Оцінка адаптаційних можливостей аборигенних та адвентивних видів деревних рослин Дніпропетровщини


  • I. A. Ivanko Oles Honchar Dnipro National University, Dnipro, Ukraine
  • A. F. Kulik Oles Honchar Dnipro National University, Dnipro, Ukraine
Ключові слова: аборигенні, адвентивні деревні види, вміст хлорофілу, маса листків, антиоксидантні ферменти, несприятливі чинники, стійкість рослин

Анотація

Нині в Європі, зокрема в Україні, відбувається погіршення стану та втрата екологічних функцій міських деревно-чагарникових насаджень, констатується їх нестача для забезпечення протидії наслідкам глобальних змін клімату та захисту населення від впливу промислового забруднення. Актуальним залишається питання стійкості аборигенних та адвентивних деревних видів, які використовуються у насадженнях промислових мегаполісів, що зумовлює необхідність оцінки фізіолого-біохімічних аспектів їх адаптації до екстремальних факторів середовища, якими у степовій зоні є ліміт вологи, періодичні критично низькі зимові температури та у великих містах – антропо-техногенне навантаження. З метою оптимізації асортименту деревних видів мегаполісів степової зони України та визначення їх потенційної стійкості до антропо-техногенного навантаження дослідження проведене в умовно чистих лісових біогеоценозах прируслової зони р. Самара та в штучних насадженнях на територіях, розташованих у прибережній зоні р. Дніпро в 1500 м від ДТЕК Придніпровська ТЕС (м. Дніпро). Відомо, що саме ТЕС – джерело забруднення атмосферного повітря такими важкими металами, як свинець і кадмій. Дослідження активності ферментів антиоксидантного захисту в листках аборигенних і адвентивних видів дерев показало, що в зоні впливу Придніпровської ТЕС спостерігалося збільшення активності гваякол-пероксидази у Acer platanoides, Ulmus minor, Morus alba; бензідін-пероксидази у Acer negundo, Ulmus laevis, Acer platanoides; каталази у A. platanoides, A. negundo, U. laevis, Ulmus pumila та Robinia pseudoaсасіa. Висока активність пероксидаз, яка доповнюється більшою активністю каталази, свідчить про відносну стійкість цих видів до антропо-техногенного навантаження, яка підтримується механізмами антиоксидантного захисту. Сумарний вміст хлорофілів (Chla + Chlb) у листках аборигенних видів Ulmus laevis, Acer platanoides та адвентивного Morus alba зменшувався у зоні впливу ТЕС відносно умовно чистих територій. Відношення хлорофілу a до хлорофілу b на забруднених територіях значно збільшувалося у листках місцевих видів Ulmus laevis, Ulmus minor, Acer platanoides порівняно з контролем. У інвазійних видів Acer negundo, Morus alba, Ulmus pumila цей показник суттєво не змінювався. У таких інвазійних видів, як Ulmus pumila, Acer negundo, спостерігалося збільшення маси листків, що може свідчити про пристосованість даних видів до антропогенно-змінених умов зростання.

Посилання


  1. Барановский Б.А. Растительность руслового равнинного водохранилища. Д.: Изд-во ДНУ, 2000. 172 с.

  2. Бурда Р.И. Антропогенная трансформация флоры. К.: Наук. думка, 1991. 168 с.

  3. Вінниченко О.М., Лихолат Ю.В., Більчук В.С., Россихіна-Галича Г.С., Шупранова Л.В. Спецпрактикум з фізіології та біохімії рослин. Дніпропетровськ: ФОП Середняк Т.К., 2014. 224 с.

  4. Виноградова Ю.К., Григорьева О.В., Вергун Е.Н. Строение устьичного аппарата видов рода Symphyotrichum Nees как дополнительный показатель их инвазивности // Российский журнал биологических инвазий. 2020. № 4. С. 34–43.

  5. Геник Я.В., Дудин Р.Б., Дида А.П., Марутяк С.Б. Трансформаційні процеси в лісопаркових і паркових насадженнях урбанізованих екосистем Заходу України // Науковий вісник ЛТУ України. Львів, 2017. Вип. 27 (10). С. 9–15.

  6. Жданов В.В., Єрмаченко О.Б., Котов В.С. Забруднення обєктів середовища викидами підприємства теплоенергетики як фактор впливу на еколого-гігієнічну ситуацію // Питання експер. та клін. медицини. Донецьк: ДонНМУ, 2008. Вип. 12. Т. 1. С. 68–71.

  7. Зайцева І.О., Долгова Л.Г. Фізіолого-біохімічні основи інтродукції деревних рослин у Степовому Придніпров’ї. Д.: Вид-во Дніпропетр. нац. ун-ту, 2010. 388 с.

  8. Клеточные механизмы адаптации растений к неблагоприятным воздействиям экологических факторов в естественных условиях. Под ред. Е.Л. Кордюм, К.М. Сытник, В.В. Бараненко и др. К.: Наук. думка, 2003. 273 с.

  9. Колупаев Ю.Е. Активные формы кислорода в растениях при действии стрессоров: образование и возможные функции // Вісник Харків. націон. аграрн. ун-ту. Серія Біологія. 2007. Вип. 3 (12). С. 6–26.

  10. Костюк В.И., Мельник Н.А., Шмакова Н.Ю. Состояние ассимилирующих органов растений в условиях техногенного загрязнения. Апатиты: Изд-во Кольского НЦ РАН, 2009. 82 с.

  11. Кулагин А.А., Юсупов А.А. О содержании фотосинтетических пигментов в хвое лиственницы Сукачева (Larix sukaczewii Dyl.) при развитии в условиях аэротехногенного полиметаллического загрязнения окружающей среды // Изв. Самарского НЦ РАН, 2008. Т. 10, 2. С. 617–620.

  12. Лихолат Ю.В., Хромих Н.О., Шупранова Л.В. Закономірності адаптації аборигенних та інтродукованих видів деревних рослин до мінливих умов степового Придніпров’я. Суми: ФОП Цьома С.П., 2018. 186 с.

  13. Мосякін С.Л. Доповнення та уточнення до адвентивної флори м. Києва // Укр. ботан. журн., 1991. Т. 48, № 2. С. 54–57.

  14. Остапко В.М., Ерёменко Ю.А. Конспект адвентивной фракции дендрофлоры юго-востока Украины // Промышленная ботаника, 2010. Вып. 10. С. 43–48.

  15. Пацула О., Демків О. Каталаза та адаптація рослин до токсичної дії кадмію та свинцю // Вісник Львівського університету. Серія біологічна, 2003. Вип. 34. С. 225–230.

  16. Протопопова В.В., Мосякін С.Л., Шевера М.В. Фітоінвазії в Україні як загроза біорізноманіттю: сучасний стан і завдання на майбутнє. Київ: Інститут ботаніки ім. М.Г. Холодного НАН України, 2002. 28 с.

  17. Щербаченко О.І. Важкі метали як токсичний фактор забруднення природного середовища. Стійкість і адаптація рослин до їх впливу // Наукові записки Державного природознавчого музею, 2014. Вип. 30. С. 157–182.

  18. Allen R.D. Dissection of oxidative stress tolerance using transgenic plants // Plant Physiol., 1995. № 107. P. 1049–1054.

  19. Baranovski B., Khromykh N., Karmyzova L., Ivanko I., Lykholat Y. Analysis of the alien flora of Dnipropetrovsk Province // Biological Bulletin of Bogdan Chmelnitskiy Melitopol State Pedagogical University. 2016. 6 (3). С. 419–429.

  20. Bukharina I. L., Kuzmin P.A., Sharifullina A.M. Analysis of physiological and biochemical characteristics of Tilia cordata Mill. in conditions of technogenic pollution (on example of the city Naberezhnye Chelny // Modern scientific researchand their practical application, 2013.V.21. С. 31–37.

  21. Burda R., Koniakin S. The non-native woody species of the flora of Ukraine: Introduction, naturalization and invasion // Biosystems Diversity. 2019. Vol. 27. С. 276–290.

  22. Colding J., Gren Å., Barthel S. The Incremental Demise of Urban Green Spaces. Land, 2020. 9(5):162.

  23. Ennos R., Cottrell J, Hall J, O'Brien D. Is the introduction of novel exotic forest tree species a rational response to rapid environmental change. A British perspective // Forest Ecology and Management. 2019. Jan 15. С. 718728.

  24. Finkel T., Foyer C., Harbinson J. Oxidants, oxidative stress and the biology of aging // Nature, 2000. V. 408. P. 239–247.

  25. Gechev T.S., Van Breusegem F., Stone J.M., Denev I., Laloi C. Reactive oxygen species as signals that modulate plant stress responses and programmed cell death // Bioessays, 2006. 28(11). Р. 91–101.

  26. Hill M.O., Roy D.B., Thompson K. Hemeroby, urbanity and ruderality: Bioindicators of disturbance and human // Journal of Applied Ecology, 2002. № 39. Р. 708–720.

  27. Klisz M., Puchałka R., Netsvetov M. Variability in climate-growth reaction of Robinia pseudoacacia in Eastern Europe indicates potential for acclimatisation to future climate // Forest Ecology and Management. 2021. Vol. 492. Р. 119–134.

  28. Martin A. Schlaepfer, Benjamin P. Guinaudeau, Pascal Martin, Nicolas Wyler. Quantifying the contributions of native and non-native trees to a city’s biodiversity and ecosystem services // Urban Forestry & Urban Greening, 2020. Vol. 56. Р. 126132.

  29. Miura K., Tada Y. Regulation of water, salinity and cold stress responses by salicylic acid // Frontiers in Plant Science, 2014. Р. 5–12.

  30. Pleshkanovska А. The problems of forming a system of green areas as an ecological framework of a large city (on the example of Kyiv). E3S Web Conf., 280 (2021) 04012.

  31. Shu S., Yuan L.Y., Guo S.R., Sun J., Yuan Y.H. Effects of exogenous spermine on chlorophyll fluorescence, antioxidant system and ultrastructure of chloroplasts in Cucumis sativus L. under salt stress // Plant Physiol. Biochem., 2013. V. 63. P. 209–216.

  32. Taran N., Okanenko А., Musienko N. Sulpholipid reflects plant resistance to stress-factor action // Biochem. Soc. Trans., 2000. Vol. 28, № 6. P. 924–926.

  33. Wintermans J.F., De G.M., Mots A. Spectrophotometric cracteristics of chlorophyll a and b and their phaeophytins in etanol // Biochimica et Biophysica Acta (BBA), 1965. 109(2). Р. 448–453.

  34. Zhu J.K. Salt and drought stress signal transduction in plants // Annual review of plant biology, 2002. 53. P. 247–273.


Переглядів анотації: 315
Завантажень PDF: 242
Опубліковано
2021-11-04
Розділ
Articles