Качество воздуха красноярские учёные определяют при помощи сосен

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.

Наш краевой центр 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 остаётся неизвестной.

Ученые Красноярского научного центра Сибирского отделения 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 загрязнённого воздуха учёные разработали и применили метод некротической метки. Суть его - 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 распознаёт элиситоры патогенного гриба и включает защитную реакцию, позволяющую растению быстро изолировать повреждённые 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 смещён 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, - рассказала, доктор биологических наук, старший научный сотрудник Института леса имени В. Н. Сукачёва Галина Полякова СО РАН. - 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.

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

Екатерина БУРЧЕВСКАЯ,

специалист по связям с общественностью Красноярского научного центра.

Красноярск.