The relationship between chemical composition of a silver birch leaves and the forest stand’s vital state on the pollution gradient of the Karabashmed Jsc

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

The city of Karabash (Chelyabinsk region) is an example of industrial environmental disasters. There is still a lack of information about the mechanisms behind the resistance of various tree species to elevated concentrations of heavy metals. The purpose of this work was to identify the relationship between the chemical composition of silver birch leaves (Betula pendula Roth) and the vital state of the tree stand in the pollution gradient caused by the Karabashmed JSC. For the study, natural stands of silver birch were chosen, located at different distances from the JSC Karabashmed in the northern and north-eastern directions. The content of macroelements (nitrogen, phosphorus, potassium, magnesium, calcium, sodium, sulphur; NPK was calculated as the total content of nitrogen, phosphorus and potassium) and microelements (cadmium, cobalt, chromium, copper, iron, nickel, lead and zinc). The dependence of the content of macro- and microelements in the leaves of silver birch on the vital state of the tree stand on the gradient of aerotechnogenic emissions from Karabashmed JSC was established. An increase in the concentration of sulphur and microelements (namely cadmium, lead, zinc, copper, iron and chromium) was recorded, as well as a decrease in the total content of nitrogen, phosphorus and potassium in birch leaves in the sample plots closest to the source of pollution. Correlation analysis revealed an increase in the content of cadmium, lead, copper, zinc and sulfur (correlation coefficients exceeding 0.3-0.6) and a decrease in the total content of nitrogen, phosphorus and potassium with an increase in defoliation, dechromation and deterioration of the vital state category.

全文:

受限制的访问

作者简介

V. Gorbunova

Botanical Garden, Ural Branch of the RAS

编辑信件的主要联系方式.
Email: botgarden.gor@yandex.ru
俄罗斯联邦, 8-Marta st. 202a, Yekaterinburg, 620144

S. Menshchikov

Botanical Garden, Ural Branch of the RAS

Email: botgarden.gor@yandex.ru
俄罗斯联邦, 8-Marta st. 202a, Yekaterinburg, 620144

参考

  1. Alekseev V. A., Diagnostika zhiznennogo sostoyaniya derev’ev i drevostoev (Diagnostics of vitality of trees and stands), Lesovedenie, 1989, no. 4, pp. 51—57.
  2. Bukharina I. L., Dvoeglazova A. A., Bioekologicheskie osobennosti travyanistykh i drevesnykh rastenii v gorodskikh nasazhdeniyakh (Bioecological features of herbaceous and woody plants in urban landscaped areas), Izhevsk: Udmurtskii universitet, 2010, 184 p.
  3. Diyarova E. R., Giniyatullin R. K., Kulagin A. A., Soderzhanie metallov v drevesnykh rasteniyakh, proizrastayushchikh na otvalakh Uchalinskogo gorno–obogatitel’nogo kombinata Respubliki Bashkortostan (Content of metals in woody plants growing on the dumps of the Uchalinsky mining and processing plant of the Republic of Bashkortostan), Vestnik OGU, 2009, no. 6, pp. 118—120.
  4. Doklad ob ekologicheskoi situatsii v Chelyabinskoi oblasti v 2014 godu, (Report on the environmental situation in the Chelyabinsk region in 2014), Chelyabinsk: Ministerstvo ekologii Chelyabinskoi oblasti, 2015, 204 p.
  5. Dzugaev M. D., Karabash — gorod “ekologicheskogo bedstviya” (Karabash — the city of “ecological disaster”), Vestnik Chelyabinskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Pravo, 2003, no. 2 (6), pp. 92—97.
  6. Ferretti M., Calderisi M., Marchetto A., Waldner P., Thimonier A., Jonard M., Cools N., Rautio P., Clarke N., Hansen K., Variables related to nitrogen deposition improve defoliation models for European forests, Annals of Forest Science, 2015, vol. 72, no. 7, pp. 897—906.
  7. Hrdlička P., Kula E., Changes in the chemical content of birch (Betula pendula Roth) leaves in the air polluted Krusne hory mountains, Trees, 2004, vol. 18 (2), pp. 237—244.
  8. Isaeva L. G., Sukhareva T. A., Otsenka sostoyaniya zelenykh nasazhdenii v zone vozdeistviya kombinata “Pechenganikel’” (Murmanskaya oblast’) (Assessment of the green spaces’ state in the impact zone of the Pechenganikel smelter, the Murmansk region), Vestnik MGTU, 2021, vol. 24, no. 1, pp. 97—106.
  9. Ivanova E. A., Lukina N. V., Smirnov V. E., Isaeva L. G., Vliyanie vozdushnogo promyshlennogo zagryazneniya na khimicheskii sostav opada khvoi sosny v sosnovykh lesakh na severnom predele rasprostraneniya (Industrial airborne pollution’s impact on the chemical composition of pine’s needles in forests on the northern boundaries of its areal), Lesovedenie, 2022, no. 2, pp. 157—171.
  10. Kabata-Pendias A., Pendias H., Trace elements in soil & plants, Moscow: Mir, 1989, 440 p.
  11. Kalabin G. V., Titova A. V., Sharov A. V., Modernizatsiya medeplavil’nogo proizvodstva kombinata ZAO “Karabashmed’” i dinamika sostoyaniya prirodnoi sredy v zone ego vliyaniya (Modernization of copper smelting production at the Karabashmed CJSC plant and the dynamics of the state of the natural environment in the zone of its influence), Marksheideriya i nedropol’zovanie, 2011, vol. 3(53), pp. 65—70.
  12. Koroteeva E. V., Veisberg E. I., Zakonomernosti ekotopicheskogo raspredeleniya sosudistykh rastenii v impaktnoi zone medeplavil’nogo kombinata (Karabash, Yuzhnyi Ural) [Spatial distribution patterns of vascular plants in the impact zone of copper smelter (Karabash, the Southern Urals)], Rastitel’nye resursy, 2019, vol. 55, no. 1, pp. 85—101.
  13. Koroteeva E. V., Veselkin D. V., Kuyantseva N. B., Mumber A. G., Chashchina O. E., Nakoplenie tyazhelykh metallov v raznykh organakh berezy povisloi vozle Karabashskogo medeplavil’nogo kombinata (Accumulation of heavy metals in the different Betula pendula Roth organs near the Karabash copper smelter), Agrokhimiya, 2015, no. 3, pp. 88—96.
  14. Kosiorek M., Modrzewska B., Wyszkowski M., Levels of selected trace elements in Scots pine (Pinus sylvestris L.), silver birch (Betula pendula L.), and Norway maple (Acer platanoides L.) in an urbanized environment, Environmental Monitoring and Assessment, 2016, no. 188(10), p. 598.
  15. Kulakova N. Y., Kolesnikov A. V., Kurganova I. N., Shuiskaya E. V., Mironova A. V., Skorobogatova D. M., Vliyanie avtotransportnogo zagryazneniya na biokhimicheskie i morfologicheskie pokazateli sostoyaniya derev’ev duba chereshchatogo (Pollution from the automobile transport Influencing biochemical and morphological condition indicators of Oak trees), Lesovedenie, 2021, no. 4, pp. 393—405.
  16. Kuz’mina N.A., Mokhnachev P. E., Menshchikov S. L., Akkumulyatsiya tyazhelykh metallov v snegovoi vode, pochve i sostoyanie berezovykh drevostoev v usloviyakh tekhnogennogo zagryazneniya (Accumulation of heavy metals in snow water, soil and the state of birch stands in conditions of technogenic pollution), Lesnoi vestnik, 2020, vol. 24, no. 6, pp. 73—82.
  17. Kuznetsov V. V., Dmitrieva G. N., Fiziologiya rastenii (Plant physiology), Moscow: Vyssh. shk., 2006, 742 p.
  18. Macdonald A. D., Mothersill D. H., Shoot development in Betula papyrifera. 1. Short-shoot organogenesis, Canadian Journal of Botany, 1983, pp. 3049—3065.
  19. Makhneva S. G., Menshchikov S. L., Kachestvo pyl’tsy sosny obyknovennoi (Pinus sylvestris L.) v zone deistviya vybrosov AO “Karabashmed’’ (Common pine (Pinus sylvestris L.) pollen quality in JSC “Karabashmed” emission zone), Lesnoi vestnik, 2021, vol. 25, no. 1, pp. 32—44.
  20. Maleva M. G., Chukina N. V., Borisova G. G., Sinenko O. S., Shiryaev G. I., Strukturno-funktsional’nye izmeneniya fotosinteticheskogo apparata Typha latifolia L. v usloviyakh tekhnogennogo zagryazneniya (Structural and functional changes of Typha latifolia L. photosynthetic apparatus under technogenic pollution), Problemy regional’noi ekologii, 2018, no. 6, pp. 24—26.
  21. Menshchikov S. L., Ivshin A. P., Zakonomernosti transformatsii predtundrovykh i taezhnykh lesov v usloviyakh aerotekhnogennogo zagryazneniya (Patterns of transformation of tundra and taiga woodlands under technogenic air pollution), Yekaterinburg: Izdatel’stvo UrO RAN, 2006, 294 p.
  22. Metodicheskie ukazanii po opredeleniyu sery v rasteniyakh i kormakh rastitel’nogo proiskhozhdenii (Guidelines for the determination of sulfur in plants and feed of plant origin), Moscow: TsINAO, 1999, 8 p.
  23. Metodika organizatsii i provedeniya rabot po nablyudeniyu za lesami v evropeiskoi chasti Rossii v ramkakh programmy IKP-Lesa (metodika EKO OON) (Methodology for organizing and conducting forest monitoring work in the European part of Russia within the framework of the ICP-Forests program (UNECF methodology)), Moscow, 1995, 42 p.
  24. Nochevnyi A. D., Teptina A. Y., Analiz fertil’nosti pyl’tsy v tsenopopulyatsiyakh vidov roda Alyssum L. na Yuzhnom Urale (Analysis of pollen fertility of coenopopulations of the genus Alyssum L. in the Southern Urals), Problemy botaniki Yuzhnoi Sibiri i Mongolii, 2020, no. 19—2, pp. 325—330.
  25. Petunkina L. O., Sarsatskaya A. S., Bereza povislaya kak indikator kachestva gorodskoi sredy (Phytoindication state of Betula pendula in the urban environment of Kemerovo), Vestnik Kemerovskogo gosudarstvennogo universiteta, 2015, no. 3(4), pp. 68—71.
  26. Protasova N. A., Belyaev A. B., Khimicheskie elementy v zhizni rastenii (Chemical elements in plant life), Sorovskii obrazovatel’nyi zhurnal, 2001, no. 3, pp. 25—32.
  27. Provedenie biokhimicheskogo analiza rastitel’nykh obraztsov, (Carrying-out biochemical analysis of plant samples), Leningrad: LenNIILKh, 1979, 12 p.
  28. Shabanov M. V., Sera v geokhimicheski sopryazhennykh landshaftakh Coimonovskoi doliny Chelyabinskoi oblasti (Sulphur in the geochemically conjugated landscapes of the Soimonovsky valley, Chelyabinsk region (Russia)), Izvestiya UGGU, 2021, no. 1(61), pp. 118—126.
  29. Sukhareva T. A., Osobennosti nakopleniya khimicheskikh elementov drevesnymi rasteniyami severotaezhnykh lesov na fonovykh i tekhnogenno narushennykh territoriyakh (Peculiarities of accumulation of chemical elements by woody plants of northern taiga forests in background and technogenically disturbed areas), Trudy Fersmanovskoi nauchnoi sessii GI KNTs RAN, 2017, no. 14, pp. 438—441.
  30. Sukhovol’skii V.G., Ivanova Y. D., Modelirovanie povrezhdenii i gibeli lesnykh tsenozov pod vozdeistviem tochechnykh istochnikov zagryaznenii (Modeling the damage to and destruction of forest coenoses under the impact of point contamination sources), Zhurnal obshchei biologii, 2018, vol. 79, no. 2, pp. 148—158.
  31. Tagirova O. V., Ol’berg O.V., Otsenka sostoyaniya berezy povisloi (Betula pendula Roth) v usloviyakh zagryazneniya okruzhayushchei sredy vybrosami medeplavil’nogo kombinata g.Karabash, Chelyabinskaya oblast’) (Assessment of the condition of the birch (Betula pendula Roth) in conditions of environmental pollution by emissions from a copper faktory (Karabash city, Chelyabinsk region)), Sustainable development of territories: theory and practice, Sibay, Proc. of Sci.-Pract. Conf., Sibay, 2021, pp. 245—247.
  32. Titov A. F., Talanova V. V., Kaznina N. M., Laidinen G. F., Ustoichivost’ rastenii k tyazhelym metallam (Plant resistance to heavy metals), Petrozavodsk: Karel’skii NTs RAN, 2007, 172 p.
  33. Urazgil’din R.V., Suleimanov R. R., Giniyatullin R. K., Tagirova O. V., Kulagin A. Y., Tekhnogennoe zagryaznenie pochv tyazhelymi metallami i ikh nakoplenie v list’yakh i khvoe lesoobrazovatelei Predural’ya (Technogenic pollution of soils with heavy metals and their accumulation in leaves and needles of forest-forming species of the Cis-Urals), Ekologiya i promyshlennost’ Rossii, 2022, vol. 26, no. 6, pp. 60—66.
  34. Usol’tsev V.A., Tsepordei I. S., Kovyazin V. F., Urazova A. F., Bornikov A. V., Biomassa generativnykh organov sosny obyknovennoi i berezy povisloi v gradiente zagryaznenii ot Karabashskogo medeplavil’nogo zavoda na Urale (Biomass of generative sphere of scots pine and drooping birch in the pollution gradient from the Karabash copper smelter on the Ural), Izvestiya Sankt-Peterburgskoi lesotekhnicheskoi akademii, 2021, no. 234, pp. 23—52.
  35. Volova A. V., Nakvasina E. N., Soderzhanie makro- i mikroelementov v list’yakh berezy (Betula pendula Roth) razlichnykh form (Macro and micronutrients contents in birch leaves (Betula pendula Roth.) of different form), Lesnoi vestnik, 2019, vol. 23, no. 6, pp. 5—12.
  36. Vorobeichik E. L., Khantemirova E. V., Reaktsiya lesnykh fitotsenozov na tekhnogennoe zagryaznenie: zavisimosti doza-effekt (Reaction of forest phytocenoses to technogenic pollution: Dose-effect dependencies), Ekologiya, 1994, no. 3, pp. 31—43.
  37. Zakrzewska M., Klimek B., Trace element concentrations in tree leaves and lichen collected along a metal pollution gradient near Olkusz (Southern Poland), Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology, 201, no. 100(2), pp. 245—249.
  38. Zalesov S. V., Bachurina A. V., Bachurina S. V., Sostoyanie lesnykh nasazhdenii, podverzhennykh vliyaniyu promyshlennykh pollyutantov ZAO “Karabashmed”, i reaktsiya ikh komponentov na provedenie rubok obnovleniya (Condition of forest stands undergone the impact of ZAO “Karabashmed” industrial pollutants and their components reaction on renewal cutting carrying on), Ekaterinburg: UGLTU, 2017, 277 p.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载

版权所有 © Russian Academy of Sciences, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».