Прогнозирование динамики лесных экосистем в условиях загрязнения промышленными аэровыбросами по состоянию травянистых растений

Статья посвящена фундаментальной проблеме биохимической экологии – установлению математических закономерностей, описывающих влияние техногенных поллютантов на сосудистые растения. У сотрудников лесного хозяйства, национальных парков и научных организаций лесного комплекса существует потребность подготовки прогнозов динамики лесных экосистем для научной и хозяйственной деятельности, принятия управленческих явлений. Загрязнение природных территорий вблизи промышленных предприятий Иркутской области связано с пылегазовыми выбросами, аккумулируемыми почвами и растениями уникального природного объекта оз. Байкал, находящегося под охраной ЮНЕСКО. Целью исследования является система взаимосвязей многолетних растений рода Thalictrum, чувствительных к изменению условий обитания в связи с произрастанием на территории с накопленным экологическим ущербом. В статье дана характеристика мест распространения маркерных растений. Приводятся сведения о содержании условно-токсичных элементов и описано их распределение в почвенных горизонтах промышленно загрязненных территорий Южного Прибайкалья. В работе доказывается возможность применения метода математического моделирования для выявления зависимости габитуса экологического маркера от условий влияния природно-техногенной среды. Представлена математическая модель, связывающая значимые экологические факторы промышленно загрязненных территорий, влияющие на развитие биоиндикаторных видов растений Thalictrum minus L. Используя полученный ряд уравнений, автор разработал экономичную методику, позволяющую учитывать минимальное число характеристик вида-биоиндикатора для прогнозирования состояния почвы и биоты в пределах загрязненной территории. Данная модель создана для проведения прогнозной оценки состояния лесных экосистем на примере Южного Прибайкалья рядом специалистов – биологами, экологами, лесниками.

1. Системный анализ и синтез стратегических решений в инноватике. Математические, эвристические и интеллектуальные методы системного анализа и синтеза инноваций: учебное пособие для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению "Прикладные математика и физика" или по направлениям и специальностям в области естественных наук, техники и технологии, системного анализа и управления / А. В. Андрейчиков [и др.]. Изд. 2-е. Москва: ЛИБРОКОМ, 2012. 304 с.

2. Изучение морфологических признаков и флуктуирующей способности листового аппарата березы повислой // С. А. Кабанова [и др.] // Природообустройство. 2021. № 4. С. 116–122.

3. Phytotoxic effects of Cu, Cd and Zn on the seagrass Thalassia hemprichii and metal accumulation in plants growing in Xincun Bay, Hainan, China / Jin Zheng XiaoQian, Gu Tai-Jie, Zhang Hui-Hui, Liu Qiao-Jing, Ou Chang-Lian Peng // Ecotoxicology. 2018. Vol. 27. Issue 5. P. 517–526.

4. Air pollution assessment in the area of aluminum production by snow geochemical survey / L. M. Filimonova, V. A. Bychinskiy, A. V. Parshin // Russian Meteorology and Hydrology. 2015. Vol. 40. No. 10, P. 691–698.

5. Калугина О. В., Михайлова Т. А., Шергина О. В. Использование травянистых растений (Chamaeneron fngustifolium и Tanacetum vulgare) для мониторинга загрязнения территории фторсодержащими выбросами // Химия растительного сырья. 2019. № 1. С. 309–316.

6. Ахмерова Д. Н., Шахринова Н. В. Биоиндикация загрязнения атмосферного воздуха по состоянию хвои сосны обыкновенной на территории города Бирск // Глобальный научный потенциал. 2018. № 6 (87). С. 69–71.

7. Дейнега Е. А., Савватеева О. А. Экспресс-контроль антропогенной трансформации городских экосистем методами биоиндикации хвойных пород // Фундаментальные исследования. 2012. № 5. С. 407–411.

8. Калугина О. В., Михайлова Т. А., Шергина О. В. Биохимическая адаптация сосны обыкновенной (Pinus sylvestris) к техногенному загрязнению // Сибирский экологический журнал. 2018. Т. 25. № 1. С. 98–110.

9. Заугольнова Л. Б., Ханина Л. Г. Параметры мониторинга биоразнообразия лесов России на федеральном и региональном уровнях // Лесоведение. 2004. № 3. С. 3–14.

10. Конспект флоры Сибири. Сосудистые растения / под ред. К. С. Байкова. Новосибирск: Наука, 2005. 355 с.

11. Белых О. А., Чупарина Е. В., Мокрый А. В. Элементный состав хвои семейства сосновые (Pinaceae) на территории с накопленным экологическим ущербом, Южное Прибайкалье // Экологическая химия. 2020. Т. 29. № 4. С. 185– 189.

12. Чупарина Е. В., Мартынов А. М. Применение недеструктивного РФА для определения элементного состава лекарственных растений // Журнал аналитической химии. 2011. Т. 66, № 4. С. 399–405.

13. Рогачева О. А. Статистика: учебное пособие. Иркутск: Изд-во БГУ, 2017. 148 с.

14. Паршин А. В., Руш Е. А., Спиридонов А. М. Автоматизация процесса экологического мониторинга озера Байкал с применением современных ГИС и WEB-технологий // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. 2011. № 1 (29). С. 82–87. 15. Жмудь Е. В., Дорогина О. В., Ачимова А. А. Пластичность морфоструктуры побегов Hedysarum hedysaroides (Fabaceae) в различных экологогеографических условиях // Сибирский экологический журнал. 2018. Т. 25. № 2. С. 183–193.