Санитарно-защитные насаждения лиственницы Сукачёва (Larix sukaczewii Dyl.) в условиях загрязнения стерлитамакского промышленного центра: состояние и особенности накопления тяжёлых металлов

Введение. Представлены материалы по распределению тяжёлых металлов в органах лиственницы Сукачёва (Larix sukaczewii Dyl.) в условиях загрязнения промышленного центра г. Стерлитамака.

Материал и методы. С помощью атомно-абсорбционного метода определялось содержание меди, свинца и кадмия в почвенном покрове, хвое, ветвях и корнях у здоровых и ослабленных деревьев лиственницы.

Результаты. В условиях промышленного загрязнения относительное жизненное состояние насаждений лиственницы оценивается как ослабленное (LN = 74,25%), в зоне контроля как здоровое (LN = 84,75%). У ослабленных деревьев с увеличением концентрации металлов в почвах и корнях отмечается увеличение концентрации металлов в надземных органах, а у здоровых деревьев больше депонируется в корнях.

Обсуждение. Высокое содержание тяжёлых металлов в почве приводит к перераспределению корненасыщенности почвы поглощающими корнями, что проявляется в снижении биомассы корней в верхних, наиболее загрязнённых слоях почвы, а также негативно отражается на жизненном состоянии древостоев за счёт уменьшения густоты кроны и увеличения на стволах доли мёртвых и отмирающих ветвей.

Выводы. В условиях загрязнения лиственница способна активно поглощать и депонировать значительное количество Cu, Cd и Pb, тем самым ограничивая их распространение в окружающей среде.

1. Коломыц Э.Г., Розенберг Г.С., Глебова О.В., Сурова Н.А., Сидоренко М.В., Юнина В.П. Природный комплекс большого города: Ландшафтно-экологический анализ. М.: Наука; 2000

2. Foy C.D., Chaney R.L., White M.C. The physiology of metal toxicity in plants. Annual Review of Plant Physiology. 1978; (29): 511-566. https://doi.org/10.1146/annurev.pp.29.060178.002455

3. Павлов И.Н. Древесные растения в условиях техногенного загрязнения. Улан-Удэ: БНЦ СО РАН; 2005

4. Kalinovic T.S., Serbula S.M., Radojevic A.A., Kalinovic J.V., Steharnik M.M., Petrovic J.V. Elder, linden and pine biomonitoring ability of pollution emitted from the copper smelter and the tailings ponds. Geoderma. 2015; (262): 266-275. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2015.08.027

5. Pająk M., Halecki W., Gąsiorek M. Accumulative response of Scots pine (Pinus sylvestris L.) and silver birch (Betula pendula Roth) to heavy metals enhanced by Pb-Zn ore mining and processing plants: Explicitly spatial considerations of ordinary kriging based on a GIS approach. Chemosphere. 2016; (168): 851-859. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2016.10.125

6. Галиулин Р.В. Инвентаризация и рекультивация почвенного покрова агроландшафтов, загрязненного различными химическими веществами. 1. Тяжелые металлы. Агрохимия. 1994; (7-8): 132-143.

7. Байсеитова Н.М., Сартаева Х.М. Фитотоксичное действие тяжелых металлов при техногенном загрязнении окружающей среды. Молодой ученый. 2014; (2): 382-384.

8. Chropeňová M., Gregušková E.K., Karásková P., Přibylová P., Kukučka P., Baráková D. et al. Pine needles and pollen grains of Pinus mugo Turra - A biomonitoring tool in high mountain habitats identifying environmental contamination. Ecological Indicators. 2016; (66): 132-142. https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2016.01.004

9. Chrzan A. Necrotic bark of common pine (Pinus sylvestris L.) as a bioindicator of environmental quality. Environmental Science and Pollution Research. 2015; (22): 1066-1071. https://doi.org/10.1007/s11356-014-3355-0

10. Matin G., Kargar N., Buyukisik H.B. Bio-monitoring of cadmium, lead, arsenic and mercury in industrial districts of Izmir, Turkey by using honey bees, propolis and pine tree leaves. Ecological Engineering. 2016; (90): 331-335. https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2016.01.035

11. Prasad M.N.V. Cadmium toxicity and tolerance in vascular plants. Environmental and Experimental Botany. 1995; (35): 525-545. https://doi.org/10.1016/0098-8472(95)00024-0

12. Clemens S. Toxic metal accumulation, responses to exposure and mechanisms of tolerance in plants. Biochimie. 2006; (88): 1707-1719. https://doi.org/10.1016/j.biochi.2006.07.003

13. Fernández-Calviño D., Cutillas-Barreiro L., Paradelo-Núñez R., Nóvoa-Muñoz J.C., Fernández-Sanjurjo M.J., Álvarez-Rodríguez E. et al. Heavy metals fractionation and desorption in pine bark amended mine soils. Journal of Environmental Management. 2017; (192): 79-88. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2017.01.042

14. Campos I., Abrantes N., Keizer J.J., Vale C., Pereira P. Major and trace elements in soils and ashes of eucalypt and pine forest plantations in Portugal following a wildfire. Science of The Total Environment. 2016; (572): 1363-1376. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2016.01.190

15. Артомонов В.И. Растения и чистота природной среды. М.: Наука; 1986.

16. Кулагин Ю.З. Древесные растения и промышленная среда. М.: Наука; 1974.

17. Кулагин А.А., Зайцев Г.А. Лиственница Сукачева в экстремальных лесорастительных условиях Южного Урала. М.: Наука; 2008.

18. Государственный доклад о состоянии природных ресурсов и окружающей среды Республики Башкортостан в 2015 году. Уфа: МПЭ РБ, Башкирская издательская компания; 2016.

19. Андреева Е.Н., Баккал И.Ю., Горшков В.В., Лянгузова И.В., Мазная Е.А., Нешатаев В.Ю. и др. Методы изучения лесных сообществ. СПб.: НИИХимии СпбГУ; 2002.

20. Titus S.J. Manual of forest measurements and sampling. Course prospectus and session PowerPoint slides. Department of renewable resources. University of Alberta; 2004

21. Алексеев В.А. Диагностика жизненного состояния деревьев и древостоев. Лесоведение. 1989; (4): 51-57.

22. Бебия С.М. Дифференциация деревьев в лесу, их классификация и определение жизненного состояния древостоев. Лесоведение. 2000; (4): 35-43.

23. Пупышев А.А. Атомно-абсорбционный спектральный анализ. М.: Техносфера; 2009.

24. Hayes C. Atomic Spectroscopy, Forestry and Wood Products Applications. Encyclopedia of Spectroscopy and Spectrometry (Third Edition). Elsevier; 2017: 96-104. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-803224-4.00153-9

25. Hill S.J., Fisher A.S. Atomic Absorption, Methods and Instrumentation. Encyclopedia of Spectroscopy and Spectrometry (Third Edition). Elsevier; 2017: 37-43. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-803224-4.00099-6

26. Красильников П.К. Методика полевого изучения подземных частей растений (с учетом специфики ресурсоведческих исследований). Л.: Наука; 1983. 29. Дылис Н.В. Сибирская лиственница. Материалы к систематике, географии и истории. М.: МОИП, 1947

27. Böhm W. Methods of studying root systems. Ecological Studies, Vol.33. Berlin: Springer Verlag; 1979. https://doi.org/10.1007/978-3-642-67282-8

28. Smit A.L., Bengough A.G., Engels C., M. van Noordwijk, Pellerin S., S. C. van de Geijn, eds. Root Methods: A Handbook. Berlin Heidelberg: Springer Press; 2000. https://doi.org/10.1007/978-3-662-04188-8

29. Dylis N.V. Siberian larch. Materials for taxonomy, geography and history. M.: MOIP, 1947. (In Russian)

30. Путенихин В.П., Фарукшина Г.Г., Шигапов З.Х. Лиственница Сукачева на Южном Урале: изменчивость и популяционно-генетическая структура. М.: Наука, 2004