Стратегія виживання деревних рослин тополі пірамідальної (Populus pyramidalis R o z.) в умовах урботехногенного забруднення
Переважна локалiзацiя iонiв Na⁺ у кореневiй системi тополi пiрамiдальної визначає направленiсть адаптивних змiн та стратегiю виживання виду в умовах техноурбоедафотопiв мегаполiсу. Накопичення Na⁺ у кореневiй системi прискорює формування суховершинностi дерев, у процесi якого активiзуються боковi с...
Gespeichert in:
| Datum: | 2014 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainian |
| Veröffentlicht: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2014
|
| Schriftenreihe: | Доповіді НАН України |
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/88134 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Стратегія виживання деревних рослин тополі пірамідальної (Populus pyramidalis R o z.) в умовах урботехногенного забруднення / О.Г. Луцишин, I.К. Тесленко, В.В. Биков // Доповiдi Нацiональної академiї наук України. — 2014. — № 8. — С. 156-163. — Бібліогр.: 15 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-88134 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-881342025-02-09T15:32:09Z Стратегія виживання деревних рослин тополі пірамідальної (Populus pyramidalis R o z.) в умовах урботехногенного забруднення Стратегия выживания древесных растений тополя пирамидального (Populus pyramidalis Ro z .) в условиях урботехногенного загрязнения Survival strategy of Bolle’s poplar (Populus pyramidalis Ro z .) wood plants under urbotechnogenic pollution conditions Луцишин, О.Г. Тесленко, І.К. Биков, В.В. Екологія Переважна локалiзацiя iонiв Na⁺ у кореневiй системi тополi пiрамiдальної визначає направленiсть адаптивних змiн та стратегiю виживання виду в умовах техноурбоедафотопiв мегаполiсу. Накопичення Na⁺ у кореневiй системi прискорює формування суховершинностi дерев, у процесi якого активiзуються боковi сплячi бруньки, пагони яких володiють додатковою стiйкiстю порiвняно з материнським органiзмом, що сприяє вiдновленню функцiонального стану рослин з високим ступенем реалiзацiї адаптивного потенцiалу морфофiзiологiчних ознак на рiвнi онтогенетичної (80,9–91,2%) та фiлогенетичної (77,4–92,3%) адаптацiй. Преимущественная локализация ионов Na⁺ в корневой системе тополя пирамидального определяет направленность адаптивных изменений и стратегию выживания вида в условиях техноурбоэдафотопов мегаполиса. Накопление кризисных концентраций Na⁺ в корневой системе ускоряют формирование суховершинности деревьев, в процессе которого активизируются боковые спящие почки, побеги которых обладают дополнительной устойчивостью по сравнению с материнским организмом, что способствует восстановлению функционального состояния растений с высокой степенью реализации адаптивного потенциала морфофизиологических признаков на уровне онтогенетической (80,9–91,2%) и филогенетического адаптации (77,4–92,3%). The main localization of Na⁺ ions in the root system of Bolle’s poplar determines the adaptation and the survival strategy of species under technourboedaphotopic conditions of a megalopo⁺ is. Accumulation of Na⁺ ions in critical concentrations in the root system accelerates the top drying of trees. It forces the activity of dormant lateral buds, shoots of which have additional resistance comparing to the parent organism, which favors the restoration of a plant functional state with high level of adaptive potential implementation of morphophysiological features at the level of ontogenetic (80.9–91.2%) and phylogenetic adaptations (77.4–92.3%). 2014 Article Стратегія виживання деревних рослин тополі пірамідальної (Populus pyramidalis R o z.) в умовах урботехногенного забруднення / О.Г. Луцишин, I.К. Тесленко, В.В. Биков // Доповiдi Нацiональної академiї наук України. — 2014. — № 8. — С. 156-163. — Бібліогр.: 15 назв. — укр. 1025-6415 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/88134 574:504.064.3:477.25 uk Доповіді НАН України application/pdf Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Ukrainian |
| topic |
Екологія Екологія |
| spellingShingle |
Екологія Екологія Луцишин, О.Г. Тесленко, І.К. Биков, В.В. Стратегія виживання деревних рослин тополі пірамідальної (Populus pyramidalis R o z.) в умовах урботехногенного забруднення Доповіді НАН України |
| description |
Переважна локалiзацiя iонiв Na⁺ у кореневiй системi тополi пiрамiдальної визначає
направленiсть адаптивних змiн та стратегiю виживання виду в умовах техноурбоедафотопiв мегаполiсу. Накопичення Na⁺ у кореневiй системi прискорює формування суховершинностi дерев, у процесi якого активiзуються боковi сплячi бруньки, пагони яких
володiють додатковою стiйкiстю порiвняно з материнським органiзмом, що сприяє вiдновленню функцiонального стану рослин з високим ступенем реалiзацiї адаптивного потенцiалу морфофiзiологiчних ознак на рiвнi онтогенетичної (80,9–91,2%) та фiлогенетичної (77,4–92,3%) адаптацiй. |
| format |
Article |
| author |
Луцишин, О.Г. Тесленко, І.К. Биков, В.В. |
| author_facet |
Луцишин, О.Г. Тесленко, І.К. Биков, В.В. |
| author_sort |
Луцишин, О.Г. |
| title |
Стратегія виживання деревних рослин тополі пірамідальної (Populus pyramidalis R o z.) в умовах урботехногенного забруднення |
| title_short |
Стратегія виживання деревних рослин тополі пірамідальної (Populus pyramidalis R o z.) в умовах урботехногенного забруднення |
| title_full |
Стратегія виживання деревних рослин тополі пірамідальної (Populus pyramidalis R o z.) в умовах урботехногенного забруднення |
| title_fullStr |
Стратегія виживання деревних рослин тополі пірамідальної (Populus pyramidalis R o z.) в умовах урботехногенного забруднення |
| title_full_unstemmed |
Стратегія виживання деревних рослин тополі пірамідальної (Populus pyramidalis R o z.) в умовах урботехногенного забруднення |
| title_sort |
стратегія виживання деревних рослин тополі пірамідальної (populus pyramidalis r o z.) в умовах урботехногенного забруднення |
| publisher |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| publishDate |
2014 |
| topic_facet |
Екологія |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/88134 |
| citation_txt |
Стратегія виживання деревних рослин тополі пірамідальної (Populus pyramidalis R o z.) в умовах урботехногенного забруднення / О.Г. Луцишин, I.К. Тесленко, В.В. Биков // Доповiдi Нацiональної академiї наук України. — 2014. — № 8. — С. 156-163. — Бібліогр.: 15 назв. — укр. |
| series |
Доповіді НАН України |
| work_keys_str_mv |
AT lucišinog strategíâviživannâderevnihroslintopolípíramídalʹnoípopuluspyramidalisrozvumovahurbotehnogennogozabrudnennâ AT teslenkoík strategíâviživannâderevnihroslintopolípíramídalʹnoípopuluspyramidalisrozvumovahurbotehnogennogozabrudnennâ AT bikovvv strategíâviživannâderevnihroslintopolípíramídalʹnoípopuluspyramidalisrozvumovahurbotehnogennogozabrudnennâ AT lucišinog strategiâvyživaniâdrevesnyhrastenijtopolâpiramidalʹnogopopuluspyramidalisrozvusloviâhurbotehnogennogozagrâzneniâ AT teslenkoík strategiâvyživaniâdrevesnyhrastenijtopolâpiramidalʹnogopopuluspyramidalisrozvusloviâhurbotehnogennogozagrâzneniâ AT bikovvv strategiâvyživaniâdrevesnyhrastenijtopolâpiramidalʹnogopopuluspyramidalisrozvusloviâhurbotehnogennogozagrâzneniâ AT lucišinog survivalstrategyofbollespoplarpopuluspyramidalisrozwoodplantsunderurbotechnogenicpollutionconditions AT teslenkoík survivalstrategyofbollespoplarpopuluspyramidalisrozwoodplantsunderurbotechnogenicpollutionconditions AT bikovvv survivalstrategyofbollespoplarpopuluspyramidalisrozwoodplantsunderurbotechnogenicpollutionconditions |
| first_indexed |
2025-11-27T11:19:57Z |
| last_indexed |
2025-11-27T11:19:57Z |
| _version_ |
1849942241092567040 |
| fulltext |
УДК 574:504.064.3:477.25
О.Г. Луцишин, I. К. Тесленко, В.В. Биков
Стратегiя виживання деревних рослин тополi
пiрамiдальної (Populus pyramidalis R o z .) в умовах
урботехногенного забруднення
(Представлено академiком НАН України Д. М. Гродзинським)
Переважна локалiзацiя iонiв Na+ у кореневiй системi тополi пiрамiдальної визначає
направленiсть адаптивних змiн та стратегiю виживання виду в умовах техноурбоеда-
фотопiв мегаполiсу. Накопичення Na+ у кореневiй системi прискорює формування сухо-
вершинностi дерев, у процесi якого активiзуються боковi сплячi бруньки, пагони яких
володiють додатковою стiйкiстю порiвняно з материнським органiзмом, що сприяє вiд-
новленню функцiонального стану рослин з високим ступенем реалiзацiї адаптивного по-
тенцiалу морфофiзiологiчних ознак на рiвнi онтогенетичної (80,9–91,2%) та фiлогене-
тичної (77,4–92,3%) адаптацiй.
Вид тополi пiрамiдальної є одним з найбiльш поширених у вуличних насадженнях м. Київ,
де її питома вага становить 20,8% загальної кiлькостi деревних видiв [1]. За науково-лiте-
ратурними даними, фiтомаса тополi пiрамiдальної здатна бiоакумулювати максимальний
спектр важких металiв вище гранично допустимих концентрацiй (ГДК), при цьому авто-
ри вiдзначають високу стiйкiсть ростових процесiв навiть при рiвнях забруднення >100
ГДК [2]. Так, згiдно з експериментальними даними, тополя пiрамiдальна характеризується
високою газо-, соле-, зимостiйкiстю, що свiдчить про її пiдвищену екологiчну пластичнiсть,
та володiє високою толерантнiстю до змiни умов навколишнього середовища [3]. При цьому
вуличнi насадження тополi пiрамiдальної своїм листяним покривом поглинають шкiдливi
промисловi та автотранспортнi викиди, осаджують сажу i пил на поверхнi листкiв кро-
ни, отже, тополя має потужну очисну функцiю в урботехногенному довкiллi, тому деревнi
рослини тополi використовують як бiоiндикаторнi тест-системи при монiторингу техноген-
ного забруднення навколишнього середовища [4].
При техногенному забрудненнi довкiлля Київського мегаполiсу, де концентрацiйнi рiвнi
фiтотоксикантiв (Na+, Cl−, Pb2+, Cd2+) є кризовими, вид тополi пiрамiдальної володiє
рядом пристосувально-захисних механiзмiв виживання в цих екстремальних умовах [5, 6].
Екомонiторинг грунтiв та функцiонального стану деревних рослин проводився на мо-
дельних дiлянках по вул. акад. Лебедєва, як зеленої зони, що зазнала мiнiмального впли-
ву техногенного забруднення, а також у вуличних насадженнях вздовж автотранспортної
магiстралi по просп. Возз’єднання, едафотопи яких знаходяться пiд впливом хронiчного
пролонгованого антропогенного й техногенного навантаження.
Об’єктом дослiдження обранi деревнi рослини виду тополi пiрамiдальної (Populus pyra-
midalis R o z .), де контрольним тест-об’єктом є дерева модельної дiлянки по вул. акад.
Лебедєва.
На пiдставi аналiзу наукових даних i результатiв наших дослiджень можна припустити,
що до найнебезпечнiших чинникiв, якi згубно впливають на вуличнi деревнi насадження,
належать надмiрнi концентрацiї фiтотоксичних елементiв Na+, Cl−, Pb2+, Cd2+ [5–8].
© О.Г. Луцишин, I.К. Тесленко, В. В. Биков, 2014
156 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2014, №8
Основним джерелом iонiв Na+, Cl− є неконтрольоване та невиправдане внесення в дов-
кiлля мiста високих концентрацiй технiчної солi NaCl, як засiб боротьби проти ожеледицi
в зимовий перiод, де iони Na+ (рухома форма) при кризових концентрацiях у грунтi й фiто-
масi дерев (корiння, листки, кора) виявились агресивними фiтотоксикантами i основними
чинниками некротизацiї листяного покриву крони та дефолiацiї дерев чутливих видiв (липи
серцелистої, клена гостролистого, гiркокаштану звичайного) у лiтнiй перiод [9].
До основних джерел iонiв Pb2+ й Cd2+ належать автотранспортнi викиди (>90% за-
гального техногенного забруднення), де кiлькiсть автотранспортних одиниць бiльше 1 млн,
i невпинно зростає, що супроводжується таким самим невпинним зростанням концентра-
цiй даних iонiв i вже на сьогоднi перевищує ГДК вiд 30,0 до 51,3 у грунтi в зонi кореневої
системи дерев.
При дослiдженнi рiвнiв забруднення грунту в зонi кореневої системи та фiтомаси дерев-
них рослин тополi пiрамiдальної фiтотоксичними елементами виявлено, що при високому
значеннi коефiцiєнта концентрацiї iонiв Na+ у грунтi (Kе 15,7) величина коефiцiєнта на-
копичення (Kн) залежить вiд бiоакумулятивної та локалiзацiйної здатностi рiзних органiв
i тканин рослин. Найвищою здатнiстю накопичувати та локалiзовувати Na+ володiє коре-
нева система тополi пiрамiдальної (Kн 5,2), найнижчою — фотосинтезуючi органи рослин
(Kн 1,56), де коефiцiєнт концентрацiї елементiв (Kе) у грунтi в зонi кореневої системи
є вiдношення концентрацiї елементiв у грунтi вуличних насаджень до їх вмiсту в контроль-
них тест-об’єктах та коефiцiєнт накопичення фiтотоксикантiв — вiдношення вмiсту еле-
ментiв у листках, корiннi, корi у вуличних насадженнях дерев до їх вмiсту в контрольних
тест-об’єктах (рис 1, а).
Переважне накопичення iонiв Na+ у кореневiй системi визначає стратегiю адаптивних
змiн морфофiзiологiчних ознак та ступiнь стiйкостi асимiляцiйної системи тополi пiрамi-
дальної. Подiбної закономiрностi не спостерiгається при бiоакумуляцiї iонiв Cl− у фiтомасi
дерев. Незалежно вiд високих рiвнiв забруднення грунту iонами Cl−, накопичення елемен-
та в листках i корi практично знаходиться на рiвнi контрольного тест-об’єкта, накопичення
Cl− у корiннi в 3,7 раза нижча, нiж Na+.
При незначному перевищеннi рiвня забруднення Cd2+ у грунтi вуличних насаджень вiд-
носно контрольної зони (Kе 1,76) накопичення кадмiю у корiннi, листках, корi знаходиться
практично на рiвнi тест-контролю (вiдповiдно Kн — 1,08; 1,02; 1,01).
Концентрацiя Pb2+ у грунтi в зонi кореневої системи тополi пiрамiдальної (залежно
вiд розташування вздовж автотраси) коливається вiд 26,0 до 55,2 ГДК. Бiоакумуляцiя та
локалiзацiя iонiв Pb2+ залежить вiд їх концентрацiї у грунтi. При високiй концентрацiї Pb2+
у грунтi (Kе 7,79) фiтотоксикант переважно локалiзується у корiннi (Kн 2,02) з найнижчою
локалiзацiєю в листках (Kн 1,09).
При цьому екологiчна пластичнiсть рiвнiв бiоакумуляцiї рiзних фiтотоксичних елементiв
у фiтомасi дерев залежить вiд концентрацiї елементiв у грунтi (див. рис. 1, а). Екологiчну
пластичнiсть визначали як вiдсоток максимальних рiвнiв бiоакумуляцiї елементiв у фiтома-
сi дерев (корiння, листки, кора) вiд мiнiмальних рiвнiв, де мiнiмальнi величини мiнливостi
вмiсту елементiв у фiтомасi є показниками стiйкостi рослин до цих рiвнiв накопичення,
вiдповiдно максимальнi значення визначають рiвень пристосування рослинних органiзмiв
при дiї стресових факторiв, до яких вiдносяться фiтотоксичнi елементи [10].
Для iонiв Pb2+ при порiвняно низьких концентрацiях елемента в грунтi в зонi корене-
вої системи дерев (min — 6,9 мг/кг; max — 12,4 мг/кг) екологiчна пластичнiсть зростає
вiдповiдно у корiннi — 325,7%, листках — 226,7%; корi — 218,0%. При зростаннi рiвня за-
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2014, №8 157
Рис. 1. Бiоакумуляцiя фiтотоксичних елементiв (Na+, Cl−, Pb2+, Cd2+) та їх екологiчна пластичнiсть у грун-
тi й фiтомасi рослин тополi пiрамiдальної:
а — коефiцiєнт концентрацiї елементiв у грунтi (Kе), коефiцiєнт накопичення елементiв у фiтомасi (Kн)
деревних рослин тополi пiрамiдальної; б — екологiчна пластичнiсть бiоакумуляцiї фiтотоксичних елементiв
у грунтi в зонi кореневої системи дерев та фiтомасi рослин
бруднення iонами Pb2+ у техногеннiй зонi по просп. Возз’єднання (min — 58,1 мг/кг; max —
110,5 мг/кг) екологiчна пластичнiсть знижується вiдповiдно у корiннi до 183,4%; листках —
173,6%, корi — 198,1%, що характеризує достатньо високу ефективнiсть пристосувально-за-
хисних механiзмiв виду до токсичної дiї iонiв Pb2+.
Протилежна закономiрнiсть виявлена для iонiв Na+. Так, при низьких рiвнях забруднен-
ня iонами Na+ у грунтi в зонi кореневої системи тополi (min — 17,3 мг/кг; max — 26,0 мг/кг)
екологiчна пластичнiсть показника бiоакумуляцiї Na+ у фiтомасi дерев виявилась низькою
вiдповiдно у корiннi — 170,4%; листках — 132,3%; корi — 178,8%, що визначає стiйкiсть
тополi до низьких концентрацiй iонiв Na+.
При накопиченнi високих концентрацiй iонiв Na+ у грунтi в зонi техногенного забруднен-
ня (min — 156,2 мг/кг; max — 468,3 мг/кг) екологiчна пластичнiсть величин бiоакумуляцiї
у корiннi рiзко зростає (558,7%), що втричi вище вiд низьких рiвнiв i бiльше, нiж удвiчi
(2,5 раза) вiдносно листкiв, отже, рiвень бiоакумуляцiї елемента натрiю в кореневiй системi
визначає адаптивну направленiсть змiн морфофiзiологiчних ознак i стратегiю виживання
рослин.
Такої чiткої закономiрностi не виявлено для iонiв Сl− й Cd2+. При забрудненнi грунту
iонами Сl− у зонi кореневої системи тополi в умовах техноурбанiзованого довкiлля еколо-
гiчна пластичнiсть незначно зростає тiльки в корiннi, отже, листки i кора є бiльш стiйкими
до дiї iонiв Сl−. Низькою екологiчною пластичнiстю також характеризується бiоакумуляцiя
iонiв Cd2+ з низьким коефiцiєнтом накопичення у фiтомасi рослин.
Переважна локалiзацiя найбiльш агресивних фiтотоксичних елементiв Na+ й Pb2+ у ко-
реневiй системi тополi пiрамiдальної в науковiй лiтературi розглядається як еволюцiй-
но-пристосувальний процес захисту фотосинтезуючих органiв рослин вiд надмiрного на-
громадження цих високотоксичних елементiв, що пiдвищує стiйкiсть асимiляцiйної систе-
ми тополi та в умовах техногенно урбанiзованого довкiлля сприяє виживанню виду [11]. За
науково-лiтературними даними, рослини, якi стiйкi до дiї Nа+, володiють здатнiстю стри-
мувати надходження цих iонiв у фотосинтезуючi органи, де токсичнiсть iонiв Nа+ у ко-
158 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2014, №8
реневiй системi рослин рiзко знижується (Kт 0,5), що у 5,2 раза нижче, нiж токсичнiсть
Nа+ у листках (Kт 2,7) [7, 12]. У рослин тополi пiрамiдальної при вiдносно високому на-
копиченнi в листках фiтотоксичних елементiв повнiстю вiдсутнiй крайовий i мiжжилковий
некроз. Виявлений точковий некроз (2–4 точки на листкову пластинку у 34% уражених
листкiв) є настiльки слабким, що практично не може впливати на функцiональний стан
рослин. Кiлькiсть листкiв уражених хлорозом становить 1,8% листяного покриву крони,
що свiдчить про стiйкiсть асимiляцiйної системи тополi пiрамiдальної. Проте у 71,4% до-
слiджених дерев спостерiгалась суховершиннiсть та засихання окремих гiлок з ураженням
крони вiд 20,0 до 71,0%.
Основною причиною суховершинностi при високих рiвнях концентрацiї Nа+ (520 мг/
100 г) й Pb2+ (10 мг/кг) є розвиток кореневої недостатностi, порушення корелятивного
коренево-листкового функцiонального взаємозв’язку, що зв’язано з пригнiченням функцiо-
нування кореневої системи, яка не забезпечує наземну частину дерев речовинами живлення
i води та метаболiтами, якi синтезуються в кореневiй системi (амiнокислоти, бiлки, фосфор-
нi сполуки, необхiднi групи фiтогормонiв, ферментiв тощо) [13]. Техногенне забруднення
грунту, особливо iонами Na+ i важкими металами (Pb2+), гальмують рiст головного ко-
реня внаслiдок порушення структури й метаболiзму клiтин, що спричиняє змiну форми
кореневої системи [11, 14].
Крiм того, на розвиток кореневої недостатностi тополi пiрамiдальної впливають едафiч-
нi показники грунту мiських техноурбоедафотопiв (дефiцит вологостi, мiнерального жив-
лення, гумусу, органiчного азоту, Mg2+), що за нормативними оцiнками вдвiчi-тричi нижче
оптимального рiвня. При цьому високi концентрацiї iонiв Na+ змiнюють кислотнiсть грун-
тового розчину до лужної реакцiї (pHс вiд 7,20 до 7,86), що не сприяє нормальному росту
i розвитку кореневої системи. При цьому iони Na+ у кореневiй системi пiдсилюють водний
дефiцит рослин, що знижує доступнiсть води рослинам, тобто засоленiсть за характером
дiї еквiвалентна висушуванню грунту. В умовах Київського мегаполiсу, де вологiсть грунту
низька (9,7% вiд оптимального) i концентрацiя Na+ у корiннi надмiрна (0,520%), спостерi-
гається високий рiвень суховершинностi дерев (у 5,0 раза вище природної зони).
Отже, переважне накопичення iонiв Na+ й Pb2+ у кореневiй системi та часткове вiдми-
рання верхiвок дерева науковцями розглядається як адаптивна реакцiя, яка направлена на
оптимiзацiю функцiонального стану рослин в умовах техногенного забруднення довкiлля
та є пристосувально-захисним механiзмом i визначає стратегiю виживання виду в екстре-
мальних умовах техноурбанiзованного довкiлля.
При цьому формування суховершинностi дерев активiзує боковi сплячi бруньки, пагони
яких володiють додатковою стiйкiстю порiвняно з материнським органiзмом [13]. Внаслiдок
проростання сплячих бруньок рослинний органiзм здатний до вiдновлення крони, що особ-
ливо проявляється при проведеннi кронування дерев. Подiбну стратегiю виживання можна
розглядати як вияв здатностi тополi пiрамiдальної адаптуватись до зростання техногенного
забруднення фiтотоксичними елементами у довкiллi мегаполiсу.
Основними фiтоiндикаторними маркерами функцiонального стану деревних рослин є
морфофiзiологiчнi ознаки: рiчний прирiст дерев за довжиною однорiчних пагонiв (I i II по-
рядку), кiлькiсть листкiв на пагонах, площа, довжина, ширина та iндекс форми листкiв,
накопичення сухої бiомаси у листках, рiвень вологостi у листках, iнтенсивнiсть фотосинте-
тичних процесiв за iндексом iндукцiї (Fm/Fs) флуоресценцiї хлорофiла у листках.
Ступiнь пригнiчення функцiонального стану за фiтоiндикаторними параметрами тополi
пiрамiдальної без кронування дерев проявився незначними змiнами морфофiзiологiчних
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2014, №8 159
Рис. 2. Комплексна оцiнка морфофiзiологiчних параметрiв ростових процесiв в умовах техногенного за-
бруднення м. Київ (а — до кронування дерев; б — пiсля кронування дерев):
1 — площа листкiв; 2 — довжина листкiв; 3 — ширина листкiв; 4 — iндекс форми листкiв; 5 — накопичення
сухої бiомаси в листках; 6 — вмiст води в листках; 7 — рiчний прирiст дерев (I порядок); 8 — рiчний прирiст
дерев (II порядок); 9 — кiлькiсть листкiв рiчного приросту; 10 — Fm/Fs — iндекс iндукцiї флуоресценцiї
хлорофiлу в листках, % контрольного тест-об’єкта
ознак (а на рис. 2) i практично збiгається з параметрами контрольних тест-об’єктiв пiсля
їх кронування (див. б ).
Адаптацiя дерев в екстремальних умовах грунтується на варiабельностi, екологiчнiй
пластичностi та стiйкостi фiтоiндикаторних морфофiзiологiчних параметрiв їх функцiо-
нального стану, де здатнiсть рослинних органiзмiв адаптовуватись до змiни зовнiшнiх умов
довкiлля зумовлена змiнами морфологiчних структур та фiзiологiчних функцiй, у яких
вiдображена дiя техногенного навантаження. Таку здатнiсть рослинних органiзмiв присто-
совуватись до змiни умов навколишнього середовища Д. Гродзинський розглядав як прояв
надiйностi бiологiчних систем, якi володiють вiдповiдними механiзмами адаптацiї та стiй-
костi [15].
Найвищим рiвнем змiн параметрiв екологiчної пластичностi характеризуються морфо-
фiзiологiчнi ознаки рiчного приросту 1600% за довжиною однорiчних пагонiв II порядку
i 538,3% для I порядку, а також накопичення сухої бiомаси в листках (666,7%) та за по-
казниками площi листкiв (558,9%), саме цi параметри визначають ступiнь адаптивних змiн
рослин тополi пiрамiдальної в умовах техноурбанiзованого довкiлля. Основнiй частинi мор-
фофiзiологiчних ознак функцiонального стану рослин в екстремальних умовах властива
значно нижча амплiтуда змiн фiтоiндикаторних параметрiв: довжина листкiв (285,7%), ши-
рина (259,5%), iндекс форми листкiв (256,1%), iнтенсивнiсть фотосинтетичних процесiв за
iндексом флуоресценцiї хлорофiлу в листках (241,5%), що характеризують високу стiйкiсть
тополi за цими ознаками. При цьому водний режим має найменшу екологiчну пластичнiсть
(157,2%) i знаходиться на вiдносно постiйному рiвнi, що забезпечує стабiльний перебiг жит-
тєво важливих процесiв у рослин виду.
160 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2014, №8
Рис. 3. Кривi варiабельностi показника накопичення сухої бiомаси у листках тополi пiрамiдальної: а — ендо-
генна варiабельнiсть: вул. акад. Лебедєва; просп. Возз’єднання (1 ); б — внутрiшньовидова варiабельнiсть:
вул. акад. Лебедєва; просп. Возз’єднання (2 )
Рис. 4. Реалiзацiя адаптивного потенцiалу морфофiзiологiчних ознак тополi пiрамiдальної техногенно
трансформованих урбоедафотопiв:
1 — онтогенетична адаптацiя; 2 — фiлогенетична адаптацiя
У кривих ендогенної та внутрiшньовидової варiабельностi морфофiзiологiчних ознак,
практично вiдсутня асиметрiя, що характерно для стiйких видiв дерев. Дослiдженi кривi
ендогенної (рис. 3, а) та внутрiшньовидової (рис. 3, б ) варiабельностi фiтоiндикаторних
параметрiв функцiонального стану тополi пiрамiдальної в умовах техногенного забруднення
максимально перекриваються з кривими контрольного тест-об’єкта, як це показано для
параметра накопичення сухої бiомаси у листках (рис. 3).
Пiсля кронування дерев тополi пiрамiдальної спостерiгається значне зростання величин
реалiзацiї адаптивного потенцiалу морфофiзiологiчних ознак функцiонального стану рос-
лин, якi знаходяться в межах 80,9–91,2% — онтогенетична та 77,4–92,3% — фiлогенетична
адаптацiї (рис. 4).
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2014, №8 161
Отже, стратегiя виживання тополi пiрамiдальної в екстремальних умовах базується на
захистi фотосинтезуючих органiв рослин. При цьому рослинний органiзм має здатнiсть
стримувати надходження iонiв Na+ вiд корiння до наземної частини, де рiвень токсичностi
iонiв Na+ у кореневiй системi нижчий у 5,4 раза, нiж у листках, що визначає стратегiю
адаптивних змiн фiтоiндикаторних морфофiзiологiчних ознак функцiонального стану рос-
лин у техногенному середовищi. Вiдмирання стовбурових верхiвок та гiлок крони (сухо-
вершиннiсть) активiзує боковi сплячi бруньки, пагони яких володiють додатковою стiйкiс-
тю порiвняно з материнським органiзмом, що сприяє вiдновленню функцiонального стану
рослинного органiзму за iндикаторними морфофiзiологiчними параметрами та обумовлює
вiдносну стiйкiсть виду тополi пiрамiдальної в умовах урботехногенного забруднення.
1. Левон Ф.М. Вуличнi насадження Києва: сучасний стан, шляхи оптимiзацiї // Наук. вiсн. НАУ. Лi-
сiвництво. – 1999. – № 20. – С. 109–118.
2. Гришко В.Н. Ростовые процессы у древесных растений, произрастающих в условиях городской среды
с технической нагрузкой разной степени // Доп. НАН України. – 1999. – № 8. – С. 179–182.
3. Артамонов В.И. Растения и чистота природной среды – Москва: Наука, 1986. – 175 с.
4. Парпан В. I., Миленька М.М. Морфофiзiологiчнi особливостi Populus pyramidalis R o z . в умовах
урботехногенного забруднення середовища // Екологiя та ноосферологiя. – 2009. – 20, № 3–4. –
С. 84–90.
5. Луцишин О.Г., Радченко В. Г., Палапа Н.В., Яворовський П.П. Монiторинг забруднення систем
грунт-рослина фiтотоксичними елементами в зелених зонах м. Київ // Доп. НАН України. – 2010. –
№ 2. – С. 194–200.
6. Луцишин О.Г., Тесленко I.К., Бєлошапка Т. В., Ткаченко I. В. Адаптацiя деревних рослин техноген-
но трансформованих урбоедафотопiв (на прикладi м. Київ) // Там само. – 2013. – № 5. – С. 186–192.
7. Кабанов В.В., Мясоедов Н.А. Токсичность катионов щелочных металов для растений томатов //
Физиология растений. – 1974. – 26, вып. 2. – С. 391–397.
8. Шевякова Н.И. Кузнецов В.В., Карпачевский Л.О. Причины и механизмы гибели зеленых насажде-
ний при действии техногенных факторов городской среды и создание стресс – устойчивых фитоце-
нозов // Лесн. вестн. – 2000. – № 6. – С. 25–33.
9. Радченко В. Г., Луцишин О.Г., Палапа Н.В. та iн. Функцiональний стан гiркокаштану звичайного
(Aesculus hippocastanum L.) в умовах техногенного забруднення довкiлля Київського мегаполiсу //
Екологiя та ноосферологiя – 2010. – 21, № 1–2. – С. 4–18.
10. Кулагин А.А. Реализация адаптивного потенциала древесных растений в экстремальных лесорасти-
тельных условиях: Автореф. дис. . . . д-ра биолог. наук. – Тольятти, 2006. – 35 с.
11. Иванов В.Б., Быстрова Е.И., Серегин И.В. Сравнение влияния тяжелых металлов на рост корня в
связи с проблемой специфичности и избирательности их действия // Физиол. растений. – 2003. – 30,
№ 3. – С. 443–454.
12. Рослякова Т. В., Лазарева Е.М., Соколик А.А. и др. Солеустойчивость ячменя: взаимосвязь экспрес-
сии изоформ вакуолярного Na+/H+ – антипортера с накоплением Na+ // Там же. – 2011. – 58, № 1. –
С. 28–39.
13. Казарян В.О. Старение высших растений – Москва: Наука, 1969. – 284 с.
14. Федорова А.Н., Шунелько Е. В., Михеева М.А. Причины суховершинности и усыхания пирамидаль-
ных тополей в г. Воронеже // Вестн. ВГУ. Сер. химия, биология, фармация. – 2010. – № 2. – С. 108–113.
15. Гродзинский Д.М. Надежность растительных систем – Киев: Наук. думка, 1983. – 368 с.
Надiйшло до редакцiї 03.04.2014Iнститут еволюцiйної екологiї НАН України, Київ
162 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2014, №8
Е. Г. Луцишин, И.К. Тесленко, В.В. Быков
Стратегия выживания древесных растений тополя пирамидального
(Populus pyramidalis R o z .) в условиях урботехногенного
загрязнения
Преимущественная локализация ионов Na+ в корневой системе тополя пирамидального
определяет направленность адаптивных изменений и стратегию выживания вида в услови-
ях техноурбоэдафотопов мегаполиса. Накопление кризисных концентраций Na+ в корневой
системе ускоряют формирование суховершинности деревьев, в процессе которого активизи-
руются боковые спящие почки, побеги которых обладают дополнительной устойчивостью
по сравнению с материнским организмом, что способствует восстановлению функциональ-
ного состояния растений с высокой степенью реализации адаптивного потенциала морфо-
физиологических признаков на уровне онтогенетической (80,9–91,2%) и филогенетического
адаптации (77,4–92,3%).
O.G. Lutsyshyn, I.K. Teslenko, V. V. Bykov
Survival strategy of Bolle’s poplar (Populus pyramidalis R o z .) wood
plants under urbotechnogenic pollution conditions
The main localization of Na+ ions in the root system of Bolle’s poplar determines the adapta-
tion and the survival strategy of species under technourboedaphotopic conditions of a megalopolis.
Accumulation of Na+ ions in critical concentrations in the root system accelerates the top drying
of trees. It forces the activity of dormant lateral buds, shoots of which have additional resistance
comparing to the parent organism, which favors the restoration of a plant functional state with high
level of adaptive potential implementation of morphophysiological features at the level of ontogenetic
(80.9–91.2%) and phylogenetic adaptations (77.4–92.3%).
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2014, №8 163
|