Elemental composition of Vaccinium vitis-idaea и V. myrtillus (Ercaceae) leaves in green moss pine forests under aerotechnogenic pollution in the Komi Republic

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The paper aims at the impact of aerotechnogenic emissions from the largest in the European North pulp and paper production enterprise, namely JSC «Syktyvkar Timber Processing Complex», on the elemental composition (N, S, C, P, K, Ca, Mg, Na, Al, Fe, Mn) of lingonberry and blueberry leaves as the dominant dwarf shrubs in green moss pine forests. The leaves of blueberry and lingonberry growing in pine stands both in the background and contaminated areas were identified to have similar average values of the mass fraction of ash elements in 2009. The content of ash elements in the leaves of dwarf shrubs from the background pine forests was higher than that in leaves collected from the impact zone in 2018. The average values of the mass fraction of ash elements in blueberry leaves were found to access those in lingonberry leaves by 1,5 time both in the background and contaminated areas. There was no regular change in the content of elements in leaves of dwarf shrubs with distance from the source of emission. The differences in the sulfur content in leaves of dwarf shrubs for 2009 and 2018 were within the error limits. No significant differences were found in the values of the mass fraction of nitrogen in blueberry and lingonberry leaves for pine stands located at different distances from the emission source. The nitrogen content in lingonberry leaves was significantly lower than that in blueberry leaves for both observation periods. There was no significant difference in the total nitrogen content in blueberry and lingonberry leaves between 2009 and 2018.

About the authors

Elena A. Robakidze

Institute of Biology of Komi Scientific Centre of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: robakidze@ib.komisc.ru

candidate of biological sciences, researcher of Forest Biological Problems of the North Department

Russian Federation, Syktyvkar

References

  1. Лесное хозяйство и лесные ресурсы Республики Коми. М.: Дизайн. Информация. Картография, 2000. 512 с.
  2. Никонов В.В., Лукина Н.В., Карабань Р.Т., Копцик Г.Н. Методология и опыт реализации системы химического мониторинга лесов восточной Фенноскандии // Биологические основы изучения, освоения и охраны животного и растительного мира, почвенного покрова восточной Фенноскандии. Петрозаводск, 1999. С. 185–186.
  3. Ingestad T. Mineral nutrient requirements of Vaccinium vitis-idaea and Vaccinium myrtillus // Physiologia Plantarum. 1973. Vol. 29. P. 239–246.
  4. Helmisari H.S. Spatial and age-related variation in nutrient concentration of Pinus sylvestris needles // Silva Fennica. 1992. Vol. 26, № 3. P. 145–153.
  5. Tamminen P., StarrM., Kubin E. Element concentrations in boreal, coniferous forest humus layers in relation to moss chemistry fnd soil factors // Plant and Soil. 2004. Vol. 259. P. 51–58.
  6. Обмен веществ и энергии в сосновых лесах европейского Севера. Л.: Наука, 1977. 304 с.
  7. Морозова Р.М. Минеральный состав растений лесов Карелии. Петрозаводск, 1991. 97 c.
  8. Никонов В.В. Почвообразование на северном пределе сосновых биогеоценозов. Л.: Наука, 1987. 142 с.
  9. Лукина Н.В., Никонов В.В. Биогеохимические циклы в лесах Севера в условиях аэротехногенного загрязнения. Ч. 1. Апатиты: Изд-во Кольского НЦ РАН, 1996. 213 с.
  10. Сухарева Т.А., Лукина Н.В. Минеральный состав ассимилирующих органов хвойных деревьев после снижения уровня атмосферного загрязнения на Кольском полуострове // Экология. 2014. № 2. С. 97–104.
  11. Эколого-физиологические основы продуктивности сосновых лесов европейского Северо-Востока. Сыктывкар, 1992. 174 с.
  12. Торлопова Н.В., Робакидзе Е.А. Химический состав хвои сосны обыкновенной в условиях аэротехногенного загрязнения Сыктывкарского лесопромышленного комплекса // Сибирский экологический журнал. 2012. № 3. С. 415–422.
  13. Осипов А.Ф., Манова С.О., Бобкова К.С. Запасы и элементный состав растений напочвенного покрова в среднетаежных сосняках послепожарного происхождения (Республика Коми) // Растительные ресурсы. 2014. Т. 50, вып. 1. С. 3–11.
  14. Митрофанов Д.П. Химический состав лесных растений Сибири. Новосибирск: Наука, 1977. 120 с.
  15. Прокушкин С.Г. Минеральное питание сосны. Новосибирск: Наука, 1982. 189 c.
  16. Бобкова К.С. Биологический круговорот азота и зольных элементов в сосновых биогеоценозах // Эколого-физиологические основы продуктивности сосновых лесов европейского Севера. Сыктывкар: Коми НЦ РАН, 1993. С. 127–148.
  17. Barcan V.Sh., Kovnatsky E.F., Smetannikova M.S. Absorption of heavy metals in wild berries and edible mushrooms in an area affected by smelter emission // Water, Air and Soil Pollution. 1998. Vol. 103, № 1–4. P. 173–195.
  18. Дроздова И.В., Алексеева-Попова Н.В. Оценка макро- и микроэлементного состава некоторых полезных растений Полярного Урала // Растительные ресурсы. 2008. Т. 44, вып. 4. С. 116–122.
  19. Сухарева Т.А. Пространственно-временная динамика микроэлементного состава хвойных деревьев и почвы в условиях промышленного загрязнения // Известия вузов. Лесной журнал. 2013. № 6. С. 19–28.
  20. Барановская Н.В., Черненькая У.В. Особенности накопления химических элементов в чернике обыкновенной (Vaccinium myrtillus) на территории Западной Сибири // Фундаментальные исследования. 2015. № 2. С. 299–306.
  21. Робакидзе Е.А., Бобкова К.С., Наймушина С.И. Элементный состав доминирующих видов растений в среднетаежных ельниках (на примере Республики Коми) // Растительные ресурсы. 2022. Т. 58, вып. 1. С. 87–99.
  22. Робакидзе Е.А., Бобкова К.С., Наймушина С.И. Элементный состав доминирующих видов растений в среднетаежных сосняках разного возраста (на примере Республики Коми) // Растительные ресурсы. 2020. Т. 56, вып. 1. С. 53–65.
  23. Мазная Е.А., Лянгузова И.В. Параметры ценопопуляций и накопление тяжелых металлов Vaccinium vitis-idaea и Vaccinium myrtilus при разном уровне техногенной нагрузки // Растительные ресурсы. 2006. Т. 42, вып. 1. С. 16–27.
  24. Лянгузова И.В. Динамика содержания никеля и меди в растениях сосновых лесов Кольского полуострова в условиях аэротехногенного загрязнения // Растительные ресурсы. 2008. Т. 44, вып. 4. С. 91–98.
  25. Артемкина Н.А. Содержание фенольных соединений и элементный состав в Vaccinium vitis-idaea в еловых лесах Кольского полуострова в условиях техногенного загрязнения // Растительные ресурсы. 2010. Т. 46, вып. 2. С. 86–98.
  26. Reimann C., Koller F., Kashulina G., Niskavaara H., Englmaier P. Influence of extreme pollution on the inorganic chemical composition of some plants // Environmental Pollution. 2001. Vol. 115, iss. 2. P. 239–252.
  27. Экологические отчеты 2006, 2009–2010, 2013–2015 [Электронный ресурс] // Сыктывкарский ЛПК. https://www.mondigroup.com.
  28. Робакидзе Е.А. Состояние доминирующих видов растений напочвенного покрова (Vaccinium vitis-idaea и Vaccinium myrtillus) в сосняках черничных в условиях загрязнения целлюлозно-бумажного производства // Экосистемы. 2023. № 35. С. 41–49.
  29. Робакидзе Е.А., Торлопова Н.В., Бобкова К.С., Наймушина С.И. Мониторинг состояния древесных растений в сосняках черничных при загрязнении выбросами Сыктывкарского лесопромышленного комплекса (Республика Коми) // Растительные ресурсы. 2021. Т. 57, вып. 3. С. 260–274.
  30. Методы изучения лесных сообществ. СПб., 2002. 240 c.
  31. Родин Л.Е., Ремезов Н.П., Базилевич Н.И. Методические указания к изучению динамики и биологического круговорота в фитоценозах. Л.: Наука, 1968. 143 с.
  32. Сидорович Е.А., Рупасова Ж.А., Бусько Е.Г. Функционирование лесных фитоценозов в условиях антропогенных нагрузок. Минск: Наука и техника, 1985. 205 с.
  33. Бусько Е.Г. Трансформация сосновых лесов Беларуси под воздействием антропогенных факторов. М.: Наука, 1995. 88 c.
  34. Робакидзе Е.А., Торлопова Н.В. Изменение видового состава напочвенного покрова ельников и минерального состава листьев Vaccinium vitis-idaea и V. myrtillus (Ericaceae) в условиях аэротехногенного загрязнения в Республике Коми // Растительные ресурсы. 2013. Т. 49, вып. 1. С. 65–77.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Figure 1 – Total content of ash elements in blueberry and lingonberry leaves (A – 2009, B – 2018)

Download (316KB)
Indexing metadata
3. Figure 2 – Change in the mass fraction of ash elements (A – Ca, B – K, C – P, D – Mg, E – Mn, E – Al, F – Na, H – Fe) in blueberry leaves depending on the distance from the symmetry complex : R² – in the lower right corner – approximation of the 2009 trend, in the upper right corner – 2018.

Download (323KB)
Indexing metadata
4. Figure 3 – Change in the mass fraction of ash elements (A – Ca, B – K, C – P, D – Mg, E – Mn, E – Al, F – Na, H – Fe) in lingonberry leaves depending on the distance from the symmetry complex : R² – in the lower right corner – approximation of the 2009 trend, in the upper right corner – 2018.

Download (306KB)
Indexing metadata
5. Figure 4 – Mass fraction of sulfur in samples of lingonberry and blueberry leaves (A – 2009, B – 2018)

Download (301KB)
Indexing metadata
6. Figure 5 – Mass fraction of nitrogen in samples of lingonberry and blueberry leaves (A – 2009, B – 2018)

Download (300KB)
Indexing metadata
7. Figure 6 – Mass fraction of carbon in samples of lingonberry and blueberry leaves (A – 2009, B – 2018)

Download (344KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2023 Robakidze E.A.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies