Пространственно-временная динамика микроэлементного состава хвойных деревьев и почвы в условиях промышленного загрязнения*

УДК

DOI:

Аннотация

Сведения об авторах

Институт проблем промышленной экологии Севера Кольского НЦ РАН

Сухарева Татьяна Алексеевна окончила в 2000 г. Петрозаводский государственный университет, кандидат биологических наук, научный сотрудник лаборатории наземных экосистем Института проблем промышленной экологии Севера КНЦ РАН. Имеет около 50 печатных работ в области лесной экологии и биогеохимии.

E-mail: sukhareva@inep.kcs.ru

Ключевые слова

Литература

1.  Дончева А.В. Ландшафт в зоне воздействия промышленности. М.: Лесн. пром-сть, 1978. 96 c.
2. Ежегодник Кольской ГМК. 2007. № 5. 87 с.
3. Елпатьевский И.В., Аржанова В.С., Власов А.В. Взаимодействие растительности с потоком металлоносных аэрозолей // Миграция загрязняющих веществ в почвах и сопредельных средах. Л., 1985. С. 97–100.
4. Ильин В.Б. Элементный химический состав растений. М.: Наука, 1985. 129 с.
5. Кислотные осадки и лесные почвы / Под ред. В.В. Никонова и Г.Н. Копцик. Апатиты: Изд-во Кольского НЦ РАН, 1999. 320 с.
6. Лесные экосистемы и атмосферное загрязнение / Под ред. В.А. Алексеева. Л.: Наука, 1990. 200 с.
7. Лозановская И.Н., Орлов Д.С., Садовникова Л.К. Экология и охрана биосферы при химическом загрязнении. М., 1998. 287 с.
8. Лукина Н.В., Никонов В.В. Питательный режим лесов северной тайги: природные и техногенные аспекты. Апатиты: Изд-во Кольского НЦ РАН, 1998. 316 с.
9. Лукина Н.В., Сухарева Т.А., Исаева Л.Г. Техногенные дигрессии и восстановительные сукцессии в северотаежных лесах / Отв. ред. А.С. Исаев. М.: Наука, 2005. 245 с.
10. Лянгузова И.В. Тяжелые металлы в системе почва–растение: подвижность, поступление и распределение // Проблемы экологии растительных сообществ Севера. СПб.: ООО ВВМ, 2005. С. 175–189.
11. Михайлова Т.А., Бережная Н.С., Игнатьева О.В. Элементный состав хвои и морфофизиологические параметры сосны обыкновенной в условиях техногенного загрязнения / Отв. ред. А.С. Плешанов. Иркутск: Изд-во Ин-та географии СО РАН, 2006. 134 с.
12. Морфофизиологическая реакция деревьев сосны обыкновенной на промышленное загрязнение / Т.А. Сазонова [и др.] // Лесоведение. 2005. № 3. С. 11–19.
13. Робакидзе Е.А., Торлопова Н.В., Бобкова К.С. Состояние древесных растений еловых фитоценозов в зоне аэротехногенного действия целлюлозно-бумажного производства // Лесн. журн. 2010. № 2. С. 47–56. (Изв. высш. учеб. заведений).
14. Сухарева Т.А., Лукина Н.В. Химический состав и морфометрические характеристики хвои ели сибирской на Кольском полуострове в процессе деградационной сукцессии лесов // Лесоведение. 2004. № 2. С. 36–43.
15. Тарханов С.Н., Прожерина Н.А., Коновалов В.Н. Лесные экосистемы бассейна Северной Двины в условиях атмосферного загрязнения: диагностика состояния / Под ред. В.Ф. Цветкова. Екатеринбург: УрО РАН, 2004. 333 с.
16. Цветков В.Ф. Состояние лесов, подверженных влиянию воздушных выбросов Мурманской области и проблемы их сохранения / Экологические исследования в лесах Европейского Севера. Архангельск: Изд-во АГТУ, 1991. С. 125–136.
17. Черненькова Т.В. Закономерности аккумуляции тяжелых металлов сосной обыкновенной в фоновых и техногенных местообитаниях // Лесоведение. 2004. № 2. С. 25–35.
18. Ярмишко В.Т. Сосна обыкновенная и атмосферное загрязнение на Европейском Севере. СПб.: НИИ химии СПбГУ, 1997. 210 с.
19. Huettl R.F. Mg deficiency – a “new” phenomenon in declining forests – symptoms and effects, causes, recuperation // Forest Decline in the Atlantic and Pacific Region / Huettl and Mueller. Dombois (Eds.). Springer-Verlag. Berlin Heidelberg, 1993. p. 97–114.
20. A gradient study of 34 elements in the vicinity of a copper-nickel smelter in the Kola Peninsula / E. Steinnes [et all.] // Environmental Monitoring and Assessment. 2000. Vol. 60. P. 71–88.
21. Knabe W. Merkblatt zur Entnahme von Blatt- und Nadelproben fur chemische Analysen // Allgemeine Forstzeitschrift. 1986. Vol. 33/34. S. 847–848.
22. Kozlov M.V. Enviromental contamination in the central part of Kola Peninsula – history, documentation and perception //Ambio. 2000. Vol. 29. P. 512–517.

Ссылка на английскую версию:

T.A. Sukhareva

Institute of North Industrial Ecology Problems, Kola Science Centre, Russian Academy
of Sciences

Spatio-Temporal Dynamics of Microelement Composition of Conifers and Soils Under Industrial Pollution

The paper considers microelement composition of conifer leaves and soils of northern taiga forests after the most powerful source of air pollution in Northern Europe – copper and nickel “Severonickel Combine” (Monchegorsk) ­­– reduced its emissions. Long-term anthropogenic impact on the air changed the mineral composition of plants and soil within a radius of 100 km from the emission source. Defoliating forests and woodlands showed increased concentrations of Ni, Cu and Fe and low values of Mn and Zn in the needles and organic horizon of Al-Fe-humus podzols, which is the key nutrient for plants. Based on the monitoring data of two observation periods (1992 and 2007) we detected a reduction in the concentration of heavy metals (Cu, Ni, Fe) in the needles of Siberian spruce and Scots pine at various levels of air pollution. The most obvious changes are observed in the chemical composition of pine and spruce woodlands, which have the highest levels of anthropogenic impact on plant communities. Lower concentration of major pollutants did not contribute to optimization of mineral nutrition of dominant plant species in boreal forests. Negative changes in microelement composition, which occurred over many years, are associated with manganese and zinc impoverishment of the needles, which is especially pronounced in spruce. The soil maintains high concentrations of contaminants preventing optimization of the nutrient regime of forest ecosystems. The soil of spruce woodlands is depleted of manganese and zinc, which is one of the reasons for their content decline in spruce needles. Conifers, with their assimilative organs being highly sensitive to changes in growth conditions, can with advantage be used as informative bioindicators of air pollution in forest ecosystems.

Keywords: needles, soil, microelements, pollution, copper and nickel production.