SPECIES COMPOSITION AND VEGETATION STRUCTURE OF LIGHT CONIFEROUS FORESTS UNDER POLLUTION OF ALUMINUM SMELTER EMISSIONS IN IRKUTSK OBLAST

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The species diversity and state of the ground cover of light coniferous forests in the territories of Irkutsk Oblast, polluted by emissions from three aluminum smelters (Bratsk (BrAZ), Irkutsk (IrkAZ) and Tayshet (TAZ)), differing in production technology and duration of impact on forests, were studied. 188 species of vascular plants from 49 families, 102 species of lichens, including 26 species of epigeal and 13 species of ground mosses were identified. Most species belong to the forest floral complex, mainly to the light coniferous zone-zonal group. Perennial herbaceous plants dominate in the biomorphological spectrum: its basis consist of long-rooted (30 % of the total flora), short-(26 %), and rod-rooted (13 %) species. The mesophytic species dominate in ecological spectrum. The most significant transformation of the species composition was observed in forest communities located in the industrial zone (within a radius of 0.5 km) of BrAZ, where the critical level of contamination of Scotch pine ( Pinus sylvestris L.) trees was found, the drying of trees and the degradation of the grass-shrub layer contributed to the formation of solid moss cushion from silvergreen bryum moss ( Bryum argenteum Hedw.) on the soil. In the industrial zone of TAZ and IrkAZ, where average and strong level of tree-stands contamination, respectively, was found we observed the increase of plant projective coverage to 70-85 % and the total number of vascular plant species due to the appearance of meadow, forest-steppe and ruderal, the composition of phytocenoses often changes towards the predominance of photophilic species. With a low level of contamination of tree-stands, changes in the floral complex are less pronounced and statistically insignificant compared to background territories.

About the authors

T. M. Kharpukhaeva

Institute of General and Experimental Biology Russian Academy of Sciences, Siberian Branch

Author for correspondence.
Email: takhar@mail.ru
Ulan-Ude, Russian Federation

L. V. Afanas’eva

Institute of General and Experimental Biology Russian Academy of Sciences, Siberian Branch

Email: afanl@mail.ru
Ulan-Ude, Russian Federation

O. V. Kalugina

Siberian Institute of Plant Physiology and Biochemistry, Russian Academy of Sciences, Siberian Branch

Email: olignat32@inbox.ru
Irkutsk, Russian Federation

M. V. Oskorbina

Siberian Institute of Plant Physiology and Biochemistry, Russian Academy of Sciences, Siberian Branch

Email: omaria-84@ya.ru
Irkutsk, Russian Federation

References

  1. Бардаш А. В., Богданов В. Н., Богоявленский Б. А., Анисимова З. Н., Кусакин В. К., Хренов П. М., Буфал Б. В., Линевич Н. Л., Сорокина Л. П., Дурнев Ю. А., Комаров Л. В., Устинов С. К., Заборцева Т. И., Маторова Н. И., Рященко С. В., Аргучинцев В. К., Афанасьева Л. М., Батуев А. Р. Атлас. Иркутская область (экологические условия развития). М.; Иркутск, 2004. 90 с.
  2. Беляева Н. В. Катастрофический ветровал и изменения травяно-кустарничкового и мохового ярусов в лесах Висимского заповедника // Последствия катастрофического ветровала для лесных экосистем. Екатеринбург, 2000. C. 46-62.
  3. Вайцеховская Е. Р. Биоразнообразие травяного яруса лесных экосистем при воздействии промышленных эмиссий // Проблемы сохранения биологического разнообразия Южной Сибири: 1-я Междунар. науч.-практ. конф., Кемерово, 19-22 мая, 1997 г. Кемерово, 1997. С. 113-114.
  4. Воробейчик Е. Л., Трубина М. Р., Хантемирова Е. В., Бергман И. Е. Многолетняя динамика лесной растительности в период сокращения выбросов медеплавильного завода // Экология. 2014. № 6. С. 448-458.
  5. Воробьева Г. А. Классификация и систематика почв южной (освоенной) части Иркутской области: метод. указ. Ч. 1. Иркутск: Облмашинпром, 1999. 47 с.
  6. Государственный доклад «О состоянии и охране окружающей среды в Иркутской области в 2020 году». Иркутск: Мегапринт, 2021. 330 с.
  7. Зверев А. А. Информационные технологии в исследованиях растительного покрова: учебное пособие. Томск: ТМЛ-Пресс, 2007. 304 с.
  8. Зверев А. А. Методические аспекты применения фитоиндикационного анализа в изучении биоразнообразия // Сиб. экол. журн. 2020. Т. 27. № 4. С. 401-415.
  9. Калугина О. В., Афанасьева Л. В. Особенности морфоструктурных параметров Pinus sylvestris L. в условиях воздействия эмиссий алюминиевого производства // Актуальные проблемы науки Прибайкалья. Вып. 3. Иркутск: Иркут. гос. ун-т, 2020. С. 99-103.
  10. Красная книга Иркутской области / Отв. ред. В. В. Попов. Улан-Удэ: Респ. типогр., 2020. 552 с.
  11. Красная книга Российской Федерации (растения и грибы). М., 2008. 855 с.
  12. Леса и лесное хозяйство Иркутской области / под ред. Л. Н. Ващука. Иркутск: Иркут. упр. лесами, 1997. 288 с.
  13. Малышев Л. И., Пешкова Г. А. Особенности и генезис флоры Сибири (Предбайкалье и Забайкалье). Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1984. 265 с.
  14. Методы изучения лесных сообществ / Е. Н. Андреева, И. Ю. Баккал, В. В. Горшков, И. В. Лянгузова, Е. А. Мазная, В. Ю. Нешатаев, В. Ю. Нешатаева, Н. И. Ставрова, В. Т. Ярмишко, М. А. Ярмишко. СПб: НИИхимии СПбГУ, 2002. 240 с.
  15. Михайлова Т. А., Калугина О. В., Шергина О. В. Динамика состояния сосновых лесов Предбайкалья в условиях воздействия антропогенных факторов // Сиб. лесн. журн. 2017. № 1. С. 44-55.
  16. Михайлова Т. А., Калугина О. В., Шергина О. В. Мониторинг техногенного загрязнения и состояния сосновых лесов на примере Иркутской области // Лесоведение. 2020. № 3. С. 265-273.
  17. Пармузин Ю. П. Средняя Сибирь. Очерк природы. М.: Мысль, 1964. 312 с.
  18. Серебряков И. Г. Экологическая морфология растений. Жизненные формы покрытосеменных и хвойных. М.: Высш. школа, 1962. 378 с.
  19. Трубина М. Р., Дьяченко А. П. Современное состояние мохового покрова лесов после сокращения выбросов среднеуральского медеплавильного завода // Поволж. экол. журн. 2020. № 4. С. 477-491.
  20. Цыганов Д. Н. Фитоиндикация экологических режимов в подзоне хвойно-широколиственных лесов. М.: Наука, 1983. 197 с.
  21. Чепинога В. В. Рабочее районирование территории Байкальской Сибири для характеристики распространения сосудистых растений // Изв. Иркут. гос. ун-та. Сер. «Биология. Экология». 2009. Т. 2. № 2. С. 3-7.
  22. Черепанов С. К. Сосудистые растения России и сопредельных государств (в пределах бывшего СССР). СПб.: Мир и семья-95, 1995. 992 с.
  23. Шенников А. П. Введение в геоботанику. Л.: Изд-во ЛГУ, 1964. 447 с.
  24. Шишов Л. Л., Тонконогов В. Д., Лебедева И. И. Классификация и диагностика почв России. Смоленск: Ойкумена, 2004. 342 с.
  25. Bosshard W. Kronenbilder Eidgeössische anstalt für das forstliche versuschwesen. Birmensgeber, 1986. 98 p.
  26. Kalugina O. V., Mikhailova T. A., Afanasyeva L. V., Gurina V. V., Ivanova M. V. Changes in the fatty acid composition of pine needle lipids under the aluminum smelter emissions // Ecotoxicology. 2021. V. 30. N. 10. P. 2083-2095.
  27. Kalugina O. V., Mikhailova T. A., Shergina O. V. Pinus sylvestris as a bio-indicator of territory pollution from aluminum smelter emissions // Environ. Sci. Pollut. Res. 2017. N. 24 (11). P. 10279-10291.
  28. Manual on methods and criteria for harmonized sampling, assessments, monitoring and analysis of the effects of air pollution on forest. UNECE, ICP Forest Program. Coordinating Centre. Hamburg, 2010. http://www.icp-forest.org/Manual.htm/
  29. Soliveres S., Lehmann A., Boch S., Altermatt F., Carrara F., Crowther T. W., Delgado-Baquerizo M., Kempel A., Maynard D. S., Rillig M. C., Singh B. K., Trvedi P., Allan E.Intransitive competition is common across five major taxonomic groups and is driven by productivity, competitive rank and functional traits //j. Ecol. 2018. V. 106. N. 3. P. 852-864.
  30. Turetsky M. R., Bond-Lamberty, Euskirchen E., Talbot J., Frolking S., McGuire A. D., Tuittila E-S. The resilience and functional role of moss in boreal and arctic ecosystems // New Phytol. 2012. V. 196. N. 1. P. 49-67.
  31. Zverev A. A. Methodological aspects of using indicator values in biodiversity analysis // Contemp. Probl. Ecol. 2020. V. 13. Iss. 4. P. 321-332 (Original Rus. text © A. A. Zverev, 2020, publ. in Sib. Ekol. Zhurn. 2020. V. 27. N. P. 401-415).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».