Научная статья на тему 'ОТКЛИК ПРИРОСТОВ СОСНЫ ОБЫКНОВЕННОЙ PINUS SYLVESTRIS БОРЕАЛЬНЫХ ФИТОЦЕНОЗОВ НА ТРАНСГРАНИЧНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ'

ОТКЛИК ПРИРОСТОВ СОСНЫ ОБЫКНОВЕННОЙ PINUS SYLVESTRIS БОРЕАЛЬНЫХ ФИТОЦЕНОЗОВ НА ТРАНСГРАНИЧНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

CC BY
0
0
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
cосна обыкновенная / приросты в высоту / трансграничное загрязнение / выбросы загрязняющих веществ / импактный уровень / фоновый уровень / Scots pine / height increments / transboundary pollution / pollutant emissions / impact level / background level

Аннотация научной статьи по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству, автор научной работы — А.Е. Кухта, О.В. Максимова, Т.Г. Махрова, С.А. Громов

Проведена оценка откликов рядов приростов в высоту сосны обыкновенной бореальных биогеоценозов на выпадения соединений серы и азота, обусловленные трансграничным переносом загрязняющих веществ. Объектом исследования являлись древостои государственного природного заказника регионального значения «Полярный круг», произрастающие в условиях трансграничного (фонового) загрязнения. Контролем служили популяции сосны, произрастающие в г. Петрозаводске, в условиях импактного загрязнения от локальных и трансграничных источников выбросов. Индексированные ряды приростов были получены по стандартной дендрохронологической методике. Связи рядов приростов и выпадений соединений серы и азота выявлялись методом корреляционного анализа. На фоновом уровне (на ООПТ) выявлена значимая прямая связь приростов сосны и поступлений NO³ˉ, NH⁴+, а также отрицательная — с притоком SO²ˉ4 . Вместе с тем, на урбанизированной территории регистрируется значимая отрицательная связь рядов приростов с выпадениями соединений азота; значимых связей с выпадениями соединений серы не получено, однако отмечена значимая антисинхронность во временной динамике. Сделан вывод, что выпадения NO³ˉ, NH⁴+ в фоновых районах стимулируют рост деревьев в качестве биогенных элементов вследствие бедности почв, в то время как в импактном регионе негативно влияют на развитие междоузлий сосны. В то же время свойства сульфат-ионов как фитотоксикантов реализуются как в фоновом, так и импактном районах. Полученные закономерности необходимо учитывать для дальнейшего развития программ экологического мониторинга древостоев сосны бореальных фитоценозов европейской территории Российской Федерации.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству , автор научной работы — А.Е. Кухта, О.В. Максимова, Т.Г. Махрова, С.А. Громов

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

RESPONSE OF PINUS SYLVESTRIS PINE INCREMENTS TO TRANSBOUNDARY POLLUTION IN BOREAL PHYTOCENOSES

The responses of the boreal ecosystems Scots pine height increment series to sulfur and nitrogen compounds deposition caused by transboundary pollution were evaluated. The object of the study was the forest stands of the “Polar Circle” State Nature Reserve growing in conditions of transboundary (background) pollution. The pine populations growing in Petrozavodsk under the conditions of impact pollution from local and transboundary emission sources served as a control. Indexed increment series were obtained using standard dendrochronological methods. Relationships of increment and sulfur and nitrogen compounds deposition series were revealed by correlation analysis. At the background level (in reserves), a significant direct relationship between pine growth and NO³ˉ, NH⁴+ inflows were found, as well as a negative relationship with SO²ˉ4 inflows. At the same time, a significant negative increment series relationship with nitrogen compounds deposition is registered in the urbanized area; no significant relationships with sulfur compounds deposition were obtained, but a significant antisynchrony in temporal dynamics was noted. It is concluded that NO³ˉ, NH⁴+ deposition in background areas stimulates tree growth as nutrients due to soil poverty, while in the impact region negatively affects pine internode development. At the same time, the properties of sulfate ions as phytotoxicants are realized both in background and impact areas. The obtained regularities should be taken into account for pine stands ecological monitoring further development in boreal phytocenoses of the European territory of the Russian Federation.

Текст научной работы на тему «ОТКЛИК ПРИРОСТОВ СОСНЫ ОБЫКНОВЕННОЙ PINUS SYLVESTRIS БОРЕАЛЬНЫХ ФИТОЦЕНОЗОВ НА ТРАНСГРАНИЧНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ»

УДК 57.044:57.045

DOI: 10.24412/1728-323X-2024-2-26-34

ОТКЛИК ПРИРОСТОВ СОСНЫ ОБЫКНОВЕННОЙ PINUS SYLVESTRIS БОРЕАЛЬНЫХ ФИТОЦЕНОЗОВ НА ТРАНСГРАНИЧНОЕ

ЗАГРЯЗНЕНИЕ

А. Е. Кухта, кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник, Институт глобального климата и экологии имени академика Ю. А. Израэля (ИГКЭ), anna_koukhta@mail.ru, г. Москва, Россия,

О. В. Максимова, кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник, Институт глобального климата и экологии имени академика Ю. А. Израэля (ИГКЭ), Университет МИСИС, г. Москва, Россия,

Т. Г. Махрова, заведующая дендрарием, Мытищинский филиал Московского технического университета им. Н. Э. Баумана (МГТУ им. Н. Э. Баумана), г. Москва, Россия, С. А. Громов, кандидат географических наук, заместитель директора, Институт глобального климата и экологии имени академика Ю. А. Израэля (ФГБУ «ИГКЭ»), ведущий научный сотрудник, Институт географии РАН (ИГ РАН), г. Москва, Россия

Аннотация. Проведена оценка откликов рядов приростов в высоту сосны обыкновенной бореальных биогеоценозов на выпадения соединений серы и азота, обусловленные трансграничным переносом загрязняющих веществ. Объектом исследования являлись древостои государственного природного заказника регионального значения «Полярный круг», произрастающие в условиях трансграничного (фонового) загрязнения. Контролем служили популяции сосны, произрастающие в г. Петрозаводске, в условиях импактного загрязнения от локальных и трансграничных источников выбросов. Индексированные ряды приростов были получены по стандартной дендрохронологической методике. Связи рядов приростов и выпадений соединений серы и азота выявлялись методом корреляционного анализа. На фоновом уровне (на ООПТ) выявлена значимая прямая связь приростов сосны и поступлений NO3-, NH4, а также отрицательная — с притоком SO4-. Вместе с тем, на урбанизированной территории регистрируется значимая отрицательная связь рядов приростов с выпадениями соединений азота; значимых связей с выпадениями соединений серы не получено, однако отмечена значимая антисинхронность во временной динамике. Сделан вывод, что выпадения NO3-, NH+ в фоновых районах стимулируют рост деревьев в качестве биогенных элементов вследствие бедности почв, в то время как в импактном регионе негативно влияют на развитие междоузлий сосны. В то же время свойства сульфат-ионов как фитотоксикантов реализуются как в фоновом, так и импактном районах. Полученные закономерности необходимо учитывать для дальнейшего развития программ экологического мониторинга древостоев сосны бореальных фитоценозов европейской территории Российской Федерации.

Abstract. The responses of the boreal ecosystems Scots pine height increment series to sulfur and nitrogen compounds deposition caused by trans-boundary pollution were evaluated. The object of the study was the forest stands of the "Polar Circle" State Nature Reserve growing in conditions of trans-boundary (background) pollution. The pine populations growing in Petrozavodsk under the conditions of impact pollution from local and transboundary emission sources served as a control. Indexed increment series were obtained using standard dendrochronological methods. Relationships of increment and sulfur and nitrogen compounds deposition series were revealed by correlation analysis. At the background level (in reserves), a significant direct relationship between pine growth and NO3-, NH+ inflows were found, as well as a negative relationship with SO4- inflows. At the same time, a significant negative increment series relationship with nitrogen compounds deposition is registered in the urbanized area; no significant relationships with sulfur compounds deposition were obtained, but a significant antisynchrony in temporal dynamics was noted. It is concluded that NO3-, NH+ deposition in background areas stimulates tree growth as nutrients due to soil poverty, while in the impact region negatively affects pine internode development. At the same time, the properties of sulfate ions as phytotoxicants are realized both in background and impact areas. The obtained regularities should be taken into account for pine stands ecological monitoring further development in boreal phytocenoses of the European territory of the Russian Federation.

Ключевые слова: гасна обыкновенная, приросты в высоту, трансграничное загрязнение, выбросы загрязняющих веществ, импактный уровень, фоновый уровень.

Keywords: Scots pine, height increments, transboundary pollution, pollutant emissions, impact level, background level.

Введение

Изучение последствий загрязнения атмосферного воздуха для природных биогеоценозов представляет собой одну из самых актуальных задач современной экологии. Особое внимание специалистов привлекает оценка воздействия атмосферных выпадений загрязняющих веществ на лесные экосистемы [1, 2, 7—9, 11, 21]. Решению данной проблемы посвящен ряд международных программ, в частности, Международная совместная программа комплексного мониторинга влия-

ния загрязнения воздуха на экосистемы (МСП КМ), выполняемая под эгидой Конвенции по трансграничному переносу загрязнений на большие расстояния Экономической комиссии ООН для Европы1. Основной целью МСП КМ является обеспечение научных основ для контроля выбросов по результатам мониторинга лесных экосистем, а также выявление связи состояния биоценозов с факторами окружающей среды.

1 http://www.igce.ru/performance/intemational/icp-im/

В Российской Федерации МСП КМ осуществляется в ФГБУ «Институт глобального климата и экологии имени академика Ю. А. Израэля» по методам, представленным в Руководстве2 [13]. Работы ведутся на сети стационаров, заложенных на особо охраняемых природных территориях (ООПТ) федерального и регионального значения. Таким образом, объекты наблюдения размещены в фоновых районах, не подверженных влиянию локальных источников выбросов, что дает возможность оценивать воздействие дальнего переноса химических агентов в малых концентрациях на биогеоценозы.

На территории стационара МСП КМ «Лесной», расположенного в Центрально-Лесном государственном природном биосферном заповеднике (ЦЛГЗ), ранее проводились исследования с целью выявления эффектов трансграничного загрязнения на состояние древостоев. Измерялись значения дефолиации и депигментации хвойных пород. Были выявлены значимые отрицательные связи многолетних рядов параметров дефолиации сосны, произрастающей в сфагновых местообитаниях, со значениями содержания в осадках

КИ+ , а также рядов депигментации — со значе-

4 2_

ниями выпадений $04 . Показано, что качество

фотосинтезирующего аппарата сосняков зависит от притока соединений азота и серы [5]. Полученные результаты объясняются бедностью почв местообитаний сосны — сфагновых сосняков и верховых болот. Для популяций данной породы поступающие с атмосферными массами соединения азота и серы играют роль удобрений — макро- и микроэлементов.

Настоящая работа посвящена верификации выявленных на территории ЦЛГЗ связей, которые, вероятно, характерны и для иных типологически сходных экосистем. Исследования проводились с использованием такого показателя состояния древостоев, как размеры годичных приростов в высоту (междоузлий) сосны обыкновенной. Как следует из научной литературы, методы дендрохронологии применимы для определения откликов бореальных древостоев на антропогенный прессинг [10, 14, 15]. Данный инструмент раскрывает связи характеристик хода роста д еревьев и факторов загрязнения как на фоновом (на ООПТ), так и на импактном (в урбанизированной среде) уровнях.

Для решения задачи верификации полученных ранее результатов были изучены модельные древостои сосны обыкновенной, произрастаю-

щей в условиях трансграничного загрязнения (фоновый уровень) на территории комплексного (ландшафтного) заказника регионального значения «Полярный круг». Контролем служили популяции данной породы, обнаруженные на урбанизированной территории в г. Петрозаводске, находящиеся под суммарным воздействием как локальных, так и трансграничных выбросов (им-пактный уровень).

Цель работы: оценить связь рядов значений линейных приростов модельных древостоев сосны обыкновенной бореальных фитоценозов со значениями выпадений серы и азота на фоновом и импактном уровнях.

Методы и материалы

Объектом исследования служили ряды линейных приростов (т. е. размеров междоузлий) подроста, молодняка и приспевающих экземпляров сосны обыкновенной Pinus sylvestris L., 1753 (класс Pinopsida, порядок Pinales, семейство Pina-ceae)3.

Исследования модельных древостоев сосны проходили на стационаре МСП КМ, заложенном в комплексном (ландшафтном) заказнике регионального значения «Полярный круг» в 2023 г. Данная ООПТ характеризуется фоновым уровнем антропогенного воздействия.

Контрольные измерения линейных прирос -тов сосны проводились на территории г. Петрозаводска в 2022 г. Пробные площади были заложены в восточной части города, в 600 м от берега Онежского озера. Данный земельный участок обозначен на карте города как «Сквер "Железнодорожное кладбище"» (код КЛАДР: 10 000 001 000 2253 00).

Рассматриваемые территории относятся к Кольско-Печорской подпровинции Евроазиатской таежной области, к Североевропейской флористической провинции. Растительность здесь относится к бореальному (северо-таежному) типу [12].

Пробные площади в заказнике «Полярный круг» на ООПТ размещены в сухих, свежих и влажных местообитаниях, выделенных согласно классической типологии В. Н. Сукачева (рис. 1). Влажные биотопы представлены сфагновыми болотами и сосняками сфагновыми; свежие — сосняками зеленомошными с примесью ели европейской, рябины обыкновенной, березы повислой; сухие — сосняками лишайниковыми на выходах гранитов и гнейсов [20].

2 http://downloads.igce.ru/publications/ICP_IM_Manuals/ Manual_rus_04122013.pdf

3 Gymnosperm Database (https://www.conifers.org/pi/ Pinus_sylvestris.php) (дата обращения 20.03.2023).

а) б)

Рис. 1. Подрост сосны обыкновенной на территории заказника «Полярный круг»: а) во влажном и б) в сухом биотопах

Рис. 2. Подрост сосны обыкновенной на пробных площадях в г. Петрозаводске (свежий биотоп, подверженный антропогенному прессингу)

Территория, обозначенная на карте города Петрозаводска как «Сквер "Железнодорожное Кладбище"», представляет собой пустырь, захламленный бытовым мусором, ограниченный с севера церковным проулком, с востока — забором еврейского кладбища (закрыто с 1947 г.), с юга — улицей Вольной и с запада — складскими помещениями гипермаркета «Лента». В непосредственной близости к пустырю проходят улица Ленинградская и Октябрьский проспект, обе с оживленным автомобильным движением. В южной части пустыря отмечены единичные крупные деревья сосны обыкновенной и березы повислой, вся остальная площадь занята обильным самосевом этих видов. Также единично встречаются молодые деревья ивы козьей, черемухи обыкновенной и рябины обыкновенной. Живой напочвенный покров представлен сорной и рудераль-

ной растительностью: злаки, крапива двудомная, бодяк полевой, одуванчик лекарственный, гравилат городской, лопух большой и т. д. Растительность пробных площадей типична для свежих биотопов, подверженных антропогенному прессингу (рис. 2).

На пробных площадях в заказнике «Полярный круг» были измерены линейные приросты подроста, молодняка и приспевающих деревьев в свежих, сухих и влажных местообитаниях (всего 95 экземпляров). В результате этих операций был получен ряд измерений приростов за период 2000 по 2020 г.

В парке города Петрозаводска были измерены линейные приросты в свежих местообитаниях (всего 50 экземпляров). Таким образом, был сформирован ряд измерений приростов за период 2012 по 2020 г.

Измерения проводились по методике, представленной в [4, 6]. Пробные площади были заложены маршрутным методом; на каждой отбиралось и измерялось по пять неповрежденных деревьев. Для унификации выбирались деревья со сходными морфологическими и возрастными признаками. У каждого экземпляра определялись размеры междоузлия стволика/ствола, начиная с верхнего и до последнего четко различимого над корневой шейкой. В результате процедуры индексации получались динамические ряды индексов приростов. Эта процедура позволяет нивелировать возрастную неравномерность хода роста сосны, тем самым обеспечивая сопоставимость показателей экземпляров разного возраста.

Для заповедника «Полярный круг» ранее была проведена проверка индексов приростов на принадлежность нормальному закону распределения [6]. Для г. Петрозаводска наблюдений существенно меньше, что не позволяет выполнить такую проверку, ввиду чего принято решение работать при исследовании на обеих территориях не со средними годовыми индексами, а с медианами, которые рассчитывались для индексов линейных приростов внутри каждого года.

Для выявления связей рядов приростов сосны на пробных площадях и значений выпадений таких приоритетных загрязняющих веществ, как ЗО^- , КО3-, КИ+ , были использован ряд источников [16, 17, 18, 19].

Связи между рядами исследуемых переменных находились, в первую очередь, с помощью коэффициентов ранговой корреляции Спирмена [3]. Но наряду с этим для сравнения производился расчет коэффициентов корреляции Пирсона для того, чтобы понять, возможно ли при дальнейшем анализе работать с коэффициентами корреляции Пирсона в случаях возникновения эффекта мультиколлинеарности. При наличии линейных связей между независимыми переменными производился расчет частных коэффици-

ентов корреляции Пирсона, которые в нашем случае характеризуют связь между выпадениями определенных веществ и индексами линейных приростов, скорректированную относительно других видов выпадений [3]. Это позволяло оценить самостоятельный вклад соответствующей независимой переменной в предсказание изменения индексов линейных приростов сосны.

Значимость синхронности хода индексов линейных приростов и годовых выпадений серы и азота проверялась по критерию знаков [3].

Вычисления указанных параметров осуществлялись в пакете Excel 2016. Уровень значимости для оценки коэффициентов корреляций выбирался 0,05 и 0,1 для выдвижения обобщенных гипотез ввиду наличия коротких рядов данных.

Результаты и обсуждение

Так как принадлежность данных нормальному закону распределения подтверждена не для всех рядов, то рассчитывались коэффициенты корреляции Спирмена между годовыми медианами индексов линейных приростов и суммарными значениями годовых выпадений соединений серы и азота на территории г. Петрозаводска и на территории заказника «Полярный круг». Наряду с ними производился расчет и коэффициентов корреляций Пирсона для сравнения, представленных в таблицах 1 и 2 (значимые коэффициенты корреляции на уровне 0,05 отмечены полужирным, а на уровне 0,1 — полужирным прямым). Коэффициенты корреляции Пирсона из таблиц 1 и 2 получились схожими как по знаку, так и по силе связи, с коэффициентами корреляции Спирмена:

— для г. Петрозаводска корреляции Спирмена годовых медиан приростов со значениями выпа-

дений SO2 , NO

4 , КО3-, КИ+ составили -0,40, -0,60 и -0,16 соответственно;

— для заказника «Полярный круг» корреляции Спирмена годовых медиан индексов прирос-

Таблица 1

Таблицы корреляций (слева) и частных корреляций (справа) Пирсона для индексов приростов и выпадений в г. Петрозаводске

Медианы индексов приростов SO2 NO3- NH+

Медианы 1

индексов

so^ -0,43 1

NO3- -0,77 0,71 1

NH+ -0,24 0,37 0,47 1

Медианы индексов приростов

SO2- 0,26

NO3- -0,74

NH+ 0,21

тов со значениями выпадений $04 , КО3-, КИ+ составили: а) для свежего биотопа -0,05, 0,30, 0,25; б) для влажного биотопа -0,02, 0,17, 0,26; в) для сухого биотопа 0,01, 0,45, 0, 51 соответственно.

Это дает возможность далее продолжать работу с коэффициентами корреляции Пирсона. Продолжение такого исследования диктуется необходимостью исключить влияние обнаруженных линейных связей между суммарными выпадениями азота и серы на обеих территориях. Во всех таких случаях выполнен расчет частных коэффициентов корреляций Пирсона (табл. 1, 2).

Анализ значений коэффициентов корреляции между рядами приростов и выпадений химических агентов позволил выявить ряд закономерностей. Так, для заказника «Полярный круг» обнаружены значимые положительные корреляции

размеров междоузлий с выпадениями КО3 во

всех биотопах и с КИ+ в свежих и сухих биото-4 2_

пах; с выпадениями ЗО2 значимая отрицательная связь обнаружена в свежих и сухих биотопах. Это может свидетельствовать о том, что модельные древостои сосны на данной ООПТ, произрастающие в условиях фонового уровня загрязнения, во всех типах биотопов (как экологического оптимума, так и пессимума) испытывают недостаток такого биогенного элемента, как азот. Полученные результаты подтверждают выводы, сделанные на материале модельных древостоев сосны обыкновенной из ЦЛГЗ. Как было указано выше, для данного стационара МСП КМ в зоне экологического пессимума выявлены значимые отрицательные связи рядов значений дефолиации и содержаний в осадках КИ+ . Таким обра-

Таблица 2

Таблицы корреляций (слева) и частных корреляций (справа) Пирсона для индексов приростов и выпадений на территории заказника «Полярный круг»

Медианы индексов приростов 802 ]Ч03-

Медианы 1

индексов

0,04 1

КО3- 0,46 0,57 1

КИ+ 0,34 0,75 0,55

Медианы индексов приростов

ЗО2- -0,50

КО3- 0,50

КИ+ 0,43

а) свежий биотоп

Медианы индексов приростов 802 ]Ч03-

Медианы 1

индексов

ЗО2- 0,07 1

КО3- 0,41 0,57 1

КИ+ 0,20 0,75 0,55 1

Медианы индексов

приростов

ЗО2- -0,25

КО3- 0,42

КИ+ 0,14

б) влажный биотоп

Медианы индексов приростов 802 ]Ч03-

Медианы 1

индексов

ЗО2- 0,21 1

КО3- 0,63 0,57 1

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

КИ+ 0,58 0,75 0,55 1

Медианы индексов приростов

ЗО2- -0,63

КО3- 0,65

КИ+ 0,67

в) сухой биотоп

2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 Год

Рис. 3. Динамика индексов линейных приростов сосны и годовых выпадений по территории г. Петрозаводска

зом, недостаток азота в корнеобитаемом слое сосны на двух ООПТ частично восполняется за счет трансграничного переноса КО3-, КИ+, поступающих в рассматриваемые геосистемы в малых количествах [5]. В то же время соединения серы оказывают негативное воздействие на приросты данной породы в заказнике «Полярный круг». Роль соединений серы как фитоток-сикантов отражена в широком спектре исследований [1, 2, 7—9, 11, 21].

В г. Петрозаводске (импактный уровень) наблюдается значимая отрицательная связь с выпадениями КО3-. Подобный результат, очевидно, объясняется сильными антропогенным воздействием на древостои парка, в том числе от локальных источников выбросов загрязняющих веществ. Дефицита биогенных элементов эти сосняки не испытывают. Наоборот, наблюдается излишек соединений КО3-, в соответствии с за-

коном Шелфорда ограничивающий рост и развитие деревьев.

На рисунках 3—4 представлены все исследуемые данные в динамике. Отметим, что в заказнике «Полярный круг» на фоновом уровне выпадений КИ+ меньше, а КО3- — существенно меньше, чем на импактном уровне, по сравнению с территорией г. Петрозаводска.

Для территории г. Петрозаводска значимая асинхронность годовой динамики индексов наблюдается с выпадениями серы, несмотря на то, что коэффициент корреляции не признан значимым (лишь одно совпадение среди периодов хода роста из восьми представленных). Следует отметить, что объектом измерения служил подрост сосны, и ряды измерений коротки для уверенного формулирования выводов о наличии или отсутствии синхронности рядов. Дальнейшие исследования на более обширном материале по мере накопления результатов измерений внесут ясность в данный вопрос.

Анализ динамики линейных приростов и значений выпадений химических агентов выявил, что для заказника «Полярный круг», помимо значимых корреляций индексов приростов с выпадениями соединений азота, наблюдается значимая синхронность их годовой динамики лишь во второй половине наблюдаемого периода. Также во второй половине наблюдаемого периода отмечается резкое увеличение выпадений серы, что, наиболее вероятно, отразилось в том, что получены значимые отрицательные коэффициенты корреляции с индексами в свежих и сухих биотопах (см. табл. 2, справа). Можно предположить, что все это связано с вероятными изменениями метода расчета выпадений, а не с усилением вариа-

бельности количеств поступающих на рассматриваемую территорию соединений.

Следует отметить, что значимые (положительные и отрицательные) корреляции рядов приростов с величинами выпадений загрязняющих веществ выявлены как на импактном, так и на фоновом уровнях. Подобный результат свидетельствует о наличии зависимостей характера роста сосны от поступления соединений серы и азота как в урбанизированной среде, так и на ООПТ. В то же время иные загрязнители, в том числе попавшие в последние годы в фокус внимания исследователей, не оказывают существенного воздействия на фитоценозы на фоновом уровне. Так, ранее авторами рассматривалась связь линейных приростов сосны в заповеднике «Кивач» с осаждениями черного углерода [7]. Значимых откликов приростов сосны на хронические воздействия низких концентраций черного углерода в фоновом районе обнаружено не было.

Заключение

На импактном уровне загрязнения воздуха, т. е. вблизи источников выбросов, отклики дре-востоев сосны обыкновенной на характерные величины выпадения соединений азота иные, чем на значения поступления из атмосферы на фоновом уровне. Выявлено, что в фоновом районе на бедных почвах низкие концентрации азота в осадках, обусловленные дальним трансграничным переносом, имеют значимую положительную связь с линейными приростами сосны. При этом для выпадений на импактном уровне регистрируется значимая отрицательная связь. В соответствии с законом Шелфорда в бедной ресурсами среде обитания поступления в почву азота стимулируют рост деревьев в качестве биогенных элементов, в то время как на территории, подвергающейся заметному антропогенному загрязнению, данные химические вещества, поступающие и накапливающиеся в почвах гораздо интенсивнее, представляют собой факторы, негативно влияющие на все процессы роста сосны, в том числе и на развитие междоузлий.

Более сложная и неоднозначная ситуация выявлена для связи линейных приростов с годовыми выпадениями соединений серы. Для фонового уровня загрязнения воздуха выявлена значимая отрицательная связь приростов с притоком

2_

$04 в свежих и сухих биотопах. Для импактно-го уровня не получено значимых связей, но отмечена значимая асинхронность изменений во временной динамике. Полученный результат объясняется свойствами сульфат-ионов как фито-токсикантов, реализуемых как в районе, подверженном лишь трансграничному загрязнению, так и на территории, испытывающей воздействие локальных источников выбросов загрязняющих веществ.

Объектом настоящего исследования служил подрост, что объясняет короткие временные ряды приростов. Следствием этого стала необходимость применять при оценке достоверности полученных характеристик доверительную вероятность на уровне 0,1. Для достижения большей точности результатов исследований необходимы дальнейшие исследования, которые будут осуществляться на стационарах МСП КМ. Тем не менее, в результате проведенного исследования удалось выдвинуть гипотезы для дальнейшего развития программ экологического мониторинга древостоев сосны бореальных фитоценозов европейской территории Российской Федерации.

Исследование выполнено в рамках научной темы Росгидромета (ФГБУ «ИГКЭ») АААА-А20-120021090098-8 «Развитие методов и технологий расчетного мониторинга антропогенных выбросов и абсорбции поглотителями парниковых газов и ко-роткоживущих климатически активных веществ»; НИОКТР АААА-А20-120013190049-4 «Развитие методов и технологий мониторинга загрязнения природной среды вследствие трансграничного переноса загрязняющих веществ (ЕЭК ООН: ЕМЕП, МСП КМ) и кислотных выпадений в Восточной Азии (EAНET)».

Библиографический список

1. Еремеева В. Г., Денисова Е. С. Газоустойчивость древесных растений Западной Сибири // Сибирский экологический журнал. — 2011. — № 2. — С. 263—271.

2. Зотикова А. П., Бендер О. Г., Собчак Р. О., Астафурова Т. П. Сравнительная оценка структурно-функциональной организации листового аппарата хвойных растений на территории г. Горно-Алтайска // Вестник Томского ГТУ. — 2007. — № 299. — С. 152—161.

3. Кобзарь А. И. Прикладная математическая статистика. Для инженеров и научных работников. — М.: Физматлит, 2006. — 816 с.

4. Кухта А. Е. Влияние температуры и осадков на годичный линейный прирост сосны обыкновенной на берегах Кандалакшского залива // Лесной вестник. — 2009. — № 1 (64). — С. 61—67.

5. Кухта А. Е., Пчелкин А. В., Полещук А. М. Оценка отклика древостоев сосны и ели центрально-лесного государственного природного заповедника на трансграничное загрязнение воздуха методами международной совместной программы комплексного мониторинга // Проблемы экологического мониторинга и моделирования экосистем. — 2018. — Т. 29. — № 4. — С. 29—37. DOI: 10.21513/0207-2564-2018-4-29-43.

6. Максимова О. В., Кухта А. Е. Подход к оценке параметров приростов сосны обыкновенной Pinus sylvestris L. в бо-реальных местообитаниях // Экологические системы и приборы. — 2024. — № 1. — С. 28—37. DOI: 10.25791/ esip.1.2024.1424.

7. Максимова О. В., Кухта А. Е., Коротков С. А. Воздействие черного углерода и других климатических факторов на линейные приросты сосны обыкновенной (Pinus Sylvestris L.) на территории заповедника «Кивач» // Лесной вестник / Forestry Bulletin. — 2023. — Т. 27, № 5. — С. 48—59. DOI: 10.18698/2542-1468-2023-5-48-59.

8. Махнева С. Г., Менщиков С. Л. Качество пыльцы сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) в зоне действия выбросов АО «Карабашмедь» // Лесной вестник / Forestry Bulletin. — 2021. — Т. 25. — № 1. — С. 32—44. DOI: 10.18698/25421468-2021-1-32-44.

9. Неверова О. А. Применение фитоиндикации в оценке загрязнения окружающей среды // Биосфера. — 2009. — № 1. — С. 82—92.

10. Павлов И. Н. Закономерности естественного возобновления в условиях техногенного загрязнения // ХБЗ. — 2004. — № 1—2. — С. 31—38.

11. Папина О. Н., Собчак Р. О., Астафурова Т. П. Влияние урбанизированной среды на покровные ткани и содержание воды в хвое видов семейства Pinaceae Lindl // Вестник Томского ГТУ. Биология. — 2013. — № 3 (23). — С. 152—161.

12. Раменская М. Л. Анализ флоры Мурманской области и Карелии. Л.: Наука, 1983. 215 с.

13. Руководство по комплексному мониторингу / Пер. с англ. — М., ФГБУ «ИГКЭ Росгидромета и РАН», 2013. — http://downloads.igce.ru/publications/ICP_IM_Manuals/Manual_rus_04122013.pdf.

14. Рыбаков Д. С. Влияние загрязнения серой на радиальный прирост Pinus sylvestris L. в Республике Карелия // Princ. ekol. — 2017. — № 2 (23). — С. 47—60.

15. Рыкова Т. В. Изучение реакции сосновых фитоценозов на выпадения тяжелых металлов в условиях полевого эксперимента // Лесохозяйственная информация. — 2015. — № 1. — С. 62—71.

16. Ежегодные данные по химическому составу и кислотности атмосферных осадков за 2001—2005 гг. (Обзор данных) / Свистов П. Ф., Першина Н. А., Полищук А. И.; ФГБУ «ГГО» Росгидромета. — СПб., 2010. — 128 с.

17. Ежегодные данные по химическому составу и кислотности атмосферных осадков за 2006—2010 гг. (Обзор данных) / Свистов П. Ф., Першина Н. А., Полищук А. И., Павлова М. Т., Семенец Е. С.; ФГБУ «ГГО» Росгидромета. — СПб., 2014. — 116 с.

18. Ежегодные данные по химическому составу и кислотности атмосферных осадков за 2011—2015 гг. (Обзор данных) / Свистов П. Ф., Першина Н. А., Полищук А. И., Павлова М. Т., Семенец Е. С.; ФГБУ «ГГО» Росгидромета. — СПб.; Саратов: Амирит, 2016. — 116 с.

19. Ежегодные данные по химическому составу и кислотности атмосферных осадков за 2016—2020 гг. (Обзор данных) / Першина Н. А., Полищук А. И., Павлова М. Т., Семенец Е. С. / ФГБУ «ГГО» Росгидромета. — СПб.: Саратов: Амирит, 2021. — 114 с.

20. Сукачев В. Н. Избранные труды: в 3 т.: Основы лесной типологии и биогеоценологии / Под ред. Е. М. Лавренко. — Л.: Наука, 1972. — Т. 1. — 419 с.

21. Ярмишко В. Т., Игнатьева О. В., Евдокимов А. С. Некоторые аспекты мониторинга сосновых лесов в экстремальных условиях Кольского Севера // Самарский научный вестник. — 2019. — № 8 (2). — С. 81—86.

RESPONSE OF PINUS SYLVESTRIS PINE INCREMENTS TO TRANSBOUNDARY POLLUTION IN BOREAL PHYTOCENOSES

A. E. Koukhta, Ph. D. (Biology), Leading Researcher, Yu. A. Izrael Institute of Global Climate and Ecology (IGCE), anna_koukhta@mail.ru, Moscow, Russia,

O. V. Maksimova, Ph. D. (Technique), Leading Researcher, Yu. A. Izrael Institute of Global Climate and Ecology (IGCE), Moscow, Russia,

T. G. Makhrova, Head of the Arboretum, Mytischi Branch of Bauman Moscow State Technical University, Moscow, Russia, S. A. Gromov, Ph. D. (Geography), Deputy Director, Yu. A. Izrael Institute of Global Climate and Ecology (IGCE), Leading Researcher, Institute of Geography of RAS, Moscow, Russia

References

1. Eremeeva V. G., Denisova E. S. Gas resistance of woody plants in Western Siberia. Siberian Ecological Journal. 2011. No. 2. P. 263—271 [in Russian].

2. Zotikova A. P., Bender O. G., Sobchak R. O., Astafurova T. P. Comparative assessment of the structural and functional organization of the leaf apparatus of coniferous plants on the territory of Gorno-Altaisk. Bulletin of Tomsk State Technical University. 2007. No. 299. P. 152—161 [in Russian].

3. Kobzar A. I. Applied mathematical statistics. For engineers and scientists. Moscow, Fizmatlit. 2006. 816 p. [in Russian].

4. Kukhta A. E. The influence of temperature and precipitation on the annual linear growth of Scots pine on the shores of Kandalaksha Bay. Lesnoy Vestnik. 2009. No. 1 (64). P. 61—67 [in Russian].

5. Kukhta A. E., Pchelkin A. V., Poleshchuk A. M. Assessment of the response of pine and spruce stands of the central forest state nature reserve to transboundary air pollution using the methods of the international joint integrated monitoring program. Problems of environmental monitoring and modeling of ecosystems. 2018. Vol. 29. No. 4. P. 29—37. [in Russian]. DOI: 10.21513/ 0207-2564-2018-4-29-43.

6. Maksimova O. V., Kukhta A. E. Approach to assessing the growth parameters of Scots pine Pinus sylvestris L. in boreal habitats. Ecological systems and devices. 2024. No. 1. P. 28—37. [in Russian]. DOI: 10.25791/esip.1.2024.1424.

7. Maksimova O. V., Kukhta A. E., Korotkov S. A. The impact of black carbon and other climatic factors on the linear growth of Scots pine (Pinus Sylvestris L.) in the territory of the Kivach Nature Reserve. Lesnoy Vestnik. [Forestry Bulletin], 2023. Vol. 27. No. 5. P. 48—59. [in Russian] DOI: 10.18698/2542-1468-2023-5-48-59.

8. Makhneva S. G., Menshchikov S. L. The quality of pollen of Scots pine (Pinus sylvestris L.) in the area of impact of emissions from JSC «Karabashmed». Lesnoy Vestnik [Forestry Bulletin]. 2021. Vol. 25. No. 1. P. 32—44. [in Russian]. DOI: 10.18698/ 2542-1468-2021-1-32-44.

9. Neverova O. A. Application of phytoindication in assessing environmental pollution. Biosphere. 2009. No. 1. P. 82—92. [in Russian].

10. Pavlov I. N. Patterns of natural renewal in conditions of technogenic pollution [KhBZ]. 2004. No. 1—2. P. 31—38 [in Russian].

11. Papina O. N., Sobchak R. O., Astafurova T. P. The influence of an urbanized environment on integumentary tissues and water content in the needles of species of the Pinaceae Lindl family Bulletin of Tomsk State Technical University. Biology. 2013. No. 3 (23). P. 152—161 [in Russian].

12. Ramenskaya M. L. Analysis of the flora of the Murmansk Region and Karelia. L.: Science. 1983. 215 p. [in Russian].

13. Guide to integrated monitoring. Translation from English. — M., FGBU "IGCE Roshydromet and RAS", 2013 [in Russian]. (http://downloads.igce.ru/publications/ICP_IM_Manuals/Manual_rus_04122013.pdf).

14. Rybakov D. S. The influence of sulfur pollution on the radial growth of Pinus sylvestris L. in the Republic of Karelia. Princ. ekol. 2017. No. 2 (23). P. 47—60 [in Russian].

15. Rykova T. V. Study of the reaction of pine phytocenoses to the fallout of heavy metals in a field experiment. Forestry information. 2015. No. 1. P. 62—71 [in Russian].

16. Annual data on the chemical composition and acidity of atmospheric precipitation for 2001—2005. (Data review). Svistov P. F., Pershina N. A., Polishchuk A. I. Federal State Budgetary Institution "GGO" of Roshydromet. St. Petersburg, 2010. 128 p. [in Russian].

17. Annual data on the chemical composition and acidity of atmospheric precipitation for 2006—2010. (Data review). Svistov P. F., Pershina N. A., Polishchuk A. I., Pavlova M. T., Semenets E. S. Federal State Budgetary Institution "GGO" of Roshydromet. St. Petersburg, 2014. 116 p. [in Russian].

18. Annual data on the chemical composition and acidity of atmospheric precipitation for 2011—2015. (Data review). Svistov P. F., Pershina N. A., Polishchuk A. I., Pavlova M. T., Semenets E. S. [Federal State Budgetary Institution "GGO" of Roshydromet]. St. Petersburg: Saratov: Amirit, 2016. 116 p. [in Russian].

19. Annual data on the chemical composition and acidity of atmospheric precipitation for 2016—2020. (Data review). Pershina N. A., Polishchuk A. I., Pavlova M. T., Semenets E. S. Federal State Budgetary Institution "GGO" of Roshydromet. St. Petersburg: Saratov: Amirit. 2021. 114 p. [in Russian].

20. Sukachev V. N. Selected works in three volumes: Fundamentals of forest typology and biogeocenology. Ed. E. M. Lavrenko. L.: Science. 1972. Vol. 1. 419 p. [in Russian]

21. Yarmishko V. T., Ignatieva O. V., Evdokimov A. S. Some aspects of monitoring pine forests in extreme conditions of the Kola North. Samara Scientific Bulletin. 2019. No. 8 (2). P. 81—86 [in Russian].

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.