МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ИНДЕКСЫ ЛИСТЬЕВ BETULA PENDULA ROTH. КАК ИНДИКАТОРЫ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВ ТЯЖЕЛЫМИ МЕТАЛЛАМИ

Авторы

  • Дмитрий Идрисович Башмаков Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва

DOI:

https://doi.org/10.24852/2411-7374.2022.4.28.35

Ключевые слова:

Betula pendula Roth., биоиндикация, индекс ксероморфизма, флуктуирующая асимметрия, тяжелые металлы

Аннотация

Выполнено сравнение отклика локальных популяций березы повислой (Betula pendula) на факторы среды по двум морфометрическим индексам: флуктуирующей асимметрии (ФА) и ксероморфизма (ИК) листьев. Показано, что изменения значений исследованных индексов практически не зависят от концентрации тяжелых металлов (ТМ) в тканях листа и существенно обусловлены действием экзогенных факторов. Особенно сильна зависимость ФА и ИК от уровня суммарного загрязнения почв ТМ, в частности свинцом и цинком. Биоиндикационная карта г. Саранска и его окрестностей свидетельствует, что 75% исследованной территории принадлежит к третьей категории качества среды – с ощутимым антропогенным прессом на растения. Неблагоприятное воздействие факторов среды заметно снижено в крупных зеленых зонах (~18% территории). Зоны сильного воздействия (четвертая категория качества среды) занимают менее 6% исследованной территории. Обнаружено 3 площадки с условно нормальным и одна площадка с крайне неблагоприятным уровнем качества среды.

Список литературы

  1. Башмаков Д.И., Лукаткин А.С. Эколого-физиологические аспекты аккумуляции и распределения тяжелых металлов у высших растений. Саранск: Изд-во Мордовского ун-та, 2009. 236 с.
  2. БольшаковM., Крутько В.Н., Пуцилло Е.В. Оценка и управление рисками влияния окружающей среды на здоровье населения. М., 1999. 256 с.
  3. Буренков Э. К., Янин Е.П., Кижапкин С.А., Кашина Л.И., Тростина В.И., Чардина Ю.Я., Бурлакова Т.И., Душанина Л.В., Динерман А.А., Краснов Г.Ю., Беляков Ю.В., Величко Р.М., Агеносов Л.М. Эколого-геохимическая оценка состояния окружающей среды г. Саранска. М.: ИМГРЭ, 1993. 115 с.
  4. Гелашвили Д.Б. Методологические и методические аспекты мониторинга здоровья среды государственного природного заповедника «Керженский» // Труды ГПЗ «Керженский». Нижний Новгород, 2001. Т. 1. С. 287–324.
  5. Гелашвили Д.Б., Мокров И.В. Некоторые статистические закономерности стабильности развития березы повислой (Betula pendula) на заповедной и урбанизированной территориях // Геоботаника XXI века / Материалы Всероссийской научной конференции. Воронеж: Изд-во Воронежского государственного университета, 1999. С. 136–138.
  6. Гилева Э.А., Нохрин Д.Ю. Флуктуирующая асимметрия краниометрических признаков у восточноевропейской полевки из зоны радиационного неблагополучия // Экология. 2001. №1. С. 44–49.
  7. ГОСТ 30692‒2000. Корма, комбикорма, комбикормовое сырье. Атомно-абсорбционный метод определения содержания меди, свинца, цинка и кадмия.
  8. Гусев А.П. Фитоиндикационная оценка современных ландшафтно-экологических тенденций в геосистемах локального уровня // Российский журнал прикладной экологии. 2021. №3. С. 4–10. DOI: 10.24852/2411-7374.2021.3.4.10.
  9. Дюков В.В. Интегральная оценка качества окружающей среды промышленного центра по состоянию древесно-кустарниковых сообществ и лишайников: Автореф. дис. … канд. геогр. наук. М., 2004. 24 с.
  10. Ерофеева Е.А. Гормезис и парадоксальные эффекты у растений в условиях автотранспортного загрязнения и при действии поллютантов в эксперименте: Автореф. дис. … докт. биол. наук. Нижний Новгород, 2017. 46 с.
  11. Захаров В.М., Жданова Н.П., Кирик Е.Ф., Шкиль Ф.Н. Онтогенез и популяция: оценка стабильности развития в природных популяциях // Онтогенез. Т. 32, №6. С. 404–421.
  12. Исаченко А.Г. Ландшафтоведение и физико-географическое районирование. М.: Высшая школа, 1991. 366 с.
  13. М 02–902–125–2005. Методика количественного химического анализа. Определение As, Cd, Co, Cr, Cu, Hg, Mn, Ni, Pb, Sb, Sn, Zn (кислоторастворимые формы) в почвах и донных отложениях атомно-абсорбционным методом.
  14. Методические рекомендации по выполнению оценки качества среды по состоянию живых существ (оценка стабильности развития живых организмов по уровню асимметрии морфологических структур). М., 2003. 25 с.
  15. Неверова O.A. Применение фитоиндикации в оценке загрязнения окружающей среды // Биосфера. 2009. Т. 1, №1. С. 82–92.
  16. ОДМ 218.2.032‒2013. Методические рекомендации по учету движения транспортных средств на автомобильных дорогах.
  17. Опекунова М.Г., Башарин Р.А. Применение флуктуирующей асимметрии листьев березы (Betula pubescens Ehrh.) для оценки загрязнения окружающей среды в районе Kостомукши // Вестник СПбГУ. Сер. 7. 2014. Вып. 3. С. 58–70.
  18. Ревич В.А., Сает Ю.Е., Смирнова Р.С., Сорокина Е.П. Методические рекомендации по геохимической оценке загрязнения территории города химическими элементами. М.: ИМГРЭ, 1982. 112 с.
  19. Сает Ю.Е., Ревич Б.А., Янин Е.П., Смирнова Р.С., Башаркевич И.Л., Онищенко Т.Л., Павлова Л.Н., Трефилова Н.Я., Ачкасов А.И., Саркисян С.Ш. Геохимия окружающей среды. М.: Недра, 1990. 335 с.
  20. Салтан Н.В., Гонтарь О.Б., Святковская Е.А., Шлапак Е.П. Оценка накопления тяжелых металлов древесными интродуцентами в различных условиях урбосреды Кольского севера // Российский журнал прикладной экологии. 2015. №3. С. 36–41.
  21. Сауткин И.С., Рогова Т.В. Вариабельность функциональных признаков листьев некоторых видов луговых растений // Российский журнал прикладной экологии. 2022. №1. С. 4–14. DOI: https://doi.org/10.24852/2411-7374.2022.1.4.14.
  22. Титов А.Ф., Таланова В.В., Казнина Н.М. Физиологические основы устойчивости растений к тяжелым металлам. Петрозаводск: Карельский научный центр РАН, 2011. 78 с.
  23. Хикматуллина Г.Р. Сравнение морфологических признаков листа Betula pendula в условиях урбаносреды // Вестник Удмуртского университета. Сер. Биология. Науки о Земле. 2013. Вып. 2. С. 48–56.
  24. Юрин В.М., Дитченко Т.И. Физиология роста и развития растений. Минск: Белорусский государственный университет, 2009. 104 с.
  25. Denny H.J., Wilkins D.A. Zinc tolerance in Betula I: Effect of external concentration of zinc on growth and uptake // New phytology. 1987. V. 106. P. 517–524.
  26. Dickinson N.M., Watmough S.A., Turner A.P. Ecological impact of 100 years of metal processing at Prescot, Northwest England // Environmental reviews. 1996. № P. 8–24.
  27. Eltrop L., Brown G., Joachim O., Brinkmann K. Lead tolerance of Betula and Salix in the mining area of Mechernich/Germany // Plant and soil. 1991. V. 131. P. 275‒285.
  28. Keller C. Efficiency and limitations of phytoextraction by high biomass plants: the example of willows // Trace elements in the environment: biogeochemistry, biotechnology, and bioremediation. Boca Raton, London, New York: CRC Press, Taylor & Fransis Group, 2006. Chap. 30. P. 611–630.
  29. Pulford I.D., Riddell-Black D., Stewart C. Heavy metal uptake by willow clones from sewage sludge-treated soil: the potential for phytoremediation // International journal of phytoremediation. 2002. V. 4. P. 59–72.
  30. Tabachnick B.G., Fidell L.S. Using multivariate statistics. Pearson Education, Inc., 2012. 984 p.
  31. Vangronsveld J., Ruttens A., Mench M., Boisson J., Lepp N.W., Edwards R., Penny C., van der Lelie D. In situ inactivation and phytoremediation of metal- and metalloid-contaminated soils: field experiments // Bioremediation of contaminated soils. New York: Marcel Dekker, Inc., 2000. P. 859–885.

Библиографические ссылки

Bashmakov D.I., Lukatkin A.S. E`kologo-fiziologicheskie aspekty` akkumuliatcii i raspredeleniia tiazhely`kh metallov u vy`sshikh rastenii` [Ecological and physiological aspects of accumulation and distribution of heavy metals in higher plants]. Saransk: Mordovia state university. 2009. 236 p.

Bolshakov A.M., Krutko V.N., Putcillo Ye.V. Ocenka i upravlenie riskami vliianiia okruzhaiushchei` sredy` na zdorov`e naseleniia [Assessment and risk management of environmental impact on public health]. Moscow, 1999. 256 p.

Burenkov E.K., Yanin Ye.P., Kizhapkin S.A., Kashina L.I., Trostina V.I., Chardina Iu.Ia., Burlakova T.I., Dushanina L.V., Dinerman A.A., Krasnov G.Iu., Beliakov Iu.V., Velichko R.M., Agenosov L.M. E`kologo-geohimicheskaia ocenka sostoianiia okruzhaiushchei` sredy` g. Sarahnska [Ecological and geochemical assessment of the state of the environment of Saransk]. Moscow, 1993. 115 p.

Gelashvili D.B. Metodologicheskie i metodicheskie aspekty` monitoringa zdorov`ia sredy` gosudarstvennogo prirodnogo zapovednika «Kerzhenskii`» [Methodological and methodological aspects of environmental health monitoring of the Kerzhensky state nature reserve] // Trudy` GPZ «Kerzhenskii`» [Scientific works of the Kerzhensky state nature reserve]. Nizhniy Novgorod, 2001. Vol. 1. P. 287–324.

Gelashvili D.B., Mokrov I.V. Nekotory`e statisticheskie zakonomernosti stabil`nosti razvitiia berezy` povisloi` (Betula pendula Roth.) na zapovednoi` i urbanizirovannoi` territoriiakh [Some statistical regularities of the stability of the development of the hanging birch (Betula pendula Roth.) in protected and urbanized territories] // Geobotanika XXI veka / Materialy Vseross. nauchnoi konferencii. Voronezh: Voronezh State university, 1999. P. 136–138.

Gileva E.A., Nokhrin D.Yu. Fluktuiruiushchaia asimmetriia kraniometricheskikh priznakov u vostochnoevropei`skoi` polevki iz zony` radiatcionnogo neblagopoluchiia [Fluctuating asymmetry of craniometric features in the Eastern European vole from the radiation trouble zone] // E`kologiia [Russian journal of ecology]. 2001. No 1. P. 44–49.

GOST 30692-2000. Korma, kombikorma, kombikormovoe sy`r`e. Atomno-absorbtcionny`i` metod opredeleniia soderzhaniia medi, svintca, tcinka i kadmiia [Feed, compound feed, feed raw materials. Atomic absorption method for determining the content of copper, lead, zinc and cadmium].

Gusev A.P. Fitoindikatcionnaia ocenka sovremenny`kh landshaftno - e`kologicheskikh tendentcii` v geosistemakh lokal`nogo urovnia [Phytoindication assessment of contemporary landscape-ecological trends in local geosystems] // Rossiyskiy zhurnal prikladnoy ekologii [Russian jornal of applied ecology]. 2021. No 3. P. 4–10. DOI: 10.24852/2411-7374.2021.3.4.10.

Dyukov V.V. Integral`naia ocenka kachestva okruzhaiushchei` sredy` promy`shlennogo centra po sostoianiiu drevesno-kustarnikovy`kh soobshchestv i lishai`nikov [Integral assessment of the environmental quality of an industrial center according to the state of tree and shrub communities and lichens]: Summary of PhD in Geography. Moscow, 2004. 24 p.

Yerofeeva Ye.A. Gormezis i paradoksal`ny`e e`ffekty` u rastenii` v usloviiakh avtotransportnogo zagriazneniia i pri dei`stvii polliutantov v e`ksperimente [Hormesis and paradoxical effects in plants under conditions of road pollution and under the action of pollutants in the experiment]: Summary of DSc (Dr. of Biology). Nizhny Novgorod, 2017. 46 p.

Zakharov V.M., Zhdanova N.P., Kirik E.F., Shkil F.N. Ontogenez i populiatciia: ocenka stabil`nosti razvitiia v prirodny`kh populiatciiakh [Ontogenesis and population: assessment of the stability of development in natural populations] // Ontogenez [Ontogenesis]. 2001. Vol. 32, No 6. P. 404–421.

Isachenko A.G. Landshaftovedenie i fiziko-geograficheskoe rai`onirovanie: uchebnik [Landscape studies and physical and geographical zoning: textbook]. Moscow: Vysshaya shkola, 1991. 366 p.

M 02–902–125–200.5 Metodika kolichestvennogo himicheskogo analiza. Opredelenie As, Cd, Co, Cr, Cu, Hg, Mn, Ni, Pb, Sb, Sn, Zn (kislotorastvorimy`e formy`) v pochvakh i donny`kh otlozheniiakh atomno-absorbtcionny`m metodom [Methods of quantitative chemical analysis. Determination of As, Cd, Co, Cr, Cu, Hg, Mn, Ni, Pb, Sb, Sn, Zn (acid-soluble forms) in soils and bottom sediments by atomic absorption method].

Metodicheskie rekomendatcii po vy`polneniiu ocenki kachestva sredy` po sostoianiiu zhivy`kh sushchestv (ocenka stabil`nosti razvitiia zhivy`kh organizmov po urovniu asimmetrii morfologicheskikh struktur) [Methodological recommendations for assessing the quality of the environment according to the state of living beings (assessment of the stability of the development of living organisms by the level of asymmetry of morphological structures). Мoscow, 2003. 25 p.

Neverova O.A. Primenenie fitoindikatcii v ocenke zagriazneniia okruzhaiushchei` sredy` [Application of phytoindicationin environmental pollution assessment] // Biosfera. 2009. Vol. 1, No 1. P. 82–92.

ODM 218.2.032-2013. Metodicheskie rekomendatcii po uchetu dvizheniia transportny`kh sredstv na avtomobil`ny`kh dorogakh [Methodological recommendations on accounting for the movement of vehicles on highways].

Opekunova M.G., Basharin R.A. Primenenie fluktuiruiushchei` asimmetrii list`ev berezy` (Betula pubescens Ehrh.) dlia ocenki zagriazneniia okruzhaiushchei` sredy` v rai`one Kostomukshi [Application of fluctuating asymmetry of birch leaves (Betula pubescens Ehrh.) to assess environmental pollution in the Kostomuksha area] // Vestnik SPbGU. Ser. 7 [Bulletin of St. Petersburg State University. Ser. 7]. 2014. Iss. 3. P. 58–70.

Revich V.A., Saet Yu.Ye., Smirnova R.S., Sorokina Ye.P. Metodicheskie rekomendatcii po geohimicheskoi` ocenke zagriazneniia territorii goroda himicheskimi e`lementami [Methodological recommendations on geochemical assessment of pollution of the city territory with chemical elements]. Мoscow, 1982. 112 p.

Saet Iu.E., Revich, B.A. Ianin E.P., Smirnova R.S., Basharkevich I.L., Onishchenko T.L., Pavlova L.N., Trefilova N.Ia., Achkasov A.I., Sarkisian S.Sh. Geohimiia okruzhaiushchei` sredy` [Geochemistry of the environment]. Moscow: Nedra, 1990. 335 p.

Saltan N.V., Gontar O.B., Svyatkovskaya E.A., Shlapak E.P. Ocenka nakopleniia tiazhely`kh metallov drevesny`mi introducentami v razlichny`kh usloviiakh urbosredy` Kol`skogo severa [Assessment of heavy metals accumulation by wood introducents in various conditions of the Kola North (Peninsula) urban environment] // Rossiyskiy zhurnal prikladnoy ekologii [Russian jornal of applied ecology]. 2015. No 3. P. 36–41.

Sautkin I.S., Rogova T.V. Variabil`nost` funktcional`ny`kh priznakov list`ev nekotory`kh vidov lugovy`kh rastenii` [Variability of the leaf traits functional characteristics of some meadow plants species] // Rossiyskiy zhurnal prikladnoy ekologii [Russian journal of applied ecology]. 2022. No 1. P. 4–14. DOI: https://doi.org/10.24852/2411-7374.2022.1.4.14.

Titov A.F., Talanova V.V., Kaznina N.M. Fiziologicheskie osnovy` ustoi`chivosti rastenii` k tiazhely`m metallam [Physiological bases of plant resistance to heavy metals]. Petrozavodsk: Karelian Scientific Center of the Russian Academy of Sciences, 2011. 78 p.

Khikmatullina G.R. Sravnenie morfologicheskikh priznakov lista Betula pendula v usloviiakh urbanosredy` [Comparison of morphological features of Betula pendula leaf in urban environment] // Vestnik Udmurtskogo universiteta. Ser. Biologiia. Nauki o Zemle [Bulletin of the Udmurt University. Ser. Biology. Earth Sciences]. 2013. Iss. 2. P. 48–56.

Yurin V.M., Ditchenko T.I. Fiziologiia rosta i razvitiia rastenii` [Physiology of plant growth and development]. Minsk: Belarusian State University, 2009. 104 p.

Denny H.J., Wilkins D.A. Zinc tolerance in Betula species. I: Effect of external concentration of zinc on growth and uptake // New phytoljgy. 1987. V.106. P. 517–524.

Dickinson N.M., Watmough S.A., Turner A.P. Ecological impact of 100 years of metal processing at Prescot, Northwest England // Environmental reviews. 1996. No.4. P. 8–24.

Eltrop L., Brown G., Joachim O., Brinkmann K. Lead tolerance of Betula and Salix in the mining area of Mechernich/Germany // Plant and soil. 1991. V. 131. P. 275‒285.

Keller C. Efficiency and limitations of phytoextraction by high biomass plants: the example of willows // Trace elements in the environment: biogeochemistry, biotechnology, and bioremediation. Boca Raton, London, New York: CRC Press, Taylor & Fransis Group, 2006. Chap. 30. P. 611–630.

Pulford I.D., Riddell-Black D., Stewart C. Heavy metal uptake by willow clones from sewage sludge-treated soil: the potential for phytoremediation // International journal of phytoremediation. 2002. Vol. 4. P. 59–72.

Tabachnick B.G., Fidell L.S. Using Multivariate Statistics. 6th Edition. Pearson Education, Inc., 2012. 984 p.

Vangronsveld J., Ruttens A., Mench M., Boisson J., Lepp N.W., Edwards R., Penny C., van der Lelie D. In situ inactivation and phytoremediation of metal- and metalloid-contaminated soils: field experiments // Bioremediation of contaminated soils. New York: Marcel Dekker, Inc., 2000. P. 859–885.

Загрузки

Опубликован

2022-12-26

Как цитировать

Башмаков, Д. И. (2022). МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ИНДЕКСЫ ЛИСТЬЕВ BETULA PENDULA ROTH. КАК ИНДИКАТОРЫ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВ ТЯЖЕЛЫМИ МЕТАЛЛАМИ. Российский журнал прикладной экологии, (4), 28–35. https://doi.org/10.24852/2411-7374.2022.4.28.35

Выпуск

№ 4 (2022)

Раздел

Геоэкология

Лицензия

Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.