Candidate of Biological Sciences, Junior Research Fellow, Associate Professor
кандидат биологических наук, младший научный сотрудник, доцент
student
студент
student
студент
student
студент
Candidate of Biological Sciences, Deputy Dean of the Faculty ‘Agribusiness’, Senior Researcher of the Center for Agrobioengineering of Essential Oil and Medicinal Plants, Associate Professor of the Department ‘Technologies and Equipment for Processing Agricultural Products’
кандидат биологических наук, заместитель декана факультета «Агропромышленный», старший научный сотрудник Центра агробиоинженерии эфиромасличных и лекарственных растений, доцент кафедры «Технологии и оборудование переработки продукции агропромышленного комплекса»
PhD, Associate Professor of the Department ‘Equipment and Technologies of Food Production’
кандидат технических наук, доцент кафедры «Техника и технологии пищевых производств»
Engineer of the Department of ‘Technologies and Equipment for Processing Agricultural Products’
инженер кафедры «Технологии и оборудование переработки продукции АПК»
Background. This study aimed to assess the level of anthropogenic stress on the territory of the Don State Technical University training and experimental site (Rassvet, Rostov Oblast) using the fluctuating asymmetry method of Betula pendula Roth. A comparative analysis of the integral index of fluctuating asymmetry was conducted between zones with different levels of expected impact (“Site 1” and “Site 3”) and a conventional background zone (“Roshcha”). The level of fluctuating asymmetry in the anthropogenic impact groups was significantly higher than in the background zone, and the overall environmental condition of the study area corresponded to the “alarm” category. The most stress-sensitive traits were the length of the second vein and the angle between the veins. The fluctuating asymmetry method has proven its effectiveness for bioindicating complex anthropogenic stress in urban ecosystems.
Purpose. The aim of the study was to quantitatively assess the level of anthropogenic stress on the territory of the Don State Technical University training and experimental site by analyzing the fluctuating asymmetry of the leaves of Betula pendula Roth and identifying the most sensitive morphological features.
Materials and methods. The study focused on Betula pendula Roth growing in anthropogenically altered habitats, with special attention to the fluctuating asymmetry of its leaf morphological traits in the leaf blade of Betula pendula as an indicator of developmental instability. A method for assessing fluctuating asymmetry of the leaf blade was employed. Standard biometric methods were used to measure five leaf blade traits, followed by calculation of the relative asymmetry value for each trait and the integral fluctuating asymmetry index for each leaf. Statistical data processing included descriptive statistics, testing for normality (Shapiro-Wilk test), and homogeneity of variance (Levene’s test). One-way analysis of variance (ANOVA) with Tukey’s post hoc test was used to compare groups.
Results. The integral fluctuating asymmetry index (IIFA) for the combined sample was 0.093, which corresponds to the “alarm” zone according to Zakharov’s scale. Statistical analysis revealed significant differences (p < 0.001) between the conventional background zone “Roshcha” (IIFA = 0.065 ± 0.004) and the impact zones “Site 1” (0.110 ± 0.007) and “Site 3” (0.104 ± 0.006). At the same time, no significant differences were found between the two sites (p = 0.721). Analysis of the contribution of individual traits showed that the “Length of the second vein” (0.152) and “Angle between veins” (0.095) exhibit the greatest sensitivity to anthropogenic stress.
Conclusion. The study demonstrates that fluctuating asymmetry in Betula pendula leaves is an effective tool for diagnosing complex anthropogenic stress. The data indicate an unfavorable environmental situation within the Don State Technical University training and experimental site, where developmental disturbances reach alarming levels. Spatial differentiation of FA values confirms the hypothesis of higher stress in areas immediately adjacent to infrastructure. Identifying the most sensitive morphological features allows for the optimization of bioindication monitoring programs for such urbanized areas.
Обоснование. Исследование направлено на оценку уровня антропогенной нагрузки на территории учебно-опытного полигона ДГТУ (п. Рассвет, Ростовская область) методом флуктуирующей асимметрии листовой пластинки берёзы повислой (Betula pendula Roth). Проведён сравнительный анализ интегрального показателя флуктуирующей асимметрии между зонами с предполагаемой разной степенью воздействия («Полигон 1», «Полигон 3») и условно-фоновой зоной («Роща»). Установлено, что уровень флуктуирующей асимметрии в группах антропогенного воздействия достоверно выше, чем в фоновой зоне, а состояние среды на всей исследованной территории соответствует зоне «тревоги». Наиболее чувствительными к стрессу признаками являются длина второй жилки и угол между жилками. Метод флуктуирующей асимметрии подтвердил свою эффективность для биоиндикации комплексной антропогенной нагрузки в урбоэкосистемах.
Цель. Целью исследования была количественная оценка уровня антропогенного стресса на территории учебно-опытного полигона ДГТУ путём анализа флуктуирующей асимметрии листьев берёзы повислой и выявления наиболее чувствительных морфологических признаков.
Материалы и методы. Объект данного исследования берёза повислая (Betula pendula Roth) в условиях антропогенно-преобразованных территорий. Предметом исследования выступила флуктуирующая асимметрия морфологических признаков листовой пластинки Betula pendula как показатель нарушения стабильности развития. В работе применялся метод оценки флуктуирующей асимметрии листовой пластинки. Использовались стандартные биометрические методы измерения пяти пластинчатых признаков листа с последующим расчётом относительной величины асимметрии для каждого признака и интегрального показателя флуктуирующей асимметрии для каждого листа. Статистическая обработка данных включала описательную статистику, проверку распределения на нормальность (критерий Шапиро-Уилка) и однородность дисперсий (тест Левена), для сравнения групп применялся однофакторный дисперсионный анализ (ANOVA) с последующим пост-хок тестом Тьюки.
Результаты. Интегральный показатель флуктуирующей асимметрии (ИП ФА) для объединённой выборки составил 0,093, что соответствует зоне «тревоги» по шкале Захарова. Статистический анализ выявил достоверные различия (p <0,001) между условно-фоновой зоной «Роща» (ИП ФА = 0,065 ± 0,004) и зонами воздействия «Полигон 1» (0,110 ± 0,007) и «Полигон 3» (0,104 ± 0,006). При этом значимых различий между двумя полигонами не обнаружено (p = 0,721). Анализ вклада отдельных признаков показал, что наибольшую чувствительность к антропогенному стрессу проявляют «Длина второй жилки» (0,152) и «Угол между жилками» (0,095).
Заключение. Проведённое исследование демонстрирует эффективность метода флуктуирующей асимметрии листьев берёзы повислой для диагностики комплексной антропогенной нагрузки. Полученные данные свидетельствуют о напряжённой экологической обстановке на территории учебно-опытного полигона ДГТУ, где уровень нарушений развития достигает уровня «тревоги». Пространственная дифференциация значений ФА подтверждает гипотезу о более высоком стрессе в зонах непосредственной близости к инфраструктуре. Выявление наиболее чувствительных морфологических признаков позволяет оптимизировать программы биоиндикационного мониторинга для подобных урбанизированных территорий.