On the Modeling of Plant Photosynthesis in the Context of Global Climate Change

  • В.В. Журавлева Altai State University (Barnaul, Russia) Email: vvzhuravleva@mail.ru
  • В.В. Казазаев Altai State University (Barnaul, Russia) Email: bjiagbka@gmail.com
Keywords: modeling, photosynthesis, photorespiration, carbon dioxide, C 3 -plant

Abstract

Among external factors affecting the processes of photosynthesis and photorespiration, the most important are temperature, photosynthetically active radiation, water regime, the regime of mineral nutrition of the plant, and the content of carbon dioxide and oxygen in the surrounding space. In recent decades, there has been an increase of carbon dioxide concentration in the atmosphere and a change in the thermal regime at the scale of the planet. Considering this, the problem of predicting changes in the intensity of plant photosynthesis due to changes of atmospheric carbon dioxide concentration and temperature is topical. Appropriate mathematical models can serve as a basis for predicting the consequences of global climate change. The object of analysis is the model of photosynthesis and photorespiration of С3 plants (by Zhuravleva) that takes into account the main limiting factors. The peculiarity of the model lies in the dependence of photosynthesis intensity on the ratio of atmospheric concentrations: carbon dioxide / oxygen. In this paper, a study of simulated plants behavior under different carbon dioxide and oxygen concentrations in the atmosphere, including critical ones, has been conducted.

DOI 10.14258/izvasu(2017)4-18

Downloads

Download data is not yet available.

Metrics

Metrics Loading ...

Author Biographies

В.В. Журавлева, Altai State University (Barnaul, Russia)
кандидат физико-математических наук, доцент, доцент кафедры теоретической кибернетики и прикладной математики
В.В. Казазаев, Altai State University (Barnaul, Russia)
магистрант факультета математики и информационных технологий

References

Глобальное потепление ускорило рост деревьев [Электронный ресурс]. — URL: http://www.membrana.ru/ particle/3667.

Акатов П. В. Реакция растений на рост концентрации углекислого газа в атмосфере // Живые и биокосные системы. — 2013. — № 5 [Электронный ресурс]. — URL: http:// www.jbks.ru/archive/issue5/article-14.

Экология : учебник / под ред. Г.В. Тягунова. — 2-е изд., перераб. и доп. — М., 2005.

Дмитриева Г.А. Физиология растений. — М., 2005.

Хворова Л.А., Топаж А.Г. Динамическое моделирование и прогнозирование в агрометеорологии. — Барнаул, 2010.

Хворова Л.А., Брыксин В.М., Гавриловская Н.В., Топаж А.Г. Математическое моделирование и информационные технологии в экологии и природопользовании. — Барнаул, 2013.

De Wit C.T. Simulation of assimilation, respiration and transpiration of crops. — Wageningen, 1978.

Бихеле З.Н., Молдау Х.А., Росс Ю.К. Математическое моделирование транспирации и фотосинтеза растений при недостатке почвенной влаги. — Л., 1980.

Penning de Vries F.W.T., Van Laar H.H. Simulation of plant growth and crop production. — Wageningen, 1982.

Лайск А.Х. Кинетика фотосинтеза С3-растений. — М., 1991.

Полуэктов Р. А., Смоляр Э.И., Терлеев В.В., Топаж А.Г. Модели продукционного процесса сельскохозяйственных культур. — СПб., 2006.

Bernacchi C.J., Singsaas E.L., Pimentel С., Portis A.R., Long S.P. Improved temperature response functions for models of Rubisco-limited photosynthesis // Plant, Cell and Environment. — 2001. — V. 24.

Журавлева В.В. Математическая модель дыхания С3-растений во время фотосинтеза // Известия Алтайского гос. ун-та. — 2007. — №1(53).

Журавлева В.В. Математическое моделирование процессов накопления биомассы С3-растений в процессе вегетации : дис. ... канд. физ.-мат. наук. — Барнаул, 2008.

Журавлева В.В. Качественный анализ модели фотосинтеза и фотодыхания С3-растений // Известия Алтайского гос. ун-та. — 2009. — №1(61).

Журавлева В.В. Моделирование процессов фотосинтеза и фотодыхания С3-растений // Математическая биология и биоинформатика. — 2015. — Т. 10. Вып. 2. DOI: 10.17537/2015.10.482.

How to Cite
Журавлева В., Казазаев В. On the Modeling of Plant Photosynthesis in the Context of Global Climate Change // Izvestiya of Altai State University, 1, № 4(96) DOI: 10.14258/izvasu(2017)4-18. URL: http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282017%294-18.