2023 Выпуск №4

Флуктуирующая асимметрия листьев рябины обыкновенной (Sorbus aucuparia L.) как биоиндикатор аэротехногенного загрязнения города Оренбурга

DOI

10.5922/gikbfu-2023-4-8

Страницы / Pages

103-114

Аннотация

Проведена оценка степени загрязненности окружающей среды в городе Оренбург с использованием метода флуктуирующей асимметрии. В качестве индикатора состо­яния окружающей среды выбрана рябина обыкновенная. Сбор листьев проходил в семи точках города с разной антропогенной нагрузкой. Целью исследования стало определе­ние влияния аэротехногенного загрязнения на величину флуктуирующей асимметрии листовой пластинки популяций рябины обыкновенной в пределах города Оренбурга. Исследование показало, что листовые пластинки рябины обыкновенной в условиях города угнетены антропогенным фактором, испытывая загазованность воздуха и накапливая вредные вещества, а метод флуктуирующей асимметрии можно использо­вать в качестве индикатора нестабильности развития растений в условиях урбоэско­систем. Напряженное экологическое состояние по критерию интегрального показате­ля флуктуирующей асимметрии отмечено во всех точках, кроме набережной р. Урал. В этом районе исследования условия произрастания растений характеризуются как удовлетворительные. При проведении попарной корреляции анализируемых признаков установлены наиболее тесные связи между двумя парами: ширина половинок листа — расстояние между основаниями первой и второй жилок второго порядка; расстояния от основания листовой пластинки до конца жилки второго порядка — угол между главной жилкой и второй от основания листа.

Abstract

An assessment of environmental pollution in the city of Orenburg was conducted using the fluctuating asymmetry method. The common mountain ash was chosen as an environ­mental indicator. Leaf collection took place at seven points in the city with varying anthropo­genic loads. The research aimed to determine the impact of aerotechnogenic pollution on the magnitude of the fluctuating asymmetry of the leaf blade of the populations of mountain ash within the city of Orenburg. The study revealed that the leaf blades of mountain ash in urban conditions are affected by anthropogenic factors, experiencing air pollution and accumulating harmful substances. The fluctuating asymmetry method can be used as an indicator of plant development instability in urban ecosystems. Elevated environmental stress, based on the integral indicator of fluctuating asymmetry, was noted at all points except the Ural River Embankment. In this area, the growing conditions for plants were characterized as satisfacto­ry. Through pairwise correlation analysis of the examined characteristics, the closest connec­tions were found between two pairs: the width of the leaf half — the distance between the ba­ses of the first and second order veins; the distance from the base of the leaf plate to the end of the second-order vein — the angle between the main vein and the second from the base of the leaf.

Список литературы

1. Баранов С. Г. Изучение признаков для оценки флуктуирующей асиммет­рии листовой пластины липы мелколистной (Tilia cordata Mill.) южной части Московской области // Фундаментальные медико-биологические науки и практическое здравоохранение : сб. науч. тр. Томск, 2010. С. 43—46.

2. Башмаков Д. И. Морфологические индексы листьев Betula Pendula Roth. как индикаторы загрязнения почв тяжелыми металлами // Российский журнал прикладной экологии. 2022. № 4 (32). С. 28—35. https://doi.org/10.24852/2411- 7374.2022.4.28.35

3. Виноградов Б. В. Биоиндикация в рамках геозологии // Биоиндикация в городах и пригородных зонах : сб. науч. тр. М., 1993. C. 5—11.

4. Волчатова И. В., Попова Н. А. Оценка стабильности развития древесных растений в условиях антропогенного воздействия // XXI век. Техносферная безопасность 2018. T. 3, № 1 (9). С. 43—55.

5. Захаров В. М., Чубинишвили А. Т., Дмитриев С. Г. Здоровье среды: методика оценки. М., 2000.

6. Кулагин А. А. Древесные растения и биологическая консервация про­мышленных загрязнителей. М., 2005.

7. Ляшенко О. А. Биоиндикация и биотестирование в охране окружающей среды : учеб. пособие. СПб., 2012.

8. Назаренко Н. Н., Мосиенко М. Ю. Биоиндикация окружающей среды : учеб. пособие. Челябинск, 2019.

9. Рябухина М. В., Брежнева И. Н. Мониторинг природной среды методом биоиндикации сосны обыкновенной в зоне антропогенного загрязнения горо­да Оренбурга // Экология урбанизированных территорий. 2011. № 3. С. 80—85.

10. Собчак P. O., Афанасьева Т. Г., Копылов М. А. Оценка экологического состо­яния рекреационных зон методом флуктуирующей асимметрии листьев // Вестник Томского государственного университета. 2013. № 368. С. 195.

11. Фёдорова Д. Г., Назарова Н. М., Кухлевская Ю. Ф. Модификация методики оценки жизнеспособности интродуцентов в соответствии с условиями сухо­степной зоны Оренбургского Предуралья // Вестник Нижневартовского госу­дарственного университета. 2021. № 2. С. 57—62. https://doi.org/10.36906/2311- 4444/21-2/07.

12. Федорова А. И. Биоиндикация состояния городской среды по реакциям древесных растений. Воронеж, 1996. С. 212—213.

13. Федорова Д. Г., Назарова Н. М. Перспективность использования листвен­ных многолетних древесно-кустарниковых растений в биомониторинге урбо­среды (Оренбург, Россия) // Системы контроля окружающей среды. 2019. № 4. С. 114—122.

14. Aboelata A., Sodoudi S. Evaluating the effect of trees on UHI mitigation and reduc-tion of energy usage in different built up areas in Cairo // Build. Environ. 2020. № 168. P. 106—490. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2019.106490.

15. Carrus G., Scopelliti M., Lafortezza R. Go greener, feel better? The positive ef­fects of biodiversity on the well-being of individuals visiting urban and peri-urban green areas // Landsc. Urban Plann. 2015. № 134. P. 221—228. https://doi.org/10. 1016/j.landurbplan.2014.10.022.

16. Chen C., Park T., Wang X. China and India lead in greening of the world through land-use management // Nat. Sustain. 2019. № 2. P. 122—129. https://doi. org/10.1038/s41893-019-0220-7.

17. Cowart N. M., Graham J. H. Within- and among-individual variation in fluctu­ating asymmetry of leaves in the fig (Ficus carica L.) // Int. J. Plant Sci. 1999. № 160. Р. 116—121.

18. Cuny D. La biosurveillance végétale et fongique de la pollution atmosphéri­que: concepts et applications // Annales Pharmaceutiques Françaises. 2012. № 70 (4). Р. 182—187.

19. Freeman D. C., Graham J. H., Emlen J. M. et al. Plant developmental instability: new measures, applications, and regulation // Developmental Instability: Causes and Consequences. Oxford University Press, 2003. Р. 367—386.

20. Klisarić N. B., Miljković D., Avramov S. et al. Fluctuating asymmetry in Robinia pseudoacacia leaves possible in situ biomarker // Environ. Sci. Pollut. Res. Int. 2014. № 21 (22). Р. 12928—12940. doi: 10.1007/s11356-014-3211-2.

21. Lens L., Van Dongen S., Kark S. Fluctuating asymmetry as an indicator of fit­ness: can we bridge the gap between studies // Biol. Rev. 2002. № 77. P. 27—38.

22. Lens L., Van Dongen S. Fluctuating and directional asymmetry in natural bird populations exposed to different levels of habitat disturbance, as revealed by mixture analysis // Ecol. Lett. 2000. № 3. P. 516—522.

23. Lens L., Wilder C. M., Brooks T. M. Fluctuating asymmetry increases with habi­tat disturbance in seven bird species of a fragmented afrotropical forest // Proc. R. Soc. 1999. № 266. P. 1241—1246.

24. Markevych I., Schoierer J., Hartig T. Exploring pathways linking greenspace to health: theoreti-cal and methodological guidance // Environ. Res. 2017. № 158. P. 301—317. https://doi.org/10.1016/j.envres.2017.06.028.

25. Mendes G., Boaventura M. G., Cornelissen T. Fluctuating Asymmetry as a Bioin­dicator of Environmental Stress Caused by Pollution in a Pioneer Plant Species. // Environ Entomol. 2018. № 47 (6). Р. 1479—1484. https://doi.org/10.1093/ee/nvy147.

26. Moller A. P., Pomiankowski A. Punctuated equilibria or gradual evolution: Fluctuating asymmetry and variation in the rate of evolution // J. Theor. Biol. 1993. № 161. P. 359—367.

27. Palmer A. R., Strobeck C. Fluctuating asymmetry as a measure of developmen­tal stability: implications of non-normal distributions and power of tests // Acta Zo­ol. Fennica. 1992. № 191. P. 57—72.

28. Van Dongen S., Molenberghs G., Matthysen E. The statistical analysis of fluctu­ating asymmetry: REML estimation of a mixed regression model // Evol. Biol. 1999. № 12. P. 94—102.

29. Velickovic M. A. Modified version of fluctuating asymmetry, potential for the analysis of Aesculus hippocastanum L. compound leaves // Riv. Biol. 2008. № 101 (1). Р. 81—92.

30. Wilson J. M., Manning J. T. Fluctuating asymmetry and age in children: Evolu­tionary implications for the control of developmental stability // Hum. Evol. 1996. № 30. P. 529—537.

31. Zakharov V. M., Trofimov I. E. Fluctuating asymmetry as an indicator of stress // Emerg. Top. Life Sci. 2022. № 6 (3). Р. 295—301. https://doi.org/10.1042/ETLS202 10274.