Анализ уязвимости древесных растений, произрастающих в условиях урбоэкосистем (на примере города Донецка)

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Урбанизация и неуклонное развитие городов влечёт за собой ощутимое усиление антропогенного давления на окружающую среду. В условиях Донбасса основными источниками загрязнения выступают металлургические заводы, угольные шахты, предприятия химической и коксохимической промышленности, а также автотранспорт как основной источник зашумления любого мегаполиса. Выбросы автотранспорта содержат широкий спектр токсикантов, оказывающих негативное влияние на фитоценозы. В результате проведенных исследований определили интенсивность транспортного потока (в среднем 1330 ± 680 ед./час) и вибрационно-акустического зашумления (превышение ПДУ на 37 ± 4% по средним значениям и 24 ± 3% по их максимумам), как комплексного показателя антропогенного загрязнения территории, участки ранжировали по 3 уровням: с высоким, средним и низким антропопрессингом. Экологическое значение влияния антропогенной нагрузки проявлялось в снижении жизнеспособности древесных растений и увеличении числа повреждений. На территориях с высокой интенсивностью транспортного потока (более 1 тыс. ед./час) и повышенным уровнем шумового загрязнения (свыше 30% от предельно допустимого уровня) проявлялись наиболее выраженные негативные биологические последствия: снижение доли деревьев, находящихся в удовлетворительном состоянии, и увеличение количества растений, имеющих высокую долю повреждений или находящихся в критическом состоянии (21–57% от выборки). Морфологические нарушения, такие как искривление ствола, отслоение коры, наличие гнили, изменения архитектоники кроны, а также механические повреждения нарушали целостность защитных тканей растений. Данные факторы создают благоприятные условия для проникновения патогенных микроорганизмов и вредителей, развития гнилостных процессов и общего ухудшения состояния деревьев. На исследуемой территории было идентифицировано 23 вида древесных растений, принадлежащих к 13 различным родам, что свидетельствует об умеренном уровне видового разнообразия. По количеству видов доминирующими являются рода Ulmus L., Acer L. и Populus L. По количеству экземпляров доминируют Robinia pseudoacacia L., Ulmus laevis Pall., Acer pseudoplatanus L., Acer platanoides L., Ulmus pumila L., Syringa vulgaris L., Populus simonii Carrière, Ulmus glabra Huds., Acer saccharum Marshall, Populus bolleana Lauche, Sorbus intermedia (Ehrh.) Pers., Fraxinus pennsylvanica Marshall. Выделили несколько основных видов, подверженных кронированию и санитарной обрезке – Ulmus laevis Pall., Ulmus glabra Huds., Ulmus pumila L. и Robinia pseudoacacia L. Данные растения находились в возрастной группе 50–59 лет и достигли критического возраста в регионе. В результате ветровалов, которые всё чаще происходят в регионе, скелетные ветви таких растений подвержены облому, т.к. новые побеги слабее в креплении и легче поддаются необратимой деформации.

Об авторах

Владимир Олегович Корниенко

Донецкий государственный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: kornienkovo@mail.ru

кандидат биологических наук, заведующий научно-исследовательской частью, доцент кафедры физиологии и биофизики

Россия, Донецк

Алёна Олеговна Шкиренко

Донецкий государственный университет

Email: alyona.shkirenko@mail.ru

стажер-исследователь научно-исследовательской лаборатории мониторинга и прогнозирования экосистем Донбасса

Россия, Донецк

Валерия Вячеславовна Реуцкая

Донецкий государственный университет

Email: reutskaya_valeria@mail.ru

лаборант научно-исследовательской лаборатории мониторинга и прогнозирования экосистем Донбасса

Россия, Донецк

Андрей Степанович Яицкий

Самарский государственный социально-педагогический университет

Email: yaitsky@sgspu.ru

старший преподаватель кафедры биологии, экологии и методики обучения

Россия, Самара

Александра Александровна Джантимирова

Донецкий государственный университет

Email: a.djantimirova@mail.ru

стажер-исследователь научно-исследовательской лаборатории мониторинга и прогнозирования экосистем Донбасса

Россия, Донецк

Список литературы

  1. Dadkhah-Aghdash H., Rasouli M., Rasouli K., Salimi A. Detection of urban trees sensitivity to air pollution using physiological and biochemical leaf traits in Tehran, Iran // Scientific Reports. 2022. Vol. 12, № 1. P. 15398. doi: 10.1038/s41598-022-19865-3.
  2. Amini H., Hoodaji M., Najafi P. Evaluation of some tree species for heavy metal biomonitoring and pollution tolerance index in Isfahan urban zone // African Journal of Biotechnology. 2011. Vol. 10, № 84. P. 19863–19870. doi: 10.5897/ajb11.2503.
  3. Thawale P.R., Satheesh Babu S., Wakode R.R., Singh S.K., Kumar S., Juwarkar A.A. Biochemical changes in plant leaves as a biomarker of pollution due to anthropogenic activity // Environmental Monitoring and Assessment. 2011. Vol. 177 (1–4). P. 527–535. doi: 10.1007/s10661-010-1653-7.
  4. Корниенко В.О., Калаев В.Н. Влияние природно-климатических факторов на механическую устойчивость и аварийность деревьев березы повислой в г. Донецке // Лесоведение. 2022. № 3. С. 321–334.
  5. Zinicovscaia I.I., Safonov A.I., Yushin N.S., Nespirnyi V.N., Germonova E.A. Phytomonitoring in Donbass for identifying new geochemical anomalies // Russian Journal of General Chemistry. 2024. Vol. 94, iss. 13. P. 3472–3482. doi: 10.1134/s1070363224130048.
  6. Zinicovscaia I., Safonov A., Kravtsova A., Chaligava O., Germonova E. Neutron activation analysis of rare earth elements (Sc, La, Ce, Nd, Sm, Eu, Tb, Dy, Yb) in the diagnosis of ecosystems of Donbass // Physics of Particles and Nuclei Letters. 2024. Vol. 21, iss. 2. P. 186–200. doi: 10.1134/s1547477124020158.
  7. Safonov A.I., Alemasova A.S., Zinicovscaia I.I., Vergel K.N., Yushin N.S., Kravtsova A.V., Chaligava O. Morphogenetic abnormalities of bryobionts in geochemically contrasting conditions of Donbass // Geochemistry International. 2023. Vol. 61, iss. 10. P. 1036–1047. doi: 10.1134/s0016702923100117.
  8. Bespalova S.V., Romanchuk S.M., Chufitskiy S.V., Perebeinos V.V., Gotin B.A. Fluorimetric analysis of the impact of coal sludge pollution on phytoplankton // Biophysics. 2020. Vol. 65. P. 850–857. doi: 10.1134/s0006350920050024.
  9. Романчук С.М., Чуфицкий С.В. База данных «Физико-химические и биологические показатели поверхностных вод реки Кальмиус»: св-во о рег. базы данных RU 2024626375, 26.12.2024. Заявка № 2024626135 от 16.12.2024.
  10. Mirnenko E. Ecological monitoring of water bodies: bioindication, microalgae biodiversity indices // E3S Web of Conferences. 2024. Vol. 555. P. 1–6. doi: 10.1051/e3sconf/202455502008.
  11. Мирненко Э.И. Содержание, состав и динамика фотосинтетических пигментов в водохранилищах реки Кальмиус Донецкой Народной Республики // Вестник Московского университета. Серия 16: Биология. 2024. Т. 79, № 4. С. 353–359. doi: 10.55959/msu0137-0952-16-79-4-15.
  12. Chen X., Zhang X., Liu M., Xu Z., Wei H. Urbanization induced changes in the accumulation mode of organic carbon in the surface soil of subtropical forests // Catena. 2022. Vol. 214. P. 106264. doi: 10.1016/j.catena.2022.106 264.
  13. Nespirnyi V., Safonov A. The importance of principal component analysis for environmental biodiagnostics of Donbass // E3S Web of Conferences. 2024. Vol. 555. P. 01007. doi: 10.1051/e3sconf/202455501007.
  14. Safonov A. Assessing landscape disturbance in Donbass using phytomonitoring data // International conference on advance in energy, ecology and agriculture. 2024. Vol. 126. P. 01031. doi: 10.1051/bioconf/202412601031.
  15. Safonov A. Changes in plant CSR strategies under new anthropogenic transformations // E3S Web of Conferences. 2025. Vol. 614. P. 04022. doi: 10.1051/e3sconf/202561404022.
  16. Федоркина И.А., Ерофеева В.В., Аникина Е.В., Сафонов А.И. Обзор основных тенденций и динамики загрязнения воздуха и почв в регионах Российской Федерации в период 1993–2023 годов // Проблемы региональной экологии. 2025. № 1. С. 17–21. doi: 10.24412/1728-323x-2025-1-17-21.
  17. Галактионова Е.В., Сафонов А.И. Детализация метода фитотестирования загрязненных почв по уязвимости апикальных меристем // Вестник Донецкого национального университета. Серия А: Естественные науки. 2025. № 1. С. 94–100. doi: 10.5281/zenodo.14923403.
  18. Епринцев С.А., Шекоян С.В., Виноградов П.М. Оценка неблагоприятных факторов окружающей среды урбанизированных территорий Центральной России // Региональные геосистемы. 2025. Т. 49, № 1. С. 157–168. doi: 10.52575/2712-7443-2025-49-1-157-168.
  19. Сафонов А.И. Экологический фитомониторинг антропогенных трансформаций: монография. Донецк: Эдит, 2024. 289 с.
  20. Корниенко В.О. Ретроспективный анализ антропогенного загрязнения города Донецка. Вибрационно-акустическое зашумление // Вестник Донецкого национального университета. Серия А: Естественные науки. 2024. № 1. С. 93–100. doi: 10.5281/zenodo.12532574.
  21. Сафонов А.И., Калинина Ю.С., Палагута А.П. Тератогенные эффекты как индикаторные свойства цветковых растений урбанизированных территорий Донецкой агломерации // Проблемы экологии и охраны природы техногенного региона. 2024. № 2. С. 20–30. doi: 10.5281/zenodo.13949289.
  22. Корниенко В.О., Приходько С.А., Яицкий А.С. Оценка жизненного состояния древесных насаждений в условиях урбанизированной среды // Современная наука: актуальные проблемы теории и практики. Серия: Естественные и технические науки. 2020. № 3–2. С. 14–19.
  23. Корниенко В.О., Яицкий А.С. Жизнеспособность древесных растений в условиях зашумления городской территории (на примере г. Донецка) // Естественные и технические науки. 2022. № 12 (175). С. 166–170.
  24. Сафонов А.И., Догадкин Д.Н., Неспирный В.Н. Фитогеохимические особенности некоторых отвалов угольных шахт в Донбассе // Вестник Донецкого национального университета. Серия А: Естественные науки. 2024. № 3. С. 86–99. doi: 10.5281/zenodo.13758560.
  25. Корниенко В.О., Реуцкая В.В. Деревья Populus L. в условиях урбанизированной среды Донецка // Проблемы экологии и охраны природы техногенного региона. 2025. № 1. С. 24–34. doi: 10.5281/zenodo.15005606.
  26. Мирненко Н.С. Качество пыльцы Ambrosia artemisiifolia L. как показатель состояния городской среды // Проблемы экологии и охраны природы техногенного региона. 2024. № 2. С. 14–19. doi: 10.5281/zenodo.13949282.
  27. Мирненко Н.С. Жизнеспособность пыльцы некоторых видов древесных растений донецкой агломерации // Лесной вестник. Forestry Bulletin. 2022. Т. 26, № 6. С. 55–61. doi: 10.18698/2542-1468-2022-6-55-61.
  28. Калинина А.В. Индикационная фенотипическая пластичность Plantago major L. в условиях антропогенной трансформации Донбасса // Проблемы экологии и охраны природы техногенного региона. 2024. № 4. С. 25–32. doi: 10.5281/zenodo.14543646.
  29. Сафонов А.И. Атипичный морфогенез фитоиндикаторов в экологическом мониторинге Донецка // Вестник Донецкого национального университета. Серия А: Естественные науки. 2024. № 4. С. 94–101. doi: 10.5281/zenodo.14227649.
  30. Калинина Ю.С. Ассортимент цветочно-декоративных растений в озеленении Донецко-Макеевской агломерации // Проблемы экологии и охраны природы техногенного региона. 2025. № 1. С. 19–23. doi: 10.5281/zenodo.15004363.
  31. Прокопенко Е.В., Джантимирова А.А. Одноцветная дубовая моль Tischeria ekebladella (Bjerkander, 1795) (Lepidoptera, Tisheriidae) в древесных насаждениях г. Донецка // Проблемы экологии и охраны природы техногенного региона. 2025. № 1. С. 65–69. doi: 10.5281/zenodo.15010655.
  32. Калинина А.В. Урбанофлора щелевых экотопов Донецко-Макеевской агломерации // Проблемы экологии и охраны природы техногенного региона. 2025. № 2. С. 38–43. doi: 10.5281/zenodo.15082400.
  33. Корниенко В.О. Эколого-биологические особенности старовозрастных деревьев города Донецка // Проблемы экологии и охраны природы техногенного региона. 2025. № 2. С. 44–54. doi: 10.5281/zenodo.15088293.
  34. Мирненко Н.С., Сафонов А.И. Пыльца как тест-система индикации неблагоприятной городской среды (на примере г. Донецка) // Проблемы экологии и охраны природы техногенного региона. 2023. № 3. С. 12–17.
  35. Калинина А.В. Изменчивость морфометрических параметров Oenothera depressa Greene в ценопопуляциях трансформированных экотопов г. Макеевки // Проблемы экологии и охраны природы техногенного региона. 2022. № 3–4. С. 16–20.
  36. Mirnenko E.I. Content composition and dynamics of photosynthetic pigments in the reservoirs of the Kalmius river of the Donetsk People’s Republic // Moscow University Biological Sciences Bulletin. 2024. Vol. 79, № 4. P. 267–273. doi: 10.3103/s009639252560022x.
  37. Нецветов М.В. Взаимодействие биологических систем с переменными магнитными полями, электрическими токами и механическими колебаниями как экологическими факторами: дис. … канд. биол. наук: 03.00.16. Донецк, 2002. 150 с.
  38. Нецветов М.В., Хиженков П.К., Суслова Е.П. Введение в вибрационную экологию. Донецк: Вебер, 2009. 164 с.
  39. Нецветов М.В. Совместное действие вибрации и химических медиаторов на рост ячменя посевного // Промышленная ботаника. 2008. Вып. 8. С. 35–40.
  40. Нецветов М.В., Самотой О.Н. Накопление ионов свинца проростками Fraxinus excelsior L. под действием вибраций // Проблемы экологии и охраны природы техногенного региона. 2009. № 1 (9). С. 270–273.
  41. Нецветов М.В. Вертикальное перемещение микрочастиц в почве под действием вибрации сверхнизких частот // Грунтознавство. 2003. Т. 4, № 1–2. С. 62–65.
  42. Нецветов М.В. Вибрационные взаимосвязи дерева и почвы // Проблемы экологии и охраны природы техногенного региона. 2007. № 7. С. 248–254.
  43. Корниенко В.О., Калаев В.Н., Харченко Н.Н. Механическая устойчивость старовозрастных деревьев Quercus robur L. в условиях города Донецка // Ученые записки Крымского федерального университета имени В.И. Вернадского. Биология. Химия. 2021. Т. 7, № 4. С. 60–68.
  44. Корниенко В.О. Влияние природно-климатических факторов на механическую устойчивость и аварийность древесных растений на примере Juniperus virginiana L. // Бюллетень Государственного Никитского ботанического сада. 2020. № 134. С. 93–100. doi: 10.36305/0513-1634-2020-134-93-100.
  45. Корниенко В.О., Калаев В.Н. Экологическое значение биомеханических свойств древесных растений на примере Juniperus virginiana L. // Вестник Воронежского государственного университета. Серия: Химия. Биология. Фармация. 2018. № 1. С. 97–103.
  46. Корниенко В.О., Калаев В.Н. Механическая устойчивость можжевельника виргинского в условиях степной зоны Восточно-Европейской равнины // Лесоведение. 2024. № 1. С. 70–78. doi: 10.31857/s0024114824010084.
  47. Алексеев В.А. Диагностика жизненного состояния деревьев и древостоев // Лесоведение. 1989. № 4. С. 51–57.
  48. Кольченко О.Р., Корниенко В.О. Методический подход к оценке флуктуирующей асимметрии клена остролистного (Acer platanoides L.) в условиях г. Донецка // Вестник Донецкого национального университета. Серия А: Естественные науки. 2019. № 1. С. 107–114.
  49. Erofeeva E.A., Yakimov B.N. Change of leaf trait asymmetry type in Tilia cordata Mill. and Betula pendula Roth under air pollution // Symmetry. 2020. Vol. 12, iss. 5. P. 727. doi: 10.3390/sym12050727.
  50. ГОСТ 20444-85. Шум. Транспортные потоки. Методы измерения шумовой характеристики [Электронный ресурс] // Гарант.ру. https://base.garant.ru/3923239.
  51. ГОСТ 23337-2014. Шум. Методы измерения шума на селитебной территории и в помещениях жилых и общественных зданий [Электронный ресурс] // Гарант.ру. https://base.garant.ru/71153778.
  52. СанПиН 1.2.3685-21. Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания [Электронный ресурс] // Гарант.ру. https://base.garant.ru/400274954.
  53. СП 51.13330.2011. Защита от шума. Актуализированная редакция СНиП 23-03-2003 [Электронный ресурс] // Гарант.ру. https://base.garant.ru/6180771.
  54. Захаров В.М., Баранов А.С., Борисов В.И., Валецкий А.В., Кряжева Н.Г., Чистякова Е.К., Чубинишвили А.Т. Здоровье среды: методика оценки. М.: Центр экологической политики России, 2000. 68 с.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рисунок 1 – Территория исследования вдоль автомагистрали по ул. Университетской г. Донецка: У1 – пр. Садовый – пр. Маяковского; У2 – пр. Маяковского – пр. Комсомольский; У3 – пр. Комсомольский – пр. Гринкевича; У4 – пр. Гринкевича – пр. Гурова; У5 – пр. Гурова – пр. Театральный; У6 – пр. Театральный – пр. Богдана Хмельницкого; У7 – пр. Богдана Хмельницкого – пр. Ватутина; У8 – пр. Ватутина – пр. Мира; У9 – пр. Мира – пр. Германа Титова; У10 – пр. Германа Титова – пр. Освобождения Донбасса; У11 – пр. Освобождения Донбасса – пр. Панфилова; У12 – пр. Панфилова – пр. Таманский; У13 – пр. Таманский – ул. Артёма

Скачать (912KB)
3. Рисунок 2 – Морфологические параметры листовых пластин: А – Acer platanoides L. (1 – длина второй жилки первого порядка от основания листа; 2 – расстояние между концами первой и второй жилки; 3 – ширина половины листовой пластины от главной жилки до конца второй жилки; 4 – угол между главной жилкой и второй жилкой первого порядка), Б – Acer pseudoplatanus L. (1 – длина второй жилки первого порядка от основания листа; 2 – расстояние между концами первой и второй жилки; 3 – ширина половины листовой пластины от главной жилки до конца второй жилки; 4 – угол между главной жилкой и второй жилкой первого порядка), В – Tilia cordata Mill. (1 – ширина левой и правой половин листа; 2 – длина жилки второго порядка, второй от основания листа; 3 – расстояние между основаниями первой и второй жилок второго порядка; 4 – расстояние между концами этих же жилок; 5 – угол между главной жилкой и второй от основания листа жилкой второго порядка)

Скачать (615KB)
4. Рисунок 3 – Интенсивность транспортного потока на исследуемых участках

Скачать (427KB)
5. Рисунок 4 – Средние значения шумового загрязнения исследуемых участков

Скачать (526KB)
6. Рисунок 5 – Видовое разнообразие древесных растений на исследуемой территории города Донецка

Скачать (535KB)
7. Рисунок 6 – Типичные повреждения ствола древесных растений: А – отслоение коры на Populus bolleana; Б – отслоение коры на Robinia pseudoacacia; В – сухобокость на Ulmus laevis; Г – гнилостные процессы на Ulmus pumila; Д – открытая прорость на Acer pseudoplatanus; Е – наросты на Ulmus laevis

8. Рисунок 7 – Последствия действия ветровала на ослабленные деревья Ulmus laevis Pall. (2025 год): А – вывал растения с комлем на ул. Университетская, г. Донецк; Б – облом ствола с падением кроны на пешеходную зону вдоль ул. Университетской


© Корниенко В.О., Шкиренко А.О., Реуцкая В.В., Яицкий А.С., Джантимирова А.А., 2025

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

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».