გეობოტანიკის განყოფილების სამეცნიერო საქმიანობის მთავარი მიმართულება არის საქართველოს მრავალფეროვანი ბუნებრივი მცენარეულობის – ტყეების, ბუჩქნარების, მდელოების, სტეპების, ნახევრად უდაბნოსა და ჭაობების მცენარეულობის შესწავლა, მისი დაცვისა და გამოყენების მეცნიერული საფუძვლებისა და პრაქტიკული რეკომენდაციების დამუშავება.
განყოფილების თანამშრომლებს ამ მიმართულებით მნიშვნელოვანი წარმატებები აქვთ მოპოვებული. ინსტიტუტის გეობოტანიკოსებმა მუშაობენ გეობოტანიკის თეორიული პრობლემების, პირველ რიგში, მთიანი ტერიტორიების მცენარეულობის კლასიფიკაციის პრინციპების დამუშავებაზე:
- დადგენილია საქართველოს მცენარეულობის ტიპოლოგიური სტრუქტურა, გავრცელების კანონზომიერებები, ბუნებრივი განახლებისა და თანამედროვე დინამიკის (სუქცესიური ცვლის) თავისებურებები;
- შექმნილია მცენარეულობის კლასიფიკაციური სისტემები და ბოტანიკურ-გეოგრაფიული დარაიონების სქემები;
- აღწერილია საქართველოს ცალკეული ისტორიულ-გეოგრაფიული პროვინციებისა და დიდი ხეობების მცენარეულობა;
- შეფასებულია მცენარეულობის ეკოლოგიური მდგომარეობა;
- შემუშავებულია დეგრადირებული ფიტოცენოზების რეაბილიტაციის მეთოდები.
საქართველოს მცენარეულობის შესახებ გამოქვეყნებულია არაერთი სტატია და წიგნი: 1995 წლამდე გამოქვეყნებული გეობოტანიკური ნაშრომების სიაში 1083 დასახელების სტატია და წიგნია (Excerpta botanica, section B, sociologia, vol. 30/2-3, 1993, 1994. Gustav Fisher Verlag, Stuttgart-New York).
განყოფილების თანამშრომელთა მიერ შექმნილ საქართველოს მცენარეულობის რუკათაგან აღსანიშნავია:
- საქართველოს სსრ აღდგენილი მცენარეული საფარის რუკა (ავტორი: მ. სახოკია);
- საქართველოს სსრ აღდგენილი მცენარეული საფარის რუკა (ავტორი: ნ. კეცხოველი), 1959. დამატება წიგნისათვის: ნ. კეცხოველი. საქართველოს მცენარეული საფარი, 1959;
- საქართველოს აგროგეობოტანიკური რუკა (ავტორი: ნ. კეცხოველი), 1972
ამ რუკებს თავისი მეცნიერული და გამოყენებითი მნიშვნელობა დღემდე არ დაუკარგავს.
გეობოტანიკის განყოფილების თანამშრომელმა დ. ბედოშვილმა ინსტიტუტის სხვა მეცნიერებთან (გ. ნახუცრიშვილი, ნ. ზაზანაშვილი და მ. ივანიშვილი) ერთად მონაწილეობა მიიღო ევროპის მცენარეულობის რუკების შექმნაში. ეს რუკებია:
- Karte der natürlichen Vegetation Europas/Map of the Natural Vegetation of Europe. Maβshtab/Scale 1:2 500 000. Caucasian States (Georgia, Armenia, Azerbaijan) Legende/Legend, Karten/Maps. BundesamtfürNaturschutz. Federal Agency for Nature Conservation. Ed.: U.Bohn, G. Gollub, Ch. Hettwer, Bonn-Bad Godesberg, Germany, 2000.
- Karte der natürlichen Vegetation Europas/Map of the Natural Vegetation of Europe, Maβshtab/Scale 1:2 500 000. Erläuterungstext/Explanatory Text. Bundesamtfürnatürschutz, Federal Agensy for Natur Conservation. Ed.: U.Bohn, G. Gollub, Ch. Hettwer, Bonn, Germany, 2003. 655 p.
შედგენილია, აგრეთვე:
- კოლხეთის დაბლობის თანამედროვე მცენარეულობის რუკა;
- კოლხეთის დაბლობის მცენარეულობის რუკა;
- დასავლეთ საქართველოს მცენარეულობის მიმოხილვითი რუკა;
- საქართველოს მცენარეულობის წვრილმასშტაბიანი (1 : 1 000 000) ეკოლოგიური რუკა;
- ახალციხის ქვაბულისა და მიმდებარე ტერიტორიის მცენარეულობის რუკა.
განყოფილების მეცნიერები ბევრს აკეთებენ საქართველოს ბუნებრივი მცენარეული რესურსების, პირველ რიგში, ტყეების ექსპლოატაციისას დაშვებული დარღვევების თაობაზე სამთავრობო სტრუქტურებისა და საზოგადოების ინფორმირების მიზნით, მონაწილეობენ დიდ მშენებლობებთან დაკავშირებულ ეკოლოგიურ ექსპერტიზებში.
ინსტიტუტის თანამშრომლები, სხვადასხვა დროს, ასრულებდნენ გეობოტანიკური (ფიტოსოციოლოგიური) გამოკვლევებსაც. კვლევები ტარდებოდა ფიტოსოციოლოგიისა და მცენარეთა ეკოლოგიის თეორიული პრობლემებისა და მათემატიკური მოდელირების განხრით (ავტორი: ბიოლ. მეცნ. დოქტორი ზ. კიკვიძე). ამასთან, შემუშავდა ბიოსისტემების სტრუქტურულ – ფუნქციური ოპტიმიზაციის საერთო პრინციპები.
შექმნილია ე.წ. კოდომინანტობის კონცეფცია მდელოსა და ტყის თანასაზოგადოებებისათვის. შემუშავებულია ასეთ თანასაზოგადოებებში დომინანტური სახეობების რაოდენობრივი შეფასების მეთოდი (დომინანტების რიცხვი დგინდება სიმპსონის მრავალფეროვნების ინდექსის გამოყენებით, ამ მაჩვენებლის სტატისტიკური მნიშვნელობა – მონტე-კარლოს ტესტის საშუალებით).
გაკეთებულია ფიტოცენოზებში მცენარეთა სახეობებს შორის ურთიერთობების თეორიული ანალიზი. გამოვლენილია მცენარეთა დადებითი ურთიერთობების ერთ-ერთი უმთავრესი შედეგი – ჰომეოსტაზისი თანასაზოგადოების დონეზე; დამუშავებულია გარემოსადმი მცენარეების ადაპტაციის ალგორითმი, რომლის აღსრულებაში ძირითადი კრიტერიუმის როლი სახეობათა სპეციალიზაციას აკისრია (მოდელში გამოყენებულია ე.წ. ,,ნულოვანი ჯამის თამაშის“ პრინციპი).
მაღალმთის მცენარეულობის ეკოლოგია
საქართველოში მაღალმთის მცენარეულობის ეკოლოგიური გამოკვლევები დაიწყო გასული საუკუნის 60-იან წლებში, საქართველოსა და ავსტრიის მეცნიერებათა აკადემიების წევრ-კორესპონდენტის, გ. ნახუცრიშვილის, ხელმძღვანელობით, თბილისის ბოტანიკის ინსტიტუტის ყაზბეგის მაღალმთის სტაციონარზე. 1979 წლიდან, მათში მონაწილეობდნენ ინსბრუკის უნივერსიტეტის ბოტანიკის ინსტიტუტის მეცნიერები. გამოიყენებოდა ავსტრიელი კოლეგების მიერ შექმნილი უნიკალური საველე-ეკოლოგიური აპარატურა.
ყაზბეგის მაღალმთის სტაციონარმა სახელი გაითქვა როგორც მაღალმთის მცენარეულობის ეკოლოგიის ერთ-ერთმა მსოფლიო ცენტრმა. გამოჩენილი ფიტოეკოლოგი, ავსტრიის მეცნიერებათა აკადემიის წევრი ვ. ლარხერი წერდა: „არ არსებობს სხვა ცენტრი, სადაც ასე აქტიურად და თანმიმდევრულად ვითარდებოდეს მაღალმთის მცენარეულობის ეკოლოგიური გამოკვლევები“.
- ქართველი და ავსტრიელი (პროფ. ა. ჩერნუსკა და თანამშრომლები) მეცნიერების ერთობლივი მუშაობის შედეგად მიღებულია მდიდარი ინფორმაცია მაღალმთის მცენარეებისა და ფიტოცენოზების სტრუქტურულ-ფუნქციური ორგანიზაციის შესახებ;
- გაკეთებულია მაღალმთის მცენარეულობაზე ანთროპოგენური ზეგავლენის ეკოლოგიური ანალიზი;
- დადგენილია ცენტრალური კავკასიონის აღმოსავლეთი ნაწილის (ხევი) ბიოტოპების მრავალფეროვნება – იდენტიფიცირებულია ბიოტოპის 70-მდე ტიპი, გამოვლენილია ცალკეული ბიოტოპებისათვის დამახასიათებელი სახეობები, დახასიათებულია ჰაბიტატები და ბიოტოპების ეკოლოგიური მნიშვნელობა;
- აღწერილია ცენტრალური კავკასიონის ყველაზე სენსიტიური ფიტოცენოზები – თოვლის პირა ალპური მცენარეული დაჯგუფებები, სუბნივალური ნანოცენოზები, ტყის ზედა საზღვრის სუბალპური ტყეები და ბუჩქნარები (პირველ რიგში, დეკიანები);
- გამოვლენილია სუბალპური მაღალბალახეულობის კომპონენტების ადაპტაციური შესაძლებლობები;
- შეფასებულია ამ მცენარეთა სენსიტურობა კლიმატის გლობალური ცვლილების მიმართ;
- გაკეთებულია ცენტრალური სუბალპური სარტყლის სათიბი და საძოვარი მდელოების შედარებითი ფიტოსოციოლოგიური ანალიზი;
- დადგენილია ცენტრალური კავკასიონის სუბალპურ მდელოში მარცვლოვნებისა და ნაირბალახების ფუნქციური კომპლემენტარობა (მარცვლოვნების მიერ შექმნილი მატრიქსი შევსებულია ეკოლოგიურად პლასტიკური ნაირბალახოვნებით);
- დადგენილია მაღალმთის ექსტრემალური პირობებისადმი მცენარის ადაპტაციის მორფოლოგიურ-ფუნქციური და ულტრასტრუქტურული საფუძვლები;
- დადგენილია კავკასიონის მაღალმთის მცენარეებში (და ფიტოცენოზებში) პლასტიდურ პიგმენტთა შემცველობისა და ზღვის დონიდან სიმაღლის გრადიენტის მიხედვით მათი რაოდენობრივი და თვისობრივი ცვალებადობის თავისებურებები;
- გამოვლენილია კაროტინოიდების მნიშვნელობა მაღალმთის პირობებისადმი მცენარის ადაპტაციისათვის;
- მიღებულია მონაცემები კავკასიონის მაღალმთიანეთში ატმოსფერული ნახშირჟანგის კონცენტრაციის მატების ტენდენციისა და მცენარეულობაზე მისი შესაძლო გავლენის შესახებ;
- შექმნილია ყაზბეგის რეგიონის მაღალმთის მცენარეულობის მონიტორინგის სისტემა; შედარებულია ოთხი სხვადასხვა პერიოდის (თანამედროვე, 10, 15 და 25 წლების წინანდელი) მონაცემები და, ამის საფუძველზე, გამოვლენილია კლიმატის დათბობით გამოწვეული მაღალმთის მცენარეული საფრის ცვლილების შედეგები;
- დადგენილია და გაანალიზებულია ცენტრალური კავკასიონის მაღალმთის ფიტოცენოზების სახეობრივ სტრუქტურაზე ძოვების გავლენის შედეგები;
- გაკეთებულია კავკასიონის მაღალმთის ეკოსისტემებზე კლიმატის გლობალური ცვლილების ზეგავლენის პროგნოზი;
- შემუშავებულია მაღალმთის დეგრადირებული ეკოსისტემების აღდგენის ღონისძიებები; ყაზბეგის რეგიონის ზოგიერთ ადგილას დანერგილია ასეთი ეკოსისტემების რენატურაციის, ე.წ. ,,ბიოინჟინრული მეთოდი“
გამოქვეყნებულია წიგნები:
G. Nakhutsrishvili. The Vegetation of Georgia (South Caucasus), Braun-Blanquetia, vol. 15. Dipartimento di Botanica ed Ecologia dell`Universita, Camerino. 1999.
G. Nakhutsrishvili. The Vegetation of Georgia (South Caucasus). 2013. Springer.
მათემატიკურად დამუშავებული და გაანალიზებულია გ. ნახუცრიშვილის მიერ ცენტრალურ კავკასიონზე 30-ზე მეტი წლის განმავლობაში გაკეთებული მაღალმთის მცენარეულ თანასაზოგადოებათა აღწერები. შედეგების საფუძველზე დაიწერა და გამოქვეყნდა წიგნი: G. Nakhutsrishvili, O. Abdaladze, K. Batsatsashvili, E. Spehn. Plant Diversity in the Central Great Caucasus: A Quantitative Assessment. 2017. Springer.
