied in the period from 2016 to 2019. On the example of the Betula pendula leaf blade shape index, a statistically significant dependence of this feature on the integral indicator of the degree of favorable weather is shown.

About the authors

Tatyana Valerievna Zhuikova

Nizhny Tagil State Social and Pedagogical Institute (Branch) of Russian State Vocational Pedagogical University

Email: hbfnt@rambler.ru

doctor of biological sciences, associate professor, dean of Natural Sciences, Mathematics and Computer Science Faculty

Russian Federation, Nizhny Tagil, Sverdlovsk Region

Eleonora Vasilievna Meling

Nizhny Tagil State Social and Pedagogical Institute (Branch) of Russian State Vocational Pedagogical University

Email: meling-e@mail.ru

candidate of biological sciences, senior researcher of Ecological Laboratory

Russian Federation, Nizhny Tagil, Sverdlovsk Region

Anastasia Sergeevna Popova

Nizhny Tagil State Social and Pedagogical Institute (Branch) of Russian State Vocational Pedagogical University

Author for correspondence.
Email: stassy.popova@yandex.ru

junior researcher of Ecological Laboratory

Russian Federation, Nizhny Tagil, Sverdlovsk Region

References

  1. Жуйкова Т.В., Безель В.С., Позолотина В.Н., Северюхина О.А. Репродуктивные возможности растений в градиенте химического загрязнения среды // Экология. 2002. № 6. С. 431-436. [Zhuikova T.V., Bezel V.S., Pozolotina V.N., Severyukhina O.A. The Reproductive capacity of plants in a gradient of chemical environmental pollution // Russian Journal of Ecology. 2002. Т. 33, № 6. P. 407-412].
  2. Жуйкова Т.В., Гордеева В.А., Безель В.С., Костина Л.В., Ившина И.Б. Структурно-функциональное состояние почвенной микробиоты при химическом загрязнении среды // Поволжский экологический журнал. 2016. № 2. С. 186-198. [Zhuikova T.V., Gordeeva V.A., Bezel V.S., Kostina L.V., Ivshina I.B. The structural and functional state of soil microbiota in a chemically polluted environment // Biology Bulletin. 2017. Vol. 44, № 10. P. 1228-1236].
  3. Жуйкова Т.В., Безель В.С., Бергман И.Е., Гордеева В.А., Мелинг Э.В. Зависимость фитомассы травяных сообществ, произрастающих на антропогенно трансформированных территориях, от погодных факторов // Сибирский экологический журнал. 2018. № 4. С. 489-501. [Zhuikova T.V., Bezel V.S., Bergman I.E., Gordeeva V.A., Meling E.V. Dependence of phytomass of herbaceous cenoses on weather Factors in anthropogenically impacted areas // Contemporary Problems of Ecology. 2018. Vol. 11, № 4. P. 428-437].
  4. Жуйкова Т.В., Мелинг Э.В., Безель В.С. Динамика альфа-разнообразия в ходе восстановительной сукцессии травяных сообществ залежей и отвалов // Экология. 2022. № 3. С. 178-188.
  5. Жуйкова Т.В. Растительные системы в условиях техногенной трансформации среды. М.: Наука, 2022. 339 с.
  6. Антонова Е.В., Позолотина В.Н. Межгодовая изменчивость качества семенного потомства пустырника пятилопастного (Leonurus quinquelobatus) в условиях хронического облучения // Экология. 2020. № 5. С. 341-353.
  7. Антонова Е.В., Позолотина В.Н. Влияние хронического облучения и климатических факторов на популяции пустырника пятилопастного // Современные подходы и методы в защите растений: сб. мат-лов II междунар. науч.-практ. конф. 16-18 ноября 2020 г. Екатеринбург: Изд-во АМБ, 2020. С. 128-129.
  8. Куперман Ф.М. Морфофизиология растений. Морфофизиологический анализ этапов органогенеза различных жизненных форм покрытосеменных растений. М.: Высшая школа, 1977. 287 с.
  9. Мустафаев Б.А. Практикум по основам луговодства: учеб.-метод. пособие по проведению лабораторно-практических занятий. Павлодар: Изд-во Павлодарского государственного университета им. С. Торайгырова, 2007. 240 с.
  10. Российский гидрометеорологический энциклопедический словарь: Т. 2: К-П / отв. сост. К.Ш. Хайруллин; под ред. А.И. Бедрицкого. СПб.: Лет. сад, 2009. 308 с.
  11. Климатические данные городов по всему миру [Электронный ресурс] // https://ru.climate-data.org.
  12. Романова Э.П., Куракова Л.И., Ермаков Ю.Г. Природные ресурсы мира: учеб. пособие. М.: Изд-во МГУ, 1993. 304 с.
  13. Климат Нижнего Тагила / под ред. д-ра геогр. наук Ц.А. Швер. Л.: Гидрометеоиздат, 1984. 135 с.
  14. Захаров В.М., Баранов А.С., Борисов В.И., Валецкий А.В., Кряжева Н.Г., Чистякова Е.К., Чубинишвили А.Т. Здоровье среды: методика оценки. М.: Центр экологической политики России, 2000. 68 с.
  15. Определитель сосудистых растений Среднего Урала / П.Л. Горчаковский и др. М.: Наука, 1994. 525 с.
  16. Числа хромосом цветковых растений флоры СССР. Aceraceae - Menyanthaceae / под ред. А.Л. Тахтаджяна. Л.: Наука, 1990. 510 с.
  17. Николаева Н.Н., Лери М.М., Веселкова Л.Л. Морфометрия вегетативных почек березы: брахибласты // Структурные и функциональные отклонения от нормального роста и развития растений под воздействием факторов среды: мат-лы междунар. конф. / отв. ред. Л.Л. Новицкая. Петрозаводск: Карельский научный центр РАН, 2011. С. 209-215.
  18. Николаева Н.Н., Лери М.М., Веселкова Л.Л. Морфометрия вегетативных почек березы: ауксибласты // Структурные и функциональные отклонения от нормального роста и развития растений под воздействием факторов среды: мат-лы междунар. конф. / отв. ред. Л.Л. Новицкая. Петрозаводск: Карельский научный центр РАН, 2011. С. 215-220.
  19. Schmitt U., Jalkanen R., Eckstein D. Cambium dynamics of Pinus sylvestris and Betula spp. in the Northern Boreal Forests in Finland // Silva Fennica. 2004. № 38 (2). P. 167-178.
  20. The encyclopedia of world climatology (Encyclopedia of earth sciences series) / ed. by J.E. Oliver. Dordrecht: Springer, 2005. 854 p.
  21. Архив погоды в Нижнем Тагиле [Электронный ресурс] // Расписание погоды. https://rp5.ru/Архив_погоды_в_Нижнем_Тагиле.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Figure 1 – Change in the index of the shape of the leaf blade in the gradient of favorable weather conditions

Download (267KB)
3. Figure 2 – Dependence of the leaf blade shape index on the degree of favorable weather conditions of the studied observation years

Download (252KB)

Copyright (c) 2022 Zhuikova T.V., Meling E.V., Popova A.S.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies