Братск, Иркутская область, Россия
Методы флуктуирующей асимметрии довольно часто используются для оценки стабильности развития насаждений в условиях промышленного загрязнения городских территорий. Цель исследования - оценить стабильность развития насаждений тополя бальзамического методами флуктуирующей асимметрии листьев неформованных, формованных деревьев и поросли, ослабленных листовой ржавчиной и бурой пятнистостью в различных районах Братска Иркутской области. В исследованиях использовался метод флуктуирующей асимметрии по методике В.М. Захарова, а также по методике Е.В. Авдеевой. Братск является сложно городской агломерацией, в которой жилые районы удалены друг от друга на десятки километров, поэтому оценивать степень стабильности развития деревьев тополя бальзамического от уровня загрязнения возможно в высокой степенью достоверности. Исследования проводились в течение 2023-2024 годов для различных категорий деревьев: неформованных и формованных деревьев и поросли, которую тополь дает в больших количествах. Установлено, что поражение тополя бальзамического листовой ржавчиной и бурой пятнистостью является решающим фактором, влияющим на стабильность развития насаждений, при этом, влияние формовки и уровень загрязнения больных насаждений не оказывает, как обычно существенного влияния на показатели флуктуирующей асимметрии. При этом, в первый год массового заболевания тополей листовой ржавчиной не сказался на стабильности развития, а в последующие годы после эпифитотии произошло сильное ослабление деревьев, выражающееся в ранней дефолиации деревьев, приведшее к критическому состоянию стабильности развития. Оценка стабильности развития деревьев в данном случае малоэффективна. Основным фактором, влияющим на стабильность развития городских насаждений тополя бальзамического (Populus balsamifera L.), пораженных листовой ржавчиной тополя и бурой пятнистостью листьев, является фактор ослабления жизненного состояния деревьев под воздействием патогенов, что приводит к потере декоративности растений, ранней дефолиации и потере симметрии в листовых пластинках.
стабильность развития, флуктуирующая асимметрия, тополь бальзамический (Populus balsamifera L.), листовая ржавчина тополя, бурая пятнистость
Введение
Представители рода Тополь (Populus) широко используются в озеленении. Тополь по праву считается одним из самых выносливых городских деревьев. Он демонстрирует устойчивость к промышленным выбросам и сохраняет высокие темпы прироста даже в условиях неблагоприятной экологии и сурового климата. Его главная ценность для урбоэкосистем заключается в мощной способности поглощать углекислый и сернистый газ, эффективно задерживать пыль, а также противостоять агрессивному воздействию промышленных предприятий и транспорта. По продуктивности выделения кислорода в городской черте этому дереву нет равных. Кроме того, тополь активно насыщает воздух фитонцидами, подавляя рост болезнетворных бактерий. За период вегетации он продуцирует огромное количество этих летучих веществ, очищая атмосферу от загрязнений. Это незаменимая порода для озеленения оживленных трасс: тополь накапливает в себе значительные объемы выхлопных газов и тяжелых металлов, при этом совершенно нетребователен к составу грунта [1-4].
Ключевым фактором, обеспечившим тополю бальзамическому преимущество в озеленении городов Сибири, является его быстрый рост и высокая морозостойкость: уже к пяти годам дерево достигает значительных размеров и способен выдерживать морозы до -500С. Однако при всей своей полезности, с точки зрения урбоэкологии, насаждения тополя бальзамического имеют ряд серьезных минусов:
- Из-за специфики строения древесины стволы крайне уязвимы к повреждениям.
- Продолжительность жизни здоровых деревьев в условиях загазованности, особенно вблизи автострад, относительно мала.
- С возрастом древесина становится хрупкой, что приводит к обламыванию ветвей и падению стволов при сильном ветре.
- Тополиный пух, аккумулирующий пыльцу цветущих растений, превращается в мощный аллерген, а его скопления создают пожарную опасность [2,4].
В Иркутской области основой городских зеленых массивов является тополь бальзамический (Populus balsamifera L.). Он формируют основу садов и парков, используются при озеленении придомовых территорий и внутриквартальных скверов, а также создает тенистые аллеи как вдоль пешеходных маршрутов, так и вдоль оживленных улиц. По данным авторов [2-4] тополь бальзамический занимает более 67% от общего количества древесных растений городского ассортимента.
Братск расположен в центре Восточно - Сибирского региона РФ на пересечении важнейших коммуникаций, связывающих европейский и азиатский континенты с Севером Восточной Сибири и Якутии, что является основой для его экономического, социального и культурного развития. Город Братск представляет собой разрозненные жилые массивы, находящиеся на значительном удалении друг от друга [5].
Климат города, как и всей Иркутской области – резко континентальный. Наиболее теплым месяцем является июль +18 градусов, с абсолютным максимумом +37 градусов. Самые низкие температуры наблюдаются в январе -21,2 градуса, с абсолютным минимумом -57 градусов. Глубина промерзания грунта составляет 3м [5]. Братск отнесен к городам с неблагоприятной экологической обстановкой. Крупные предприятия города (ПАО «РУСАЛ Братск»; Братский завод ферросплавов; Братский лесопромышленный комплекс (ОАО Группа «Илим»); ТЭЦ ПАО «Иркутскэнерго») выбрасывают в атмосферу города твердые и газообразные выбросы, превышающие нормы ПДК. На уровень загрязнения атмосферного воздуха влияют в первую очередь концентрации общераспространённых загрязняющих веществ – сера диоксида, азота диоксида, взвешенных веществ и оксида углерода; превышения ПДК регистрируются также в отношении других веществ – гидрофторида, формальдегида, фенола, бенз(а)пирена [5].
Тополь бальзамический (Populus balsamifera L.) произрастает во всех районах города и может служить объектом исследований флуктуирующей асимметрии для оценки стабильности развития растений и качества окружающей среды. Поскольку тополь в городских посадках подвергается обрезке крон, часто радикальной, оценка состояния окружающей среды проводилась отдельно на неформованных деревьях, формованных деревьях и поросли, так как тополь бальзамический отличатся высокой порослевой способностью, что делает данный вид в условиях Братска потенциально инвазионным. Кроме этого, начиная с 2023 года, насаждения тополя бальзамического в Иркутской области были массово поражены листовой ржавчиной тополя (ЛРТ) (возбудитель - Melampsora larici-populina Kleb.), что привело к эпифитотии, кроме этого заболевания листьев массово встречается бурая пятнистостью листьев (возбудитель — гриб Marssonina populi Sacc.) [6-8].
Цель исследований: оценить сравнительное состояние окружающей среды и состояния самих насаждений тополя бальзамического методами флуктуирующей асимметрии листьев неформованных, формованных деревьев и поросли, ослабленных листовой ржавчиной и бурой пятнистостью в различных районах Братска
1. Коропачинский И.Ю., Встовская Т.Н. Древесные растения Азиатской России. – Новосибирск: Гео, 2012. – 707 с.
2. Runova E., Verkhoturov V., Anoshkina L. Assessment of the Condition of Balsam Poplar Trees (Populus balsamifera L.) in a Residential Area of Bratsk. Acta silvae et Ligni. 2021; 126:53–60.
3. Синчук Н.В., Курченко В.П. Устойчивость различных видов тополей (Populus spp.) к заболеваниям и комплексу вредителей // Экобиотех. – 2021. – Т. 4. – № 3. – С. 210–220.
4. Рунова Е.М., Новоселова О.И. Оценка состояния тополя бальзамического (Populus balsamifera L.) в условиях Братска по результатам инвентаризации // Актуальные проблемы лесного комплекса. – 2023. – № 63. – С. 236–240.
5. Латышева И.В., Лощенко К.А., Вологжина С.Ж. Климат и экология Иркутской области: учебное пособие. – Иркутск: Изд-во ИГУ, 2024. – 229 с.
6. Рунова Е.М., Новоселова О.И. Эпифитотийное развитие листовой ржавчины тополя бальзамического в городах Иркутской области // J. of Agriculture and Environment. – 2023. – № 12 (40). – DOI:https://doi.org/10.23649/JAE.2023.40.4
7. Сурина Т.А., Копина М.Б., Смирнова А.В. Ржавчина тополя, вызываемая грибами рода Melampsora // Мониторинг и биологические методы контроля вредителей и патогенов древесных растений: от теории к практике: Материалы Третьей Всерос. конф. с междунар. участием. Москва, 11–15 апреля 2022 г. – М.; Красноярск: Изд-во ИЛ СО РАН, 2022. – С. 134–136.
8. Поликсенова В.Д., Храмцов А.К., Гирилович И.С. и др. Фитопатогенные микромицеты на чужеродных растениях из издания «Черная книга флоры Беларуси: чужеродные вредоносные растения» // Журнал Белорусского государственного университета. Биология. – 2021. – № 3. – С. 78–87.
9. Захаров В.М., Шадрина Е.Г., Турмухаметова Е.Г. и др. Оценка состояния растений по стабильности развития в естественных и антропогенных условиях (флуктуирующая асимметрия признаков листа березы повислой Betula pendula L.) // Известия Российской академии наук. Серия биологическая. – 2020. – № 2. – С. 191–196. – DOI:https://doi.org/10.31857/S0002332920020113
10. Захаров В.М., Трофимов И.Е. Оценка состояния биоразнообразия: исследование стабильности развития // Известия Российской академии наук. Серия биологическая. – 2020. – № 2. – С. 115–123. – DOI:https://doi.org/10.31857/S0002332920020125
11. Методические рекомендации по выполнению оценки качества среды по состоянию живых существ (оценка стабильности развития живых организмов по уровню асимметрии морфологических структур). Распоряжение Росэкологии от 16.10.2003 № 660. – М.: Наука, 2003. – 24 с.
12. Чудновская Г.В., Чернакова О.В. Показатели стабильности развития Populus balsamifera L., участвующего в озеленении г. Иркутска // Вестник ИрГСХА. – 2021. – Вып. 3 (104). – С. 75–88. – DOI:https://doi.org/10.51215/1999-3765-2021-104-93-106
13. Лебединский И.А., Мочалова К.Ю. Площадь листовой пластинки как дополнительный критерий оценки выраженности флуктуирующей асимметрии по методике Захарова // Вестник ПГГПУ. Серия № 2. Физико-математические и естественные науки. – 2020. – № 1. – URL: https://cyberleninka.ru/article/n/ploschad-listovoy-plastinki-kak-dopolnitelnyy-kriteriy-otsenki-vyrazhennosti-fluktuiruyuschey-asimmetrii-po-metodike-zaharova (дата обращения: 02.03.2026)
14. Коротченко И.С., Лебедев Н.А., Первышина Г.Г., Кондратюк Т.А., Медведева В.А. Влияние выбросов тепловых электростанций Красноярского края на стабильность развития тополя бальзамического // Успехи современного естествознания. – 2020. – № 10. – С. 85–90.
15. Erofeeva E.A., Yakimov B.N. Change of Leaf Trait Asymmetry Type in Tilia cordata Mill. and Betula pendula Roth under Air Pollution. Symmetry. 2020; 12(5):727. – URL: https://www.mdpi.com/2073-8994/12/5/727 (дата обращения: 20.09.2020)
16. Yu Z., Shen K., Newcombe G. et al. Leaf Cuticle Can Contribute to Non-Host Resistance to Poplar Leaf Rust. Forests. 2019; 10(10):870. – DOI:https://doi.org/10.3390/f10100870
17. Чудновская Г.В., Чернакова О.В. Особенности биомониторинга урбанизированных территорий с использованием флуктуирующей асимметрии разных видов древесных растений (на примере Иркутска) // Природные ресурсы Арктики и Субарктики. – 2025. – № 2. – URL: https://cyberleninka.ru/article/n/osobennosti-biomonitoringa-urbanizirovannyh-territoriy-s-ispolzovaniem-fluktuiruyuschey-asimmetrii-raznyh-vidov-drevesnyh-rasteniy (дата обращения: 16.04.2026)
18. Черникова К.В., Авдеева Е.В. Оценка качества атмосферного воздуха методом биоиндикации по состоянию ассимиляционного аппарата тополя бальзамического (Populus balsamifera L.) // Плодоводство, семеноводство, интродукция древесных растений. – 2022. – Т. 25. – С. 116–119.
19. Кухар И.В., Авдеева Е.В., Иванов Д.В., Черникова К.В. Дендроиндикация древесных растений в урбанизированной среде // Проблемы озеленения крупных городов: сборник статей XXII научно-практического форума. Москва, 29–30 августа 2023 года. – М.: МК-ИНТЕРТРЕЙД, ИНТЕК, 2023. – С. 109–112.
20. Шадрина Е.Г., Солдатова В.Ю. Оценка здоровья среды по величине флуктуирующей асимметрии древесных растений: анализ возможных причин искажения результатов // Известия РАН. Серия биологическая. – 2023. – № 7-suppl. – С. 29–38. – DOI:https://doi.org/10.31857/S1026347023600243
21. Рунова Е.М., Гарус И.А. Состояние тополя бальзамического (Populus balsamifera L.) и тополя белого (Populus alba L.) в урбоэкосистемах Иркутской области // Лесной вестник / Forestry Bulletin. – 2025. – Т. 29. – № 5. – С. 149–163. – DOI:https://doi.org/10.18698/2542-1468-2025-5-149-163
