ЛЕСОВЕДЕНИЕ, 2020, № 6, С. 537–547


СТРУКТУРНО–ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ ХВОИ СОСНЫ В УСЛОВИЯХ АЭРОТЕХНОГЕННОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ
В. В. Тужилкина, С. Н. Плюснина
Институт биологии Коми научного центра Уральского отделения РАН
Россия,167982, Сыктывкар, ГСП-2, ул. Коммунистическая, 28
E-mail: tuzhilkina@ib.komisc.ru


Поступила в редакцию 26.10.2018 г.
Исследовано влияние аэротехногенных выбросов целлюлозно-бумажного производства АО «Монди Сыктывкарский ЛПК» на состояние хвои сосны обыкновенной (Pinus sylvestris) в сосняках лишайниковых. Проведен сравнительный анализ структурно-физиологических показателей фотосинтетического аппарата сосны в фоновом районе и на загрязненной территории в зависимости от техногенной нагрузки в 1995 и 2015 гг. Показано, что сильные воздействия промышленных выбросов приводят к уменьшению накопления крахмала в хлоропластах и подавлению синтеза хлорофиллов и каротиноидов в хвое сосны. При ослаблении техногенной нагрузки загрязнение воздуха сернистыми и азотистыми соединениями не оказывает отрицательного влияния на ультраструктурную организацию клеток мезофилла, пигментный комплекс и фотосинтетическую способность хвои.
Ключевые слова: сосна обыкновенная (Pinus sylvestris), хвоя, целлюлозно-бумажное производство, мониторинг, аэротехногенное загрязнение, структура, пигменты, СО2- газообмен.
Работа выполнена в рамках Государственного задания Института биологии Коми НЦ УрО РАН от 10.12.2017 г.
DOI: 10.31857/S0024114820060091


СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ



  • Антипов В.Г. Устойчивость древесных растений к промышленным газам. Минск: Наука и техника, 1979. 215 с.

  • Барахтенова Л.А. Влияние сернистого газа на фотосинтетический метаболизм у растений // Изв. АН СССР. Сер. биол. 1987. Вып. 2. С. 45.

  • Воробейчик Е.Л., Трубина М.Р., Хантемирова Е.В., Бергман И.Е. Многолетняя динамика лесной растительности в период сокращения выбросов медеплавильного завода // Экология. 2014. № 6. С. 448–458.

  • Гапоненко В.И. Обновление хлорофилла в фотосинтезирующем аппарате как физиологический процесс // Проблемы биосинтеза хлорофилла. Минск: Наука и техника, 1971. С. 78–137.

  • Гетко Н.В. Растения в техногенной среде. Минск: Наука и техника, 1989. 208 с.

  • Горышина Т.К. Фотосинтетический аппарат растений и условия среды. Л.: Изд-во Ленинградского университета, 1989. 204 с.

  • Государственный доклад о состоянии окружающей природной среды Республики Коми в 1996 году. Сыктывкар, 1997. 148 с.

  • Государственный доклад «О состоянии окружающей среды Республики Коми в 2015 году». Сыктывкар, 2016. 173 с.

  • Дьяконов В.В. Состояние лесов охраняемых территорий Карелии в связи с атмосферным загрязнением // Проблемы антропогенной трансформации лесных биогеоценозов Карелии. Петрозаводск: КНЦ РАН, 1996. С. 6–17.

  • Кайбияйнен Л.К., Софронова Г.И., Болондинский В.К. Влияние токсичных поллютантов на дыхание хвои и побегов сосны обыкновенной // Экология. 1998. № 1. С. 23–27.

  • Кайбияйнен Л.К., Хари П., Софронова Г.И., Болондинский В.К. Влияние длительности воздействия токсичных поллютантов на состояние устьиц и фотосинтез хвои // Физиология растений. 1995. Т. 42. № 5. С. 751–757.

  • Кравкина И.М. Влияние атмосферных загрязнителей на структуру листа // Ботанический журнал. 1991. Т. 76. № 1. С. 3–9.

  • Кравкина И.М. Реакция пластидома и хондриома хлоренхимы листа на длительное аэротехногенное загрязнение // Физиология растений. 2001. Т. 48. С. 276–281.

  • Кулагин Ю.З. Индустриальная дендроэкология и прогнозирование // М.: Наука, 1985. 117 с.

  • Ладанова Н.В., Плюснина С.Н. Анатомо-морфологические изменения разновозрастной хвои сосны обыкновенной в зоне действия Сыктывкарского лесопромышленного комплекса // Лесной журнал. 1998. № 1. С. 7–11.

  • Личутина Т.Ф., Боголицын К.Г., Гусакова М.А. Экологическая оценка деятельности предприятий целлюлозно-бумажной промышленности. Перспективные направления утилизации отходов // Российский химический журнал. 2011. Т. LV. № 1. С. 101–107.

  • Мальхотра С.С., Хан А.А. Биохимическое и физиологическое действие приоритетных загрязняющих веществ // Загрязнение воздуха и жизнь растений / Под ред. М.Л. Трешоу. М.: Гидрометиздат, 1988. С. 144–189.

  • Михайлова И.Н. Начальные этапы восстановления сообществ эпифитных лишайников после снижения выбросов медеплавильного завода // Экология. 2017. № 4. С. 277–281.

  • Николаевский В.С. Биологические основы газоустойчивости растений. Новосибирск: Наука, 1979. 278 с.

  • Робакидзе Е.А., Торлопова Н.В. Мониторинг состояния ельников в условиях загрязнения целлюлозно-бумажного производства // Растительные ресурсы. 2018. Т. 54. № 1. С. 42–58.

  • Робакидзе Е.А., Торлопова Н.В., Бобкова К.С. Состояние хвойных фитоценозов защитной зоны г. Сыктывкара // Сохранение лесных экосистем: проблемы и пути их решения: Матер. Всерос. науч-практич. конф. Киров: Радуга-ПРЕСС, 2017. С. 179–181.

  • Рунова Е.М. Влияние техногенного загрязнения на состояние хвойных древостоев: Автореф. дисс. ...д-ра. с.-х. наук. Красноярск, 1999. 42 с.

  • Сергейчик С.А. Древесные растения и оптимизация промышленной среды. Минск: Наука и техника, 1984. 168 с.

  • Скупченко В.Б. Морфометрия на экране электронного микроскопа // Ботанический журнал. 1990. Т. 75. № 10. С. 1463–1467.

  • Сухарева Т.А., Лукина Н.В. Минеральный состав ассимилирующих органов хвойных деревьев после снижения уровня атмосферного загрязнения на Кольском полуострове // Экология. 2014. № 2. С. 97.

  • Тарханов С.Н., Бирюков С.Ю. Морфоструктура и изменчивость биохимических признаков популяции сосны (Pinus sylvestris L.) в стрессовых условиях устья Северной Двины // Сибирский экологический журнал. 2014. Т. 21. № 2. С. 319–327.

  • Тарханов С.Н., Прожерина Н.А., Коновалов В.Н. Лесные экосистемы бассейна Северной Двины в условиях атмосферного загрязнения: диагностика состояния. Екатеринбург: УрО РАН, 2004. 333 с.

  • Торлопова Н.В., Робакидзе Е.А. Влияние поллютантов на хвойные фитоценозы (на примере Сыктывкарского лесопромышленного комплекса). Екатеринбург: УрО РАН, 2003. 147 с.

  • Тужилкина В.В. Реакция пигментной системы хвойных на длительное аэротехногенное загрязнение // Экология. 2009. № 4. С. 243–248.

  • Тужилкина В.В., Ладанова Н.В, Плюснина С.Н. Влияние техногенного загрязнения на фотосинтетический аппарат сосны // Экология. 1998. № 2. С. 89–93.

  • Тужилкина В.В., Плюснина С.Н. Комплексная оценка состояния хвои Picea obovata (Pinaceae) в условиях аэротехногенного загрязнения // Растительные ресурсы. 2014. Т. 50. Вып. 4. С. 579–587.

  • Хелдт Г.-В. Биохимия растений. М.: БИНОМ, 2011. 471 с.

  • Шлык А.А. Определение хлорофиллов и каротиноидов в экстрактах зеленых листьев // Биохимические методы в физиологии растений. М.: Наука, 1971. С. 154–170.

  • Ярмишко В.Т., Горшков В.В., Лянгузова И.В., Баккал И.Ю. Экологический мониторинг лесных экосистем Кольского полуострова в условиях аэротехногенного загрязнения // Региональная экология. 2011. № 1-2 (31). С. 21–29.

  • Ярмишко В.Т., Лянгузова И.В. Многолетняя динамика параметров и состояния хвои Pinus sylvestris L. в условиях аэротехногенного загрязнения на европейском Севере // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2013. № 203. С. 30–46.

  • Ярмишко В.Т., Лянгузова И.В., Лянгузов А.Ю. Изменение годичного прироста стволов Pinus sylvestris (Pinaceae) при снижении аэротехногенного загрязнения // Растительные ресурсы. 2017. Т. 53. № 4. С. 527–542.

  • Cavaleiro C., Pinto E., Gonсalves M.J., Salgueiro L. Antifungal activity of Juniperus essential oils against dermatophyte, Aspergillus and Candida strains // Journal of Applied Microbiology. 2006. V. 100. P. 1333–1338.

  • Huttunen S., Laine K. Effects of air borne pollutants on the surface wax structure of Pinus sylvestris needles // Annales Botanici Fennici. 1983. V. 20. № 1. P. 79–86.

  • Jäger H.-J., Klein H. Biochemical and physiological effects of SO2 on plants // Angewandte Botanik. 1980. 54. P. 337–348.

  • Kukkola E., Huttunen S., Bӓck J., Rautio P. Scots pine needle injuries at subarctic industrial sites // Trees. 1997. V. 11. P. 378–387.

  • Oleksyn J. Effect  of SO2, HF and NO2 on  net photosynthesis and dark  respiration  rates  of Scots pine needles of various ages // Photosynthetica. 1984. V. 18. N  2. P. 259–262.

  • Soikkeli S. Comparison of cytological injuries in conifer needles from several polluted industrial environments in Finland // Annales Botanici Fennici. 1981. V. 18. N 1. P. 47–61.

  • Šestak Z. Photosynthetic characteristics during ontogenesis of leaves. 1. Chlorophylls // Photosynthetica. 1977. V. 11 N 4. P. 367–387.

  • Vodka M.V. Chloroplasts ultrastructural changes as biomarkers of acid rain and heavy metals pollution // Biotechnologia Acta. 2017. V. 10. N 3. P. 57–64.