Связь химического состава листьев березы повислой с жизненным состоянием древостоя в градиенте загрязнения комбината «Карабашмедь»

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Город Карабаш (Челябинская обл.) является примером экологических катастроф, связанных с промышленным производством. До сих пор есть недостаток информации о механизмах, обеспечивающих устойчивость различных пород к повышенным концентрациям тяжелых металлов. Целью данной работы стало выявление связи химического состава листьев березы повислой (Betula pendula Roth) с жизненным состоянием древостоя в градиенте загрязнения АО «Карабашмедь». Для исследования выбрали естественные древостои березы повислой на разном удалении от АО «Карабашмедь» в северном и северо-восточном направлениях. В листьях березы повислой определили содержание макроэлементов (азот, фосфор, калий, магний, кальций, натрий, сера; рассчитали NPK как суммарное содержание азота, фосфора и калия) и микроэлементов (кадмий, кобальт, хром, медь, железо, никель, свинец и цинк). Была установлена зависимость содержания макро- и микроэлементов в листьях березы повислой от жизненного состояния древостоя в градиенте аэротехногенных выбросов АО «Карабашмедь». Зафиксировано повышение концентрации серы и микроэлементов: кадмия, свинца, цинка, меди, железа и хрома — и снижение общего содержания азота, фосфора и калия в листьях берез на пробных площадях, ближайших к источнику загрязнения. Корреляционный анализ выявил увеличение содержания кадмия, свинца, меди, цинка и серы (коэффициенты корреляции более 0.3—0.6) и снижение общего содержания азота, фосфора и калия с увеличением дефолиации, дехромации и ухудшением категории состояния.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

В. Д. Горбунова

Ботанический сад УрО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: botgarden.gor@yandex.ru
Россия, 620144, Екатеринбург, ул. 8 Марта, д. 202а

С. Л. Менщиков

Ботанический сад УрО РАН

Email: botgarden.gor@yandex.ru
Россия, 620144, Екатеринбург, ул. 8 Марта, д. 202а

Список литературы

  1. Алексеев В. А. Диагностика жизненного состояния деревьев и древостоев // Лесоведение. 1989. № 4. С. 51—57.
  2. Бухарина И. Л., Двоеглазова А. А. Биоэкологические особенности травянистых и древесных растений в городских насаждениях. Ижевск: Удмуртский университет, 2010. 184 с.
  3. Волова А. В., Наквасина Е. Н. Содержание макро- и микроэлементов в листьях березы (Betula pendula Roth) различных форм // Лесной вестник. 2019. Т. 23. № 6. С. 5—12.
  4. Воробейчик Е. Л., Хантемирова Е. В. Реакция лесных фитоценозов на техногенное загрязнение: зависимости доза-эффект // Экология. № 3. 1994. С. 31—43.
  5. Дзугаев М. Д. Карабаш — город «экологического бедствия» // Вестник Челябинского государственного университета. Серия: Право. 2003. № 2 (6). C. 92—97.
  6. Доклад об экологической ситуации в Челябинской области в 2014 году. Министерство экологии Челябинской области. Челябинск, 2015. 204 с.
  7. Диярова Э. Р. Гиниятуллин Р. Х., Кулагин А. А. Содержание металлов в древесных растениях, произрастающих на отвалах Учалинского горно-обогатительного комбината Республики Башкортостан // Вестник ОГУ. 2009. № 6. С. 118—120.
  8. Залесов С. В., Бачурина А. В., Бачурина С. В. Состояние лесных насаждений, подверженных влиянию промышленных поллютантов ЗАО «Карабашмедь», и реакция их компонентов на проведение рубок обновления. Екатеринбург: УГЛТУ, 2017. 277 с.
  9. Иванова Е. А., Лукина Н. В., Смирнов В. Э., Исаева Л. Г. Влияние воздушного промышленного загрязнения на химический состав опада хвои сосны в сосновых лесах на северном пределе распространения // Лесоведение. 2022. № 2. С. 157—171.
  10. Исаева Л. Г., Сухарева Т. А. Оценка состояния зеленых насаждений в зоне воздействия комбината «Печенганикель» (Мурманская область) // Вестник МГТУ. 2021. Т. 24. № 1. С. 97—106.
  11. Кабата-Пендиас А., Пендиас X. Микроэлементы в почвах и растениях. М.: Мир, 1989. 439 с.
  12. Калабин Г. В., Титова А. В., Шаров А. В. Модернизация медеплавильного производства комбината ЗАО «Карабашмедь» и динамика состояния природной среды в зоне его влияния // Маркшейдерия и недропользование. 2011. № 3(53). С. 65—70.
  13. Коротеева Е. В., Вейсберг Е. И. Закономерности экотопического распределения сосудистых растений в импактной зоне медеплавильного комбината (Карабаш, Южный Урал) // Растительные ресурсы. 2019. Т. 55. № 1. С. 85—101.
  14. Коротеева Е. В., Веселкин Д. В., Куянцева Н. Б., Мумбер А. Г., Чащина О. Е. Накопление тяжелых металлов в разных органах березы повислой возле Карабашского медеплавильного комбината // Агрохимия. 2015. № 3. С. 88—96.
  15. Кузнецов В. В. Физиология растений. М.: Высшая школа, 2006. 742 с.
  16. Кузьмина Н. А., Мохначев П. Е., Менщиков С. Л. Аккумуляция тяжелых металлов в снеговой воде, почве и состояние березовых древостоев в условиях техногенного загрязнения // Лесной вестник. 2020. Т. 24. № 6. С. 73—82.
  17. Кулакова Н. Ю., Колесников А. В., Курганова И. Н., Шуйская Е. В., Миронова А. В., Скоробогатова Д. М. Влияние автотранспортного загрязнения на биохимические и морфологические показатели состояния деревьев дуба черешчатого // Лесоведение. 2021. № 4. С. 393—405.
  18. Малева М. Г., Чукина Н. В., Борисова Г. Г., Синенко О. С., Ширяев Г. И. Структурно-функциональные изменения фотосинтетического аппарата Typha latifolia L. в условиях техногенного загрязнения // Проблемы региональной экологии. 2018. № 6. С. 24—26.
  19. Махнева С. Г., Менщиков С. Л. Качество пыльцы сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) в зоне действия выбросов АО «Карабашмедь» // Лесной вестник. 2021. Т. 25. № 1. С. 32—44.
  20. Менщиков С. Л., Ившин А. П. Закономерности трансформации предтундровых и таежных лесов в условиях аэротехногенного загрязнения. Екатеринбург: УрО РАН, 2006. 294 с.
  21. Методика организации и проведения работ по наблюдению за лесами в европейской части России в рамках программы ИКП-Леса (методика ЕКО ООН). Москва, 1995. 42 с.
  22. Методические указании по определению серы в растениях и кормах растительного происхождении. Москва: ЦИНАО, 1999. 8 с.
  23. Ночевный А. Д., Тептина А. Ю. Анализ фертильности пыльцы в ценопопуляциях видов рода Alyssum L. на Южном Урале // Проблемы ботаники Южной Сибири и Монголии. 2020. № 19—2. С. 325—330.
  24. Петункина Л. О., Сарсацкая А. С. Береза повислая как индикатор качества городской среды // Вестник Кемеровского государственного университета. 2015. № 3 (4). С. 68—71.
  25. Проведение биохимического анализа растительных образцов / под. ред. М. И. Касаткиной. Л.: ЛенНИИЛХ, 1979. 12 с.
  26. Протасова Н. А., Беляев А. Б. Химические элементы в жизни растений // Соровский образовательный журнал. 2001. № 3. С. 25—32.
  27. Сухарева Т. А. Особенности накопления химических элементов древесными растениями северотаежных лесов на фоновых и техногенно нарушенных территориях // Труды Ферсмановской научной сессии ГИ КНЦ РАН. 2017. № 14. С. 438—441.
  28. Суховольский В. Г., Иванова Ю. Д. Моделирование повреждений и гибели лесных ценозов под воздействием точечных источников загрязнений // Журнал общей биологии. 2018. Т. 79. № 2. С. 148—158.
  29. Тагирова О. В., Ольберг О. В. Оценка состояния березы повислой (Betula pendula Roth) в условиях загрязнения окружающей среды выбросами медеплавильного комбината г. Карабаш, Челябинская область) // Устойчивое развитие территорий: теория и практика: мат-лы II Международной научно-практической конференции. Сибай, 2021. С. 245—247.
  30. Титов А. Ф. Устойчивость растений к тяжелым металлам // Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2007. 172 с.
  31. Уразгильдин Р. В., Сулейманов Р. Р., Гиниятуллин Р. Х., Тагирова О. В., Кулагин А. Ю. Техногенное загрязнение почв тяжелыми металлами и их накопление в листьях и хвое лесообразователей Предуралья // Экология и промышленность России. 2022. Т. 26. № 6. С. 60—66.
  32. Усольцев В. А., Цепордей И. С., Ковязин В. Ф., Уразова А. Ф., Борников А. В. Биомасса генеративных органов сосны обыкновенной и березы повислой в градиенте загрязнений от Карабашского медеплавильного завода на Урале // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2021. № 234. С. 23—52.
  33. Шабанов М. В. Сера в геохимически сопряженных ландшафтах Cоймоновской долины Челябинской области // Известия УГГУ. 2021. Вып. 1(61). С. 118—126.
  34. Ferretti M., Calderisi M., Marchetto A., Waldner P., Thimonier A., Jonard M., Cools N., Rautio P., Clarke N., Hansen K. Variables related to nitrogen deposition improve defoliation models for European forests // Annals of Forest Science. 2015. V. 72. № 7. P. 897—906.
  35. Hrdlička P., Kula E. Changes in the chemical content of birch (Betula pendula Roth) leaves in the air polluted Krusne hory mountains // Trees. 2004. V. 18(2). P. 237—244.
  36. Kosiorek M., Modrzewska B., Wyszkowski M. Levels of selected trace elements in Scots pine (Pinus sylvestris L.), silver birch (Betula pendula L.), and Norway maple (Acer platanoides L.) in an urbanized environment // Environmental Monitoring and Assessment. 2016. № 188(10). P. 598.
  37. Macdonald A. D., Mothersill D. H. Shoot development in Betula papyrifera. 1. Short-shoot organogenesis // Canadian Journal of Botany. 1983. 3049—3065 p.
  38. Zakrzewska M, Klimek B. Trace element concentrations in tree leaves and lichen collected along a metal pollution gradient near Olkusz (Southern Poland) // Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology. 201. № 100(2). 245—249 p.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024