Klad’ko Yu. V., Ben’kova A. V., Skripal’shchikova L. N. Influence of Climatic Factors on Radial Growth of Scots Pine under the Conditions of Technogenic Pollution in the City of Krasnoyarsk
VV. N. Sukachev Inst. For., Rus. Acad. Sci., Sib. Br.
Fed. Res. Center Krasnoyarsk Sci. Center, Rus. Acad. Sci., Sib. Br.
Akademgorodok, 50/28, Krasnoyarsk, 660036 Russian Federation
E-mail: KladaJ@mail.ru, benkova@yandex.ru, lara@ksc.krasn.ru
E-mail: KladaJ@mail.ru, benkova@yandex.ru, lara@ksc.krasn.ru
Abstract
UDC 58.084.2+ 574.21
How to cite: Klad’ko Yu. V., Ben’kova A. V., Skripal’shchikova L. N. Influence of climatic factors on radial growth of Scots pine under the conditions of technogenic pollution in the city of Krasnoyarsk // Sibirskij Lesnoj Zurnal (Sib. J. For. Sci.). 2023. N. 5. P. 91–99 (in Russian with English abstract and references).
DOI: 10.15372/SJFS20230512
© Klad’ko Yu. V., Ben’kova A. V., Skripal’shchikova L. N., 2023
At present, Scots pine (Pinus sylvestris L.) is widely used in the landscaping of industrial cities, despite the fact that, according to its physiological characteristics, it is not resistant to intense technogenic pollution. Thus, the study of radial growth dynamics of Scots pine trees under the influence of technogenic pollution of different composition and intensity is greatly important. The purpose of this article is to use the dendrochronological method to answer the question of whether pollution modifies the climatic response of the annual ring width of Scotch pine in the green plantations of Krasnoyarsk. The objects of the study were trees growing on three test sites (TS) exposed to the negative effects of atmospheric toxicants: 2) TS «E. Stasova str.» (pollution from vehicles, the main pollutants are CO, NO, NO2, SO2, benzo(a)pyrene, etc.); 3) TS «Park Gvardeisky» (emissions from industrial enterprises of non-ferrous metallurgy and heat and power complex; the main pollutants are CO, NO, NO2, SO2, soot, fluorine compounds, benzo(a)pyrene, hydrogen sulfide, etc.); 4) TS «9 Maya str.» (total impact of emissions from motor transport and industrial enterprises of non-ferrous metallurgy and heat and power complex) and on one conditionally 1) clean test site – TS «Arboretum of IL SB RAS». Based on the annual ring width data obtained in the first article of the cycle (Klad’ko, Skripal’shchikova, 2021), we calculated indexed radial increment curves for each site. To identify the climatic signal in indexed chronologies, we used the method of sliding correlation climatic response functions. At the TS 2, in comparison with the conditionally pure TS 1, an increased sensitivity of Scots pine to the temperature of middle-July, at the TS 3 an increased sensitivity to temperature of one-half of August, at the TS 4 an increased sensitivity to temperature and precipitation of middle June. The results showed that climate signal in dynamics of the radial growth of Scotch pine modified by the influence of technogenic pollution in relation its properties.
Article
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ (REFERENCES)
Архив погоды в Опытном Поле. Красноярск, 2023. https://rp5.ru/%D0%90%D1%80%D1%85 %D0%B8%D0%B2_%D0%BF%D0%BE%D0%B3%D0%BE%D0%B4%D1%8B_%D0 %B2_%D0%9E%D0%BF%D1%8B%D1%82%D0%BD%D0%BE%D0%BC_%D0%9F%D0%BE%D0%BB%D0%B5
Бенькова В. Е., Шашкин А. В., Наурзбаев М. М., Прокушкин А. С., Симанько В. В. Значение микроэкологических условий для роста лиственницы Гмелина в экотоне верхней границы леса на полуострове Таймыр // Лесоведение. 2012. № 4. С. 73–84 [Ben'kova V. E., Shashkin A. V., Naurzbaev M. M., Prokushkin A. S., Siman'ko V. V. Znachenie mikroekologicheskih usloviy dlya rosta listvennitsy Gmelina v ecotone verkhney granitsy lesa na poluostroveTaymyr (The importance of microecological conditions for the growth of Gmelin larch in the ecotone of the upper forest boundary on the Taimyr Peninsula) // Lesovedenie (For. Sci.). 2012. N. 4. P. 73–84 (in Russian with English abstract)].
Ваганов Е. А., Шиятов С. Г. Дендроклиматические и дендроэкологические исследования в Северной Евразии // Лесоведение. 2005. № 4. С. 18–27 [Vaganov E. A., Shiyatov S. G. Dendroklimaticheskie i dendroekologicheskie issledovaniya v Severnoy Evrazii (Dendroclimatic and dendroecological studies in Northern Eurasia) // Lesovedenie (For. Sci.). 2005. N. 4. P. 18–27 (in Russian with English abstract)].
Вайчис М., Армолайтис К. Чувствительность и устойчивость аборигенных и кустарниковых пород к промышленным эмиссиям в условиях Литвы // Всесоюз. совещ. по вопр. адаптации древесных растений к экстремальным условиям среды. Петрозаводск: Карел. филиал АН СССР, 1981. С. 16 [Vaychis M., Armolaytis K. Chuvstvitel'nost’ i ustoychivost' aborigennykh i kustarnikovykh porod k promyshlennym emissiyam v usloviyakh Litvy (Sensitivity and resistance of native and shrubby species to industrial emissions in Lithuanian conditions) // Vsesoyuz. soveshch. po vopr. adaptatsii drevesnykh rasteniy k ekstremal'nym usloviyam sredy (All-Union. workshop according to the question adaptation of woody plants to extreme environmental conditions). Petrozavodsk: Karel. filial AN SSSR (Karel. Br. USSR Acad. Sci.), 1981. P. 16. (in Russian)].
Государственный доклад «О состоянии и охране окружающей среды в Красноярском крае в 2021 году». Красноярск: ЦРМПиООС, 2022. 317 с. [Gosudarstvenny doklad «O sostoyanii i okhrane okruzhayushchey sredy v Krasnoyarskom krae v 2021 godu» (State report «On the state and protection of the environment in Krasnoyarsk Krai in 2021». Krasnoyarsk: TsRMPiOOS, 2022. 317 p. (in Russian)].
Кирдянов А. В., Мыглан В. С., Пименов А. В., Кнорре А. А., Экарт А. К., Ваганов Е. А. Динамика усыхания лиственницы сибирской в зоне влияния техногенных эмиссий предприятий Норильского промышленного района // Сиб. экол. журн. 2014. Т. 21. № 6. С. 945–952 [Kirdyanov A. V., Myglan V. S., Pimenov A. V., Knorre A. A., Ekart A. K., Vaganov E. A. (Die-off dynamics of Siberian larch under the impact of pollutants emitted by Norilsk enterprises) // Sib. ekol. zhurn. (Sib. J. Ecol.). 2014. N. 6. P. 945–952 (in Russian with English abstract)].
Кладько Ю. В., Скрипальщикова Л. Н. Радиальный рост сосны обыкновенной в зеленых насаждениях Красноярска // Сиб. лесн. журн. 2021. № 3. С. 38–43 [Klad’ko Yu. V., Skripal’shchikova L. N. Radial'ny rost sosny obyknovennoy v zelenykh nasazhdeniyakh Krasnoyarska (Radial growth of Scots pine in the green stands of Krasnoyarsk city) // Sib. lesn. zhurn. (Sib. J. For. Sci.). 2021. N. 3. P. 38–43 (in Russian with English abstract and references)].
Климат Красноярска / ред. Ц. А. Швер, А. С. Герасимова. Л.: Гидрометеоиздат, 1982. 231 с. [Klimat Krasnoyarska (Climate of Krasnoyarsk) / Ts. A. Shver, A. S. Gerasimova (Eds.). Leningrad: Gidrometeoizdat, 1982. 231 p. (in Russian)].
Кулагин Ю. З. Древесные растения и промышленная среда. М.: Наука, 1974. 169 с. [Kulagin Yu. Z. Drevesnye rasteniya i promyshlennaya sreda (Woody plants and industrial environment). Moscow: Nauka (Science), 1974. 169 p. (in Russian)].
Кутафина Н. В., Краснопивцева А. Н. Физиологические основы адаптации растительных организмов в условиях урбанизированной среды // Вестн. РУДН. Сер.: Экол. и безопасн. жизнедеятельн. 2017. Т. 25. № 1. С. 21–28 [Kutafina N. V., Krasnopivtseva A. N. Fiziologicheskie osnovy adaptatsii rastitel’nykh organizmov v usloviyakh urbanizirovannoy sredy (Physiological basis of adaptation of plant organisms in an urbanized environment) // Vestn. RUDN. Ser.: Ekol. i bezopasn. zhiznedeyatel’n. (Bull. Peoples’ Friendship Univ. Rus. Ser.: Ecol. & Life Safety). 2017. V. 25. N. 1. P. 21–28 (in Russian with English abstract)].
Кучеров Е. В., Федорако Б. И. Влияние промышленных загрязнений на растительность Башкирской АССР // Охрана природы на Урале. Сб. науч. тр. Вып. 4. Свердловск, 1964. С. 163–168 [Kucherov E. V., Fedorako B. I. Vliyanie promyshlennykh zagryazneniy na rastitel’nost’ Bashkirskoy ASSR (The influence of industrial pollution on the vegetation of the Bashkir ASSR) // Okhrana prirody na Urale. Sb. nauch. tr. (Nature conservation in the Urals. Cool. sci. works). Iss. 4. Sverdlovsk, 1964. P. 163–168 (in Russian)].
Лоскутов Р. И. Декоративные древесные растения для озеленения городов и поселков. Красноярск: КГУ, 1993. 184 с. [Loskutov R. I. Dekorativnye drevesnye rasteniya dlya ozeleneniya gorodov i poselkov (Decorative woody plants for landscaping cities and towns). Krasnoyarsk: KGU (Krasnoyarsk St. Univ.), 1993. 184 p. (in Russian)].
Михайлова Т. А., Калугина О. В., Шергина О. В. Мониторинг техногенного загрязнения и состояния сосновых лесов на примере Иркутской области // Лесоведение. 2020. № 3. С. 265–273 [Mikhaylova T. A., Kalugina O. V., Shergina O. V. Monitoring tekhnogennogo zagryazneniya i sostoyaniya sosnovykh lesov na primere Irkutskoy oblasti (Monitoring of technogenic pollution and the state of pine forests on the example of Irkutsk Oblast) // Lesovedenie (For. Sci.). 2020. N. 3. P. 265–273 (in Russian with English abstract)].
Мусаев Е. К. Сезонный рост и строение годичных колец сосны обыкновенной в зоне Чернобыльской катастрофы // Лесоведение. 1996. № 1. С. 16–28 [Musaev E. K. Sezonny rost i stroenie godichnykh kolets sosny obyknovennoy v zone Chernobyl’skoy katastrofy (Seasonal growth and tree ring structure of Scots pine in the Chernobyl disaster zone) // Lesovedenie (For. Sci.). 1996. N. 1. P. 16–28 (in Russian with English abstract)].
Неверова О. А., Николаевский В. С. Оценка устойчивости древесных насаждений по степени нарушения ассимиляционного аппарата и крон деревьев // Лесн. хоз-во. 2003. № 6. С. 31–32 [Neverova O. A., Nikolayevsky, V. S. Otsenka ustoychivosti drevesnykh nasazhdeny po stepeni narusheniya assimilyatsionnogo apparata I kroon derevyev (Assessment of the sustainability of tree stands according to the degree of disturbance of the assimilation apparatus and tree crowns) // Lesn. khoz-vo (Forestry). 2003. N. 6. P. 31–32 (in Russian)].
Павлов И. Н. Древесные растения в условиях техногенного загрязнения. Улан-Удэ: БНЦ СО РАН, 2006. 370 с. [Pavlov I. N. Drevesnye rasteniya v usloviyakh tekhnogennogo zagryazneniya (Woody plants in conditions of technogenic pollution). Ulan-Ude: BNTsSORAN (Buryat Sci. Center Sib. Br. Rus. Acad. Sci.), 2006. 370 p. (in Russian)].
Протопопова Е. Н. Рекомендации по озеленению городов и рабочих поселков Средней Сибири. Красноярск: Краснояр. раб., 1972. 148 с. [Protopopova E. N. Rekomendatsii po ozeleneniyu gorodov i rabochikh poselkov Sredney Sibiri (Recommendations for landscaping cities and workers' settlements in Central Siberia). Krasnoyarsk: Krasnoyar. rab., 1972. 148 p. (in Russian)].
Пшеничникова Л. С., Скрипальщикова Л. Н. Влияние высокой антропогенной нагрузки на радиальный прирост сосновых древостоев // Актуальные проблемы лесного комплекса. 2004. № 9. С. 33–36 [Pshenichnikova L. S., Skripalshchikova L. N. Vliyanie vysokoy antropogennoy nagruzki na radialny prirost sosnovykh drevostoev (The influence of high anthropogenic load on the radial growth of pine stands) // Aktual’nye problemy lesnogo kompleksa (Actual problems of forest complex). 2004. N. 9. P. 33–36 (in Russian)].
Руководство по контролю загрязнения атмосферы. РД 52.04.186-89 (утв. Госкомгидрометом СССР 01.06.1989, Гл. гос. санитарным врачом СССР 16.05.1989). М.: Финансы и статистика, 1991. 615 с. [Rukovodstvo po kontrolyu zagryazneniya atmosfery. RD 52.04.186-89 (utv. Goskomgidrometom SSSR 01.06.1989, Gl. gos. sanitarnym vrachom SSSR 16.05.1989) (Guidelines for the control of air pollution. RD 52.04.186-89 (approved by the State Committee for Hydrometeorology of the USSR 06.01.1989, the Chief State Sanitary Doctor of the USSR 05.16.1989)). Moscow: Finansy i statistika (Finance and statistics), 1991. 615 p. (in Russian)].
Скрипальщикова Л. Н. Стасова В. В., Перевозникова В. Д., Зубарева О. Н., Татаринцев А. И. Влияние комплекса техногенных и рекреационных нагрузок на развитие тканей ствола сосны обыкновенной в Красноярской лесостепи // Изв. РАН. Сер. биол. 2009a. № 5. С. 618–626 [Skripalshchikova L. N. Stasova V. V., Perevoznikova V. D., Zubareva O. N., Tatarintsev A. I. Vliyanie kompleksa tekhnogennykh i rekreatsionnykh nagruzok na razvitie tkaney stvola sosny obyknovennoy v Krasnoyarskoy lesostepi (Effect of the complex of technogenic and recreational loads on development of trunk tissues of scotch pine in the Krasnoyarsk forest-steppe) // Izv. RAN. Ser. biol. (Proc. Rus. Acad. Sci. Ser. Biol.). 2009a. N. 5. P. 618–626 (in Russian with English title and abstract)].
Скрипальщикова Л. Н., Татаринцев А. И., Зубарева О. Н., Перевозникова В. Д., Стасова В. В., Грешилова Н. В. Экологическое состояние пригородных лесов Красноярска. Новосибирск: Акад. изд-во «Гео», 2009б. 179 с. [Skripal'shchikova L. N., Tatarintsev A. I., Zubareva O. N., Perevoznikova V. D., Stasova V. V., Greshilova N. V. Ekologicheskoe sostoyanie prigorodnykh lesov Krasnoyarska (Ecological state of the suburban forests of Krasnoyarsk). Novosibirsk: Akad. izd-vo «Geo» (Geo Acad. Publ.), 2009b. 179 p. (in Russian)].
Уразгильдин Р. В., Кулагин А. Ю. Техногенез и структурно-функциональные реакции древесных видов: повреждения, адаптации, стратегии. Ч. 3. Влияние на радиальный прирост и корневые системы // Биосфера. 2021. Т. 13. № 3. С.101–119 [Urazgil'din R. V., Kulagin A. Yu. Tekhnogenez i strukturno-funktsional'nye reaktsii drevesnykh vidov: povrezhdeniya, adaptatsii, strategii. Ch. 3. Vliyanie na radial'ny prirost i kornevye sistemy (Technogenesis and structural-functional reactions of tree species: damage, adaptations, strategies. Part 3. Influence on radial growth and root systems) // Biosfera (Biosphere). 2021. V. 13. N. 3. P. 101–119 (in Russian with English abstract)].
Хлебопрос Р. Г., Тасейко О. В., Иванова Ю. Д., Михайлюта С. В. Красноярск. Экологические очерки. Красноярск: СФУ, 2012. 130 с. [Khlebopros R. G., Taseyko O. V., Ivanova Yu. D., Mikhaylyuta S. V. Krasnoyarsk. Ekologicheskie ocherki (Krasnoyarsk. Environmental Essays). Krasnoyarsk: SFU (Sib. Fed. Univ.), 2012. 130 p. (in Russian)].
Шишов Л. Л., Тонконогов В. Д., Лебедева И. И. Классификация и диагностика почв России. Смоленск: Ойкумена, 2004. 342 с. [Shishov L. L., Tonkonogov V. D., Lebedeva I. I. Klassifikatsiya i diagnostika pochv Rossii (Classification and diagnostics of Russian soils). Smolensk: Oykumena, 2004. 342 p. (in Russian)].
Шиятов С. Г. Методы дендрохронологии. Основы дендрохронологии. Сбор и получение древесно-кольцевой информации: учеб.-метод. пособ. Ч. I. Красноярск: КГУ, 2000. 80 с. [Shiyatov S. G. Metody dendrokhronologii. Osnovy dendrokhronologii. Sbor i poluchenie drevesno-koltsevoy informatsii: ucheb.-metod. posob. Ch. I (Methods of dendrochronology. Fundamentals of dendrochronology. Collecting and obtaining tree-ring information: tutorial. Part I. Krasnoyarsk: KGU (Krasnoyarsk. St. Univ.), 2000. 80 p. (in Russian)].
Яндекс. Карты, 2023 [Yandex. Karty (Maps), 2023 (in Russian)]. https://yandex.ru/maps/62/ krasnoyarsk.ru
Ярмишко В. Т., Лянгузова И. В., Лянгузов А. Ю. Изменение годичного прироста стволов Pinus sylvestris (Pinaceae) при снижении аэротехногенного загрязнения // Раст. рес. 2017. Т. 53. № 4. С. 527–542 [Yarmishko V. T., Lyanguzova I. V., Lyanguzov A. Yu. Izmenenie godichnogo prirosta stvolov Pinus sylvestris (Pinaceae) pri snizhenii aerotekhnogennogo zagryazneniya (Changes in the annual growth of Pinus sylvestris (Pinaceae) stems with a decrease in aerotechnogenic pollution) // Rast. res. (Plant Res.). 2017. V. 53. N. 4. P. 527–542 (in Russian with English abstract)].
Cook E. R., Kairiuktis L. A. Methods of dendrochronology: Applications in the environmental sciences. Dordrecht: Kluwer Acad. Publ., 1990. 394 p.
Fritts H. C. Tree rings and climate. London, NY, San Francisco: Acad. Press., 1976. 582 p.
Kirdyanov A. V., Myglan V. S., Pimenov A. V., Knorre A. A., Ekart A. K., Vaganov E. A. Die-off dynamics of Siberian larch under the impact of pollutants emitted by Norilsk enterprises // Contemp. Probl. Ecol. 2014. V. 7. Iss. 6. P. 679–684 (Original Rus. text © A. V. Kirdyanov, V. S. Myglan, A. V. Pimenov, A. A. Knorre, A. K. Ekart, E. A. Vaganov, 2014, publ. in Sibirskii Ekologicheskii Zhurnal. 2014. N. 6. P. 945–952).
Nikolaev A. N., Fedorov P. P., Desyatkin A. R. Influence of climate and soil hydrothermal regime on radial growth of Larix cajanderi and Pinus sylvestris in Central Yakutia, Russia // Scand. J. For. Res. 2009. V. 24. N. 3. P. 217–226.
Shashkin A., Benkova V., Siman’ko V. The peculiarities of larch growth at the northern timberline // WorldDendro-2010. Abstr. 8th Int. Conf. Dendrochronology, 13-18 June, 2010. Rovaniemi, Finland, 2010. P. 149.
Schweingruber F. N. Tree rings and environment. Dendroecology. Brimensdorf: WSL/FNP: Bern, Stuttgart: Viena Haupt Publ., 1996. 609 p.
Skripal’shchikova L. N., Stasova V. V., Perevoznikova V. D., Zubareva O. N., Tatarintsev A. I. Effect of the complex of technogenic and recreational loads on development of trunk tissues of Scotch pine in the Krasnoyarsk forest-steppe // Biol. Bull. Rus. Acad. Sci. 2009. V. 36. Iss. 5. P. 524–531 (Original Rus. text © L. N. Skripalshchikova, V. V. Stasova, V. D. Perevoznikova, O. N. Zubareva, A. I. Tatarintsev, 2009, publ. in Izv. RAN. Ser. Biol. 2009. N. 5. P. 618–626).
Zav’yalov K., Ivanova N., Potapenko A., Ayan S. Influence of soil fertility on the ability of Scots pine (Pinus sylvestris L.) to adapt to technogenic pollution // Cerne. 2019. V. 25. N. 4. P. 326–331.
