Изменение структуры листа и пигментного комплекса Betula pendula в условиях аэротехногенного загрязнения
Автор: Беренцева Сусанна Вадимовна, Борисова Галина Григорьевна, Собенин Артем Вячеславович, Малева Мария Георгиевна
Журнал: Вестник Нижневартовского государственного университета @vestnik-nvsu
Рубрика: Экология растений
Статья в выпуске: 2 (66), 2024 года.
Бесплатный доступ
Загрязнение атмосферы в условиях городской среды не только нарушает баланс элементов в фитоценозах, но и приводит к изменениям на разных уровнях организации растительных организмов, в том числе затрагивающих их фотосинтетический аппарат. Изучены анатомо-морфологические особенности и содержание фотосинтетических пигментов в листьях Betula pendula Roth, произрастающей в зоне влияния промышленного кластера на территории г. Челябинска (Россия) с разной степенью токсической нагрузки. Было выбрано шесть участков вблизи Челябинского металлургического комбината: пять импактных и один фоновый (северо-западная часть Каштакского бора). По содержанию тяжелых металлов в почве для каждого импактного участка был рассчитан индекс суммарной токсической нагрузки, который в среднем составлял 3,6. Отмечено, что на импактных участках достоверно увеличивалась толщина листовой пластинки (в среднем на 23%), в большей степени за счет палисадного мезофилла и кутикулы верхнего эпидермиса; более того, возрастало количество устьиц, а также величина удельной поверхностной плотности листа (в среднем на 30%), что сопровождалось уменьшением его площади (в среднем на 65%). В условиях повышенной техногенной нагрузки отмечено уменьшение содержания хлорофиллов a и b (в среднем на 44%), однако соотношение между ними достоверно не изменялось (в среднем 1,75). Каротиноиды оказались более стабильными: их содержание на импактных участках снижалось в меньшей степени. Сделано заключение о значимости компенсаторных перестроек фотосинтетического аппарата B. pendula при адаптации к длительному стрессовому воздействию.
Береза повислая, промышленное загрязнение воздуха, тяжелые металлы, структура фотосинтетического аппарата, хлорофиллы, каротиноиды
Короткий адрес: https://sciup.org/14130356
IDR: 14130356 | DOI: 10.36906/2311-4444/24-2/01
Список литературы Изменение структуры листа и пигментного комплекса Betula pendula в условиях аэротехногенного загрязнения
- Бухарина И.Л., Журавлева А.Н., Болышова О.Г. Городские насаждения: экологический аспект. Ижевск: Изд-во «Удмуртский университет», 2012. 206 с.
- Даванков А.Ю., Гордеев С.С., Двинин Д.Ю. Экологическая оценка городских территорий // Известия высших учебных заведений. Уральский регион. 2015. № 2. С. 43-49.
- Доклад об экологической ситуации в Челябинской области в 2022 году. Челябинск: Министерство экологии Челябинской области, 2023. 208 с.
- 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.
- Мокроносов А.Т. Фотосинтез. Физиолого-эколого-биохимические аспекты. М.: Издательский центр «Академия», 2006. 448 с.
- Назаренко Н.Н. Растительность и биотопы регионального ботанического памятника природы «Каштакский бор» (Сосновский район Челябинской области) // Самарский научный вестник. 2022. Т. 11. № 4. С. 85-90.
- Неверова О.А., Быков А.А. Оценка адаптивного потенциала Betula pendula Roth в условиях преобладающего влияния выбросов промзоны г. Кемерово // Современные проблемы науки и образования. 2015. № 2-1. С. 551-551.
- Перечень предельно-допустимых концентраций (ПДК) и ориентировочно-допустимых количеств (ОДК) химических веществ в почве. Издание специальное. М.: Изд-во Госкомсанэпиднадзора России, 1991. 18 с.
- Сидоренко М.В., Юнина В.П., Ерофеева Е.А., Савинов А.Б., Кузнецов М.Д., Новожилов Д.А. Оценка экологического состояния рекреационных зон г. Нижнего Новгорода по уровням загрязнения почв тяжелыми металлами и биоиндикационным показателям листьев Betula pendula Roth // Самарский научный вестник. 2020. Т. 8. № 1(30). С. 88-92.
- Соколова Г.Г. Влияние техногенного загрязнения на пигментный состав листьев березы повислой (Betula pendula Roth) в условиях города Барнаула // Проблемы ботаники Южной Сибири и Монголии. 2020. Т. 19. № 1. С. 223-228.
- Уразгильдин Р.В., Аминева К.З., Зайцев Г.А., Кулагин А.Ю., Яшин Д.А. Сравнительная характеристика формирования пигментного комплекса дуба черешчатого (Quercus robur L.), липы сердцевидной (Tilia cordata Mill.) и березы повислой (Betula pendula Roth) в условиях промышленного загрязнения // Карельский научный журнал. 2016. Т. 5. № 1(14). С. 90-94.
- Чукина Н.В., Филимонова Е.И., Файрузова А.И., Борисова Г.Г. Морфофизиологические особенности листьев Betula pendula Roth на золоотвалах Среднего Урала. Ученые записки Петрозаводского государственного университета. 2016. Т. 6(159). С. 68-75.
- Шабанов М.В., Стрекулев Г.Б. Геохимические процессы накопления тяжелых металлов в ландшафтах Южного Урала // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2021. Т. 332. №1. С. 184-192. https://doi.org/10.18799/24131830/2021/1/3011
- Ashraf M., Harris P.J.C. Photosynthesis under stressful environments: An overview // Photosynthetica. 2013. Vol. 51. P. 163-190. https://doi.org/10.1007/s11099-013-0021-6
- Bussotti F., Pollastrini M. Evaluation of leaf features in forest trees: Methods, techniques, obtainable information and limits // Ecological indicators. 2015. Vol. 52. P. 219-230. https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2014.12.010
- Czaja M., Kołton A., Baran A., Muszyńska E., Muras P. Physiological responses of Betula pendula Roth growing in polluted areas // Ecological Questions. 2015. Vol. 22. P. 39-46. http://dx.doi.org/10.12775/EQ.2015.021
- Dymova O., Lashmanova E., Golovko T. Plant pigments and human health. In T.K. Golovko, W. I. Gruszecki, M.N.V. Prasad & K. Strzalka, eds. Photosynthetic pigments: chemical structure, biological function and ecology, pp. 423-438. Syktyvkar. Komi Scientific Centre of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, 2014.
- Kalashnikova I.V., Migalina S.V., Ronzhina D.A., Ivanov, L.A., Ivanova L.A. Functional response of Betula species to edaphic and nutrient stress during restoration of fly ash deposits in the Middle Urals (Russia) // Environmental Science and Pollution Research, 2021, Vol. 28. P. 12714-12724. https://doi.org/10.1007/s11356-020-11200-5
- Kumar A., Tripti, Raj D., Maiti S.K., Maleva M., Borisova G. Soil pollution and plant efficiency indices for phytoremediation of heavy metal(loid)s: two-decade study (2002–2021) // Metals. 2022. Vol. 12. 1330. https://doi.org/10.3390/met12081330
- Lichtenhaler H.K., Chlorophylls and carotenoids: pigments of photosynthetic biomembranes // Methods in Enzymology. 1987. Vol. 148. P. 350-382. https://doi.org/10.1016/0076-6879(87)48036-1
- Nadgórska–Socha A., Kandziora-Ciupa M., Trzęsicki M., Barczyk G. Air pollution tolerance index and heavy metal bioaccumulation in selected plant species from urban biotopes // Chemosphere. 2017. Vol. 183. P. 471-482. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2017.05.128
- 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. 2017. Vol. 168. P. 851–859. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2016.10.125