Anthropogenic impact on stability of forest crops development of silver birch Betula pendula Roth in the green zone of Astana

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Recreational load affects the quality of the environment, which is confirmed by the change of fluctuating asymmetry of silver birch leaves. The deviation level of the environmental quality is minimal when the quality is normal. However, when the environmental quality level is declining it leads to decrease in stability and state of biome, which is observed by the sign of the magnitude of changes as the integral indicator of developmental stability. The purpose of the research was to study fluctuating asymmetry of leaves of silver birch ( Betula pendula Roth) in the green zone of Astana. The objects of research were 19-year-old artificial plantings of silver birch, some of which underwent intercropping practice simultaneously on the same field 7 years after planting. The planting site was conventionally divided into high and low latitudes due to the vertical elevation change in a landscape. All the studied forest plantings to some degree exhibited a weakening state. The condition of the trees is gradually declining, which constitutes 66.9…71.2 points on replanted plots and 72.3…72.4 points - on non-replanted trial plots in 2022. Prior to the creation of a recreational zone in transplanted crops at a high latitude, an initial stage of deviation from the conventional norm was observed. After the forest crop improvements were implemented, fluctuating leaf asymmetry indicator reached its highest magnitude in 2022 in all the studied crops, except for transplanted crops at a low latitude, which had a 3rd-4th score for all the years of observation. So far, in these forest plantings, the quality of the environment has not reached a critical level, but they also display a strong anthropogenic impact, because of compression of topsoil due to the settling of unorganized paths. Therefore, it is necessary to take silvicultural and other measures to increase sustainability and improve condition and state of artificial forest plantings. It is imperative to carry out plants trimming and utilize soil amendments, organize a regulated road and footpath network, and strengthen control over travelers.

About the authors

Svetlana A. Kabanova

A.N. Bukeikhan Kazakh Research Institute of Forestry and Agroforestry

Author for correspondence.
Email: kabanova.05@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-3117-7381
SPIN-code: 3897-4757

Candidate of Biological Sciences, Associate professor, Head of the Department of Reforestation and Afforestation

58 Kirova st., Shchuchinsk, 021700, Republic of Kazakhstan

Igor S. Kochegarov

A.N. Bukeikhan Kazakh Research Institute of Forestry and Agroforestry

Email: garik_0188@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-1185-5218
SPIN-code: 8313-4687

Junior researcher

58 Kirova st., Shchuchinsk, 021700, Republic of Kazakhstan

Andrey N. Kabanov

A.N. Bukeikhan Kazakh Research Institute of Forestry and Agroforestry; National Research Tomsk State University

Email: 7058613132@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-5479-3689
SPIN-code: 9628-4453

Senior researcher, PhD student

58 Kirova st., Shchuchinsk, 021700, Republic of Kazakhstan; 36 Lenina ave., Tomsk, 634050, Russian Federation

Matvey A. Danchenko

National Research Tomsk State University

Email: mtd2005@sibmail.com
ORCID iD: 0000-0002-5974-9556
SPIN-code: 8209-8687

Candidate of Geographical Sciences, Associate professor

36 Lenina ave., Tomsk, 634050, Russian Federation

Pavel F. Shakhmatov

A.N. Bukeikhan Kazakh Research Institute of Forestry and Agroforestry

Email: cektop-aral@mail.ru
SPIN-code: 5473-5866
Junior researcher 58 Kirova st., Shchuchinsk, 021700, Republic of Kazakhstan

Valery A. Bortsov

A.N. Bukeikhan Kazakh Research Institute of Forestry and Agroforestry

Email: bortsov_1969@mail.ru
SPIN-code: 5324-2516
Junior researcher 58 Kirova st., Shchuchinsk, 021700, Republic of Kazakhstan

Sabina A. Scott

National Research Tomsk State University; Columbus State Community College

Email: sscott73@cscc.edu
ORCID iD: 0000-0002-2029-8938
SPIN-code: 8377-3899

PhD student, National Research Tomsk State University; Assistant Professor, Columbus State Community College

36 Lenina ave., Tomsk, 634050, Russian Federation; 550 E Spring Street, Columbus, Ohio, USA, 43015

References

  1. Zakharov VM, Baranov AS, Borisov VI, Valetsky AV, Kryazheva NG, Chistyakova EK, et al. Zdorov’e sredy: metodika otsenki [Environmental health; assessment methodology]. Moscow; 2000. (In Russ.).
  2. Palmer AR, Strobeck C. Fluctuating asymmetry as a measure of developmental stability: implications of non-normal distributions and power of statistical tests. Acta Zool Fenn. 1992;191:57–72.
  3. Ramza SS, Grechneva AN. Integral express assessment of environmental quality based on fluctuating asymmetry of silver birch leaf blade (Betula pendula Roth). Student Scientific Forum: conference proceedings. 2014. p.22–26. (In Russ.).
  4. Savintseva LS, Egoshina TL, Shiryayev VV. The estimation of urban environment quality on the basis of analyses of Betula pendula Roth. development stability. Bulletin of Udmurt University. Series Biology. Earth Science. 2012;(2):31–37. (In Russ.).
  5. Belyaeva YV. Indicators fluctuating asymmetry Betula pendula Roth. in the conditions of anthropogenic impact (illustrated Togliatti). Izvestiya Samara Scientific Center of the Russian Academy of Sciences. 2013;15(3–7):2196–2200. (In Russ.).
  6. Lugovskaya LA, Zemlyakova AV, Mezhova LA, Lugovskoy AM. Assessment of state for the environment fluctuating asymmetry of Quercus robur L. Belgorod State University Scientific Bulletin. Natural sciences. 2016;(18):87–94. (In Russ.).
  7. Korotchenko IS. Bioindication of pollution of districts of Krasnoyarsk in size of the fluctuating asymmetry of the sheet plate of Siberian elm. Bulletin of KrasSAU. 2015;(11):67–72. (In Russ.).
  8. Maksimovich MO, Zaitseva AS. Fluctuating asymmetry as a way to assess the ecological state of the environment. Comparative characteristics of leaves of European white elm and common aspen as an indicator of the environment. Byulleten’ Severnogo gosudarstvennogo meditsinskogo universiteta. 2017;(2):27–28. (In Russ.).
  9. Kushnareva AA, Streltsova NB. Assessment of resistance of holly maple to atmospheric air pollution by fluctuating asymmetry of leaves. International Student Scientific Bulletin. 2015;(2–3):362–363. (In Russ.).
  10. Kabanova SA, Kabanov AN, Danchenko MA, Shahmatov PF, Scott SA. Study of morphological features and fluctuating ability of the leaf apparatus of the silver birch. Environmental Engineering. 2021;(4):116–122. (In Russ.). doi: 10.26897/1997‑6011‑2021‑4‑116‑122
  11. Opekunova MG, Nikulina AR, Smeshko IV, Kirichenko VS. Comparative analysis of the effectiveness of bioindication methods in monitoring environmental studies in St. Petersburg. Vestnik of Saint Petersburg University. Earth Sciences. 2023;68(2):331–356. (In Russ.). doi: 10.21638/spbu07.2023.207
  12. Protasova MV, Protsenko EP, Petrova IV, Petrov SS, Sabr SF. The use of bioindication methods in the study of the ecological state of the urban environment. Ekologia. 2019;(3):136–140. (In Russ.). doi: 10.2441 /1816‑1863‑2019‑13136
  13. Sobchak RO, Afanasyeva TG, Kopylov MA. Evaluation of recreation areas ecological state by method of Betula pendula Roth. leaves fluctuating asymmetry Tomsk State University Journal. 2013;(368):195–199. (In Russ.).
  14. Runova EM, Gnatkovich PS. Ecological estimation of recreational areas by city of Bratsk fluctuating asymmetry silver birch. Fundamental research. 2013;(11–2):223–227. (In Russ.).
  15. Tishchenko SA. Assessment of the state of Rostov-on-­Don recreational territories using fluctuating asymmetry method. Ecological problems. A look into the future: Conference proceedings. 2017. p.418–422. (In Russ.).
  16. Koblanova SA. Phytomonitoring of the state of recreational zones in Kostanay using fluctuating asymmetry method on Populus balsamifera. Problems of botany of South Siberia and Mongolia. 2019;18(1):508–510. (In Russ.). doi: 10.14258/pbssm.2019106
  17. Kozlov MV. Plant studies on fluctuating asymmetry in Russia: mythology and methodology. Ekologia. 2017;(1):3–12. (In Russ.). doi: 10.7868/S0367059717010103
  18. Alekseev VA. Diagnostics of the vital state of trees and stands. Russian Journal of Forest Science. 1989;(4):51–57. (In Russ.).
  19. Naumova AA, Streltsov AB. Methodology for evaluating the degree of a fluctuating asymmetry of sheet lamps on the example of single birch (waterfishing) (Betula pendula Roth.). StudNet. 2020;3(3):303–311. (In Russ.).
  20. Dymshakov AV, Levashova AA. Using methods bioindication in environmental assessment, for example soil and air. Bulletin of Kurgan State University. 2015;(4):53–55. (In Russ.).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 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».