Пигментный состав Sphagnum fuscum заболоченных территорий в условиях техногенного воздействия = Pigment Composition of Sphagnum fuscum of Wetlands under Anthropogenic Impact

Среди заболоченных территорий материковой части Севера России преобладают выпуклые сфагновые олиготрофные болота. Изучение реакции мохового покрова на рост техногенной нагрузки позволяет выявить смещение экологического равновесия в болотных экосистемах. Цель исследования состоит в выявлении изменений пигментного аппарата мохового покрова при осушении, дорожном строительстве и добыче полезных ископаемых на примере заболоченных территорий Архангельской области. В качестве основного объекта для изучения пигментного состава фотосинтезирующего аппарата использовали Sphagnum fuscum (Schimp.) H. Klinggr. При сравнении пигментов мха S. fuscum на ненарушенном Иласском болотном массиве и мелиорированном болотном массиве «Овечье» установлено изменение компонентного состава пигментов при осушении болот: содержание каротиноидов снижается, хлорофилла а – увеличивается. Влияние транспортной нагрузки исследовали на открытом заболоченном участке в Мезенском р-не, где отсутствует древесно-кустарниковый ярус. В непосредственной близости от дороги (34 м) наблюдается смена доминирующих видов в мохово-лишайниковом ярусе болота – проективное покрытие сфагновых мхов снижается до уровня менее 10 %, в доминанты выходят бриевые мхи. По мере удаленности от грунтовых автомагистралей содержание всех анализируемых пигментов в образцах мха увеличивается, особенно суммы хлорофиллов (>5 раз при удалении на 100 м и более). В качестве примера техногенного воздействия добывающего предприятия использованы терриконы отработанных пород Ломоносовского ГОК ПАО «Севералмаз», с которых происходит эоловый перенос пылевых частиц породы, содержащей сапонит. Вблизи источника загрязнения содержание суммы пигментов мха заметно ниже, чем на участке, защищенном лесополосой. В составе пигментного комплекса обнаружено снижение доли хлорофиллов а и b при некотором увеличении содержания каротиноидов. Изменения обусловлены переносом сапонита – глинистого минерала, активно поглощающего воду. Повышенное увлажнение обеспечивает благоприятные условия вегетации мхов, что смягчает негативное влияние поллютантов на пигментный аппарат растений. Установлено, что изменение состава пигментов отражает адаптацию растений в экосистемах к неблагоприятным воздействиям и антропогенному прессингу. Для цитирования: Селянина С.Б., Татаринцева В.Г., Зубов И.Н., Кутакова Н.А., Пономарева Т.И. Пигментный состав Sphagnum fuscum заболоченных территорий в условиях техногенного воздействия // Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. № 6. С. 120–131. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-6-120-131 Финансирование: Исследование выполнено при финансовой поддержке Минобрнауки России в рамках темы № АААА-А18-118012390224-1 и РФФИ в рамках научных проектов № 18-05-60151 (Арктика) и № 18-05-70087 (Ресурсы Арктики).
Oligotrophic bogs prevail among wetlands in the mainland of the North of Russia. The study of the moss cover response to the increase in anthropogenic load makes it possible to reveal a shift in the ecological balance of bog ecosystems. The goаl of the research is to reveal changes in the pigment apparatus of the moss cover under drainage, road construction and mining operation as in the case of the Arkhangelsk region. Sphagnum fuscum (Schimp.) H. Klinggr. was used as the main object for studying the pigment composition of the photosynthetic apparatus. A change in the pigment composition during the drainage of bogs was found when comparing the pigments of S. fuscum moss on the undisturbed Ilas bog massif and the drained bog massif “Ovechye”; the content of carotenoids decreases and the content of chlorophyll a increases. The influence of the traffic load was studied in an open wetland of the Mezen district, where there is no tree-shrub layer. Succession of dominant species is observed in the moss-lichen layer of the bog in the immediate vicinity of the road (34 m); the projective cover of sphagnum mosses decreases to less than 10 %, and brie mosses emerge as dominants. The content of all analyzed pigments in moss samples increases with the distance from unpaved roads, especially the content of chlorophylls (>5 times at a distance of 100 m and more). As an example of the anthropogenic impact of a mining enterprise, we used terricones of the Lomonosov Mining and Processing Plant, PJSC Severalmaz, from which aeolian transport of dust particles of rocks containing saponite occurs. Near the pollution source, the content of total moss pigments is noticeably lower than in the area protected by a forest belt. A decrease in the proportion of chlorophylls a and b with a slight increase in the content of carotenoids was found in the pigment complex. The changes are due to the transfer of saponite; a clay mineral that actively absorbs water. The increased moisture provides favorable conditions for the moss vegetation, which mitigates the negative effect of pollutants on the pigment apparatus of plants. Overall, pigments content change represents plants adaptation to the adverse impacts and anthropogenic pressing. For citation: Selyanina S.B., Tatarintseva V.G., Zubov I.N., Kutakova N.A., Ponomareva T.I. Pigment Composition of Sphagnum fuscum of Wetlands under Anthropogenic Impact. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2020, no. 6, pp. 120–131. DOI: 10.37482/0536- 1036-2020-6-120-131 Funding: The study was carried out with the financial support of the Ministry of Education and Science of the Russian Federation within the framework of the research topic No. AAAA-A18-118012390224-1 and the Russian Foundation for Basic Research within the framework of the research projects No. 18-05-60151 (Arctic) and No. 18-05-70087 (Resources of the Arctic)

Электронное издание «Пигментный состав Sphagnum fuscum заболоченных территорий в условиях техногенного воздействия = Pigment Composition of Sphagnum fuscum of Wetlands under Anthropogenic Impact» (бесплатно). Скачать номера в формате PDF.