П.Н. Катютин, И.В. Лянгузова
Скачать
№ 4 (52) ч. 2
РусДендро
Катютин Павел Николаевич – кандидат биологических наук, научный сотрудник лаборатории экологии растительных сообществ, ФГБУН Ботанический институт им. В.Л. Комарова Российской академии наук, ул. Профессора Попова, 2, литер В, Санкт-Петербург, 197022, Российская Федерация; старший преподаватель кафедры биогеографии и охраны природы, Санкт-Петербургский государственный университет, Университетская наб., 7–9, Санкт-Петербург, 199034, Российская Федерация, ORCID: https://orcid.org/0000-0003-4938-9638, e-mail: PauRussia@binran.ru.
Лянгузова Ирина Владимировна – доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории экологии растительных сообществ, ФГБУН Ботанический институт им. В.Л. Комарова Российской академии наук, ул. Профессора Попова, 2, литер В, Санкт-Петербург, 197022, Российская Федерация, ORCID: https://orcid.org/0000-0003-3874-9925, e-mail: ILyanguzova@binran.ru.
С начала XXI века во многих странах, в том числе в России на Кольском полуострове, произошло резкое снижение объемов атмосферных выбросов промышленных предприятий, что позволило проследить реакцию растений на уменьшение аэротехногенной нагрузки. В некоторых регионах началось очень медленное восстановление отдельных компонентов нарушенных наземных экосистем, в связи с этим актуальной задачей данного исследования было выявить ответную реакцию радиального прироста стволовой древесины сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) на сниженные объемы атмосферных выбросов загрязняющих веществ комбината «Североникель» (Мурманская обл.). На пробных площадях, заложенных в сосняках лишайниково-зеленомошных, удаленных на 60–65 (фоновые районы), 30 (буферная зона) и 10 (импактная зона) км от источника загрязнения, у ослабленных и сильно ослабленных деревьев сосны на высоте 1.3 м от поверхности земли были взяты керны стволовой древесины (20–50 шт.) с помощью бурава Пресслера. Одновременно на каждой пробной площади были отобраны средние образцы верхнего органогенного горизонта Al-Fe-гумусовых подзолов для оценки уровня загрязнения местообитаний тяжелыми металлами (Ni, Cu, Co), содержание кислоторастворимых форм которых определяли методом атомно-абсорбционной спектрометрии. На полуавтоматическом приборе ЛИНТАБ 6 измеряли ширину годичных колец каждого керна, проводили перекрестную датировку и вычисляли индекс синхронности. Установлено, что современный уровень загрязнения тяжелыми металлами местообитаний сохраняется высоким (буферная зона, индекс техногенной нагрузки варьирует 7–18 отн. ед.) и очень высоким (импактная зона, средний индекс техногенной нагрузки составляет свыше 140 отн. ед.). Наиболее ярко ответная реакция радиального прироста сосны на снижение аэротехногенной нагрузки проявляется в импактной зоне, где за период 2000–2019 гг. ширина годичных колец возросла в 2–3 раза по отношению к периоду 1980–1999 гг., и в настоящее время сопоставима или даже превышает фоновые значения. Таким образом, при дальнейшем снижении объемов атмосферных выбросов комбинатом «Североникель» возможно восстановление продуктивности стволовой древесины сосны обыкновенной на загрязненной территории.
сосна обыкновенная, радиальный прирост, жизненное состояние, северная тайга, аэротехногенное загрязнение, Кольский полуостров
Катютин П. Н. Особенности динамики радиального прироста Pinus sylvestris L. при разном уровне промышленного загрязнения на Кольском полуострове / П. Н. Катютин, И. В. Лянгузова // Лесотехнический журнал. – 2023. – Т. 13. – № 4 (52). – Ч. 2. – С. 76–94. – Библиогр.: с. 88–93 (49 назв.). – DOI: https://doi.org/10.34220/issn.2222-7962/2023.4/18.
1. Алексеев, А. С. Колебания радиального прироста в древостоях при атмосферном загрязнении / А. С. Алексеев // Лесоведение. – 1990. – № 2. – С. 82–86.
2. Ачиколова, Ю. С. Особенности радиального роста сосны сибирской в условиях меняющегося климата горного хребта Хамар-Дабан / Ю. С. Ачиколова, А. А. Агеев, С. А. Астапенко, А. Н. Головина // Лесохозяйственная информация. – 2023. – № 3. – С. 37–54. DOI 10.24419/LHI.2304-3083.2023.3.03.
3. Битвинскас, Т. Т. Дендроклиматические исследования / Т. Т. Битвинскас. – Л., 1974. – 170 с.
4. Горшков, В. В. Радиальный прирост сосны обыкновенной Pinus sylvestris L. в северотаежных лишайниковых сосновых лесах и редколесьях / В. В. Горшков, Н. И. Ставрова, П. Н. Катютин, А. Ю. Лянгузов // Известия РАН. Сер. Биологическая. – 2021. – № 2. – С. 200–210. DOI: 10.31857/S0002332921020053.
5. Демаков, Ю. П. Динамика радиального прироста деревьев в сосняках лишайниково-мшистых заповедника «Большая Кокшага / Ю. П. Демаков // Научные труды Государственного природного заповедника «Большая Кокшага». – 2013. – № 6. С. 143–162.
6. Демидко, Д. А. Связь радиального прироста и жизненного состояния у деревьев кедра сибирского / Д. А. Демидко, С. А. Кривец, Э. М. Бисирова // Вестник Томского гос. ун.-та. Биология. – 2010 – № 4. – С. 68–80.
7. Демидко, Д. А. Состояние кедровых древостоев Северо-Восточного Алтая и методы его оценки / Д. А. Демидко // Лесоведение. – 2011. № 1. – С. 19–27.
8. Динамика лесных сообществ Северо-Запада России / В. Т. Ярмишко, И. Ю. Баккал, О. В. Игнатова [и др.]. – СПб., 2009. 276 с.
9. Дубровский, В. Л. О комбинате «Североникель» / В. Л. Дубровский // Ежегодник Лапландского гос. природного биосферного заповедника. Мурманск: Мурманское областное книжное издательство, 2000. – № 1. – С. 44–45.
10. Ежегодник Кольской ГМК. – Мурманск, 2007. – № 5. – 87 с.
11. Ежегодник Кольской ГМК. –Мурманск, 2010. – № 8. – 81 с.
12. Ежегодник: Загрязнение почв Российской Федерации токсикантами промышленного происхождения в 2020 г. – 2021. – 128 с. – URL: https://www.rpatyphoon.ru/upload/medialibrary/ezhegodniki/tpp/tpp_2020.pdf/ (дата обращения 31.10.2023 г.).
13. Иванов, В. П. Радиальный прирост сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) при ингибировании / В. П. Иванов, С. И. Марченко, Д. И. Нартов, Л. П. Балухта // Изв. вузов. Лесн. журн. – 2021. – № 1. – С. 69–81. – DOI: 10.37482/0536-1036-2021-1-69-81
14. Катютин, П. Н. Начальный радиальный прирост разных поколений сосны обыкновенной в средневозрастных сосновых лесах Кольского полуострова / П .Н. Катютин, Н. И. Ставрова, В. В. Горшков [и др.] // Лесоведение – 2021. – № 5. – С. 472–493. DOI: 10.31857/S0024114821040057
15. Кашулина, Г. М. Аэрогенная трансформация почв европейского европейского субарктического региона. Ч. 2. / Г. М. Кашулина. – Апатиты, 2002. – 234 с.
16. Кладько, Ю. В. Радиальный рост древесных видов в условиях высокой антропогенной нагрузки г. Красноярска / Ю. В. Кладько, В. Е. Бенькова // Сибирский лесной журнал. – 2018. – № 4. – С. 49–57. – DOI: 10.15372/SJFS20180406
17. Лесной кодекс Российской Федерации: от 04.12.2006 № 200-ФЗ (ред. от 04.08.2023) // СПС «КонсультантПлюс». – URL: http://base.consultant.ru/cons/cgi/online.cgi?req=doc;base=LAW;n=133350 (дата обращения: 30.10.2023).
18. Лесной план Мурманской области в 2 т. – Мурманск, 2019.
19. Лукина, Н. В. Биогеохимические циклы в лесах Севера в условиях аэротехногенного загрязнения / Н. В. Лукина, В. В. Никонов. – Апатиты, 1996. – 213 с.
20. Машуков, Д. А. Радиальный прирост и анатомическая структура древесины стволов здоровых и суховершинных деревьев лиственницы на многолетней мерзлоте / Д. А. Машуков, А. В. Бенькова, В. Е. Бенькова и др. // Лесоведение. – 2020. – № 6. С. 483–492.
21. Методы изучения лесных сообществ / отв. ред. В. Т. Ярмишко, И. В. Лянгузова. – СПб. : НИИХимии, 2002. – 240 с.
22. Неверов, Н. А. Динамика радиального прироста лиственницы (Larix sibirica L.) в притундровых лесах Архангельской области / Н. А. Неверов, Е. В. Полякова // Успехи современного естествознания. – 2022. – № 12. – С. 9–14.
23. Переверзев, В. Н. Лесные почвы Кольского полуострова / В. Н. Переверзев. – М., 2004. – 232 с.
24. Позняков, В. Я. Североникель / В. Я. Поздняков. – М. – 1999. – 432 с.
25. Попов, А. С. Влияние мезоклимата и атмосферных промышленных загрязнений на радиальный прирост сосны обыкновенной / А. С. Попов, В. В. Фомин, Ю. В. Шалаумова // Аграрный вестник Урала. – 2011. – № 4 (83). С. 15–18.
26. Уразгильдин, Р.В. Техногенез и структурно-функциональные реакции древесных видов: повреждения, адаптации, стратегии. Ч. 3. Влияние на радиальный прирост и корневые системы / Р. В. Уразгильдин, А. Ю. Кулагин // Междисциплинарный научный и прикладной журнал «Биосфера». – 2021. № 13(4). С. 188–205. DOI: 10.24855/biosfera.v13i4.580.
27. Цветков, В. Ф. Сосняки Кольской лесорастительной области и ведение хозяйства в них / В. Ф. Цветков. – Архангельск. – 2002. – 380 с.
28. Черногаева, Г. М. Тенденции и динамика состояния и загрязнения природной среды РФ в начале ХХI века. Обзор данных многолетнего мониторинга Росгидромета / Г. М. Черногаева, Л. Р. Журавлева // Экологический мониторинг и моделирование экосистем. – 2022. – № XXIII(1-2). С. 1318-147. DOI: 10.21513/0207-2564- 2022-1-2-1318-147.
29. Чжан, С. А. Изменение радиального прироста сосны обыкновенной в зоне длительного воздействия промышленного загрязнения / С. А. Чжан, Е. М. Рунова, О. А. Пузанова, Л. А. Чжан // Хвойные бореальной зоны. – 2011. № 29(3–4). – С. 304–308.
30. Шиятов, С. Г. Дендрохронология верхней границы леса на Урале / С. Г. Шиятов. – М., 1986. – 136 с.
31. Ярмишко, В.Т. Многолетний импактный мониторинг состояния сосновых лесов центральной части Кольского полуострова / В. Т. Ярмишко, О. В. Игнатьева // Известия Российской академии наук. Серия биологическая. – 2019. – № 6. – С. 658–668. DOI: 10.1134/S0002332919060134
32. Ярмишко, В.Т. Сообщества Pinus sylvestris L. в техногенной среде на Европейском Севере России: структура, особенности роста, состояние / В. Т. Ярмишко, О. В. Игнатьева // Сибирский лесной журнал. – 2021. № 3. С. 44–55. DOI: 10.15372/SJFS20210305
33. Cortini, F. White spruce growth and wood properties over multiple time periods in relation to current tree and stand attributes / F. Cortini, D. A. MacIsaac, Ph. G. Comeau // Forests. – 2016. – № 7(3). – P. 49–66. https://doi.org/10.3390/f7030049.
34. Donnelly, L. Inter- and intra-annual wood property variation in juvenile wood between six Sitka spruce clones / L. Donnelly, S.-O. Lundqvist, C. O’Reilly // Silva Fennica. – 2017. – № 51(4). – Article 7728. https://doi.org/10.14214/sf.7728.
35. Guiterman, C. H. Dendroecological methods for reconstructing high-severity fire in pine-oak forests / C. H. Guiterman, E. Q. Margolis, T. W. Swetnam // Tree-Ring Res. – 2015/ – № 71. – P. 67–77.
36. Juknys, R. Dynamic response of tree growth to changing environmental pollution / R. Juknys, A. Augustaitis, J. Vencloviene, A. Kliučius, A. Vitas, E. Bartkevičius, N. Jurkonis / European Journal of Forest Research. – 2014. – № 133. – P. 713 –724. – https://doi.org/10.1007/s10342-013-0712-3.
37. Katjutin, P. N. Radial growth of trees differing in their vitality in the middle-aged Scots pine forests in the Kola peninsula / P. N. Katjutin, N. I. Stavrova, V. V. Gorshkov et al. // Silva Fennica. – 2020. – № 54(3). – Article id 10263. – https://doi.org/10.14214/sf.10263
38. Kirdyanov, A. V. Die-off dynamics of Siberian larch under the impact of pollutants emitted by Norilsk enterprises / A. V. Kirdyanov, V. S. Myglan, A. V. Pimenov et al. // Contemporary Problems of Ecology. – 2014. –№ 7(6). Pp. 679–684.
39. Lyanguzova, I. Effects of High and Low Aerotechnogenic Emissions of heavy Metals on Wild Plants / I. Lyanguzova, P. Katjutin // Forests. – 2023. –№ 14(8). – Article 1650.– https://doi.org/10.3390/ f14081650
40. Lyanguzova, I. V. Dynamic trends of heavy metal contents in plants and soil under different industrial air pollution regimes / I. V. Lyanguzova // Russian Journal of Ecology. – 2017. – № 48(4). Pp. 311–320. – DOI: 10.1134/S1067413617040117
41. Methods of Dendrochronology. Applications in environmental sciences / Eds. E. Cook, L. Kairiukstis. – Dordrecht: Kluwer Acad. Press., 1989. – 394 p.
42. Rinn, F. TSAP-Win: Time Series Analysis and Presentation for Dendrochronology and Related Applications: User Reference / F. Rinn // Heidelberg, 2003. – 110 p.
43. Rumyantsev, D. E. Dendroclimatic diagnostics of pine And spruce growth in the Kivach Reserve (Russian Karelia) / D. E. Rumyantsev // Ecology, Environment and Conservation. – 2021. – № 27 (S). – Pp. 322–329. – https://www.elibrary.ru/item.asp?id=45612648
44. Ryabinina, Z. N. Radial growth of artificial forest stands under the aerotechnogenic impact of the Orenburg gas chemical complex / Z. N. Ryabinina, G. T. Bastaeva, O. A. Lyavdanskaya et al. // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. –2020. – № 579. – Pp. 012115. – DOI:10.1088/1755-1315/579/1/012115
45. Schweingruber, F. H. Tree rings and environment dendroecology / F. H. Schweingruber – Berne, Stuttgart, Vienna: Haupt, 1996. – 609 p.
46. Stavrova, N. I. The Structure of Northern Siberian Spruce–Scots Pine Forests at Different Stages of Post-Fire Succession / N. I. Stavrova, V. V. Gorshkov, P. N. Katjutin, I. J. Bakkal // Forests. – 2020. –№ 11. – Article 558. – https://doi.org/10.3390/f11050558.
47. Sukhareva, T. A. Mineral composition of assimilative organs of conifers after reduction of atmospheric pollution in the Kola Peninsula / T. A. Sukhareva, N. V. Lukina // Russian Journal of Ecology. – 2014. –№ 45(2). – Pp. 95–102. – DOI 10.1134/S1067413614020088
48. Vacek, S. Sensitivity of unmanaged relict pine forest in the Czech Republic to climate change and air pollution / S. Vacek, Z. Vacek, J. Remeš et al. // Trees. – 2017. – № 31. – Pp. 1599–1617. https://doi.org/10.1007/s00468-017-1572-0.
49. Vanninen, P. Allocation of above-ground growth in Pinus sylvestris – impacts of tree size and competition / P. Vanninen // Silva Fennica. – 2004. –№ 38(2). – Pp. 155–166. – https://doi.org/10.14214/sf.425.