ВЛИЯНИЕ ВЫБРОСОВ АЛЮМИНИЕВОГО ПРОИЗВОДСТВА НА ФОТОСИНТЕТИЧЕСКИЙ АППАРАТ ЛИСТВЕННИЦЫ СИБИРСКОЙ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Исследовано влияние выбросов Братского алюминиевого завода (БрАЗа) на фотосинтетический аппарат лиственницы сибирской ( Larix sibirica Ledeb.). На основе данных о содержании элементов-поллютантов (фтора, серы, тяжелых, легких металлов и металлоидов) в хвое деревьев с использованием кластерного анализа на обследованной территории выделены древостои критического, сильного, среднего, слабого уровня загрязнения, а также фоновые. Установлено, что в хвое деревьев с ростом уровня загрязнения снижается содержание пигментов: хлорофилла а - на 68 %, хлорофилла b - на 72 %, каротиноидов - на 67 % по сравнению с фоновым уровнем. Морфометрические параметры ассимиляционных органов загрязненных деревьев (длина ауксибластов второго года жизни, масса хвои на них, а также длина хвои) снижаются по сравнению с фоновыми показателями на 45-65 %; минимальные их значения обнаруживаются при критическом уровне загрязнения (на территории промзоны БрАЗа). О наличии функциональных нарушений фотосинтетического аппарата хвои в условиях загрязнения выбросами алюминиевого завода свидетельствует изменение параметров флуоресценции хлорофилла: уменьшение фотохимической активности фотосистемы II ( F v / F m ) на 7 %, скорости электрон-транспортного потока (ETR) - на 26 %, квантового выхода фотосистемы II (Y(II) - на 35 %, а также увеличение фоновой флуоресценции хлорофилла F 0 на 26-35 % и нефотохимического тушения флуоресценции хлорофилла (NPQ) на 27 % по сравнению с фоновыми значениями. Максимальное негативное влияние выбросов на фотохимические процессы хвои лиственницы зафиксировано при критическом уровне загрязнения древостоев.

Об авторах

М. В. Оскорбина

Сибирский институт физиологии и биохимии растений СО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: omaria-84@yandex.ru
Иркутск, Россия

О. В. Калугина

Сибирский институт физиологии и биохимии растений СО РАН

Email: olignat32@inbox.ru
Иркутск, Россия

Л. В. Афанасьева

Институт общей и экспериментальной биологии СО РАН

Email: afanl@mail.ru
Улан-Удэ, Россия

Список литературы

  1. Алексеев А. М. Водный режим растения и влияние на него засухи. Казань: Татиздат, 1984. 180 c
  2. Гамалей Ю. В. Флоэма листа: развитие структуры и функции в связи с эволюцией цветковых растений. Л.: Наука. Ленингр. отд-ние, 1990. 144 с
  3. Государственный доклад «О состоянии и об охране окружающей среды Иркутской области в 2020 г.». Иркутск: Мегапринт, 2021. 330 с
  4. Гусев Н. А. Некоторые методы исследования водного режима растений. Л.: Изд-во АН СССР, 1960. 61 с
  5. Загирова С. Структура хвои и фотосинтез лиственницы на Крайнем Севере // Вестн. Ин-та биол. Коми науч. центра УрО РАН. 2007. № 5. С. 7-9
  6. Зайцев Г. Н. Математика в экспериментальной ботанике. М.: Наука. 1990. 296 с
  7. Иванова М. В., Суворова Г. Г. Структура и функция фотосинтетического аппарата хвойных в условиях юга Восточной Сибири. Иркутск: Ин-т геогр. им. В. Б. Сочавы СО РАН, 2014. 79 с
  8. Касимов Н. С., Битюкова В. Р., Кислов А. В., Кошелева Н. Е., Никифорова Е. М., Малхазова С. М., Шартова Н. В. Проблемы экогеохимии крупных городов // Охрана и разведка недр. 2012. № 7. С. 8-13
  9. Клячко-Гурвич Г. Л., Пронина Н. А., Ладыгин В. Г., Цоглин Л. Н., Семененко В. Е. Разобщенное функционирование отдельных фотосистем. I. Особенности и роль десатурации жирных кислот // Физиол. раст. 2000. Т. 47. № 5. С. 688-698
  10. Корзухин М. Д., Выгодская Н. Н., Милюкова И. М., Татаринов Ф. А., Цельникер Ю. Л. Применение объединенной модели фотосинтеза и устьичной проводимости к анализу ассимиляции углерода елью и лиственницей в лесах России // Физиол. раст. 2004. Т. 51. № 3. С. 341-354
  11. Маторин Д. Н., Алексеев А. А. Флуоресценция хлорофилла для биоиндикации растений. М.: ПКЦАльтекс, 2013. 364 с
  12. Михайлова Т. А., Бережная Н. С., Игнатьева О. В. Элементный состав хвои и морфофизиологические параметры сосны обыкновенной в условиях техногенного загрязнения. Иркутск: Ин-т геогр. им. В. Б. Сочавы СО РАН, 2006. 134 с
  13. Михайлова Т. А., Калугина О. В., Шергина О. В. Мониторинг техногенного загрязнения и состояния сосновых лесов на примере Иркутской области // Лесоведение. 2020. № 3. С. 265-273
  14. Суворова Г. Г. Фотосинтез хвойных деревьев в условиях Сибири. Новосибирск: Акад. изд-во «Гео», 2009. 195 с
  15. Суворова Г. Г., Щербатюк А. С., Янькова Л. С., Копытова Л. Д. Максимальная интенсивность фотосинтеза ели сибирской и лиственницы сибирской в Прибайкалье // Лесоведение. 2003. № 6. С. 58-65
  16. Тужилкина В. В. Фотосинтетические пигменты хвои ели сибирской в среднетаежных лесах Европейского Северо-Востока России // Сиб. лесн. журн. 2017. № 1. С. 65-73
  17. Тужилкина В. В. Влияние аэротехногенного загрязнения целлюлозно-бумажного производства на пигментный комплекс сосны обыкновенной // Теор. и прикл. экол. 2021. № 1. С. 90-96
  18. Шереметьев С. Н. Травы на градиенте влажности почвы. М.: Тов-во науч. изд. КМК, 2005. 271 с
  19. Янин Е. П. Скандий в окружающей среде (распространенность, техногенные источники, вторичные ресурсы) // Пробл. окр. среды и природ. рес. 2007. № 8. C. 70-90
  20. Gameiro C., Utkin A. B., Cartaxana P., Silva J. M. da, Matos A. R. The use of laser induced chlorophyll fluorescence (LIF) as a fast and non-destructive method to investigate water deficit in Arabidopsis // Agr. Water Manag. 2016. V. 164. Part 1. P. 127-136
  21. Hazrati S., Tahmasebi-Sarvestani Z., Modarres-Sanavy S. A. M., Mokhtassi-Bidgoli A., Nicola S. Effects of water stress and light intensity on chlorophyll fluorescence parameters and pigments of Aloe vera L. // Plant Physiol. Biochem. 2016. V. 106. P. 141-148
  22. Kalugina O. V., Mikhailova T. A., Afanasyeva L. V., Gurina V. V., Ivanova M. V. Changes in the fatty acid composition of pine needle lipids under the aluminum smelter emissions // Ecotoxicology. 2021. V. 29. N. 4. P. 1287-1289
  23. Klyachko-Gurvich G. L., Pronina N. A., Ladygin V. G., Tsoglin L. N., Semenenko V. E. Uncoupled functioning of separate photosystems: 1. Characteristics of fatty acid desaturation and its role // Rus. J. Plant Physiol. 2000. V. 47. N. 5. P. 603-612 (Original Rus. Text © 2000 G. L. Klyachko-Gurvich, N. A. Pronina, V. G. Ladygin, L. N. Tsoglin, V. E. Semenenko, publ. in Fiziologiya Rasteniy. 2000. V. 47. N. 5. P. 688-698)
  24. Korzukhin M. D., Vygodskaya N. N., Milyukova I. M., Tatarinov F. A., Tsel’niker Yu. L. Application of a coupled photosynthesis-stomatal conductance model to analysis of carbon assimilation by spruce and larch trees in the forests of Russia // Rus. J. Plant Physiol. 2004. V. 51. N. 3. P. 302-315 (Original Rus. Text © 2004 M. D. Korzukhin, N. N. Vygodskaya, I. M. Milyukova, F. A. Tatarinov, Yu. L. Tsel’niker, publ. in Fiziologiya Rasteniy. 2004. V. 51. N. 3. P. 341-354)
  25. Lichtenthaler H. K. Chlorophylls and carotenoids: pigments of photosynthetic biomembranes // Methods in Enzymology. 1987. V. 148. P. 350-382
  26. Manual on methods and criteria for harmonized sampling.assessment.monitoring and analysis of the effects of air pollution on forests UNECE. ICP Forests Programme Coordinating Centre, 2010. http://www.icp-forests.org/Manual.htm/
  27. Orekhov D. I., Yakovleva O. V., Goryachev S. N., Protopopov F. F., Alekseev A. A. The use of parameters of chlorophyll a fluorescence induction to evaluate the state of plants under anthropogenic load // Biophysics. 2015. V. 60. Iss. 2. P. 263-268
  28. Vernon L. P. Spectrophotometric determination of chlorophylls and pheophytins in plant extracts // Anal. Chem. 1960. V. 32. Iss. 9. P. 1144-1150
  29. Wintermans I. F., De Mots A. Spectrophotometric characteristics of chlorphylls a and b and their pheophytins in ethanol // Biochem. Biophys. Acta. 1965. V. 109. P. 448-453

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

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».