Характеристика пигментного комплекса листьев Betula pendula Roth. при различных типах загрязнения в условиях Южно-Уральского региона
DOI:
https://doi.org/10.37482/0536-1036-2026-1-103-120Ключевые слова:
береза повислая, пигментный комплекс листьев, адаптивные реакции, промышленное загрязнение, Южно-Уральский регионАннотация
Представлены результаты исследования пигментного комплекса листьев березы повислой при произрастании в условиях различных типов промышленного загрязнения Южно-Уральского региона: Стерлитамакский промышленный центр (аэротехногенное полиметаллическое загрязнение), Карабашский медеплавильный комбинат (аэротехногенное полиметаллическое загрязнение в сочетании с сернистым ангидридом), Учалинский горно-обогатительный комбинат (полиметаллическое загрязнение в условиях отвалов вскрышных пород медно-колчеданной горнорудной промышленности), Кумертауский буроугольный разрез (полиметаллическое загрязнение в условиях отвалов вскрышных пород буроугольного разреза), Уфимский промышленный центр (аэротехногенное нефтехимическое загрязнение). Показан дисбаланс пигментного комплекса листьев березы для всех исследованных типов загрязнения, который выражается в отсутствии согласованности между адаптивными реакциями пигментов и их соотношений. Четко выделить общую адаптивную реакцию для всего пигментного комплекса в каждом промышленном центре не представляется возможным. С некоторой долей условности можно отметить, что при полиметаллическом загрязнении в сочетании с сернистым ангидридом пигментный комплекс характеризуется преимущественно толерантной адаптивной реакцией, в условиях отвалов вскрышных пород медно-колчеданной горнорудной промышленности – стрессовой, в условиях отвалов вскрышных пород буроугольной горнорудной промышленности – нейтральной, а при нефтехимическом и аэротехногенном полиметаллическом загрязнениях преобладающая реакция отсутствует. По степени увеличения дисбаланса в пигментном комплексе промышленные центры образуют ряд по возрастанию: Кумертауский буроугольный разрез – Учалинский горно-обогатительный комбинат – Карабашский медеплавильный комбинат – Стерлитамакский промышленный центр – Уфимский промышленный центр. Соотношение хлорофилла a и b определяет устойчивый баланс между хлорофиллами во всех типах загрязнения, но выделяет нефтехимическое загрязнение как более значимый стрессовый фактор. Соотношение хлорофилла a + b и каротиноидов показывает отсутствие стабильности во всех типах загрязнения и выделяет аэротехногенное полиметаллическое, нефтехимическое и полиметаллическое загрязнения в условиях медно-колчеданных отвалов как более значимые стрессовые факторы. Разработка рекомендаций по применению березы для защитных насаждений должна быть основана на комплексной оценке ее адаптивных реакций на различных иерархических уровнях. Это позволит целенаправленно использовать березу в условиях, где она толерантна к загрязнению и обладает высоким адаптивным потенциалом, и исключить ее применение в посадках в стрессовых условиях, где ее приспособительные возможности ограничены.
Скачивания
Библиографические ссылки
Баландайкин М.Э. Динамика и различия в концентрации основных фотосинтетических пигментов листьев березы, произрастающей в неоднородных условиях // Химия растит. сырья. 2014. No 1. С. 159–164. Balandaykin M.E. Dynamics and Distinctions in Concentration of the Basic Photosynthetic Pigments of Leaves of the Birch Growing in Impure Conditions. Khimija Rastitel’nogo Syr’ja, 2014, no. 1, pp. 159–164. (In Russ.). https://doi.org/10.14258/jcprm.1401159
Белова Т.А., Гончарова Е.Е., Протасова М.В. Оценка пигментного состава березы повислой под влиянием антропогенной нагрузки // Auditorium. Электрон. науч. журн. Курск. гос. ун-та. 2023. No 1 (37). Режим доступа: https://api-mag.kursksu.ru/api/v1/get_pdf/4810/ (дата обращения: 10.12.25). Belova T.A., Goncharova E.E., Protasova M.V. Assessment of Pigment Composition of Betula pendula under the Influence of Anthropogenic Load. Auditorium. Elektronnyj nauchnyj zhurnal Kurskogo gosudarstvennogo universiteta, 2023, no. 1 (37). (In Russ.).
Бухарина И.Л., Поварницина Т.М., Ведерников К.Е. Эколого-биологические особенности древесных растений в урбанизированной среде. Ижевск: Ижевск. ГСХА, 2007. 216 с. Bukharina I.L., Povarnitsina T.M., Vedernikov K.E. Ecological and Biological Characteristics of Woody Plants in an Urban Environment. Izhevsk, Izhevsk State Agricultural Academy Publ., 2007. 216 p. (In Russ.).
Васфилов С.П. Возможные пути негативного влияния кислых газов на растения // Журн. общ. биол. 2003. Т. 64, No 2. С. 146–159. Vasfilov S.P. Possible Ways of Negative Influence of Acid Gases on Plants. Zhurnal obshchej biologii = Journal of General Biology, 2003, vol. 64, no. 2, pp. 146–159. (In Russ.).
Галимов Р.Р., Уразбахтин А.А., Уразгильдин Р.В. Сравнительная характеристика морфологических параметров листьев и побегов березы повислой при различных типах загрязнения в условиях Южно-Уральского региона // Леса России и хоз-во в них. 2024. No 4 (91). С. 94–105. Galimov R.R., Urazbakhtin A.A., Urazgildin R.V. Comparative Characteristics of Morphological Parameters of Birch Leaves and Shoots under Different Types of Pollution in the Conditions of the South Urals Region. Lesa Rossii i khozyajstvo v nikh = Forests of Russia and Economy in Them, 2024, no. 4 (91), pp. 94–105. (In Russ.). https://doi.org/10.51318/FRET.2024.91.4.010
Гамалей Ю.В. Развитие хлоренхимы листа. Л.: Наука, 1978. 192 c. Gamalej Yu.V. Development of Leaf Chlorenchyma. Leningrad, Nauka Publ., 1978. 192 p. (In Russ.).
Гетко Н.В. Растения в техногенной среде: Структура и функция ассимиляционного аппарата. Минск: Наука и техника, 1989. 208 с. Getko N.V. Plants in a Man-Made Environment: Structure and Function of the Assimilation Apparatus. Minsk, Nauka i tekhnika Publ., 1989. 208 p. (In Russ.).
Горышина Т.К., Заботина Т.Н., Пружина Е.Г. Пластидный аппарат травянистых растений лесостепной дубравы в разных условиях освещенности // Экология. 1975. No 15. С. 15–22. Goryshina T.K., Zabotina T.N., Pruzhina E.G. Plastid Apparatus of Herbaceous Plants of Forest-Steppe Oak Groves under Different Lighting Conditions. Ekologiya = Russian Journal of Ecology, 1975, no. 15, pp. 15–22. (In Russ.).
Государственный доклад о состоянии природных ресурсов и окружающей среды республики Башкортостан в 2022 году. Уфа: Самрау, 2023. 319 с. State Report on the State of Natural Resources and the Environment of the Republic of Bashkortostan in 2022. Ufa, Samrau Publ., 2023. 319 p. (In Russ.).
Донцов А.С., Сунцова Л.Н., Иншаков Е.М. Оценка состояния окружающей среды г. Красноярска по состоянию фотосинтетического аппарата ели сибирской // Хвойные бореал. зоны. 2016. No 37 (5-6). С. 246–250. Dontsov A.S., Sutsova L.N., Inshakov E.M. Assessment of the State of the Environment of the City of Krasnoyarsk Based on the State of the Photosynthetic Apparatus of Siberian Spruce. Khvojnye boreal’noj zony = Conifers of the Boreal Area, 2016, no. 37 (5-6), pp. 246–250. (In Russ.).
Дончева-Бонева М.Н. Воздействие токсических газов на содержание пигментов в хвое сосны обыкновенной // Влияние атмосферного загрязнения и других антропогенных и природных факторов на дестабилизацию состояния лесов Центральной и Восточной Европы. Т. 1. М.: МГУЛ, 1996. С. 56–57. Doncheva-Boneva M.N. The Effect of Toxic Gases on the Pigment Content in Scots Pine Needles. Vliyanie atmosfernogo zagryazneniya i drugih antropogennykh i prirodnykh faktorov na destabilizatsiyu sostoyaniya lesov Tsentral’noj i Vostochnoj Evropy, vol. 1. Moscow, Moscow State Forest University Publ., 1996, pp. 56–57. (In Russ.).
Кавеленова Л.М., Малыхина Е.В., Розно С.А., Смирнов Ю.В. К методологии экофизиологических исследований листьев древесных растений // Поволж. экол. журн. 2008. No 3. С. 200–210. Kavelenova L.M., Malykhina E.V., Rozno S.A., Smirnov Yu.V. On the Methodology of Tree Leaf Ecophysiological Studies. Povolzhskij ekologicheskij zhurnal = Povolzhskiy Journal of Ecology, 2008, no. 3, pp. 200–210. (In Russ.).
Майдебура И.С. Влияние загрязнения воздушного бассейна города Калининграда на анатомоморфологические особенности и биохимические показатели древесных растений: дис. ... канд. биол. наук. Калининград, 2006. 146 с. Majdebura I.S. The Impact of Air Pollution in the City of Kaliningrad on the Anatomical and Morphological Characteristics and Biochemical Parameters of Woody Plants: Cand. Biol. Sci. Diss. Kaliningrad, 2006. 146 p. (In Russ.).
Маракаев О.А., Смирнова Н.С., Загоскина Н.В. Техногенный стресс и его влияние на лиственные древесные растения (на примере парков г. Ярославля) // Экология. 2006. No 6. С. 410–414. Marakaev O.A., Smirnova N.S., Zagoskina N.V. Technogenic Stress and Its Effect on Deciduous Trees (an Example from Parks in Yaroslavl). Ekologiya = Russian Journal of Ecology, 2006, no. 6, pp. 373–377. https://doi.org/10.1134/S1067413606060026
Методы биохимического анализа растений / под ред. В.В. Полевого, Г.Б. Максимовой. Л.: ЛГУ, 1978. 192 с. Methods of Biochemical Analysis of Plants. Ed. by V.V. Polevoj, G.B. Maksimova. Leningrad, Leningrad State University Publ., 1978. 192 p. (In Russ.).
Мокроносов А.Т. Фотосинтетическая функция и целостность растительного организма // 42-е Тимирязевские чтения. М.: Наука, 1983. 64 с. Mokronosov A.T. Photosynthetic Function and Integrity of the Plant Organism. 42-e Timiryazevskie chteniya. Moskva, Nauka Publ., 1983. 64 p. (In Russ.).
Реферат по итогам оказания услуг по осуществлению регулярных наблюдений химического загрязнения атмосферного воздуха на территории города Карабаша, где нет государственной наблюдательной сети. Челябинск: Филиал ЦЛАТИ по УФО, 2021. 7 с. Abstract on the Results of the Provision of Services for the Implementation of Regular Observations of Chemical Air Pollution in the Territory of the City of Karabash, Where There is No State Monitoring Network. Chelyabinsk, Branch of the Centre for Laboratory Analysis and Technical Measurements in the Ural Federal District Publ., 2021. 7 p. (In Russ.).
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, No 1. С. 223–228. Sokolova G.G. Impact of Technogenic Pollution on the Pigment Composition of Birch Leaves (Betula pendula Roth.) in the Urban Conditions of Barnaul. Problemy botaniki Yuzhnoj Sibiri i Mongolii = Problems of Botany of South Siberia and Mongolia, 2020, vol. 19, no. 1, pp. 223–228. (In Russ.). https://doi.org/10.14258/pbssm.2020044
Стасова В.В., Скрипальщикова Л.Н., Астраханцева Н.В., Барченков А.П. Фотосинтетические пигменты в листьях березы повислой при техногенном воздействии // Изв. вузов. Лесн. журн. 2023. No 3. С. 35–47. Stasova V.V., Skripal’shchikova L.N., Astrakhantseva N.V., Barchenkov A.P. Photosynthetic Pigments in Silver Birch Leaves (Betula pendula Roth.) with Technogenic Load. Lesnoy Zhurnal = Russian Forestry Journal, 2023, no. 3, pp. 35–47. (In Russ.). https://doi.org/10.37482/0536-1036-2023-3-35-47
Тахтаджян А.А. Высшие растения. Т. 1. М.; Л.: АН СССР, 1956. 488 с. Takhtadzhyan A.A. Higher Plants: Vol. 1. Moscow, Leningrad, USSR Academy of Sciences Publ., 1956. 488 p. (In Russ.).
Тужилкина В.В. Реакция пигментной системы хвойных на длительное аэротехногенное загрязнение // Экология. 2009. No 4. С. 243–248. Tuzhilkina V.V. Reaction of the Pigment System of Conifers to Long-Term Aerotechnogenic Pollution. Ekologiya = Russian Journal of Ecology, 2009, no. 4, pp. 243–248. (In Russ.).
Уразгильдин Р.В. Лесообразующие виды Предуралья в условиях техногенеза: сравнительная эколого-биологическая характеристика, видоспецифичность, адаптивные реакции, адаптивные стратегии: дис. ... д-ра биол. наук. Уфа, 2021. 367 с. Urazgildin R.V. Forest-Forming Species of the Cis-Urals under Technogenic Conditions: Comparative Ecological and Biological Characteristics, Species Specificity, Adaptive Responses, Adaptive Strategies: Doc. Biol. Sci. Diss. Ufa, 2021, 367 p. (In Russ.).
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 // Карельск. науч. журн. 2016. Т. 5, No 1 (14). С. 90–94. Urazgildin R.V., Amineva K.Z., Zaitsev G.A., Kulagin A.U., Yashin D.A. Comparative Characteristic of Oak (Quercus robur L.), Lime (Tilia cordata Mill.) and Birch (Betula pendula Roth.) Pigmentary Complex Formation in Industrial Pollution Conditions. Karel’skij nauchnyj zhurnal, 2016, vol. 5, no. 1 (14), pp. 90–94. (In Russ.).
Флора СССР. Т. 1 / под ред. М.М. Ильина. Л.: АН СССР, 1934. 302 с. Flora of the USSR: Vol. 1. Ed. by M.M. Il’in. Leningrad, USSR Academy of Sciences Publ., 1934. 302 p. (In Russ.).
Цандекова О.Л. Динамика накопления пигментов в листьях Betula pendula Roth. в условиях породного отвала угледобывающей промышленности // Вестн. Алтайск. гос. аграрн. ун-та. 2016. No 6 (140). С. 60–64. Tsandekova O.L. The Dynamics of Pigment Accumulation in Leaves of Betula pendula Roth. in a Mining Rock Dump. Vestnik Altajskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta = Bulletin of Altai State Agrarian University, 2016, no. 6 (140), pp. 60–64. (In Russ.).
Цандекова О.Л., Неверова О.А. Влияние выбросов автотранспорта на пигментный комплекс листьев древесных растений // Изв. СамНЦ РАН. 2010. Т. 12, No 1 (3). С. 853–856. Tsandekova O.L., Neverova O.A. Influence of Motor Transport Emissions on the Wood Plants Leaves Pigmentary Complex. Izvestiya Samarskogo nauchnogo tsentra Rossijskoj akademii nauk, 2010, vol. 12, no. 1 (3), pp. 853–856. (In Russ.).
Чупахина Г.Н. Физиологические и биохимические методы анализа растений: Практикум. Калининград: Калининградск. ун-т, 2000. 59 с. Chupakhina G.N. Physiological and Biochemical Methods of Plant Analysis: Tutorial. Kaliningrad: Kaliningrad University Publ., 2000. 59 p. (In Russ.).
Шлык А.А., Прудникова И.В., Парамонова Т.К. Биосинтез и состояние хлорофиллов в растении. Минск: Наука и техника, 1975. С. 42–57. Shlyk A.A., Prudnikova I.V., Paramonova T.K. Biosynthesis and State of Chlorophylls in Plants. Minsk, Nauka i tekhnika Publ., 1975, pp. 42–57. (In Russ.).
Areington C.A., Varghese B., Sershen H. The Utility of Biochemical, Physiological and Morphological Biomarkers of Leaf Sulfate Levels in Establishing Brachylaena discolor leaves as a Bioindicator of SO2 Pollution. Plant Physiology and Biochemistry, 2017, vol. 118, pp. 295–305. https://doi.org/10.1016/j.plaphy.2017.06.025
Goodwin T.W. The Biochemistry of the Carotenoids. Vol. 1: Plants. London, New York, Chapman and Hall Publ., 1980. 378 p. https://doi.org/10.1007/978-94-009-5860-9
Gowin T., Góral I. Chlorophyll and Pheophytin Content in Needles of Different Age of Trees Growing under Conditions of Chronic Industrial Pollution. Acta Societatis Botanicorum Poloniae, 1977, vol. 46, no. 1, pp. 151–159. https://doi.org/10.5586/asbp.1977.012
Mathis P., Kleo J. The Triplet State of β-Carotene and of Analog Polyenes of Different Length. Photochemistry and Photobiology, 1973, vol. 18, iss. 4, pp. 343–346. https://doi.org/10.1111/j.1751-1097.1973.tb06431.x
Mikhailova T.А., Afanasieva L.V., Kalugina O.V., Shergina О.V., Taranenko E.N. Changes in Nutrition and Pigment Complex in Pine (Pinus sylvestris L.) Needles under Technogenic Pollution in Irkutsk Region, Russia. Journal of Forest Research, 2017, vol. 22, iss. 6, pp. 386–392. https://doi.org/10.1080/13416979.2017.1386020
More R.S., Chaubal S.S. Determination of Stress and Comparison by Estimation of Chlorophyll – a, b and Carotenoid Contents among Plants Growing along Mithi River, Mumbai. International Journal of Scientific & Engineering Research, 2017, vol. 8, iss. 1, pp. 1–8.
Mukherjee A., Agrawal M. Use of GLM Approach to Assess the Responses of Tropical Trees to Urban Air Pollution in Relation to Leaf Functional Traits and Tree Characteristics. Ecotoxicology and Environmental Safety, 2018, vol. 152, pp. 42–54. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2018.01.038
Prajapati S.K., Tripathi B.D. Seasonal Variation of Leaf Dust Accumulation and Pigment Content in Plant Species Exposed to Urban Particulates Pollution. Journal of Environmental Quality, 2008, vol. 37, iss. 3, pp. 865–870. https://doi.org/10.2134/jeq2006.0511
Prusty B.A.K., Mishra P.C., Azeez P.A. Dust Accumulation and Leaf Pigment Content in Vegetation near the National Highway at Sambalpur, Orissa, India. Ecotoxicology and Environmental Safety, 2005, vol. 60, iss. 2, pp. 228–235. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2003.12.013
Rostunov A., Konchina T., Zhestkova E., Gusev D., Kharitonov S. The Dependence of Morphological and Physiological Indicators of the Leaves of Woody Plants on the Degree of Technogenic Pollution. Technology. Resources: Proceedings of the 11th Internet Scientific and Practical Conference: Vol. 1. Latvia, Rezekne Academy of Technologies, 2017, pp. 235–239. https://doi.org/10.17770/etr2017vol1.2516
Seyyednejad S.M., Niknejad M., Yusefi M. Study of Air Pollution Effects on Some Physiology and Morphology Factors of Albizia lebbeck in High Temperature Condition in Khuzestan. Journal of Plant Sciences, 2009, vol. 4, iss. 4, pp. 122–126. https://doi.org/10.3923/jps.2009.122.126
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2026 Галимов Р.Р., Уразгильдин Р.В.
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
