Особенности микоризации и биомасса тонких корней ели сибирской в зоне влияния лесопромышленного комплекса. C. 89–106

УДК

582.475.3:581.43:504.61

DOI:

https://doi.org/10.37482/0536-1036-2026-5-89-106

Аннотация

Влияние газообразных поллютантов на состояние древесных растений таежной зоны является малоизученной и актуальной проблемой. Цель исследования заключалась в анализе особенностей микоризации и биомассы тонких корней ели сибирской (Picea obovata Ledeb.) в ельниках черничных, расположенных в зоне влияния аэротехногенных выбросов предприятий Сыктывкарского лесопромышленного комплекса. Исследование проведено в старовозрастных ельниках черничных на удалении 3,5; 9,5; 24,0 и 50,0 км от источника эмиссии по направлению преобладающих ветров. Установлены биомасса и строение тонких корней ели сибирской в зоне воздействия лесопромышленных предприятий. Методом световой микроскопии изучено морфо-анатомическое строение тонких микоризных корней ели сибирской. Отмечено увеличение биомассы корней ели сибирской из лесной подстилки хвойного фитоценоза, находящегося в импактной зоне предприятия. Полученные результаты по биомассе корней ели на всех 4 площадях соответствуют показателям массы корней в хвойных фитоценозах средней тайги Республики Коми. В ельнике импактной зоны предприятия отмечено увеличение плотности микориз, интенсивности микоризации, диаметра и толщины эктомикориз, объемной доли грибного чехла. Данный ельник характеризуется наибольшим по сравнению с другими сообществами разнообразием грибных чехлов с преобладанием более сложных по строению и физиологически более активных чехлов псевдопаренхиматического и двойного сложения. В то же время в ельнике импактной зоны прослеживается тенденция увеличения встречаемости таниновых клеток в коре корня и доли окончаний с утерянным тургором, что предполагает снижение физиологической активности поглощающих корней. Все перечисленные признаки свидетельствуют об адаптивной реакции ели на условия, сложившиеся в данном сообществе. Для всех остальных ельников, кроме ельника импактной зоны, было характерно явное преобладание плектенхиматических чехлов, что является закономерным для естественных насаждений хвойных растений средней тайги Республики Коми.

Финансирование: Работа выполнена в рамках темы НИР «Cредообразующая роль и продуктивность лесных и болотных экосистем европейского северо-востока России», номер регистрации 125020501547-8; а также хоздоговорной темы «Оценка долговременного влияния АО “Монди СЛПК” на биологическое разнообразие в районе производства» (договор № 45-2018 от 24 апреля 2018 г.).

Благодарности: Авторы глубоко признательны сотрудникам Отдела лесобиологических проблем Севера Института биологии Коми НЦ УрО РАН Е.А. Робакидзе, Т.А. Пристовой, М.А. Кузнецову за помощь в сборе полевого материала и разборе образцов, а также д-ру биол. наук С.В. Загировой за ценные замечания к рукописи данной статьи.

Сведения об авторах

Т.А. Сизоненко*, канд. биол. наук, науч. cотр.; ResearcherID: Q-1492-2015, ORCID: https://orcid.org/0000-0001-8184-4018
А.В. Манов, канд. с.-x. наук, науч. cотр.; ResearcherID: P-9089-2015, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-5070-0078
С.И. Наймушина, инженер 1-й кат.; ResearcherID: NWH-5552-2025, ORCID: https://orcid.org/0009-0005-5270-942X
Институт биологии Коми НЦ УрО РАН, г. Сыктывкар, Россия; tvorognikova@ib.komisc.ru*, manov@ib.komisc.ru, naimushina@ib.komisc.ru

Ключевые слова

средняя тайга, целлюлозно-промышленный комплекс, Picea obovata Ledeb., ель сибирская, биомасса тонких корней, структура микоризы, аэротехногенные выбросы, Республика Коми

Для цитирования

Сизоненко Т.А., Манов А.В., Наймушина С.И. Особенности микоризации и биомасса тонких корней ели сибирской в зоне влияния лесопромышленного комплекса // Изв. вузов. Лесн. журн. 2026. № 5. С. 89–106. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2026-5-89-106

Литература

1. Абражко М.А. Реакция тонких корней ели на исключение корневой конкуренции соседних деревьев // Лесоведение. 1982. № 6. С. 41–45. 

2. Биопродукционный процесс в лесных экосистемах Севера / отв. ред. К.С. Бобкова, Э.П. Галенко. СПб.: Наука, 2001. 278 с. 

3. Бобкова К.С. Биологическая продуктивность хвойных лесов европейского Северо-Востока. Л.: Наука, 1987. 156 с. 

4. Бобкова К.С., Машика А.В., Смагин А.В. Динамика содержания углерода органического вещества в среднетаежных ельниках на автоморфных почвах. СПб.: Наука, 2014. 270 с. 

5. Бобкова К.С., Робакидзе Е.А., Торлопова Н.В. Круговорот элементов минерального питания в экосистеме коренного разнотравно-черничного ельника средней тайги (Республика Коми) // Сиб. лесн. журн. 2020. № 2. С. 40–54. https://doi.org/10.15372/SJFS20200205

6. Василевич М.И., Кондратенок Б.М., Очеретенко Д.П., Василевич Р.С., Габов Д.Н., Лодыгин Е.Д. Мониторинг аэротехногенного воздействия Сыктывкарского лесопромышленного комплекса // Изв. Томск. политехн. ун-та. Инжиниринг георесурсов. 2021. Т. 332, № 10. С. 33–44. https://doi.org/10.18799/24131830/2021/10/3395

7. Васильева К.А., Зайцев Г.А., Кулагин А.Ю. Особенности строения корневых систем клена остролистного (Acer platanoides L.) в условиях нефтехимического загрязнения // Вестн. Удмуртск. ун-та. Сер.: Биология. Науки о земле. 2011. Вып. 2. С. 55–60. 

8. Веселкин Д.В. Изменчивость анатомических параметров эктомикоризных окончаний разного строения // Микология и фитопатология. 2003. Т. 37, вып. 1. С. 22–29. 

9. Веселкин Д.В. Анатомическое строение эктомикориз Abies sibirica Ledeb. и Picea obovata Ledeb. в условиях загрязнения лесных экосистем выбросами медеплавильного комбината // Экология. 2004. № 2. С. 90–98. https://doi.org/10.1023/B:RUSE.0000018930.17569.09

10. Веселкин Д.В. Реакция эктомикориз Pinus sylvestris L. на техногенное загрязнение различных типов // Сиб. экол. журн. 2005. Т. 12, № 4. С. 753–761. 

11. Веселкин Д.В. Влияние загрязнения различных типов на разнообразие эктомикориз Pinus sylvestris // Микология и фитопатология. 2006. Т. 40, вып. 2. С. 122–132. 

12. Дегтева С.В., Кондратенок Б.М., Лаптева Е.М., Робакидзе Е.А., Василевич М.И., Колесникова А.А., Пыстина Т.Н., Патова Е.Н., Батурина М.А., Рафиков Р.Р. Комплексный мониторинг наземных и водных экосистем в зоне аэротехногенного влияния АО «Монди СЛПК»: итоги, проблемы, перспективы // Технологии переработки отходов с получением новой продукции: материалы III Всерос. науч.-практ. конф. с междунар. участием. Киров, 2021. С. 192–195. 

13. Доминик Т. Классификация микориз // Микориза растений: сб. переводов из иностр. литературы. М.: Сельхозиздат, 1963. С. 245–258. 

14. Дыренков С.А. Структура и динамика таежных ельников. Л.: Наука, 1984. 176 с. 

15. Зайцев Г.А., Кулагин А.Ю. Корненасыщенность почвы в сосняках при нефтехимическом загрязнении // Лесоведение. 2002. № 4. С. 74–77. 

16. Запрудина М.В. Фитомасса травяно-кустарничкового и мохового ярусов темнохвойных высокотравных лесов Печоро-Илычского заповедника // Изв. Самарск. науч. центра РАН. 2010. Т. 12, № 1-3. С. 876–879. 

17. Комин Г.Е., Семечкин И.В. Возрастная структура древостоев и принципы ее типизации // Лесоведение. 1970. № 2. С. 24–33. 

18. Кулагин А.А., Зайцев Г.А. Лиственница Сукачева в экстремальных лесорастительных условиях Южного Урала: моногр. М.: Наука, 2008. 172 с. 

19. Кулагин А.Ю., Зайцев Г.А. Корневая система Larix sukaczewii Dyl. в условиях загрязнения Уфимского промышленного центра // Экология. 2003. № 6. С. 478–480. https://doi.org/10.1023/A:1027324803817

20. Лаптева Е.М., Холопов Ю.В., Шахтарова О.В., Бондаренко Н.Н., Кострова С.Н. Почвы и почвенный покров в зоне влияния аэротехногенных выбросов целлюлозно-бумажного производства // Изв. Коми науч. центра УрО РАН. Сер.: Экспериментальная биология и экология. 2021. № 5(51). С. 46–60. https://doi.org/10.19110/1994-5655-2021-5-46-60

21. Орлов А.Я. Метод определения массы корней деревьев в лесу и возможность учета годичного прироста органической массы в толще лесной почвы // Лесоведение. 1967. № 1. С. 64–70. 

22. Оценка долговременного влияния АО «Монди СЛПК» на биологическое разнообразие в районе производства. Сыктывкар, 2020. 52 с. 

23. Радостева Э.Р., Фаизова Л.И., Зайцев Г.А., Кулагин А.Ю. Процесс микоризации Рinus sylvestris L. в отвальных почвогрунтах Кумертауского буроугольного разреза (Республика Башкортостан) // Вестн. МГУЛ – Лесн. вестн. 2011. № 3. С. 55–57. 

24. Рахтеенко И.Н. Корневые системы древесных и кустарниковых пород. М.; Л.: Гослесбумиздат, 1952. 108 с. 

25. Робакидзе Е.А., Торлопова Н.В. Мониторинг состояния ельников в условиях загрязнения целлюлозно-бумажного производства // Растит. ресурсы. 2018. Т. 54, № 1. С. 42–58. 

26. Родин Л.Е., Ремезов Н.П., Базилевич Н.И. Методические указания к изучению динамики и биологического круговорота в фитоценозах. Л.: Наука, 1968. 143 с. 

27. Савельев Л.А., Кикеева А.В. Реакция эктомикориз Pinus sylvestris на аэротехногенное загрязнение почвы свинцом в городских условиях // Тр. КарНЦ РАН. 2017. № 9. С. 73–83. http://dx.doi.org/10.17076/eco442

28. Селиванов И.А. Микосимбиотрофизм как форма консортивных связей в растительном покрове Советского Союза. М.: Наука, 1981. 232 с. 

29. Сизоненко Т.А. Дыхательная активность эктомикориз ели сибирской и сосны обыкновенной в средней тайге // Лесоведение. 2017. № 3. С. 196–204. 

30. Сизоненко Т.А., Загирова С.В. Структура и рост микоризных корневых окончаний сосны обыкновенной в условиях средней тайги // Лесоведение. 2011. № 4. С. 61–67. 

31. Сизоненко Т.А., Загирова С.В. Сезонная динамика строения эктомикориз Picea obovata в средней тайге // Экология. 2012. № 2. С. 102–105. https://doi.org/10.1134/S1067413612020130

32. Скупченко В.Б. Вибрационная микротомия мягких тканей // Новые научные методики Коми филиала АН СССР. Сыктывкар: Коми филиал АН СССР, 1979. Вып. 2. 56 с. 

33. Торлопова Н.В., Робакидзе Е.А. Влияние поллютантов на хвойные фитоценозы (на примере Сыктывкарского лесопромышленного комплекса): моногр. Екатеринбург: УрО РАН, 2003. 144 с. 

34. Тужилкина В.В., Плюснина С.Н. Комплексная оценка состояния хвои Picea obovata (Pinaceae) в условиях аэротехногенного загрязнения // Растит. ресурсы. 2014. Т. 50, вып. 4. С. 579–587. 

35. Фаизова Л.И., Радостева Э.Р., Зайцев Г.А., Кулагин А.Ю. Сравнительная характеристика анатомического строения эктомикориз Pinus sylvestris L. при произрастании на медно-колчеданных отвалах Учалинского горно-обогатительного комбината // Изв. Самарск. науч. центра РАН. 2011. Т. 13, № 1(4). С. 930–932. 

36. Ярмишко В.Т. Сосна обыкновенная и атмосферное загрязнение на Европейском Севере. СПб.: НИИ химии СПбГУ, 1997. 210 с. 

37. Agerer R. Fungal Relationships and Structural Identity of their Ectomycorrhizae. Mycological Progress, 2006, vol. 5, pp. 67–107. https://doi.org/10.1007/s11557-006-0505-x

38. Čermák J., Cudlín P., Gebauer R., Børja I., Martinková M., Stanĕk Z. et al. Estimating the Absorptive Root Area in Norway Spruce by Using the Common Direct and Indirect Earth Impedance Methods. Plant and Soil, 2013, vol. 372, pp. 401–415. https://doi.org/10.1007/s11104-013-1740-y

39. Gavrilescu D., Puitel A.C., Dutuc Gh., Craciun G. Environmental Impact of Pulp and Paper Mills. Environmental Engineering and Management Journal, 2012, vol. 11, no. 1, pp. 81–85. https://doi.org/10.30638/eemj.2012.012

40. Helmisaari H.-S., Derome J., Nöjd P., Kukkola M. Fine Root Biomass in Relation to Site and Stand Characteristics in Norway Spruce and Scots Pine Stands. Tree Physiology, 2007, vol. 27, iss. 10, pp. 1493–1504. https://doi.org/10.1093/treephys/27.10.1493

41. Kalliokoski T. Root System Traits of Norway Spruce, Scots Pine, and Silver Birch in Mixed Boreal Forests: An Analysis of Root Architecture, Morphology, and Anatomy. Dissertationes Forestales. Vantaa, Finnish Forest Research Institute, 2011, vol. 121. 65 p. https://doi.org/10.14214/df.121

42. Kolesnikova A.A., Konakova T.N. The State of Soil Macrofauna in Pine and Spruce Forests of the Middle Taiga Zone during Reduction of Pulp and paper Industry Emissions (Komi Republic). Contemporary Problems of Ecology, 2021, vol. 14, pp. 665–674. https://doi.org/10.1134/S1995425521060068

43. Kuznetsov M.A., Bobkova K.S. Organic Carbon Fluxes in the System Soil-Phytocenosis of Bilberry-Sphagnum Spruce Forest in the Middle Taiga Zone of the Komi Republic. Russian Journal of Ecology, 2014, vol. 45, pp. 338–344. https://doi.org/10.1134/S1067413614050099

44. Pregitzer K.S., King J.S., Burton A.J., Brown S.E. Responses of Tree Fine Roots to Temperature. New Phytologist, 2000, vol. 147, iss. 1, pp. 105–115. https://doi.org/10.1046/j.1469-8137.2000.00689.x

45. Qian X.M., Kottke I., Oberwinkler F. Influence of Liming and Acidification on the Activity of the Mycorrhizal Communities in a Picea abies (L.) Karst. Stand. Plant and Soil, 1998, vol. 199, pp. 99–109. https://doi.org/10.1023/A:1004243207414

46. Shanin V.N., Rocheva L.K., Shashkov M.P., Ivanova N.V., Moskalenko S.V., Burnasheva E.R. Spatial Distribution Features of the Root Biomass of Some Tree Species (Picea abies, Pinus sylvestris, Betula sp.). Biology Bulletin, 2015, vol. 42, pp. 260–268. https://doi.org/10.1134/S1062359015030115

47. Winner E.W., Atkinson C.J. Absorption of Air Pollution by Plants, and Consequences for Growth. Trends in Ecology & Evolution, 1986, vol. 1, iss. 1, pp. 15–18. https://doi.org/10.1016/0169-5347(86)90061-3