resarПриродные ресурсы Арктики и СубарктикиArctic and Subarctic Natural Resources2618-97122686-9683Академия наук Республики Саха (Якутия)10.31242/2618-9712-2024-29-1-121-128resar-347Research ArticleБиологические науки. ЭкологияBiological sciences. EcologyВлияние выбросов Саяногорского алюминиевого комбината на изменчивость морфологических признаков и фитопатологическое состояние сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L., 1753)Influence of Sayanogorsk Aluminum Plant emissions on morphological characteristics and phytopathology of Scots pine (Pinus sylvestris L., 1753)https://orcid.org/0000-0001-7038-2583ПакИ. В.PakI. V.

Пак Ирина Владимировна, доктор биологических наук, профессор, заведующий кафедрой экологии и генетики

ResearcherID: N-2972-2016, Scopus Author ID:9266991500

г. Тюмень

Pak Irina Vladimirovna, Dr. Sci. (Biol.), Professor, Head of the Department of Ecology and Genetics

ResearcherID: N-2972-2016, Scopus Author ID: 9266991500

Tyumen

i.v.pak@utmn.ruhttps://orcid.org/0009-0009-3738-1920СеменоваМ. В.SemenovaM. V.

Семенова Марина Викторовна, кандидат биологических наук, доцент кафедры ботаники, биотехнологии и ландшафтной архитектуры

ResearcherID: KFB-1384-2024

г. Тюмень

Semenova Marina Viktorovna, Cand. Sci. (Biol.), Associate Professor of the Department of Botany, Biotechnology and Landscape Architecture

ResearcherID: KFB-1384-2024

Tyumen

m.s.semenova@utmn.ruhttps://orcid.org/0009-0004-7382-282XРябиковаВ. Л.RyabikovaV. L.

Рябикова Валентина Львовна, старший преподаватель кафедры ботаники, биотехнологии и ландшафтной архитектуры

ResearcherID: KFA-9404-2024

г. Тюмень

Ryabikova Valentina Lvovna, Senior Lecturer of the Department of Botany, Biotechnology and Landscape Architecture

ResearcherID: KFA-9404-2024

Tyumen

v.l.ryabikova@utmn.ruСагалаковаВ. В.SagalakovaV. V.

Сагалакова Виктория Викторовна, студент

г. Тюмень

Sagalakova Victoria Victorovna, Student

Tyumen

stu0000215666@utmn.ruТюменский государственный университетРоссияUniversity of TyumenRussian Federation202429032024291121128Copyright © Пак И.В., Семенова М.В., Рябикова В.Л., Сагалакова В.В., 20242024Пак И.В., Семенова М.В., Рябикова В.Л., Сагалакова В.В.Pak I.V., Semenova M.V., Ryabikova V.L., Sagalakova V.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://resar.elpub.ru/jour/article/view/347

Целью исследования является изучение изменчивости морфологических признаков, частоты некрозов и цитогенетических показателей у сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L., 1753), произрастающей на территориях, подвергающихся техногенному воздействию Саяногорского алюминиевого завода (САЗ). Показано, что на загрязненных участках достоверно уменьшаются показатели репродуктивных органов сосны, снижаются энергия прорастания и всхожесть семян, увеличивается частота некрозов хвои в сравнении с контролем. На основе цитогенетического анализа определены митотический индекс и частота аномальных митозов в клетках апикальной меристемы проростков сосны обыкновенной. На загрязненных участках митотическая активность в 1,35–0,8 раза меньше в сравнении с контролем. Выявлена тенденция к увеличению частоты аномальных митозов у сосны обыкновенной на опытных участках. Полученные данные позволили оценить состояние сосны обыкновенной на территории, подвергающейся воздействию САЗ.

This article presents data on the variability of morphological features and cytogenetic indicators in Scots Pine (Pinus sylvestris) growing in areas affected by the industrial activity of the Sayanogorsk Aluminum Plant (SAP). We demonstrated that in polluted plots located at a distance of 1 and 5 km from the plant, the reproductive organ indicators of pine significantly decreased, germination energy and viability decreased, and needle necrosis frequency increased compared with the control. A significant increase in the frequency of class III needle necrosis in experimental plots by 7.2–8.6 times compared with the control, as well as a decrease in germination energy and seed germination in experimental plots by 1.1 and 1.3–1.5 times indicates the strong negative impact of SAP emissions on pine. Mitotic index and frequency of chromosomal aberrations in the apical meristem cells of Scots Pine seedlings were determined by cytogenetic analysis. A considerable reduction in mitotic activity by 1.35 to 0.8 times was observed in the meristem cells of Scots Pine growing in experimental plots, compared with the control plot. A tendency toward an increase in the frequency of abnormal mitoses of Scots Pine in the experimental areas was observed. Thus, the data obtained made it possible to assess the condition of Scots Pine in areas exposed to the influence of SAP.

сосна обыкновеннаячастота некрозов хвоиэнергия прорастания семянвсхожесть семянхромосомные нарушениямитотический индексScots Pineneedle´s necrosis frequencyseed´s germination energyseed´s viabilitychromosomal aberrationsmitotic indexReferencesШалак Т. В. История развития алюминиевой промышленности Восточной Сибири (1950–1980 гг.): Автореф. дис. … канд. истор. наук. Иркутск; 2004. 30 с.Shalak T.V. History of the development of the aluminum industry in Eastern Siberia (1950–1980). Abstr. … Diss. Cand. Sci., Irkutsk; 2004. 30 р. (In Russ.)Матевосова К.Л., Грязнова В.А., Чазов Т.К. Экологические проблемы и устойчивое развитие алюминиевой промышленности. Отходы и ресурсы. 2019;6(2): 1–17. https://doi.org/10.15862/11ECOR219Matevosova K.L., Gryaznova V.A., Chazov T.K. Environmental problems and sustainable development of aluminum industry. Russian journal of resources, conservation and recycling. 2019;6(2):1–17. (In Russ.) https://doi.org/10.15862/11ECOR219Ковылина О.П., Зарубина И.А., Ковылин А.Н. Оценка жизненного состояния сосны обыкновенной в зоне техногенного загрязнения. Хвойные бореальной зоны. 2008;25(3-4):284–289.Kovylina O.P., Zarubina I.A., Kovylin A.N. Assessment of the vital state of Scots pine in the zone of technogenic pollution. Conifers of the Boreal area. 2008;25(3-4): 284–289. (In Russ.)Алексеева А.Н. Pinus sylvestris L. как индикатор окружающей природной среды города Красноярска. Проблемы ботаники Южной Сибири и Монголии. 2020;19(2):173–176. https://doi.org/10.14258/pbssm.2020097Alekseeva A.N. Pinus sylvestris L. as an indicator of the natural environment of the city of Krasnoyarsk. Problems of botany of Southern Siberia and Mongolia. 2020; 19(2):173–176. (In Russ.) https://doi.org/10.14258/pbssm.2020097Тарчевский В.В. Влияние дымо-газовых выделений промышленных предприятий Урала на растительность. В кн.: Растения и промышленная среда: сборник научных работ кафедры ботаники. Свердловск: УрГУ; 1964. С. 5–69.Tarchevsky V.V. The influence of smoke and gas emissions from industrial enterprises of the Urals on vegetation. In: Plants and industrial environment: Collection of scientific works of the Department of Botany. Sverdlovsk: Ural State University. 1964, pp. 5–69. (In Russ.)Каницкая Л.В., Колмогоров А.В. Влияние газовых выбросов при производстве алюминия на состояние окружающей среды. Успехи современного естествознания. 2009;(8):17–18. [Процитировано 28.01.2022]. Доступно: https://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=14050Kanitskaya L.V., Kolmogorov A.V. The influence of gas emissions during aluminum production on the state of the environment. Advances in current natural sciences. 2009;(8):17–18. [Cited 28.01.2022] Available: https://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=14050 (In Russ.)Сибгатулин В.Г., Шишацкий Н.Г. Красноярский алюминиевый завод: экологический фактор. ЭКО. 2018;(4):48–66. https://doi.org/10.30680/ЕСО0131-Sibgatulin V.G., Shishatsky N.G. Krasnoyarsk aluminum smelter: environmental factor. ECO. 2018;(4):48–66. (In Russ.) https://doi.org/10.30680/ЕСО0131-7652-2018-4-48-66Likus-Cie J., Socha J., Gruba P., Pietrzykowski M. The current state of environmental pollution with sulfur dioxide (SO2) in Poland based on sulfur concentration in Scots pine needles. Environmental Pollution. 2020;258: 113559. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2019.113559Likus-Cie J., Socha J., Gruba P., Pietrzykowski M. The current state of environmental pollution with sulfur dioxide (SO2) in Poland based on sulfur concentration in Scots pine needles. Environmental Pollution. 2020;258: 113559. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2019.113559Оценка воздействия на окружающую среду (ОВОС) намечаемой деятельности АО «РУСАЛ Саяногорск». Книга 1. Предварительный вариант материалов ОВОС. СПб.: РУСАЛ ИТЦ; 2019. 299 с. URL: https://ineca.ru/?dr=about&about=news/2019/8/03/505&docname=1_BOOK_1Environmental impact assessment (EIA) of the planned activities of JSC RUSAL Sayanogorsk. Book 1. Preliminary version of EIA materials. St. Petersburg: RUSAL ETC; 2019. 299 p. (In Russ.) URL: https://ineca.ru/?dr=about&about=news/2019/8/03/505&docname=1_BOOK_1Найденова Л.С., Епринцев С.А., Попов В.Н. Проведение цитогенетического мониторинга в г. Воронеже, используя древесные породы деревьев, на примере березы повислой (Betula pendula Roth). Вестник Воронежского университета. Серия: Химия. Биология. Фармация. 2008;(1):115–122.Naydenova L.S., Eprintsev S.A., Popov V.N. Undertaking cytogenesis monitoring in Voronezh using wood sorts trees, on example of the birch (Betula pendula). Proceedings of Voronezh State University. Series: Chemistry. Biology. Pharmacy. 2008;(1):115–122. (In Russ.)Ашихмина Т.Я. Экологический мониторинг. М.: Академический Проект; Альма Матер; 2008. 416 с.Ashikhmina T.Ya. Environmental monitoring. Mos-cow: Akademicheskii Proekt; Alma Mater; 2008. 416 p. (In Russ.)Березкина М.Г. Мониторинг состояния городской среды при помощи сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) как основного биоиндикатора. В кн.: Черных Н.А. (ред.). Актуальные проблемы экологии и природопользования: сборник научных трудов, Вып. 12. М.: ИПЦ «Луч»; 2010. С. 217–222.Berezkina M.G. Monitoring of urban environment using a pine ordinary (Pinus sylvestris L.) as a basic biological indicator. In: Chernykh N.A. (ed.). The Urgent Ecological and Nature Management Problems, Issue 12: Coll. Res. Articles. Moscow: Luch; 2010, pp. 217–222. (In Russ.)Иванова Е.Ю. Оценка состояния атмосферного воздуха города Нововоронежа биологическими методами. Вестник Воронежского университета. Серия. География. Геоэкология. 2013;(1):157–162.Ivanova E.Yu. Assessment of the state of atmospheric air in the city of Novovoronezh using biological methods. Proceedings of Voronezh State University. Series: Geography. Geoecology. 2013;(1):157–162. (In Russ.)Рунова Е.М., Данишек М.В., Чжан С.А., Пузанова О.А. Некоторые особенности всхожести семян сосны обыкновенной с плюсовых насаждений Иркутской области. Системы. Методы. Технологии. 2014; 22(2):183–186.Runova E.M., Danishek M.V., Zhang S.A., Puzanova O.A. Some features of germinating power of Scots pine seeds from plus stands of Irkutsk region. Systems. Methods. Technologies. 2014;2(22):183–186. (In Russ.)ГОСТ 13056-97 Семена деревьев и кустарников. Метод определения всхожести. Дата введения 01.07.1998. Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации. Минск: ИПК: Издательство стандартов; 1998. 27 с.GOST 13056-97 Seeds of trees and shrubs. Method for determining germination. Date of introduction: 07/01/1998. Interstate Council for Standardization, Metrology and Certification. Minsk: IPK; 1998. 27 p. (In Russ.)Паушева З.П. Практикум по цитологии растений. М.: Агропромиздат; 1988. 271 с.Pausheva Z.P. Workshop on plant cytology. Moscow: Agropromizdat; 1998. 271 p. (In Russ.)Дончева Л.В., Казакова Л.К. Ландшафтная индикация загрязнений природной среды. М.: Экология; 1992. 256 с.Doncheva L.V., Kazakova L.K. Landscape indication of environmental pollution. Moscow: Ekologiya; 1992. 256 p. (In Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.