ОЦІНКА ЕКОЛОГІЧНОГО СТАНУ УРБОЕКОСИСТЕМИ ЗА МОРФОЛОГІЧНИМИ ПАРАМЕТРАМИ PICEA ABIES L. (НА ПРИКЛАДІ МІСТА ІВАНО-ФРАНКІВСЬКА)
Ключові слова:
Picea abies L., урбанізоване середовище, біоіндикація, антропогенне забруднення, морфологічні показникиАнотація
Проаналізовано біоіндикаційну перспективність Picea abies L. в умовах урбанізованого середовища за комплексом морфологічних показників життєвості виду. Обґрунтовано перевагу хвойних порід як фітоіндикаторів урбанізованих територій з огляду на особливості їх фізіології та будови. Застосовано прості, зручні та інформативні фітоіндикаційні морфологічні маркери життєвості Picea abies: масу, довжину та тип і ступінь некрозу хвої, а також загальний санітарний стан особин виду. Запропоновано використання морфологічних показників життєвості хвойних рослин як альтернативу фізіолого-біохімічним методам біомоніторингу або аналітичним методам екологічного моніторингу міського середовища.
Дослідження проведено в умовах функціональних зон міста Івано-Франківська, виділених за принципом функціонального зонування міських територій. Встановлено зменшення маси хвої в умовах зони транспортних шляхів та зони житлової забудови у 1,9 та 1,6 рази відносно фонових значень, відповідно. При цьому довжина хвої є постійним параметром і не зазнає суттєвого зниження порівняно з фоновим значенням. В умовах урбоекосистеми Івано-Франківська спостерігається зниження функціонального стану особин Picea abies у ряді функціональних зон: фонова зона → зона комплексного озеленення → зона житлової забудови → зона транспортних шляхів. Найвищий ступінь некрозу хвої Picea abies спостерігається в зоні транспортних шляхів міста, домінуючим типом некрозу є верхівковий. Це ознака накопичення важких металів та інших антропогенних забруднювачів на кінчиках хвоїнок, що є адаптивним механізмом у відповідь на стрес. В умовах Івано-Франківської екосистеми найбільш поширеним ступенем некрозу хвої Picea abies є І та V ступені. При цьому найбільший відсоток хвої з ознаками всихання спостерігається в зоні транспортних шляхів міста – 39%. У зоні комплексного озеленення та житлової забудови цей показник становить приблизно 20%, а у фоновій зоні – 2%. До першого класу ураження відносяться особини Picea abies, що ростуть у зоні комплексного озеленення, до другого класу – особини, що існують в зоні житлової забудови, до третього класу – особини, що існують в зоні транспортних шляхів Івано-Франківська.
Picea abies є перспективним біологічним індикатором якості міського середовища і рекомендований для більш широкого впровадження в практику озеленення міських екосистем.
Посилання
Andreea R. Z., Alpár S., István U. Macro and trace elements in the black pine needles as inorganic indicators of urban traffic emissions. Environmental Pollution. 2021; 291: 118228. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2021.118228.
Alizadeh M., Safaie N., Shams-Bakhsh M. Ne-oscytalidium novaehollandiae causes dieback on Pinus eldarica and its potential for infection of urban forest trees. Sci Rep. 2022; 12: 9337. https://doi.org/10.1038/s41598-022-13414-8
Blumenstein K., Bußkamp J., Langer G. J., et al. Sphaeropsis sapinea and Associated Endophytes in Scots Pine: Interactions and Effect on the Host Un-der Variable Water Content. Frontiers in Forests and Global Change. 2021; 4. https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/ffgc.2021.655769
Çetin M., Çobanoğlu O. The Possibilities of Using Blue Spruce (Picea Pungens Engelm) as a Biomonitor by Measuring the Recent Accumulation of Mn in Its Leaves. Kastamonu University Journal of Engineering and Sciences. 2019; 5(1): 43-50. https://dergipark.org.tr/en/pub/kastamonujes/issue/46397/563395
Chrzan A. Necrotic bark of common pine (Pinus sylvestris L.) as a bioindicator of environmental quality. Environ Sci Pollut Res. 2015; 22:1066–1071. https://doi.org/10.1007/s11356-014-3355-0
David C., Jang-Ho L., Soo-Yong L., et al. Efficacy of pine needles as bioindicators of air pollution in Incheon, South Korea. Atmospheric Pollution Research. 2021; 12(5): 101063. https://doi.org/10.1016/j.apr.2021.101063.
Falvai D., Saláta D., Baltazár T., Czóbel S. Instrumental Study of the Health Status of Picea abies [L.] Karst and Pinus mugo (Turra) and Their Relation to Environmental Parameters in the Eastern Alps. Forests. 2021; 12(6): 716. https://doi.org/10.3390/f12060716
Fedoniuk T., Fedoniuk R., Klymenko T., et al. Bioin-dication of aerotechnogenic pollution of agricultural landscapes caused by the activities of industrial hubs. Ekológia. 2021; 40(2): 115-123. doi:https://doi.org/10.2478/eko-2021-0013
Fedorchak E. Influence of pollution on photosynthe-sis pigment content in needles of Picea abies and Picea pungens in conditions of development of iron ore deposits. Ekológia. 2020; 39(1): 1-15. doi:https://doi.org/10.2478/eko-2020-0001
Firas B., Josephine Al-Alam, Supansa С., et al. Conifers as environmental biomonitors: A multi-residue method for the concomitant quantification of pesticides, polycyclic aromatic hydrocarbons and polychlorinated biphenyls by LC-MS/MS and GC–MS/MS. Microchemical Journal. 2020; 154: 104593. https://doi.org/10.1016/j.microc.2019.104593.
Hegrová Prokeš L., Anděl P. Monitoring of the impact of road salting on spruce forest ecosystem in the vicinity of the highway D1 in the Bohemian-Moravian Highlands, Czech Republic. Environ Sci Pollut Res. 2022; 29: 11232-11242. https://doi.org/10.1007/s11356-021-16468-9
Huhu K., Xiaohong L., Junming G., et al. Characterization of mercury concentration from soils to needle and tree rings of Schrenk spruce (Picea schrenkiana) of the middle Tianshan Mountains, northwestern China. Ecological Indicators. 2019; 104: 24-31. https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2019.04.066.
Ianovici N., Batalu A., Hriscu D., Daniela Datcu A. Phytomonitoring study on intra urban variations of leaves of some evergreen and deciduous trees. Ecological Indicators. 2020; 114: 106313. https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2020.106313.
Méndez-López M., Gómez-Armesto A, Eimil-Fraga C., et al. Needle age and precipitation as drivers of Hg accumulation and deposition in coniferous forests from a southwestern European Atlantic re-gion. Environmental Research. 2022; 215 (1): 114223. https://doi.org/10.1016/j.envres.2022.114223.
Miri M., Ehrampoush M. H., Reza Ghaffari H., et al. Atmospheric Heavy Metals Biomonitoring Using a Local. Pinus eldarica Tree. Health Scope. 2017; 6(1): 39241. doi: 10.17795/jhealthscope-39241.
Navrátil T., Nováková T., Roll М., et al. Decreasing litterfall mercury deposition in central European coniferous forests and effects of bark beetle infestation. Science of The Total Environment. 2019; 682: 213-225. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.05.093.
Nováková T., Navrátil T., Jason D. Demers, et al. Contrasting tree ring Hg records in two conifer species: Multi-site evidence of species-specific radial translocation effects in Scots pine versus European larch. Science of The Total Environment. 2021; 762: 144022. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.144022.
Rudenko S.S., Kostyshyn S.S., Morozova T. V. Gen-eral ecology. Part 2. Natural terrestrial ecosystems. Books – XXI. 2008; 308.
Świercz A., Świątek B., Pietrzykowski M. Changes in the Concentrations of Trace Elements and Supply of Nutrients to Silver Fir (Abies alba Mill.) Needles as a Bioindicator of Industrial Pressure over the Past 30 Years in Świętokrzyski National Park (Southern Poland). Forests. 2022; 13: 718. https://doi.org/10.3390/f13050718
Terhonen E., Langer G.J., Bußkamp J., et al. Low Water Availability Increases Necrosis in Picea abies after Artificial Inoculation with Fungal Root Rot Pathogens Heterobasidion parvi-porum and Heterobasidion annosum. Forests. 2019; 10(1): 55. https://doi.org/10.3390/f10010055
Węgiel А., Bielinis Е., Polowy К. Heavy metals ac-cumulation in Scots pine stands of di¬fferent densities growing on not contaminated forest area (northwest-ern Poland). Austrian Journal of Forest Sci-ence/Centralblatt für das gesamte Forstwesen. 2018; 3: 259–281.
Zítková J., Hegrová J., Keken Z, Ličbinský R. Impact of road salting on Scots pine (Pinus sylvestris) and Norway spruce (Picea abies). Ecological Engineering. 2021; 159: 106129. https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2020.106129
