Оценка антропогенной нагрузки по уровню флуктуирующей асимметрии листьев Betula pendula (на примере учебно‑опытного полигона ДГТУ)
Аннотация
Обоснование. Исследование направлено на оценку уровня антропогенной нагрузки на территории учебно-опытного полигона ДГТУ (п. Рассвет, Ростовская область) методом флуктуирующей асимметрии листовой пластинки берёзы повислой (Betula pendula Roth). Проведён сравнительный анализ интегрального показателя флуктуирующей асимметрии между зонами с предполагаемой разной степенью воздействия («Полигон 1», «Полигон 3») и условно-фоновой зоной («Роща»). Установлено, что уровень флуктуирующей асимметрии в группах антропогенного воздействия достоверно выше, чем в фоновой зоне, а состояние среды на всей исследованной территории соответствует зоне «тревоги». Наиболее чувствительными к стрессу признаками являются длина второй жилки и угол между жилками. Метод флуктуирующей асимметрии подтвердил свою эффективность для биоиндикации комплексной антропогенной нагрузки в урбоэкосистемах.
Цель. Целью исследования была количественная оценка уровня антропогенного стресса на территории учебно-опытного полигона ДГТУ путём анализа флуктуирующей асимметрии листьев берёзы повислой и выявления наиболее чувствительных морфологических признаков.
Материалы и методы. Объект данного исследования берёза повислая (Betula pendula Roth) в условиях антропогенно-преобразованных территорий. Предметом исследования выступила флуктуирующая асимметрия морфологических признаков листовой пластинки Betula pendula как показатель нарушения стабильности развития. В работе применялся метод оценки флуктуирующей асимметрии листовой пластинки. Использовались стандартные биометрические методы измерения пяти пластинчатых признаков листа с последующим расчётом относительной величины асимметрии для каждого признака и интегрального показателя флуктуирующей асимметрии для каждого листа. Статистическая обработка данных включала описательную статистику, проверку распределения на нормальность (критерий Шапиро-Уилка) и однородность дисперсий (тест Левена), для сравнения групп применялся однофакторный дисперсионный анализ (ANOVA) с последующим пост-хок тестом Тьюки.
Результаты. Интегральный показатель флуктуирующей асимметрии (ИП ФА) для объединённой выборки составил 0,093, что соответствует зоне «тревоги» по шкале Захарова. Статистический анализ выявил достоверные различия (p <0,001) между условно-фоновой зоной «Роща» (ИП ФА = 0,065 ± 0,004) и зонами воздействия «Полигон 1» (0,110 ± 0,007) и «Полигон 3» (0,104 ± 0,006). При этом значимых различий между двумя полигонами не обнаружено (p = 0,721). Анализ вклада отдельных признаков показал, что наибольшую чувствительность к антропогенному стрессу проявляют «Длина второй жилки» (0,152) и «Угол между жилками» (0,095).
Заключение. Проведённое исследование демонстрирует эффективность метода флуктуирующей асимметрии листьев берёзы повислой для диагностики комплексной антропогенной нагрузки. Полученные данные свидетельствуют о напряжённой экологической обстановке на территории учебно-опытного полигона ДГТУ, где уровень нарушений развития достигает уровня «тревоги». Пространственная дифференциация значений ФА подтверждает гипотезу о более высоком стрессе в зонах непосредственной близости к инфраструктуре. Выявление наиболее чувствительных морфологических признаков позволяет оптимизировать программы биоиндикационного мониторинга для подобных урбанизированных территорий.
EDN: UCJTWT
Скачивания
Литература
Bukharina, I. L., & Dvoeglazova, A. A. (2010). Bioecological features of herbaceous and woody plants in urban plantings (184 p.). Izhevsk: Udmurt University Publishing House.
Razumovsky, Yu. V. (1991). Features of the development of small leaved lime (Tilia cordata Mill.) in the city. Biological Sciences, 8, 151–160.
Telnova, N. O., & Materikova, T. V. (2023). Nature of the Rostov Region. In: Great Russian Encyclopedia: Scientific and Educational Portal. https://bigenc.ru/c/rostovskaia-oblast-priroda-746e24/?v=8404472
Freeman, D. C., Graham, J. H., & Emlen, J. M. (1993). Developmental stability in plants: Symmetries, stress and epigenesis. Genetica, 89, 97–119.
Khondhodjaeva, N. B., Ismillaeva, K. B., & Ruzimbayeva, N. T. (2018). Bioindication and its importance in the conducting of ecological monitoring. European Science, 4, 68–70.
Santos, J. C., Alves Silva, E., Cornelissen, T. G., & Fernandes, G. W. (2013). The effect of fluctuating asymmetry and leaf nutrients on gall abundance and survivorship. Basic and Applied Ecology, 14, 489–495.
Shadrina, E., Turmukhametova, N., Soldatova, V., Vol’pert, Y., Korotchenko, I., & Pervyshina, G. (2020). Fluctuating asymmetry in morphological characteristics of Betula pendula Roth leaf under conditions of urban ecosystems: Evaluation of the multi factor negative impact. Symmetry, 12(8), 1317. https://doi.org/10.3390/sym12081317
Zakharov, V. M., & Trofimov, I. E. (2017). Morphogenetic approach to estimation of health of environment: Study of developmental stability. Russian Journal of Developmental Biology, 48(6), 369–378. https://doi.org/10.1134/S1062360417060066
Zakharov, V. M., & Sikorski, M. D. (1997). Inbreeding and developmental stability in a laboratory strain of the bank vole Clethrionomys glareolus. Acta Theriologica, 42(Suppl. 4), 73–78.
Zakharov, V. M., Zhdanova, N. P., Kirik, E. F., & Shkil, F. N. (2001). Ontogenesis and population: Evaluation of developmental stability in natural populations. Russian Journal of Developmental Biology, 32(6), 336–351.
Список литературы
Бухарина, И. Л., & Двоеглазова, А. А. (2010). Биоэкологические особенности травянистых и древесных растений в городских насаждениях (184 с.). Ижевск: Изд во «Удмуртский университет».
Разумовский, Ю. В. (1991). Особенности развития липы сердцевидной Tilia cordata Mill. в городе. Биологические науки, 8, 151–160.
Тельнова, Н. О., & Материкова, Т. В. (2023). Природа Ростовской области. В: Большая российская энциклопедия: научно образовательный портал. https://bigenc.ru/c/rostovskaia-oblast-priroda-746e24/?v=8404472
Freeman, D. C., Graham, J. H., & Emlen, J. M. (1993). Developmental stability in plants: Symmetries, stress and epigenesis. Genetica, 89, 97–119.
Khondhodjaeva, N. B., Ismillaeva, K. B., & Ruzimbayeva, N. T. (2018). Bioindication and its importance in the conducting of ecological monitoring. European Science, 4, 68–70.
Santos, J. C., Alves Silva, E., Cornelissen, T. G., & Fernandes, G. W. (2013). The effect of fluctuating asymmetry and leaf nutrients on gall abundance and survivorship. Basic and Applied Ecology, 14, 489–495.
Shadrina, E., Turmukhametova, N., Soldatova, V., Vol’pert, Y., Korotchenko, I., & Pervyshina, G. (2020). Fluctuating asymmetry in morphological characteristics of Betula pendula Roth leaf under conditions of urban ecosystems: Evaluation of the multi factor negative impact. Symmetry, 12(8), 1317. https://doi.org/10.3390/sym12081317
Zakharov, V. M., & Trofimov, I. E. (2017). Morphogenetic approach to estimation of health of environment: Study of developmental stability. Russian Journal of Developmental Biology, 48(6), 369–378. https://doi.org/10.1134/S1062360417060066
Zakharov, V. M., & Sikorski, M. D. (1997). Inbreeding and developmental stability in a laboratory strain of the bank vole Clethrionomys glareolus. Acta Theriologica, 42(Suppl. 4), 73–78.
Zakharov, V. M., Zhdanova, N. P., Kirik, E. F., & Shkil, F. N. (2001). Ontogenesis and population: Evaluation of developmental stability in natural populations. Russian Journal of Developmental Biology, 32(6), 336–351.
Просмотров аннотации: 2
Copyright (c) 2025 Denis A. Kozyrev, Elizaveta A. Moon, Polina A. Dubnitskaya, Victoria S. Ligacheva, Mary Yu. Odabashyan, Arina A. Eroshenko, Olga V. Gordiets
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-NoDerivatives» («Атрибуция — Некоммерческое использование — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.
