На основе многолетних наблюдений исследователи зафиксировали ослабление сосняков вокруг Красноярска и существенное увеличение скорости изреживания древостоев. Специалисты связали этот факт с промышленными выбросами и загрязнением воздуха и определили физиологические механизмы ослабления деревьев с помощью нового метода введения в ствол деревьев некротической метки. Результаты исследования опубликованы в журнале Environments.

Для многих крупных промышленных центров загрязнение воздуха является одной из главных проблем качества окружающей среды. К примеру, в Красноярске в воздухе отмечаются высокие концентрации бензапирена и соединений фтора, превышающие допустимый уровень многократно, для первого иногда в десятки раз. Красноярск часто занимает лидирующую позицию по неблагоприятной экологической обстановке в рейтинге Мирового индекса качества воздуха. Чрезмерные выбросы засоряют городские и пригородные экосистемы токсичными соединениями. При этом опасность таких выбросов для живых организмов и экосистем часто остается неизвестной.

Ученые ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН», Сибирского федерального университета и Сибирского института бизнеса, управления и психологии обнаружили, что загрязнение воздуха промышленными выбросами приводит к ослаблению сосновых массивов Красноярской агломерации, активной утрате деревьями хвои, а также к существенному уменьшению количества деревьев — изреживанию. Результат основан на восемнадцатилетних наблюдениях, с 2002 по 2019 годы, за состоянием двух сосновых массивов в окрестностях Красноярска, в каждом из которых около 500 деревьев. Один расположен по розе ветров от промышленных предприятий, второй — с противоположной стороны от города. 

Чтобы раскрыть причины ослабления сосняков под действием загрязненного воздуха ученые разработали и применили метод некротической метки. Суть метода в инъекции в ствол дерева специального препарата, который содержит специализированные вещества — элиситоры, полученные из патогенного гриба Ceratocystis laricicola. При помощи этого метода исследователи ежегодно тестировали состояние 50 деревьев. После инъекции дерево распознает элиситоры патогенного гриба и включает защитную реакцию, позволяющую растению быстро изолировать поврежденные клетки. В результате на стволе образуется некроз — формирование из отмершей наружной ткани, ограниченной рубцом. Ученые обнаружили, что высота расположения некроза на стволе зависит от качества воздуха и состояния хвои. У здоровых деревьев некроз смещен вниз от места инъекции, тогда как у ослабленных он поднимается вверх по направлению к кроне.

«Чтобы объяснить изменение места расположения некроза на стволе относительно места инъекции, мы предложили гипотезу, связывающую углеводный обмен и движение грибных элиситоров в растении. При отсутствии факторов, повреждающих хвою, избыток глюкозы, образующейся в хвое при фотосинтезе, перемещается, в том числе, и в корни, где запасается в виде крахмала. Движение сахаров, как и грибных элиситоров вниз по стволу регистрируется с помощью некроза, который смещается вниз относительно места укола. Когда хвоя по какой-либо причине повреждается (токсины или пожар), некротическое пятно на стволе перемещается вверх по направлению к кроне. Движение сахаров вверх по стволу обеспечивается расходованием запасов крахмала — дерево "худеет". Истощение сопровождается увеличением доли отмирающих деревьев в сосняке», — рассказала старший научный сотрудник Института леса им. В.Н. Сукачева ФИЦ КНЦ СО РАН доктор биологических наук Галина Геннадьевна Полякова.

Разработанный метод поможет ученым оценить влияние загрязнения на леса, хронологию токсичности промышленных выбросов, а также определить период восстановления крон деревьев после различных негативных воздействий.

Исследование проводилось при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований и Красноярского научного фонда.

Источники

Красноярские леса страдают из-за плохой экологии
ИА 1-LINE (1line.info), 18/05/2020
Красноярские ученые предложили определять качество воздуха по соснам
Аргументы и Факты (krsk.aif.ru), 18/05/2020
Красноярские ученые предложили определять качество воздуха при помощи сосен
Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук (ksc.krasn.ru), 18/05/2020
Красноярские ученые предложили определять качество воздуха при помощи сосен
Наука в Сибири (sbras.info), 18/05/2020
Красноярские ученые предложили определять качество воздуха по соснам
Gorodskoyportal.ru/krasnoyarsk, 18/05/2020
Красноярские ученые предложили определять качество воздуха по соснам
Russia24.pro, 18/05/2020
Сосны помогли определить качество воздуха в Красноярске
Индикатор (indicator.ru), 19/05/2020
Сосны помогли определить качество воздуха в Красноярске
Рамблер/новости (news.rambler.ru), 19/05/2020
Сосны помогли определить качество воздуха в Красноярске
Krasnoyarsk.4geo.ru, 19/05/2020
Качество воздуха красноярские ученые определяют при помощи сосен
Красноярский рабочий (krasrab.ru), 20/05/2020
Определять качество воздуха по соснам предложили красноярские ученые
Агро XXI (agroxxi.ru), 20/05/2020
Определять качество воздуха по соснам предложили красноярские ученые
Рамблер/новости (news.rambler.ru), 20/05/2020
Что покажет сосновый бор
Российская газета # Неделя Восточная Сибирь, 20/05/2020
Определять качество воздуха по соснам предложили красноярские ученые
Krasnoyarsk.4geo.ru, 20/05/2020
Ученые из Красноярска предложили определять качество воздуха при помощи сосен
РИА Сибирь (ria-sibir.ru), 22/05/2020

Похожие новости

  • 22/03/2017

    Алтайский государственный университет – участник Сибирской сети по изучению изменений окружающей среды

    В начале 2017 года Алтайский государственный университет подписал Соглашение о создании консорциума – Сибирской сети по изучению изменений окружающей среды (SecNET), среди участников которого – 10 ведущих научных и образовательных центров Сибири: Национальный исследовательский Томский государственный университет, Югорский государственный университет, Институт водных и экологических систем СО РАН, Институт биологических систем криолитозоны СО РАН (Якутск), Северо-Восточный федеральный университета им.
    2101
  • 21/01/2019

    Ученые исследовали биологическую активность углеродных наноструктур

    ​​Ученые Института биофизики Сибирского отделения Российской академии наук и Сибирского федерального университета исследовали биологическую активность углеродных наноструктур искусственного и естественного происхождения.
    1717
  • 28/04/2017

    В Красноярском крае создаётся система коммерциализации перспективных биомедицинских разработок

    ​В рамках Красноярского экономического форума состоялась трехсторонняя встреча руководителя Федерального медико-биологического агентства России (ФМБА) Владимира Уйбы, главы Федерального агентства научных организаций (ФАНО) Михаила Котюкова и вице-премьера Правительства Красноярского края Натальи Рязанцевой.
    1892
  • 05/10/2018

    Бокоплав-кузнечик выживает в «горячей» воде за счет неверного жиросжигания

    Устойчивость к высокой температуре во многом зависит от способности обходиться без кислорода.​Ученые из Иркутского государственного университета, Белорусского государственного университета, Байкальского исследовательского центра, Красноярского научного центра СО РАН и Сибирского федерального университета узнали, как бокоплав-кузнечик Gammarus lacustris реагирует на постепенный рост температуры окружающей воды и какими биохимическими приспособлениями он пользуется, чтобы выжить.
    1732
  • 23/08/2019

    Ученые разрабатывают светящиеся белки для поиска раковых клеток в организме

    ​Международная группа исследователей, в которую вошли представители Сибирского федерального университета (СФУ, Красноярск), разрабатывает специальные белки, способные в составе медицинских препаратов определять в организме раковые клетки и сигнализировать о них свечением под лучами ультрафиолетовой лампы или лазера.
    1101
  • 03/02/2017

    Как продвигается научно-образовательный проект «Космическая одиссея»

    Напомним, несколько десятков молодых красноярцев - студенты аэрокосмического университета, работники предприятий космической отрасли - с осени прошлого года проходят теоретическую и физическую подготовку, испытания по специальной программе.
    2020
  • 19/06/2019

    О скрытых способностях лесных экосистем

    ​Может ли ускоренный рост деревьев смягчить парниковый эффект за счет увеличения запасов углерода в стволах деревьев –  изучил международный коллектив исследователей в  университете Кембриджа.
    531
  • 14/12/2018

    Красноярские ученые оценили эффективность различных методик отбора образцов древесины для датировки

    ​Экологи из Сибирского федерального университета (СФУ) оценили эффективность различных методик отбора образцов древесины для датировки и изучения климата прошлого. Исследование поддержано грантами Российского научного фонда (1, 1).
    1598
  • 16/09/2019

    Ученые расшифровали геном сибирских опят

    ​Ученые Сибирского федерального университета первыми в мире прочли и изучили митохондриальные геномы четырех видов опят, распространенных в сибирских бореальных лесах, и ядерный геном одного из них. Сравнительный анализ геномов поможет понять их эволюцию и функционирование, а в перспективе с помощью генной инженерии и геномного редактирования снизить "вредность" грибов.
    739
  • 01/11/2017

    СФУ и Университет Барселоны запустили учебную программу по экомониторингу

    ​Институт экологии и географии Сибирского федерального университета (ИЭиГ СФУ) запустил новую магистерскую программу по подготовке специалистов в области экологии и природопользования "Экологический мониторинг" с двуязычным русско-английским учебным модулем, разработанным совместно с преподавателями Университета Барселоны, сообщили РИА Новости в пресс-службе СФУ.
    1468