ЛЕСОВЕДЕНИЕ, 2021, № 4, С. 393–405

ВЛИЯНИЕ АВТОТРАНСПОРТНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ НА БИОХИМИЧЕСКИЕ И МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ СОСТОЯНИЯ ДЕРЕВЬЕВ ДУБА ЧЕРЕШЧАТОГО
Н. Ю. Кулакова¹, А. В.Колесников¹, И. Н. Курганова², Е. В. Шуйская³,
А. В. Миронова⁴, Д. М. Скоробогатова^4
1Институт лесоведения РАН, Россия 143030, Московская область,
с. Успенское, ул. Советская, 21
E-mail: nkulakova@mail.ru
²Институт физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН, Россия
142290, Пущино, ул. Институтская, 2, к.2
³Институт физиологии растений им. К. А. Тимирязева РАН, Россия
127276, Москва, ул. Ботаническая, 35
⁴Российский Университет Дружбы народов, Экологический факультет, Россия 115093, Москва, Подольское шоссе, 8/5

Поступила в редакцию: 27 января 2020 г.
Воздействие автотранспорта отражается на биохимических и морфологических показателях состояния деревьев городских насаждений. На примере 28 деревьев дуба черешчатого, произрастающих в местах с разным уровнем автотранспортного загрязнения (10-30 м от МКАД и лесопарк Узкое, г. Москва) был проведен комплексный анализ их морфологических показателей и определено содержание пролина, макроэлементов и тяжелых металлов в листьях и ветвях деревьев разных возрастных групп (старовозрастные, >100 лет и молодые, 15–20 лет). В почвенных образцах, отобранных послойно до глубины 1 м в радиусе не более 2 м от дерева, определяли общее содержание Mg, P, K, Ca, Fe, Cu, Zn, Pb, содержание подвижных форм Zn, Cu, Pb, Fe (ацетат-аммонийная вытяжка) и концентрацию ионов Ca²⁺, Mg²⁺, Cl-, Na+, SO₄^2- в водной вытяжке.
В соответствии с лесохозяйственной шкалой категорий санитарного состояния деревьев и классификацией роста и развития крон дуба черешчатого, исследуемые деревья были отнесены к трем группам жизненного состояния: наихудшего (группа 1), среднего (группа 2) и наилучшего (группа 3). Отмечены близкие значения концентрации тяжёлых металлов в ветвях 100-летних и 10–15-летних деревьев, входящих в группу наихудшего жизненного состояния. Концентрации Zn, Fe, Ca, и S в ветвях деревьев имели тесные отрицательные корреляции с состоянием жизненности деревьев (номером группы), для листьев эти зависимости были менее тесные или отсутствовали. Концентрации К и Р в ветвях деревьев положительно коррелировали с показателями их жизненного состояния, в то время как в листьях этот вид связи не выявлен. Между концентрацией Zn, Fe, Ca, и S и концентрацией Р и К в ветвях деревьев обнаружена тесная отрицательная корреляция, а в листьях – положительная. Увеличение концентрации К и Р в листьях в ответ на увеличение концентрации в них поллютантов является одним из механизмов защиты ассимиляционного аппарата от воздействия автотранспорта.
Ключевые слова: Quercus robur L., жизненное состояние деревьев, тяжёлые металлы, калий, фосфор, воздействие автотранспорта
Химический анализ растительных образцов выполнен в ЦКП ИФХиБПП РАН (ФИЦ ПНЦБИ РАН, г. Пущино) в рамках госзадания ФИЦ ПНЦБИ РАН № 0191–2019–0045.
DOI: 10.31857/S0024114821040070

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

• Аминева, К.З., Уразгильдин Р.В., Сулейманов Р.Р. Эколого–геохимические особенности почв дубовых древостоев и аккумуляция тяжелых металлов в листьях дуба черешчатого (Quercus robur L.) в условиях нефтехимического загрязнения // Известия Самарского НЦ РАН. 2014. 16(5). С. 58–64


• Бухарина И.Л. Динамика содержания азота, фосфора и калия в побегах растений городских насаждений // Известия Российской академии наук. Серия биологическая. 2014. № 4. С. 415.


• Бухарина И.Л., Поварницина Т.М., Ведерников К.Е. Эколого–биологические особенности древесных растений в урбанизированной среде. Ижевск: Ижевская гос. сельскохозяйственная академия, 2007. 216 с.


• Власов Д.В. Геохимия тяжелых металлов и металлоидов в ландшафтах Восточного округа Москвы: Дис.… канд. биол. наук. 25.00.23. М: МГУ им. Ломоносова, 2015. 18 с.


• Водяницкий, Ю.Н. Тяжелые и сверхтяжелые металлы и металлоиды в загрязненных почвах. М.: Почвенный институт им. В.В. Докучаева, 2009. 95 с.


• Воробьева Л.А. Химический анализ почв. М.: Изд–во МГУ, 1998. 272 с.


• Гедройц К.К. Собрание сочинений в трех томах. М.: Сельхгозгиз, 1955. Т. 2. Химический анализ почвы. 628 с.


• Доклад о состоянии окружающей среды в городе Москве в 2013 году / Под ред. А.О. Кульбачевского. М.: ЛАРК ЛТД, 2014. 222 с.


• Железнова О.С. Комплексная оценка биогеохимической устойчивости экосистем в условиях техногенеза: Дисс. … канд. биол. наук. 03.02.08. Петрозаводск. 2015. 297 с.


• Железнова О.С., Черных Н.А., Тобратов С.А. Цинк и кадмий в фитомассе древесных растений лесных экосистем: закономерности транслокации, аккумуляции и барьерных механизмов // Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Экология и безопасность жизнедеятельности. 2017. Т. 25. № 2. С. 253–270.


• Журкова Н.В. Сравнительный анализ состояния древесных пород в условиях большого города и пригорода // Актуальные проблемы экологии и природопользования. 2003. № 3. С. 47–50.


• Кабата-Пендиас А., Пендиас Х. Микроэлементы в почвах и растениях. М.: Мир, 1989. 440 с.


• Калашникова О.В. Техногенное загрязнение почв и состояние древесных насаждений в Москве: Автореф. дис. канд. биол. наук. 03.00.27. М: Факультет почвоведения МГУ им. Ломоносова. 2003. 20 с.


• Каплина Н.Ф., Кулакова Н.Ю. Содержание неструктурных углеводов в органах дуба черешчатого в условиях южной лесостепи европейской части России // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Серия: Лес. Экология. Природопользование. 2015. №. 4 (28). С. 85–99.


• Каплина Н.Ф., Селочник Н.Н. Морфология крон и состояние дуба черешчатого в средневозрастных насаждениях лесостепи // Лесоведение. 2009. № 3. С. 32–42.


• Каплина Н.Ф., Селочник Н.Н. Текущее и долговременное состояние дуба черешчатого в трех контрастных типах леса южной лесостепи // Лесоведение. 2015. №. 3. С. 191–201.


• Касимов Н.С., Власов Д.В., Кошелева Н.Е., Никифорова Е.М. Геохимия ландшафтов Восточной Москвы. М: Из–во АПР, 2016. 276 с.


• Касимов Н.С., Кошелева Н.Е., Сорокина О.И., Гунин П. Д., Бажа  С.Н., Энх–Амгалан С. Загрязнение почв тяжелыми металлами в промышленных городах Монголии // Аридные экосистемы. 2011. Т. 17. № 4 (49). С 14–31.


• Колмогорова Е.Ю., Кайдорина В.А., Неверова О.А. Морфофизическая оценка состояния березы повислой в условиях действия выбросов автотранспорта // Известия высших учебных заведений. Лесной журнал. 2012. № 2. С. 20–27.


• Кузнецов В.В., Дмитриева Г.Н. Физиология растений. М: Высш. шк., 2006. 742 с.


• Кулагин А.А., Шагиева Ю.А. Древесные растения и биологическая консервация промышленных загрязнителей. М: Наука, 2005. 190 с.


• Кулакова Н.Ю., Шабанова Н.П. Засоление почв – одна из проблем городского озеленения / Актуальные проблемы лесного комплекса / Под общ. редак. Е.А. Памфилова. Брянск: БГИТУ. 2019. Вып. 54. 303 с.


• Кулакова Н.Ю., Колесников А.В., Шуйская Е.В. Биохимические параметры состояния деревьев дуба черешчатого (Quercus robur L.) в экстремальных условиях произрастания // Мониторинг и оценка состояния растительного мира: Материалы V Междунар. науч. конф. (Минск – Беловежская пуща, 8–12 октября 2018 г.). Минск: Колорград, 2018. С. 174–176.


• Мучник Е.Э., Каплина Н.Ф., Кулакова Н.Ю., Селочник Н.Н., Ермолова Л.С. Опыт комплексной оценки состояния московских дубрав // Доклады по экологическому почвоведению. 2013. Вып. 18. № 1. С. 151–164.


• Павлов И.Н. Древесные растения в условиях техногенного загрязнения. Улан–Удэ: Изд–во Бурятского НЦ СО РАН, 2006. 370 с.


• Патлай И.Н., Гайда Ю.И. Географическая изменчивость биохимических показателей дуба черешчатого // Лесоведение. 1993. № 1. С. 42–52.


• Титов А.Ф., Казнина Н.М., Таланова В.В. Тяжелые металлы и растения. Петрозаводск: Карельский НЦ РАН, 2014. 194 с.


• Титов А.Ф., Таланова В.В., Казнина Н.М. Физиологические основы устойчивости растений к тяжелым металлам. Петрозаводск: Карельский НЦ РАН, 2011. 78 с.


• Титов А.Ф., Таланова В.В., Казнина Н.М., Лайдинен Г.Ф. Устойчивость растений к тяжелым металлам. Петрозаводск: Карельский НЦ РАН, 2007. 172 с.


• Черных Н.А., Овчаренко М.М. Тяжелые металлы и радионуклиды в биогеоценозах. М.: Агроконсалт, 2002. 200 с.


• Чиркова Т.В. Физиологические основы устойчивости растений. СПб.: Изд–во Сант–Петербургского университета, 2002. 244 с.


• Шевякова Н.И., Кузнецов В.В., Карпачевский Л.О. Причины и механизмы гибели зелёных насаждений при действии техногенных факторов городской среды и создании стресс–устойчивых фитоценозов // Вестник Московского гос. университета леса – Лесной вестник. 2000. № 6. С. 25–33.


• Шергина О.В., Михайлова. Т.А. Состояние древесных растений и почвенного покрова парковых и лесопарковых зон г. Иркутска / Отв. ред. Ю.М. Семенов. Иркутск: Изд–во Института географии СО РАН, 2007. 200 с.


• Aslamsup R., Bostansup N., Mariasup M., Safdar W. A critical review on halophytes: salt tolerant plants // Journal of Medicinal Plants Research. 2011. V. 5. N. 33. P. 7108–7118.


• Bates L.S., Waldren R.P., Teare I.D. Rapid determination of free proline for water–stress studies // Plant & soil. 1973. V. 39. N. 1. Р. 205–207.


• Joshi P.C., Swami A. Physiological responses of some tree species under roadside automobile pollution stress around city of Haridwar, India // The Environmentalist. 2007. V. 27. N. 3. Р. 365–374.


• Kulakova N.Y., Kolesnikov A.V., Baranova A.Y., Golubeva M.V. The study of adaptive capacity of oak (Quércus róbur) to motor transport pollutions // Russian Journal of Agricultural & Socio–Economic Sciences. 2017. V. 2(62). Р. 239–249.


• Lee M.A., Davies L., Power S.A. Effects of roads on adjacent plant community composition and ecosystem function: an example from three calcareous ecosystems // Environmental pollution. 2012. V. 163. P. 273–280.


• Outlaw W.H., Current Concepts on the role of potassion in stomatol movements // Physiology planta. 1983. V. 59. N. 2. Р. 302–311.


• Sala A., Woodruff D.R., Meinzer F.C. Carbon dynamics in trees: feast or famine? // Tree physiology. 2012. N. 32. P. 764–775.


• Szabados L., Savouré A. Proline: a Multifunctional Amino Acid // Trends in Plant Science. 2010. V. 15. P. 89–97.


• Warren H.V., Delavault R.E. Lead in some food crops and trees // Journal of the Science of Food & Agriculture. 1962. V. 13. N. 2. P. 96–98.