Распечатать страницу

БИОЛОГИЧЕСКИЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ЛЕСНОГО ХОЗЯЙСТВА

1

ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ В ФИТОСУБСТРАТАХ — ИНДИКАТОРЫ АНТРОПОГЕННОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОЗДУХА В ПРОМЫШЛЕННОМ РЕГИОНЕ

5–13

УДК 628.516:502.3:582.32:633.878.32(477.60)

DOI: 10.18698/2542-1468-2022-6-5-13

Шифр ВАК 4.1.3

А.С. Алемасова, А.И. Сафонов

ГОУ ВПО «Донецкий национальный университет», 283000, г. Донецк, ул. Университетская, д. 24

kf.analit.chem.zav@donnu.ru

Представлено доказательство экотопической разницы в накоплении тяжелых металлов (Zn, Cu, Fe, Mn, Ni, Cd, Pb) ботаническими объектами индикационной значимости, что определено в результате проведения исследований в местах локализации учетных площадок мониторинговой сети центральной части Донбасса. Приведены материалы изучения растений в зонах влияния техногенных и отдельных антропогенных воздействий, в частности, промышленных предприятий металлургического комплекса, отвалов угольных шахт, мест транспортной нагрузки на экосистемы, селитебных экотопов. Дан сравнительный анализ территорий, подвергшихся масштабной и минимальной трансформации в зонах природно-заповедного фонда Донецкого региона. Установлена таксономическая специфичность в накоплении тяжелых металлов для используемых мохообразных 11 видов природной флоры региона, отмечены факты гипер- и гипоаккумулирования в талломах бриобионтов. По накоплению тяжелых металлов выявлены факты фитогеохимической миграционной активности элементов в приземном слое атмосферы промышленно напряженного региона и содержания в тополином пухе пыльцы растений других видов. Определены причины накопления тяжелых металлов в мохообразных — с осадками, а в свободно парящих в воздухе семенах тополя черного — в результате активного захвата частиц пыли, что обусловливает разницу в накоплении разными фитосубстратами. Полученные данные рассмотрены в контексте возможного усиления сезонного проявления аллергических реакций у людей. Для оценки загрязнения воздуха в Донбассе рекомендовано использовать виды Ceratodon purpureus (Hedw.) Brid и Bryum argenteum Hedw. по накоплению поллютантов в гаметофитах и Populus nigra L. по специфике содержания в халазных выростах семян дендроиндикатора.

Ключевые слова: тяжелые металлы, экологический фитомониторинг, техногенное загрязнение

Ссылка для цитирования: Алемасова А.С., Сафонов А.И. Тяжелые металлы в фитосубстратах — индикаторы антропогенного загрязнения воздуха в промышленном регионе // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2022. Т. 26. № 6. С. 5–13. DOI: 10.18698/2542-1468-2022-6-5-13

Список литературы

[1] Yeprintsev S.A., Shekoyan S.V., Lepeshkina L.A., Voronin A.A., Klevtsova M.A. Technologies for creating geographic information resources for monitoring the socio-ecological conditions of cities // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 2019, 582(1), p. 012012.

[2] An Y., Liu S., Sun Y., Shi F., Beazley R. Construction and optimization of an ecological network based on morphological spatial pattern analysis and circuit theory // Landscape Ecology 2021, v. 36, pр. 2059–2076.

[3] Bian Z., Yu H., Hou J., Mu S. Influencing factors and evaluation of land degradation of 12 coal mine areas in Western China // J. of China Coal Society, 2020, v. 45, pр. 338–350.

[4] Wang S., Huang J., Yu H., Ji C. Recognition of landscape key areas in a coal mine area of a semi-arid steppe in China: a case study of Yimin open-pit coal mine // Sustainability, 2020, v. 12, р. 2239.

[5] Yu H., Huang J., Ji C., Li Z. Construction of a landscape ecological network for a large-scale energy and chemical industrial base: a case study of Ningdong, China // Land, 2021, v. 10, no. 4, р. 344.

[6] Глазовская М.А. Геохимия природных и техногенных ландшафтов СССР. М.: Изд-во МГУ, 2007. 350 с.

[7] Kabata-Pendias A., Pendias H. Trace elements in soil and plants. CRC Press LLC, 2001, 413 p.

[8] Pashentsev D.A., Abramova A.I., Eriashvili N.D., Grimalskaya S.A., Gafurova A.Ya., Kharisova G.M., Karpenko G.V., Avilova V.V. Digital software of industrial enterprise environmental monitoring // Ekoloji, 2019, vol. 28 (107), pр. 243–251.

[9] Zaghloul A., Saber M., Gadow S., Awad F. Biological indicators for pollution detection in terrestrial and aquatic ecosystems // Bulletin of the National Research Centre, 2020, v. 44, no. 127, p. 385.

[10] Государственный комитет по экологической политике и природным ресурсам при Главе Донецкой Народной Республики. URL: https://gkecopoldnr.ru/ (дата обращения 01.03.2022).

[11] Опекунова М.Г. Биоиндикация загрязнений. СПб.: Изд-во СПбГУ, 2016. 300 с.

[12] Уфимцева М.Д. Закономерности накопления химических элементов высшими растениями и их реакции в аномальных биогеохимических провинциях // Геохимия, 2015. № 5. С. 450–465.

[13] Bayouli I.T., Bayouli H.T., Dell’Oca A., Meers E., Sun J. Ecological indicators and bioindicator plant species for biomonitoring industrial pollution: Eco-based environmental assessment // Ecological Indicators, 2021, v. 125, p. 107508.

[14] Луговская А.Ю., Храмова Е.П., Чанкина О.В. Влияние транспортно-промышленного загрязнения на морфометрические параметры и элементный состав Potentilla fruticosa // Сибирский экологический журнал, 2018. Т. 25, № 1. С. 111–121.

[15] Hancock G.R., Martin Duque J.F., Willgoose G.R. Mining rehabilitation – Using geomorphology to engineer ecologically sustainable landscapes for highly disturbed lands // Ecological Engineering, 2020, v. 155, р. 105836.

[16] Трубина М.Р., Мухачева С.В., Безель В.С., Воробейчик Е.Л. Содержание тяжелых металлов в плодах дикорастущих растений в зоне аэротехногенного воздействия Среднеуральского медеплавильного завода (Свердловская область) // Растительные ресурсы, 2014. Т. 50. № 1. С. 67–83.

[17] Meena M.K. Impact of arsenic-polluted groundwater on soil and produce quality: a food chain study // Environmental Monitoring and Assessment, 2020, v. 192, no. 12, p. 785.

[18] Zhao A., Yu Q., Feng L., Zhang A., Pei T. Evaluating the cumulative and time-lag effects of drought on grassland vegetation: a case study in the Chinese Loess Plateau // J. of Environmental Management, 2020, v. 261, p. 110214.

[19] Алемасова А.С., Пенькова Ю.И., Пивоварова А.С., Остапенко Р.В. Влияние военных действий на содержание некоторых металлов в почве Саур-Могилы, Донбасс // Теоретическая и прикладная экология, 2018. № 3. С. 33–39.

[20] Safonov A.I. Phyto-qualimetry of toxic pressure and the degree of ecotopes transformation in Donetsk region // Problems of ecology and nature protection of technogenic region, 2013, no. 1, рр. 52–59.

[21] Safonov A.I. Phytoindicational monitoring in Donetsk // World Ecology J., 2016, v. 6, no. 4, рр. 59–71.

[22] Сафонов А.И., Гермонова Е.А. Экологические сети фитомониторингового назначения в Донбассе // Проблемы экологии и охраны природы техногенного региона, 2019. № 3–4. С. 37–42.

[23] Safonov A. Ecological scales of indicator plants in an industrial region // BIO Web Conf., 2022, v. 43, no. 03002, 8 р.

[24] Сафонов А.И., Морозова Е.И. Видовое разнообразие бриобионтов мониторинговой сети Центрального Донбасса // Проблемы экологии и охраны природы техногенного региона, 2021. № 1–2. С. 39–43.

[25] Safonov A., Glukhov A. Ecological phytomonitoring in Donbass using geoinformational analysis // BIO Web Conf., 2021, v. 31, no. 00020, 4 р.

[26] Сафонов А.И., Глухов А.З. Фитомониторинг в техногенно трансформированной среде: методология и практика // Экосистемы, 2021. № 28. С. 16–28.

[27] Алемасова А.С., Сафонов А.И., Сергеева А.С. Накопление тяжелых металлов мохообразными в различных экотопах Донбасса // Трансформация экосистем под воздействием природных и антропогенных факторов: матер. Междунар. науч. конф., Киров, 16–18 апреля 2019 г. Киров: Изд-во ВятГУ, 2019. С. 60–65.

[28] Kozlova E.A., Orlova E.E., Zubik I.N. Growth and development analysis of silver Brium (Bryum argentium Hedw.) depending on illumination level influence // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 2022, no. 6, p. 042012.

[29] Bell A.D. Plant form: An illustrated guide to flowering plant morphology. Oxford; New York; Tokyo: Oxford University Press, 1991, 341 p.

[30] Кругляк В.В., Гурьева Е.И. Принципы формирования ландшафтного тематического комплекса в Центральном Черноземье // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2022. Т. 26. № 2. С. 59–68. DOI: 10.18698/2542-1468-2022-2-59-68

[31] Боровлев А.О., Скрыпников А.В., Брюховецкий А.Н., Тимофеев В.А., Прокопец В.С. Обзор принципов пространственного проектирования лесовозных автомобильных дорог // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2021. Т. 25. № 5. С. 119–124. DOI: 10.18698/2542-1468-2021-5-119-124

[32] Ковылин Н.В., Ковылина О.П., Сухенко Н.В. Особенности взаимоотношения древостоя и напочвенного покрова в искусственных фитоценозах Populus balsamifera L. и Populus nigra L. // ИзВУЗ Лесной журнал, 2016. № 3(351). С. 31–41.

[33] Уразгильдин Р.В., Кулагин А.Ю. Повреждения, адаптации, стратегии древесных видов в условиях техногенеза: структурно-функциональные уровни реализации адаптивного потенциала // Успехи современной биологии, 2022. Т. 142. № 1. С. 52–69.

[34] Peng J., Pan Y., Liu Y., Zhao H., Wang Y. Linking ecological degradation risk to identify ecological security patterns in a rapidly urbanizing landscape // Habitat International, 2018, v. 71, рр. 110–124.

[35] Wu Z., Lei S., Yan Q., Bian Z., Lu O. Landscape ecological network construction controlling surface coal mining effect on landscape ecology: A case study of a mining city in semi-arid steppe // Ecological Indicators, 2021, v. 133, p. 108403.

[36] Yuan J., Bian Z., Yan Q., Gu Z., Yu H. An approach to the temporal and spatial characteristics of vegetation in the growing season in Western China // Remote Sensing, 2020, v. 12 (6), p. 945.

[37] Massante J.C. Mining disaster: restore habitats now // Nature, 2015, v. 528, p. 39.

[38] Zhang P., Ye Q., Yu Y. Research on farmers’ satisfaction with ecological restoration performance in coal mining areas based on fuzzy comprehensive evaluation // Global Ecology and Conservation, 2021, v. 32, p. 1934.

[39] Кузнецов А.В., Фесюн А.П., Самохвалов С.Г., Махонько Э.П. Методические указания по определению тяжелых металлов в почвах сельхозугодий и продукции растениеводства. М.: Изд-во ЦИНАО, 1992. 61 с.

[40] Сырье и продукты пищевые. Подготовка проб. Минерализация для определения токсичных элементов: ГОСТ 26929–94. Межгосударственный стандарт. Дата введения 1996-01-01. М.: ИПК Издательство стандартов, 2002.

[41] Хавезов И., Цалев Д. Атомно-абсорбционныйанализ. Л.: Химия. 1983. 144 с.

[42] Пупышев А.А. Атомно-абсорбционный спектральный анализ. М.: Техносфера, 2009. 784 с.

[43] Xu W., Wang J., Zhang M., Li S. Construction of landscape ecological network based on landscape ecological risk assessment in a large-scale opencast coal mine area // J. of Cleaner Production, 2021, v. 286, p. 125523.

[44] Zhang M., Wang J., Li S., Feng D., Cao E. Dynamic changes in landscape pattern in a large-scale opencast coal mine area from 1986 to 2015: a complex network approach // Catena, 2020, v. 194, p. 104738.

[45] Neamtu R., Sluser B., Plavan O., Teodosiu C. Environmental monitoring and impact assessment of Prut River cross-border pollution // Environmental Monitoring and Assessment, 2021, v. 193, no. 340, p. 09110.

Сведения об авторах

Алемасова Антонина Сергеевна— д-р хим. наук, профессор, Донецкий национальный университет, kf.analit.chem.zav@donnu.ru

Сафонов Андрей Иванович — канд. биол. наук, доцент, Донецкий национальный университет, a.safonov@donnu.ru

HEAVY METALS IN PHYTOSUBSTRATES AS INDICATORS OF ANTHROPOGENIC AIR POLLUTION IN INDUSTRIAL REGION

A.S. Alemasova, A.I. Safonov

Donetsk National University, 24, Universitetskaya st., 83000, Donetsk

kf.analit.chem.zav@donnu.ru

The ecotopic difference in the accumulation of heavy metals (Zn, Cu, Fe, Mn, Ni, Cd, Pb) by botanical objects of indicator significance has been proven. To assess air pollution in Donbass, it is recommended to use the species Ceratodon purpureus (Hedw.) Brid and Bryum argenteum Hedw. to check the accumulation of pollutants in gametophytes and Populus nigra L. on the specific content of the dendroindicator seeds in chalase capillary bristles. The studies were carried out in the the registration sites of the monitoring network in the central Donbass. The plants in the zones of technogenic and particular anthropogenic impacts (industrial enterprises of the metallurgical complex, dumps of coal mines, places of transport load on ecosystems, residential ecotopes) were studied in comparison with the territories of minimal transformation in the zones of the natural reserve fund in the Donetsk region. For the bryophytes of 11 species of the regional natural flora, taxonomic specificity in the accumulation of heavy metals was established, the facts of hyper- and hypoaccumulation in the thalli of bryobionts were noted. Based on the actual accumulation of heavy metals, the facts of the phytogeochemical migration activity of elements in the surface layer of the atmosphere of an industrially intense region were established. Accumulation of heavy metals in bryophytes occurs during precipitation, and in black poplar seeds freely floating in the air, as a result of active capture of dust particles, which causes a difference in accumulation by different phytosubstrates. The facts of the pollen content in other species of poplar fluff have been established, which is also considered in the context of a possible increase in the seasonal allergenic effect in the population. Accumulation of heavy metals in bryophytes occurs with precipitation, and in black poplar seeds freely floating in the air as a result of active capture of dust particles, which causes a difference in accumulation by different phytosubstrates. Pollen content in other species in poplar fluff have been established, which is also considered in the context of a possible increase in the seasonal allergic reactions.

Keywords: heavy metals, ecological phytomonitoring, technogenic pollution

Suggested citation: Alemasova A.S., Safonov A.I. Tyazhelye metally v fitosubstratakh — indikatory antropogennogo zagryazneniya vozdukha v promyshlennom regione [Heavy metals in phytosubstrates as indicators of anthropogenic air pollution in industrial region]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2022, vol. 26, no. 6, pp. 5–13. DOI: 10.18698/2542-1468-2022-6-5-13

References

[1] Yeprintsev S.A., Shekoyan S.V., Lepeshkina L.A., Voronin A.A., Klevtsova M.A. Technologies for creating geographic information resources for monitoring the socio-ecological conditions of cities. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 2019, 582(1), p. 012012.

[2] An Y., Liu S., Sun Y., Shi F., Beazley R. Construction and optimization of an ecological network based on morphological spatial pattern analysis and circuit theory. Landscape Ecology 2021, v. 36, pр. 2059–2076.

[3] Bian Z., Yu H., Hou J., Mu S. Influencing factors and evaluation of land degradation of 12 coal mine areas in Western China. J. of China Coal Society, 2020, v. 45, pр. 338–350.

[4] Wang S., Huang J., Yu H., Ji C. Recognition of landscape key areas in a coal mine area of a semi-arid steppe in China: a case study of Yimin open-pit coal mine. Sustainability, 2020, v. 12, р. 2239.

[5] Yu H., Huang J., Ji C., Li Z. Construction of a landscape ecological network for a large-scale energy and chemical industrial base: a case study of Ningdong, China. Land, 2021, v. 10, no. 4, р. 344.

[6] Glazovskaya M.A. Geokhimiya prirodnykh i tekhnogennykh landshaftov SSSR [Geochemistry of natural and technogenic landscapes of the USSR]. Moscow: Publishing House of Moscow State University, 2007, 350 p.

[7] Kabata-Pendias A., Pendias H. Trace elements in soil and plants. CRC Press LLC, 2001, 413 p.

[8] Pashentsev D.A., Abramova A.I., Eriashvili N.D., Grimalskaya S.A., Gafurova A.Ya., Kharisova G.M., Karpenko G.V., Avilova V.V. Digital software of industrial enterprise environmental monitoring. Ekoloji, 2019, vol. 28 (107), pр. 243–251.

[9] Zaghloul A., Saber M., Gadow S., Awad F. Biological indicators for pollution detection in terrestrial and aquatic ecosystems. Bulletin of the National Research Centre, 2020, v. 44, no. 127, p. 385.

[10] Gosudarstvennyy komitet po ekologicheskoy politike i prirodnym resursam pri Glave Donetskoy Narodnoy Respubliki [State Committee for Environmental Policy and Natural Resources under the Head of the Donetsk People’s Republic]. Available at: https://gkecopoldnr.ru/ (accessed 01.03.2022).

[11] Opekunova M. G. Bioindikatsiya zagryazneniy [Bioindication of contaminants]. St. Petersburg: Publishing House of St. Petersburg University, 2016. 300 p.

[12] Ufimtseva M.D. Zakonomernosti nakopleniya khimicheskikh elementov vysshimi rasteniyami i ikh reaktsii v anomal’nykh biogeokhimicheskikh provintsiyakh [The patterns in accumulation of chemical elements by higher plants and their responses in biogeochemical provinces]. Geokhimiya [Geochemistry], 2015, v. 53, no. 5, pp. 441–455.

[13] Bayouli I.T., Bayouli H.T., Dell’Oca A., Meers E., Sun J. Ecological indicators and bioindicator plant species for biomonitoring industrial pollution: Eco-based environmental assessment. Ecological Indicators, 2021, v. 125, p. 107508.

[14] Lugovskaya A.Yu., Khramova E.P., Chankina O.V. Vliyanie transportno-promyshlennogo zagryazneniya na morfometricheskie parametry i elementnyy sostav Potentilla fruticosa [Effect of transport and industrial pollution on morphometric parameters and element composition of Potentilla fruticosa]. Sibirskiy ekologicheskiy zhurnal [Siberian Ecological Journal], 2018, v. 25, no. 1. pp. 111–121.

[15] Hancock G.R., Martin Duque J.F., Willgoose G.R. Mining rehabilitation – Using geomorphology to engineer ecologically sustainable landscapes for highly disturbed lands. Ecological Engineering, 2020, v. 155, р. 105836.

[16] Trubina M.R., Mukhacheva S.V., Bezel’ V.S., Vorobeichik E.L. Soderzhaniye tyazhelykh metallov v plodakh dikorastushchikh rasteniy v zone aerotekhnogennogo vozdeystviya Sredneural’skogo medeplavil’nogo zavoda (Sverdlovskaya oblast’) [Content of heavy metals in wild berries in the zone under aerotechnogeneous impact of the Middle Urals copper smelter (Sverdlovsk oblast)]. Rastitel’nye resursy [Plant Resources], 2014, v. 50, no. 1, pp. 67–83.

[17] Meena M.K. Impact of arsenic-polluted groundwater on soil and produce quality: a food chain study. Environmental Monitoring and Assessment, 2020, v. 192, no. 12, p. 785.

[18] Zhao A., Yu Q., Feng L., Zhang A., Pei T. Evaluating the cumulative and time-lag effects of drought on grassland vegetation: a case study in the Chinese Loess Plateau. J. of Environmental Management, 2020, v. 261, p. 110214.

[19] Alemasova A.S., Penkova Y.I., Pivovarova A.S., Ostapenko R.V. Vliyaniye voyennykh deystviy na soderzhaniye nekotorykh metallov v pochve Saur-Mogily, Donbass [Military activity influence on some metals content in the Saur-Mogila soil, Donbass]. Teoreticheskaya i prikladnaya ekologiya [Theoretical and applied ecology], 2018, no. 3, pp. 33–39.

[20] Safonov A.I. Phyto-qualimetry of toxic pressure and the degree of ecotopes transformation in Donetsk region. Problems of ecology and nature protection of technogenic region, 2013, no. 1, рр. 52–59.

[21] Safonov A.I. Phytoindicational monitoring in Donetsk. World Ecology J., 2016, v. 6, no. 4, рр. 59–71.

[22] Safonov A.I., Germonova E.A. Ekologicheskiye seti fitomonitoringovogo naznacheniya v Donbasse [Ecological networks for phytomonitoring purposes in Donbass]. Problemy ekologii i okhrany prirody tekhnogennogo regiona [Problems of ecology and nature protection of technogenic region], 2019, no. 3–4, pp. 37–42.

[23] Safonov A. Ecological scales of indicator plants in an industrial region. BIO Web Conf., 2022, v. 43, no. 03002, 8 р.

[24] Safonov A.I., Morozova E.I. Vidovoye raznoobraziye briobiontov monitoringovoy seti Tsentral’nogo Donbassa [Species diversity of bryobionts of the monitoring network of the Central Donbass]. Problemy ekologii i okhrany prirody tekhnogennogo regiona [Problems of ecology and nature protection of technogenic region], 2021, no. 1–2, pp. 39–43.

[25] Safonov A., Glukhov A. Ecological phytomonitoring in Donbass using geoinformational analysis. BIO Web Conf., 2021, v. 31, no. 00020, 4 р.

[26] Safonov A.I., Glukhov A.Z. Fitomonitoring v tekhnogenno transformirovannoy srede: metodologiya i praktika [Phytomonitoring in a technologically transformed environment: methodology and practice]. Ekosistemy, 2021, v. 28, pp. 16–28.

[27] Alemasova A.S., Safonov A.I., Sergeeva A.S. Nakopleniye tyazhelykh metallov mokhoobraznymi v razlichnykh ekotopakh Donbassa [Accumulation of heavy metals by bryophytes in various ecotopes of Donbass]. Transformatsiya ekosistem pod vozdeystviyem prirodnykh i antropogennykh faktorov [Transformation of ecosystems under the influence of natural and anthropogenic factors]. Mater. International scientific conf., Kirov, April 16–18, 2019. Kirov: Vyatka State University,2019, pp. 60–65.

[28] Kozlova E.A., Orlova E.E., Zubik I.N. Growth and development analysis of silver Brium (Bryum argentium Hedw.) depending on illumination level influence. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 2022, no. 6, p. 042012.

[29] Bell A.D. Plant form: An illustrated guide to flowering plant morphology. Oxford; New York; Tokyo: Oxford University Press, 1991, 341 p.

[30] Kruglyak V.V., Gureva Е.I. Printsipy formirovaniya landshaftnogo tematicheskogo kompleksa v Tsentral’nom Chernozem’e [Principles of landscape themed complex formation in the Central Black Earth]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2022, vol. 26, no. 2, pp. 59–68. DOI: 10.18698/2542-1468-2022-2-59-68

[31] Borovlev A.O., Skrypnikov A.V., Bryukhovetsky A.N., Timofeev V.A., Prokopets V.S. Obzor printsipov prostranstvennogo proektirovaniya lesovoznykh avtomobil’nykh dorog [Principles of spatial design for haulage roads]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2021, vol. 25, no. 5, pp. 119–124. DOI: 10.18698/2542-1468-2021-5-119-124

[32] Kovylin N.V., Kovylina O.P., Sukhenko N.V. Osobennosti vzaimootnosheniya drevostoya i napochvennogo pokrova v iskusstvennykh fitotsenozakh Populus balsamifera L. i Populus nigra L. [Peculiarities of the relationship between forest stand and ground cover in artificial phytocenoses of Populus balsamifera L. and Populus nigra L.]. Lesnoy Zhurnal (Russian Forestry Journal), 2016, no. 3(351), pp. 31–41.

[33] Urazgildin R.V., Kulagin A.Yu. Povrezhdeniya, adaptatsii, strategii drevesnykh vidov v usloviyakh tekhnogeneza: strukturno-funktsional’nyye urovni realizatsii adaptivnogo potentsiala [Damages, adaptations, strategies of tree species in technogenesis conditions: structural-functional levels of adaptive potential realization]. Uspekhi sovremennoy biologii [Advances in modern biology], 2022, v. 142, no. 1, pp. 52–69.

[34] Peng J., Pan Y., Liu Y., Zhao H., Wang Y. Linking ecological degradation risk to identify ecological security patterns in a rapidly urbanizing landscape. Habitat International, 2018, v. 71, рр. 110–124.

[35] Wu Z., Lei S., Yan Q., Bian Z., Lu O. Landscape ecological network construction controlling surface coal mining effect on landscape ecology: A case study of a mining city in semi-arid steppe. Ecological Indicators, 2021, v. 133, p. 108403.

[36] Yuan J., Bian Z., Yan Q., Gu Z., Yu H. An approach to the temporal and spatial characteristics of vegetation in the growing season in Western China. Remote Sensing, 2020, v. 12 (6), p. 945.

[37] Massante J.C. Mining disaster: restore habitats now. Nature, 2015, v. 528, p. 39.

[38] Zhang P., Ye Q., Yu Y. Research on farmers’ satisfaction with ecological restoration performance in coal mining areas based on fuzzy comprehensive evaluation. Global Ecology and Conservation, 2021, v. 32, p. 1934.

[39] Kuznetsov A.V., Fesyun A.P., Samokhvalov S.G., Makhonko E.P. Metodicheskiye ukazaniya po opredeleniyu tyazholykh metallov v pochvakh sel’khozugodiy i produktsii rasteniyevodstva [Guidelines for the determination of heavy metals in agricultural soils and crop products]. Moscow: TsINAO Publishing House, 1992, 61 p.

[40] Syr’ye i produkty pishchevyye. Podgotovka prob. Mineralizatsiya dlya opredeleniya toksichnykh elementov: GOST 26929–94. Mezhgosudarstvennyy standart. Data vvedeniya 1996-01-01 [Raw materials and food products. Sample preparation. Mineralization for determination of toxic elements: GOST 26929–94. Interstate standard. Date of introduction 1996-01-01]. Moscow: IPK Izdatel’stvo standartov [IPK Standards Publishing House], 2002.

[41] Khavezov I., Tsalev D. Atomno-absorbtsionnyi analiz [Atomic absorption analysis]. Leningrad: Khimiya [Chemistry], 1983, 144 p.

[42] Pupyshev A.A. Atomno-absorbtsionnyy spektral’nyy analiz [Atomic absorption spectral analysis]. Moscow: Technosfera, 2009, 784 p.

[43] Xu W., Wang J., Zhang M., Li S. Construction of landscape ecological network based on landscape ecological risk assessment in a large-scale opencast coal mine area. J. of Cleaner Production, 2021, v. 286, p. 125523.

[44] Zhang M., Wang J., Li S., Feng D., Cao E. Dynamic changes in landscape pattern in a large-scale opencast coal mine area from 1986 to 2015: a complex network approach. Catena, 2020, v. 194, p. 104738.

[45] Neamtu R., Sluser B., Plavan O., Teodosiu C. Environmental monitoring and impact assessment of Prut River cross-border pollution. Environmental Monitoring and Assessment, 2021, v. 193, no. 340, p. 09110.

Authors’ information

Alemasova Antonina Sergeevna— Dr. Sci. (Chemistry), Professor, Head of Analytical Chemistry Department, Donetsk National University, kf.analit.chem.zav@donnu.ru

Safonov Andrey Ivanovich — Cand. Sci. (Biology), Associate Professor, Head of Botany and Ecology the Department, Donetsk National University, a.safonov@donnu.ru

2

ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ КОНСОРЦИУМОВ МИКРООРГАНИЗМОВ И ВЫСШИХ РАСТЕНИЙ В ВОССТАНОВЛЕНИИ НЕФТЕЗАГРЯЗНЕННЫХ ЗЕМЕЛЬ

14–23

УДК 502.654/.654:631.6

DOI: 10.18698/2542-1468-2022-6-14-23

Шифр ВАК 4.1.3

И.Л. Бухарина, А.А. Исупова, В.И. Лямзин, М.А. Лебедева

ФГБОУ ВО «Удмуртский государственный университет», Россия, 426034, г. Ижевск, ул. Университетская, д. 1

buharin@udmlink.ru

Приведены результаты исследований по использованию культур микроскопических эндотрофных грибов в восстановлении нефтезагрязненных почв. Проведены исследования пределов устойчивости к действию различных концентраций нефти у изолятов (культур) микроскопических грибов Fusarium equiseti (Corda) Sacc и Cylindrocarpon magnusianum Wollenw, выделенных из урбанопочв с высоким уровнем загрязнения. Выявлены их широкие пределы толерантности к содержанию нефти. В рамках проведенного лабораторного эксперимента по моделированию 5 и 10 % загрязнения дерново-подзолистой супесчаной и суглинистой почв нефтью определена эффективность очистки нефтезагрязненных почв с помощью биопрепарата «Микрозим Петро Трит», содержащего бактерии деструкторов нефти, фиторемедианта мятлика лугового — Poa pratensis L. и микроскопического гриба Cylindrocarpon magnusianum Wollenw. При использовании этой же совокупности биоремедиантов и микроскопического гриба Fusarium equiseti (Corda) Sacc определена эффективность восстановления биологической активности нефтезагрязненных почв. Полученные результаты доказали эффективность совместного применения биопрепарата, фиторемедианта и микроскопических грибов для очистки и восстановления нефтезагрязненных почв.

Ключевые слова: нефтяное загрязнение почв, биоремедиация, биологическая активность почвы, микроскопические грибы, биопрепарат

Ссылка для цитирования: Бухарина И.Л., Исупова А.А., Лямзин В.И., Лебедева М.А. Перспективы использования консорциумов микроорганизмов и высших растений в восстановлении нефтезагрязненных земель // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2022. Т. 26. № 6. С. 14–23. DOI: 10.18698/2542-1468-2022-6-14-23

Список литературы

[1] Аржанников В.П., Громова О.В. Агромелиорация – эффективный метод восстановления биопотенциала нефтезагрязненных земель в условиях Севера // Освоение Севера и проблемы природовосстановления. Тезисы V междунар. конф., Сыктывкар, 05–08 июня 2001 г. Сыктывкар: ФИЦ Коми научный центр УрО РАН, 2001. С. 8–9.

[2] Новоселова Е.И., Киреева Н.А., Гарипова М.И. Роль ферментативной активности почв в осуществлении ею трофической функции в условиях нефтяного загрязнения // Вестник Башкирского университета, 2014. Т. 19. № 2. С. 474–478.

[3] Назарько М.Д., Щербаков В.Г., Александрова А.В. Перспективы использования микроорганизмов для биодеградации нефтяных загрязнений почв // Изв. вузов. Пищевая технология, 2004. № 4. С. 89–91.

[4] Iskandar N.L., Zainudin N., Tan S.G. Tolerance and biosorption of copper (Cu) and lead (Pb) by filamentous fungi isolated from a freshwater ecosystem // J. of Environmental Sciences, 2011, v. 23, pp. 824–830.

[5] Mishra R., Sarma V. Mycoremediation of Heavy Metal and Hydrocarbon Pollutants by Endophytic Fungi // Mycoremediation and Environmental Sustainability. Fungal Biology, 2017, v. 1, pp. 133–151.

[6] Марченко М.Ю., Шуктуева М.И. Биоремедиация нефтезагрязненных почв // Башкирский химический журнал, 2011. Т. 18. № 4. С. 191–195.

[7] Леднев А.В. Изменение свойств дерново-подзолистых суглинистых почв Среднего Предуралья при создании мульчирующего слоя: автореф. дис. … канд. с.-х. наук: 06.01.03. М., 1998. 24 с.

[8] Лямзин В.И. Бухарина И.Л., Здобяхина О.В., Исламова Н.А., Загребина В.С. Исследование эффективности совместного применения биопрепарата-нефтедеструктора и эндотрофных грибов на этапе биологического восстановления нефтезагрязненных земель // Астраханский вестник экологического образования, 2018. № 3 (45). С. 94–98.

[9] Chaineau C.H., Morel J.L., Oudot J. Biodegradation of fuel oil hydrocarbons in the rhizosphere of maize // J. of Environ. Quality, 2000, v. 29, pp. 569–578.

[10] Christofi N., Ivshina I.B., Kuykina M.S. Biological treatment of crude oil contaminated soil in Russia // Contaminated Land and Groundwater. Future Directions. London: Geological Society Engineering Geology Publications, 1998, v. 14, pp. 45–51.

[11] Лямзин В.И., Бухарина И.Л., Исламова Н.А., Здобяхина О.В. Роль микроскопических грибов в восстановлении нефтезагрязненных земель // Биологическая рекультивация нарушенных земель: Материалы X Всерос. науч. конф. с междунар. участием, Екатеринбург, 04–07 сентября 2017 г. Екатеринбург: Изд-во УГЛТУ, 2017. С. 179–185.

[12] Киреева Н.А., Галимзянова Н.Ф., Мифтахова А.М. Микромицеты почв, загрязненных нефтью, и их фитотоксичность // Микология и фитопатология, 2000. № 1. С. 36–41.

[13] Мифтахова А.М. Некоторые аспекты взаимоотношений высших растений и микроскопических грибов в почвах, загрязненных нефтью // Вестник Башкирского университета, 2005. № 3. С. 41–46.

[14] Nwoko C.O. The Contributions of mycorrhizas in the mineralization of organic contaminants // Enhancing Cleanup of Environmental Pollutants, 2017, pp. 101–116.

[15] Siddiqui Z.A., Pichtel J. Mycorrhizae: an overview // Mycorrhizae: Sustainable Agriculture and Forestry, 2008, pp. 1–35.

[16] Vosatka M, Rydlova J., Sudova R., Vohnik M. Mycorrhizal fungi as helping agents in phytoremediation of degraded and contaminated soils // Phytoremediation Rhizoremediation, 2006, pp. 237–257.

[17] Gao Y., Cheng Z., Ling W., Huang J. Arbuscular mycorrhizal fungal hyphae contribute to the uptake of polycyclic aromatic hydrocarbons by plant roots // Bioresour Technol, 2011, no. 101, pp. 6895–6901.

[18] Prabhu A.A., Chityala S., Jayachandran D., Naik N., Dasu V.V. Rhizoremediation of Environmental Contaminants Using Microbial Communities // Plant-Microbe Interactions in Agro-Ecological Perspectives, 2017, pp. 433–453. DOI: 10.1007/978-981-10-6593-4_17

[19] Hoorman J. The role of soil fungus // Fact Sheet Agriculture and Natural Resources. Ohio: The Ohio State University Extentions, 2011, pp. 1–6.

[20] Mathur N., Singh J., Bohra S. Arbuscular Mycorrhizal Fungi: A Potential Tool for Phytoremediation // J. of Plant Sciences, 2007, v. 2, pp. 127–140.

[21] Tarkka M.T., Frey-Klett P. Mycorrhiza Helper Bacteria // Mycorrhiza, 2008, pp. 113–132.

[22] Garg N., Chandel S. Arbuscular mycorrhizal networks: process and functions. A review // Agronomy for sustainable, 2010, v. 30, pp. 581–599.

[23] Бухарина И.Л., Исламова Н.А., Жавад А.Ф., Лебедева М.А., Шашов Л.О. Влияние инокулята Cylindrocarpon magnusianum на формирование адаптивных реакций растений к стрессовым факторам // Аграрная Россия, 2019, № 12, С. 26–32.

[24] Bukharina I.L., Islamova N.A., Lebedeva M.A. Species of fungi in the root system of woody plants in urban plantations // The Fourth International Scientific Conference Ecology and Geography of Plants and Plant Communities. KnE Life Sciences, 2018, pp. 49–55.

[25] Bukharina I., Franken P., Kamasheva A., Vedernikov K., Islamova N. About the species composition of microscopic fungi in soils and woody plant roots in urban environment // International J. of Advanced Biotechnology and Research, 2016, v. 7 (4), pp. 138–394.

[26] Бухарина И.Л., Исламова Н.А. Способ приготовления и внесения грибного биопрепарата для повышения устойчивости растений / Патент 2722206 Российская Федерация, МПК C12N15/11, заявитель и патентообладатель Удмурт. гос. ун-т. Бюл. № 16. 16 с.

[27] ГОСТ Р 54039–2010. Экспресс-метод спектроскопии в ближней инфракрасной области для определения содержания нефтепродуктов. M.: Стандартинформ, 2019. 8 с.

[28] Другов Ю.С., Родин А.А. Экологические анализы при разливах нефти и нефтепродуктов практическое руководство. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2007. 270 с.

[29] Рябов В.Д. Химия нефти и газа. М.: ФОРУМ, 2009. 336 с.

[30] Ковриго В.П., Кауричев И.С., Бурлакова Л.М. Почвоведение с основами геологии. М.: Колос, 2000. 416 с.

Сведения об авторах

Бухарина Ирина Леонидовна— д-р биол. наук, директор Института гражданской защиты, зав. кафедрой инженерной защиты окружающей среды, ФГБОУ ВО «Удмуртский государственный университет», buharin@udmlink.ru

Исупова Анастасия Анатольевна — аспирант, ФГБОУ ВО «Удмуртский государственный университет», isupova.anastasiya.96@mail.ru

Лямзин Владимир Иванович — ст. преподаватель кафедры инженерной защиты окружающей среды, ФГБОУ ВО «Удмуртский государственный университет», v-lyamzin@mail.ru

Лебедева Мария Андреевна — ст. преподаватель кафедры инженерной защиты окружающей среды, ФГБОУ ВО «Удмуртский государственный университет», mariya-lebedeva-7@bk.ru

USE PROSPECTS FOR MICROORGANISMS CONSORTIUMS AND HIGHER PLANTS IN OIL-CONTAMINATED LANDS RESTORATION

I.L. Bukharina, A.A. Isupova, V.I. Lyamzin, M.A. Lebedeva

Udmurt State University, 1, Universitetskaya st., 426034, Izhevsk, Russia

buharin@udmlink.ru

The article presents the research results on the use of microscopic endotrophic fungi cultures in oil-contaminated soils bioremediation. The resistance limits of microscopic fungi Fusarium equiseti (Corda) Sacc and Cylindrocarpon magnusianum Wollenw isolates (cultures), isolated from urban soils with a high level of pollution, were studied to various oil concentrations. Wide limits of microscopic fungi tolerance to oil content were revealed. Also, the cleaning efficiency and restoring the biological activity of oil-contaminated soils was studied using a ameliorants consortium: the biological product «Mikrozim Petro Treat», containing a number of oil degrading bacteria, the plant ameliorant Kentucky bluegrass (Poa pratensis L.) and microscopic fungi. A laboratory experiment was carried out to simulate 5 and 10 % soil pollution (sandy loam and loamy soddy podzolic soils) with oil. The greatest efficiency was established when using the full ameliorants composition with microscopic fungi cultures Cylindrocarpon magnusianum Wollenw (the biological product + plant ameliorant + microscopic fungi): at the end of the experiment, in variants with 5 % oil content on both soil textures and 10 % oil pollution (loamy soil), the oil content was significantly lower than in the control (using only a biological product). On loamy soil at 5 and 10 % oil content, the invertase activity indicator of soils at the end of the experiment exceeded the control in the variant with the use of a combination of ameliorants plant ameliorant + fungi, and maximum — in the variant of the complete ameliorant consortium. These results were obtained using both cultures of microscopic fungi. On sandy loamy soils, a significant increase in the biological activity of soils compared to the control was established only at 5 % oil content and only in the variant using a complete consortium of ameliorants with the fungi Cylindrocarpon magnusianum Wollenw. The results obtained allow us to state the effeciency of the joint application of the biological product, higher plants and microscopic fungi in bioremediation of oil-contaminated soils.

Keywords: oil pollution, bioremediation, biological activity of soil, micromycetes, biological product

Suggested citation: Bukharina I.L., Isupova A.A., Lyamzin V.I., Lebedeva M.A. Perspektivy ispol’zovaniya konsortsiumov mikroorganizmov i vysshikh rasteniy v vosstanovlenii neftezagryaznennykh zemel’ [Use prospects for microorganisms consortiums and higher plants in oil-contaminated lands restoration]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2022, vol. 26, no. 6, pp. 14–23. DOI: 10.18698/2542-1468-2022-6-14-23

References

[1] Arzhannikov V.P., Gromova O.V. Agromelioratsiya — effektivnyy metod vosstanovleniya biopotentsiala neftezagryaznennykh zemel’ v usloviyakh Severa [Agromelioration is an effective method for restoring the biopotential of oil-contaminated lands in the North]. Osvoenie Severa i problemy prirodovosstanovleniya. Tezisy V mezhdunarodnoy konferentsii [Development of the North and the problems of nature restoration: Tez. V Intern. Conf.], 2001, pp. 8–9.

[2] Novoselova E.I., Kireeva N.A., Garipova M.I. Rol’ fermentativnoy aktivnosti pochv v osushchestvlenii eyu troficheskoy funktsii v usloviyakh neftyanogo zagryazneniya [The role of enzymatic activity of soils in the exercise of its trophic function under conditions of oil contamination]. Vestnik Bashkirskogo universiteta [Bulletin of the Bashkir University], 2014, v. 19, no. 2, pp. 474–478.

[3] Nazar’ko M.D., Shcherbakov V.G., Aleksandrova A.V. Perspektivy ispol’zovaniya mikroorganizmov dlya biodegradatsii neftyanykh zagryazneniy pochv [Prospects of using microorganisms for biodegradation of oil contamination of soils]. Izvestiya vuzov. Pishchevaya tekhnologiya [News Universities. Food technology], 2004, no. 4, pp. 89–91.

[4] Iskandar N.L., Zainudin N., Tan S.G. Tolerance and biosorption of copper (Cu) and lead (Pb) by filamentous fungi isolated from a freshwater ecosystem. J. of Environmental Sciences, 2011, v. 23, pp. 824–830.

[5] Mishra R., Sarma V. Mycoremediation of Heavy Metal and Hydrocarbon Pollutants by Endophytic Fungi. Mycoremediation and Environmental Sustainability. Fungal Biology, 2017, v. 1, pp. 133–151.

[6] Marchenko M.Yu., Shuktueva M.I. Bioremediatsiya neftezagryaznennykh pochv [Bioremediation of oil contaminated soils]. Bashkirskiy khimicheskiy zhurnal [Bashkir chemical journal], 2011, v. 18, no. 4, pp. 191–195.

[7] Lednev A.V. Izmenenie svoystv dernovo-podzolistykh suglinistykh pochv Srednego Predural’ya pri sozdanii mul’chiruyushchego sloya [Properties changes of soddy-podzolic loamy soils of the Middle Urals at creating a mulch layer]. Dis. Cand. Sci (Agric.) 06.01.03. Moscow, 1998, 24 p.

[8] Lyamzin V.I. Bukharina I.L., Zdobyakhina O.V., Islamova N.A., Zagrebina V.S. Issledovanie effektivnosti sovmestnogo primeneniya biopreparata-neftedestruktora i endotrofnykh gribov na etape biologicheskogo vosstanovleniya neftezagryaznennykh zemel’ [Research of the effectiveness of the joint application of the biological product and endotrophic fungi at the stage of biological recovery of oil contaminated soils]. Astrakhanskiy vestnik ekologicheskogo obrazovaniya [Astrakhan bulletin of ecological education], 2018, no. 3 (45), pp. 94–98.

[9] Chaineau C.H., Morel J.L., Oudot J. Biodegradation of fuel oil hydrocarbons in the rhizosphere of maize. J. of Environ. Quality, 2000, v. 29, pp. 569–578.

[10] Christofi N., Ivshina I.B., Kuykina M.S. Biological treatment of crude oil contaminated soil in Russia. Contaminated Land and Groundwater. Future Directions. London: Geological Society Engineering Geology Publications, 1998, v. 14, pp. 45–51.

[11] Lyamzin V.I., Bukharina I.L., Islamova N.A., Zdobyakhina O.V. Rol’ mikroskopicheskikh gribov v vosstanovlenii neftezagryaznennykh zemel’ [The role of microscopic fungi in the bioremediation of oil contaminated soils]. Biologicheskaya rekul’tivatsiya narushennykh zemel’: Materialy X Vserossiyskoy nauchnoy konferentsii s mezhdunar. uchastiem [Biological remediation of disturbed lands: Materials of the X All-Russian scientific conference with international participation]. Ekaterinburg, 04–07 sentyabrya 2017. Yekaterinburg, Ural Forest Engineering University, 2017, pp. 179–185.

[12] Kireeva N.A., Galimzyanova N.F., Miftakhova A.M. Mikromitsety pochv, zagryaznennykh neft’yu, i ikh fitotoksichnost’ [Micromycetes of soils polluted with oil and their phytotoxicity]. Mikologiya i fitopatologiya [Mycology and phytopathology], 2000, no. 1, pp. 36–41.

[13] Miftakhova A.M. Nekotorye aspekty vzaimootnosheniy vysshikh rasteniy i mikroskopicheskikh gribov v pochvakh, zagryaznennykh neft’yu [Some aspects of the relationship between higher plants and microscopic fungi in soils polluted with oil]. Vestnik Bashkirskogo universiteta [Bulletin of the Bashkir University], 2005, no. 3, pp. 41–46.

[14] Nwoko C.O. The Contributions of mycorrhizas in the mineralization of organic contaminants. Enhancing Cleanup of Environmental Pollutants, 2017, pp. 101–116.

[15] Siddiqui Z.A., Pichtel J. Mycorrhizae: an overview. Mycorrhizae: Sustainable Agriculture and Forestry, 2008, pp. 1–35.

[16] Vosatka M, Rydlova J., Sudova R., Vohnik M. Mycorrhizal fungi as helping agents in phytoremediation of degraded and contaminated soils. Phytoremediation Rhizoremediation, 2006, pp. 237–257.

[17] Gao Y., Cheng Z., Ling W., Huang J. Arbuscular mycorrhizal fungal hyphae contribute to the uptake of polycyclic aromatic hydrocarbons by plant roots. Bioresour Technol, 2011, no. 101, pp. 6895–6901.

[18] Prabhu A.A., Chityala S., Jayachandran D., Naik N., Dasu V.V. Rhizoremediation of Environmental Contaminants Using Microbial Communities. Plant-Microbe Interactions in Agro-Ecological Perspectives, 2017, pp. 433–453. DOI: 10.1007/978-981-10-6593-4_17

[19] Hoorman J. The role of soil fungus. Fact Sheet Agriculture and Natural Resources. Ohio: The Ohio State University Extentions, 2011, pp. 1–6.

[20] Mathur N., Singh J., Bohra S. Arbuscular Mycorrhizal Fungi: A Potential Tool for Phytoremediation. J. of Plant Sciences, 2007, v. 2, pp. 127–140.

[21] Tarkka M.T., Frey-Klett P. Mycorrhiza Helper Bacteria. Mycorrhiza, 2008, pp. 113–132.

[22] Garg N., Chandel S. Arbuscular mycorrhizal networks: process and functions. A review. Agronomy for sustainable, 2010, v. 30, pp. 581–599.

[23] Bukharina I.L., Islamova N.A., Zhavad A.F., Lebedeva M.A., Shashov L.O. Vliyanie inokulyata Cylindrocarpon magnusianum na formirovanie adaptivnykh reaktsiy rasteniy k stressovym faktoram [Inffluence of Cylindrocarpon magnusianum inoculate on the formation of adaptive reactions of plants to stress factors]. Agrarnaya Rossiya [Agrarian Russia], 2019, no. 12, pp. 26–32.

[24] Bukharina I.L., Islamova N.A., Lebedeva M.A. Species of fungi in the root system of woody plants in urban plantations. The Fourth International Scientific Conference Ecology and Geography of Plants and Plant Communities. KnE Life Sciences, 2018, pp. 49–55.

[25] Bukharina I., Franken P., Kamasheva A., Vedernikov K., Islamova N. About the species composition of microscopic fungi in soils and woody plant roots in urban environment. International J. of Advanced Biotechnology and Research, 2016, v. 7 (4), pp. 138–394.

[26] Bukharina I.L., Islamova N.A. Sposob prigotovleniya i vneseniya gribnogo biopreparata dlya povysheniya ustoychivosti rasteniy [Method of preparation and application of a fungi biological product to increase plant resistance]. Patent RF, no 2722206, 2020.

[27] GOST R 54039–2010. Ekspress-metod spektroskopii v blizhney infrakrasnoy oblasti dlya opredeleniya soderzhaniya nefteproduktov [State Standard 54039–2010. Soil quality. Rapid near-infrared spectroscopic method for the determination of oil products]. Moscow: Standartinform, 2019, 8 p.

[28] Drugov Yu.S., Rodin A.A. Ekologicheskie analizy pri razlivakh nefti i nefteproduktov prakticheskoe rukovodstvo [Environmental analyses in oil and petroleum product spills: a practical guide]. Moscow: Binom, 2007, 270 p.

[29] Ryabov V.D. Khimiya nefti i gaza [Chemistry of oil and gas: a textbook]. Moscow: Forum, 2009, 336 p.

[30] Kovrigo V.P., Kaurichev I.S., Burlakova L.M. Pochvovedenie s osnovami geologii [Soil science with the geology basics]. Мoscow: Kolos, 2000, 416 p.

Authors’ information

Bukharina Irina Leonidovna — Dr. Sci. (Biology), Professor, Head of Institute of Civil Defense and Department of Environmental Engineering of Udmurt State University, buharin@udmlink.ru

Isupova Anastasiya Anatol’evna — pg. of Udmurt State University, isupova.anastasiya.96@mail.ru

Lyamzin Vladimir Ivanovich — Senior Lector of the Department of Environmental Engineering of Udmurt State University, v-lyamzin@mail.ru

Lebedeva Mariya Andreevna — Senior Lector of the Department of Environmental Engineering of Udmurt State University, mariya-lebedeva-7@bk.ru

3

ОСОБЕННОСТИ ВОССТАНОВЛЕНИЯ НАРУШЕННЫХ ФИТОЦЕНОЗОВ НА СЕВЕРЕ РЕСПУБЛИКИ КОМИ

24–32

УДК 574.3

DOI: 10.18698/2542-1468-2022-6-24-32

Шифр ВАК 4.1.6

Ю.О. Бушуева, Т.Л. Егошина, Ю.В. Гудовских, А.В. Ярославцев, Е.А. Лугинина

ВНИИ Охотничьего хозяйства и звероводства имени профессора Б.М. Житкова, Россия, 610000, г. Киров, ул. Преображенская, д. 79

etl@inbox.ru

Представлены результаты исследования 17 фитоценозов, находящихся на различных стадиях восстановления растительных сообществ, в северо-таежных экосистемах Усинского района Республики Коми. Определены местообитания редкого вида семейства Orchidaceae — Dactylorhiza maculata (L.) Soó. Выделены этапы восстановления изученных сообществ, а также определена степень антропогенной трансформации. Для оценки степени устойчивости фитоценозов к антропогенному воздействию определен индекс гемиробиальности, показаны спектры гемеробности исследованных сообществ.

Ключевые слова: рекультивация, восстановление фитоценозов, редкие виды, антропотолерантность, Республика Коми

Ссылка для цитирования: Бушуева Ю.О., Егошина Т.Л., Гудовских Ю.В., Ярославцев А.В., Лугинина Е.А. Особенности восстановления нарушенных фитоценозов на севере Республики Коми // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2022. Т. 26. № 6. С. 24–32. DOI: 10.18698/2542-1468-2022-6-24-32

Список литературы

[1] Квашнина С.И., Мозырев А.Г., Богословский А.В. Высокие широты: проблемы восстановления нарушенных земель // Современные наукоемкие технологии, 2010. № 10. С. 12–13.

[2] Арчегова И.Б., Лиханова И.А. Проблема биологической рекультивации и ее решение на Европейском Северо-Востоке на примере Республики Коми // Известия Коми научного центра УрО РАН, 2012. № 1(9). С. 29–34.

[3] Государственный доклад «О состоянии окружающей среды Республики Коми в 2019 году» / под ред. Р.В. Полшведкина. Сыктывкар: Изд-во Минприроды Республики Коми, ГБУ РК «ТФИ РК», 2020. 162 с.

[4] Государственный доклад Минприроды Республики Коми. Сыктывкар: Изд-во Минприроды Республики Коми, ГБУ РК «ТФИ РК», 2021. 165 с.

[5] Андреева Е.Н., Баккал И.Ю., Горшков В.В., Лянгузова И.В., Мазная Е.А., Нешатаев В.Ю., Нешатаева В.Ю., Ставрова Н.И., Ярмишко В.Т., Ярмишко М.А. Методы изучения лесных сообществ. СПб.: Изд-во НИИХимии, 2002. 240 с.

[6] Frank D., Klotz S. Biologisch-okologisch Daten zur Flora der DDR. Halle (Saale), 1990, 167 р.

[7] Klotz S. Die ruderalgesselschaften eines neubaugebietes – ihre verbeitung und combination // Acta bot. Slov. Acad. Sci. Slovacae. Ser. A., 1984, no. 1, pp. 111–125.

[8] Kunick D. Zonietung des Stadtgebietes von Berlin (West). Ergebnisse Floristischer Untersuchung // Gen. Schriftenr. d.Fachber. Landschaftsentwicklung u.Umweltforsch, 1982, v. 14, pp. 1–164.

[9] Jackowiak B. Atlas roslin naczyniowych w Poznaniu. Poznan, 1993, 409 р.

[10] Красная книга Республики Коми. Сыктывкар: Коми Республиканская типография, 2019. 768 с.

[11] Bilz M., Kell S.P., Maxted N., Lansdown R.V. European Red List of Vascular Plants. Luxembourg: Publications Office of the European Union, 2011, 130 p.

[12] Convention on International Trade in Endangered Species of Wild Fauna and Flora. Appendices I, II and III valid from 12 June 2013. International Environment House. Switzerland, Geneva, 75 р.

[13] Ефимов П.Г. Сохранение орхидных (Orchidaceae Juss.) как одна из задач охраны биоразнообразия // Биосфера, 2010. Т. 2. № 1. С. 50–58.

[14] Василевская Н.В., Глазунова Е.Д., Путилова Н.В. Состояние ценопопуляций Dactylorhiza maculata (L.) Soo на нарушенных местообитаниях в условиях Арктики // Актуальные проблемы геоботаники: Материалы III Всерос. школы-конф. Петрозаводск: Изд-во КарНЦ РАН, 2007. Ч. 1. С. 97–101.

[15] Кириллова И.А., Кириллов Д.В. Пальчатокоренник пятнистый Dactylorhiza maculata (L.) Soó (Orchidaceae) в Республике Коми: структура ценопопуляций и репродуктивная биология // Известия Коми научного центра УрО РАН, 2017. № 3(31). С. 5–14.

[16] Bushueva Yu.O., Gudovskikh Yu.V., Egoshina T.L., Luginina E.A., Yaroslavtsev A.V. Ecological and biological aspects of Dactylorhiza maculata (L.) Soo coenopopulations in northern taiga conditions // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, International Scientific and Pract. Conf. «Ensuring sustainable development: agriculture, ecology and earth science (AEES 2021)», 2021, v. 1010, p. 012120.

[17] Изумрудная книга Российской Федерации. Территории особого природоохранного значения Европейской России. Предложения по выявлению. Ч. 1. М.: Институт географии РАН, 2011–2013. Ч. 1. 308 c.

[18] Гудовских Ю.В., Егорова Н.Ю., Егошина Т.Л. Состояние ценопопуляций Rubus arcticus (ROSACEAE) в Кировской области // Ботанический журнал, 2020. Т. 105. № 8. С. 66–80.

[19] Gudovskikh Y.V. Vitality of Rubus arcticus L. in medium and southern taiga // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. «VI International Scientific Conference on Advanced Agritechnologies, Environmental Engineeringand Sustainable Development — Chemical, Ecological, Oil-and-Gas Engineering and Natural Resources», 2022, v. 6, p. 042076.

Сведения об авторах

Бушуева Юлия Олеговна — аспирант, ФГБНУ ВНИИ охотничьего хозяйства и звероводства имени профессора Б.М. Житкова, bushueva.margo@mail.ru

Егошина Татьяна Леонидовна— д-р биол. наук, глав. науч. сотр. отдела экологии и ресурсоведения растений, ФГБНУ ВНИИ охотничьего хозяйства и звероводства имени профессора Б.М. Житкова, etl@inbox.ru

Гудовских Юлия Владимировна — науч. сотр. отдела экологии и ресурсоведения растений, ФГБНУ ВНИИ охотничьего хозяйства и звероводства имени профессора Б.М. Житкова,

gudovskih.yulia@mail.ru

Ярославцев Артем Вадимович — науч. сотр. отдела экологии и ресурсоведения растений, ФГБНУ ВНИИ охотничьего хозяйства и звероводства имени профессора Б.М. Житкова, a.jaroslavcev@vniioz-kirov.ru

Лугинина Екатерина Андреевна — науч. сотр. отдела экологии и ресурсоведения растений ФГБНУ ВНИИ охотничьего хозяйства и звероводства имени профессора Б.М. Житкова, e.luginina@gmail.com

RECOVERY FEATURES OF DISTURBED PLANT COMMUNITIES IN KOMI REPUBLIC NORTH

Yu.O. Bushueva, T.L. Egoshina, Yu.V. Gudovskikh, A.V. Yaroslavtsev, E.A. Luginina

Russian Research Institute of Game Management and Fur Farming named after Professor B.M. Zhitkov, 79,

Preobrazhenskaya st, 610000, Kirov, Russia

etl@inbox.ru

The paper presents the studied conducted in 17 plant communities with different stages of recovery in northern taiga ecosystems in Usinsk district of the Komi Republic. Habitats of rare and protected orchid species — Dactylorhiza maculata (L.) Soó were marked. Stages of phytocoenoses recovery and level of human disturbance were defined. To estimate the communities’ resilience towards human impact, hemeroby index was determined and hemeroby spectra for each studied community compiled.

Keywords: remediation, phytocoenoses recovery, rare species, anthropotolerance, Komi Republic

Suggested citation: Bushueva Yu.O., Egoshina T.L., Gudovskikh Yu.V., Yaroslavtsev A.V., Luginina E.A. Osobennosti vosstanovleniya narushennykh fitotsenozov na severe Respubliki Komi [Recovery features of disturbed plant communities in Komi Republic north]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2022, vol. 26, no. 6, pp. 24–32. DOI: 10.18698/2542-1468-2022-6-24-32

References

[1] Kvashnina S.I., Mozyrev A.G., Bogoslovskiy A.V. Vysokie shiroty: problemy vosstanovleniya narushennykh zemel’ [High latitudes: problems of restoration of disturbed lands]. Sovremennye naukoemkie tekhnologii [Modern science-intensive technologies], 2010, no. 10, pp. 12–13.

[2] Archegova I.B., Likhanova I.A. Problema biologicheskoy rekul’tivatsii i ee reshenie na Evropeyskom Severo-Vostoke na primere Respubliki Komi [The problem of biological reclamation and its solution in the European North-East on the example of the Republic of Komi]. Izvestiya Komi nauchnogo tsentra UrO RAN [News of the Komi Scientific Center of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences], 2012, no. 1(9), pp. 29–34.

[3] Gosudarstvennyy doklad «O sostoyanii okruzhayushchey sredy Respubliki Komi v 2019 g