Stepanidenko S. O., Stepanov N. V. Structural Characteristics of Scots Pine Needles in Technogenically Disturbed Communities in the South of Krasnoyarsk Krai
Abstract
UDC 582.475:581.522.5
How to cite: Stepanidenko S. O.1, 2, Stepanov N. V.2 Structural characteristics of Scots pine needles in technogenically disturbed communities in the south of Krasnoyarsk Krai // Sibirskij Lesnoj Zurnal (Sib. J. For. Sci.). 2026. N. 1. P. 58–66 (in Russian with English abstract and references).
DOI: 10.15372/SJFS20260105
EDN: …
© Stepanidenko S. O., Stepanov N. V., 2026
Forests are complex biological systems that constantly interact with the atmosphere and are influenced by man-made pollutants. This article examines anthropogenic emissions of pollutants into the atmosphere from stationary sources, such as large factories, thermal power plants, and others. The morphological and anatomical characteristics of Scots pine (Pinus sylvestris L.) undergrowth needles were studied in stands both growing under minimal anthropogenic impact and under the influence of man-made emissions. To study the impact of atmospheric pollution, two sites were selected in Krasnoyarsk (Akademgorodok and Tatyshev Island), one site in the Berezovsky District (Devil's Finger Rock), and two sites in the Western Sayan Mountains (Medovy Klyuch Stream and Titenkino tract). To maximize the information content, undergrowth up to 2.5 m in height was selected. Data on atmospheric pollution at the selected sites were obtained from the State Report «On the State and Protection of the Environment in Krasnoyarsk Krai in 2023». The morphological and anatomical features of Scots pine needles were studied: needle length, width, and thickness, the width and thickness of the central cylinder, the size of the vascular bundles, and the number and size of resin ducts. Variable and stable features of the internal structure of the needles were identified. The most variable features were needle length, needle thickness, and the number of resin ducts. The most stable features were needle width, the size of the central cylinder, the width of the vascular bundles, and the average diameter of the resin duct. It was shown that under anthropogenic load, needles have a smaller length and width, as well as a smaller number of resin ducts. It has been established that much data regarding the morphology of needles exposed to various influences remains controversial and requires further research. The obtained results demonstrate the high sensitivity of needle morphological traits to environmental changes and once again highlight the potential for using these parameters as indicators of the ecological state of forest ecosystems. The research findings may be useful for monitoring forest health and developing conservation measures under anthropogenic, including recreational, influences.
Article
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ (REFERENCES)
Ботаника с основами фитоценологии: Анатомия и морфология растений: учебник / Т. И. Серебрякова, Н. С. Воронин, А. Г. Еленевский, Т. Б. Батыгина, Н. И. Шорина, Н. П. Савиных. М.: ИКЦ «Академкнига», 2006. 543 с. [Botanika s osnovami fitotsenologii: Anatomiya i morfologiya rasteniy: uchebnik (Botany with basics of phytocoenology: Anatomy and morphology of plants: textbook) / T. I. Serebryakova, N. S. Voronin, A. G. Elenevskiy, T. B. Batygina, N. I. Shorina, N. P. Savinykh. Moscow: IKTS «Akademkniga», 2006. 543 p. (in Russian)].
Бочарников М. В. Биоклиматы высотных поясов растительности гор России // Геогр. и природ. ресурсы. 2023. №. 2. С. 24–36 [Bocharnikov M. V. Bioklimaty vysotnykh poyasov rastitel’nosti gor Rossii (Bioclimates of altitudinal vegetation belts in the mountains of Russia) // Geogr. i prirod. resursy (Geogr. Nat. Res.). 2023. V. 44. N. 2. P. 24–36 (in Russian with English abstract)].
Галдина Т. Е., Хазова Е. П. Влияние генетических и экологических факторов на анатомо-морфологические показатели хвои // Усп. совр. естествознан. 2019. № 4. С. 7–13 [Galdina T. E., Khazova E. P. Vliyanie geneticheskikh i ekologicheskikh faktorov na anatomo-morfologicheskie pokazateli khvoi (The influence of genetic and environmental factors on the anatomical and morphological characteristics of needles) // Usp. sovr. estestvoznan. (Succes. Modern Nat. Sci.). 2019. N. 4. P. 7–13 (in Russian with English abstract)].
Государственный доклад о состоянии и охране окружающей среды в Красноярском крае 2023 г. Красноярск: Мин-во экол. Краснояр. края, 2004. 386 с. [Gosudarstvenny doklad o sostoyanii i ob okhrane okruzhayushchey sredy v Krasnoyarskom krae za 2023 g. (State report on the state and protection of the environment in Krasnoyarsk Krai 2023). Krasnoyarsk: Min-vo ekol. Krasnoyar. kraya (Min. Ecol. Krasnoyarsk Krai), 2024. 386 p. (in Russian)].
Евстюгин А. С. Особенности изменчивости анатомоморфологических признаков хвои сосны обыкновенной в разных типах аэротехногенного загрязнения // Леса Урала и хоз-во в них. 2006. №. 28. С. 33–39 [Evstyugin A. S. Osobennosti izmenchivosti anatomomorfologicheskikh priznakov khvoi sosny obyknovennoy v raznykh tipakh aerotekhnogennogo zagryazneniya (Peculiarities of variability of anatomical and morphological characteristics of Scots pine needles in different types of airborne anthropogenic pollution) // Lesa Urala i khoz-vo v nikh (Forests of the Urals and Their Economy). 2006. N. 28. P. 33–39 (in Russian with English abstract)].
Кузьмин С. Р., Кузьмина Н. А., Милютин Л. И., Муратова Е. Н. Внутривидовая изменчивость морфологических признаков хвои у сосны обыкновенной в географических культурах Приангарья // Вестн. Том. гос. ун-та. 2004. № 10. С. 41–45 [Kuz’min S. R., Kuz’mina N. A., Milyutin L. I., Muratova E. N. Vnutrividovaya izmenchivost’ morfologicheskikh priznakov khvoi u sosny obyknovennoy v geograficheskikh kul’turakh Priangar’ya (Intraspecific variability of morphological characteristics of needles in Scots pine in geographical crops of Priangar’e) // Vestn. Tom. gos. un-ta (Bull. Tomsk St. Univ.). 2004. N. 10. P. 41–45 (in Russian with English abstract)].
Кураченко Н. Л. Агрофизическое состояние почв Красноярской лесостепи: моногр. Красноярск: КрасГАУ, 2013. 194 с. [Kurachenko N. L. Agrofizicheskoe sostoyanie pochv Krasnoyarskoy lesostepi: monogr. (Agrophysical condition of soils of Krasnoyarsk forest-steppe: monogr.). Krasnoyarsk: KrasGAU (Krasnoyarsk St. Agr. Univ.), 2013. 194 p. (in Russian)].
Мамаев С. А. Формы внутривидовой изменчивости древесных растений (на примере семейства Pinaceae на Урале). М.: Наука, 1972. 284 с. [Mamaev S. A. Formy vnutrividovoy izmenchivosti drevesnykh rasteniy (na primere semeystva Pinaceae na Urale) (Forms of intraspecific variability of woody plants (using the Pinaceae family in the Urals as an example). Moscow: Nauka (Science), 1972. 284 p. (in Russian)].
Онучин А. А., Козлова Л. Н. Структурно-функциональные изменения хвои сосны под влиянием поллютантов в лесостепной зоне Средней Сибири // Лесоведение. 1993. №. 2. С. 39–45 [Onuchin A. A., Kozlova L. N. Strukturno-funktsional’nye izmeneniya khvoi sosny pod vliyaniem pollyutantov v lesostepnoy zone Sredney Sibiri (Structural and functional changes in pine needles under the influence of pollutants in the forest-steppe zone of Central Siberia) // Lesovedenie (For. Sci.). 1993. N. 2. P. 39–45 (in Russian with English abstract)].
Павлов И. Н. Древесные растения в условиях техногенного загрязнения. Улан-Удэ: БНЦ СО РАН, 2005. 370 c. [Pavlov I. N. Drevesnye rasteniya v usloviyakh tekhnogennogo zagryazneniya (Woody plants under conditions of technogenic pollution). Ulan-Ude: BNTS SO RAN (Buryat Sci. Center Sib. Br. Rus. Acad. Sci.), 2005. 370 p. (in Russian)].
Павлов И. Н., Миронов А. Г., Юшкова Т. Ю. Активизация патогенных свойств грибов комплекса Armillaria mellea sensu lato в хвойных лесах юга Восточной Сибири // Хвойные бореальной зоны. 2007. Т. 24. №. 1. С. 9–20 [Pavlov I. N., Mironov A. G., Yushkova T. Yu. Aktivizatsiya patogennykh svoystv gribov kompleksa Armillaria mellea sensu lato v khvoynykh lesakh yuga Vostochnoy Sibiri (Activation of pathogenic properties of fungi of the Armillaria mellea sensu lato complex in coniferous forests of the south of Eastern Siberia) // Khvoynye boreal’noy zony (Coniferous of the Boreal Zone). 2007. V. 24. N. 1. P. 9–20 (in Russian with English abstract)].
Погода и климат, 2025 [Pogoda i klimat (Weather and climate), 2025 (in Russian)]. http://www.pogodaiklimat.ru
Поликарпов Н. П., Назимова Д. И., Чебакова Н. М. Климат и горные леса Южной Сибири. Новосибирск: Наука, 1986. 224 с. [Polikarpov N. P., Tchebakova N. M., Nazimova D. I. Klimat i gornye lesa Yuzhnoy Sibiri (Climate and mountain forests of Southern Siberia). Novosibirsk: Nauka. Sib. otd-nie (Science. Sib. Br.), 1986. 224 p. (in Russian)].
Правдин Л. Ф. Сосна обыкновенная: изменчивость, внутривидовая систематика и селекция. М.: Наука, 1964. С. 33–38 [Pravdin L. F. Sosna obyknovennaya: izmenchivost’, vnutrividovaya sistematika i selektsiya (Scots pine: variability, intraspecific taxonomy and selection). Moscow: Nauka (Science), 1964. P. 33–38 (in Russian)].
Расписание погоды, 2025 [Raspisanie pogody (Weather forecast), 2025 (in Russian)]. https://rp5.ru
Рассадина Е. В. Биоиндикация и ее место в системе мониторинга окружающей среды // Вестн. Ульянов. гос. с.-х. акад. 2007. №. 2 (5). С. 48–53 [Rassadina E. V. Bioindikatsiya i ee mesto v sisteme monitoringa okruzhayushchey sredy (Bioindication and its place in the environmental monitoring system) // Vestn. Ul’yanov. gos. s.-kh. akad. (Bull. Ul’yanovsk St. Agr. Acad.). 2007. N. 2 (5). P. 48–53 (in Russian with English abstract)].
Сергеев Г. М. Островные лесостепи и подтайга Приенисейской Сибири. Иркутск: Вост.-Сиб. кн. изд-во, 1971. 264 с. [Sergeev G. M. Ostrovnye lesostepi i podtayga Prieniseyskoy Sibiri (Island forest-steppes and subtaiga of Yenisei Siberia). Irkutsk: Vost.-Sib. kn. izd-vo (East-Sib. Book Publ.), 1971. 264 p. (in Russian)].
Скрипальщикова Л. Н., Пляшечник М. А., Стасова В. В. Оценка экологического состояния сосны обыкновенной на урбанизированных территориях Красноярской лесостепи // Вестн. КрасГАУ. 2013. № 11. С. 176–181 [Skripal’shchikova L. N., Stasova V. V., Plyashechnik M. A. Otsenka ekologicheskogo sostoyaniya sosny obyknovennoy na urbanizirovannykh territoriyakh Krasnoyarskoy lesostepi (Assessment of the ecological state of Scots pine in urbanized areas of the Krasnoyarsk forest-steppe) // Vestn. KrasGAU (Bull. Krasnoyarsk St. Agr. Univ.). 2013. N. 11. P. 176–181 (in Russian with English abstract)].
Скрипальщикова Л. Н., Стасова В. В. Биоиндикационные показатели стабильности развития насаждений в нарушенных ландшафтах // Сиб. лесн. журн. 2014. №. 2. С. 62–72 [Skripal’shchikova L. N., Stasova V. V. Bioindikatsionnye pokazateli stabil’nosti razvitiya nasazhdeniy v narushennykh landshaftakh (Bioindicative parameters of stand growth stability in the disturbed landscapes) // Sib. lesn. zhurn. (Sib. J. For. Sci.). 2014. N. 2. P. 62–72 (in Russian with English abstract)].
Собчак Р. О., Астафурова Т. П., Зайцева Т. А., Верхотурова Г. С., Зотикова А. П., Дегтярева О. Н. Оценка состояния хвойных пород в зоне действия атмосферных загрязнителей по структурно-функциональным показателям хвои // Krylovia. 2001. Т. 3. №. 2. С. 114–121 [Sobchak R. O., Astafurova T. P., Zaytseva T. A., Verkhoturova G. S., Zotikova A. P., Degtyareva O. N. Otsenka sostoyaniya khvoynykh porod v zone deystviya atmosfernykh zagryazniteley po strukturno-funktsional’nym pokazatelyam khvoi (Assessment of the condition of coniferous trees in the zone of influence of atmospheric pollutants based on the structural and functional indicators of needles) // Krylovia. 2001. V. 3. N. 2. P. 114–121 (in Russian)].
Стасова В. В., Скрипальщикова Л. Н., Астраханцева Н. В., Барченков А. П. Фотосинтетические пигменты в листьях березы повислой при техногенном воздействии // ИВУЗ. Лесн. журн. 2023. № 3. С. 35–47 [Stasova V. V., Skripal’shchikova L. N., Astrakhantseva N. V., Barchenkov A. P. Fotosinteticheskie pigmenty v list’yakh berezy povisloy pri tekhnogennom vozdeystvii (Photosynthetic pigments in silver birch leaves under anthropogenic impact) // IVUZ. Lesn. zhurn. (For. J.). 2023. N. 3. P. 35–47 (in Russian with English abstract and references)].
Степанов Н. В. Сосудистые растения Приенисейских Саян: моногр. Красноярск: Сиб. фед. ун-т, 2016. 252 с. [Stepanov N. V. Sosudistye rasteniya Prieniseyskikh Sayan: monogr. (…) Krasnoyarsk: Sib. fed. un-t (Sib. Fed. Univ.), 2016. 252 p. (in Russian)].
Тужилкина В. В., Плюснина С. Н. Структурно–функциональные изменения хвои сосны в условиях аэротехногенного загрязнения // Лесоведение. 2020. №. 6. С. 537–547 [Tuzhilkina V. V., Plyusnina S. N. Strukturnо-funktsional’nye izmeneniya khvoi sosny v usloviyakh aerotekhnogennogo zagryazneniya (Structural and functional changes in pine needles under conditions of aerotechnogenic pollution) // Lesovedenie (For. Sci.). 2020. N. 6. P. 537–547 (in Russian with English abstract)].
Хох А. Н., Шалабода В. Л. Сравнительная оценка анатомометрических параметров хвои сосны обыкновенной в разных типах леса // Изв. Гомель. гос. ун-та им. Франциска Скорины. 2019. №. 6 (117). С. 85–90 [Khokh A. N., Shalaboda V. L. Sravnitel’naya otsenka anatomometricheskikh parametrov khvoi sosny obyknovennoy v raznykh tipakh lesa (Comparative assessment of anatomical parameters of Scots pine needles in different forest types) // Izv. Gomel’. gos. un-ta im. Frantsiska Skoriny (Proc. Francis Skorina Gomel St. Univ.). 2019. N. 6. P. 85–90 (in Russian with English abstract)].
Цандекова О. Л., Колмогорова Е. Ю. Анатомические и морфометрические характеристики Pinus sylvestris L., произрастающей на техногенно нарушенных землях угольного разреза «Кедровский» // Вестн. Алтай. гос. агр. ун-та. 2013. № 10 (108). С. 59–63 [Tsandekova O. L., Kolmogorova E. Yu. Anatomicheskiye i morfometricheskiye kharakteristiki Pinus sylvestris L., proizrastayushchey na tekhnogenno narushennykh zemlyakh ugol'nogo razreza «Kedrovskiy» (Anatomical and morphometric characteristics of Pinus sylvestris L. growing on technogenically disturbed lands of the Kedrovsky coal mine) // Vestn. Altai. gos. agr. un-ta (Bull. Altai St. Agr. Univ.). 2013. N. 10 (108). P. 59–63 (in Russian with English abstract)].
Шашко Д. И. Агроклиматическое районирование СССР. М.: Колос, 1967. 335 c. [Shashko D. I. Agroklimaticheskoe rayonirovanie SSSR (Agroclimatic zoning of the USSR). Moscow: Kolos, 1967. 335 p. (in Russian)].
Шаяхметова Р. И., Егорова Н. Н. Анатомические особенности хвои сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) на территории Нижневартовского района, Хмао-Югра // Вестн. Алтай. гос. агр. ун-та. 2016. №. 6 (140). С. 72–77 [Shayakhmetova R. I., Egorova N. N. Anatomicheskie osobennosti khvoi sosny obyknovennoy (Pinus sylvestris L.) na territorii Nizhnevartovskogo rayona, Khmao-Yugra (Anatomical features of Scots pine (Pinus sylvestris L.) needles in the Nizhnevartovsk region, Khanty-Mansiysk Autonomous Okrug-Yugra) // Vestn. Altai. gos. agr. un-ta (Bull. Altai St. Agr. Univ.). 2016. N. 6 (140). P. 72–77 (in Russian with English abstract)].
Экологическое состояние пригородных лесов Красноярска / Л. Н. Скрипальщикова, А. И. Татаринцев, О. Н. Зубарева, В. Д. Перевозникова, В. В. Стасова, Н. В. Грешилова / Новосибирск: Акад. изд-во «Гео», 2009. 179 с. [Ekologicheskoe sostoyanie prigorodnykh lesov Krasnoyarska / L. N. Skripal’shchikova, A. I. Tatarintsev, O. N. Zubareva, V. D. Perevoznikova, V. V. Stasova, N. V. Greshilova. Novosibirsk: Akad. izd-vo «Geo» (Geo Acad. Publ.), 2009. 179 p. (in Russian)].
Ярмишко В. Т., Лянгузова И. В. Многолетняя динамика параметров и состояния хвои Pinus sylvestris L. в условиях аэротехногенного загрязнения на Европейском Севере // Изв. СПбЛТА. 2013. № 203. С. 30–46 [Yarmishko V. T., Lyanguzova I. V. Mnogoletnyaya dinamika parametrov i sostoyaniya khvoi Pinus sylvestris L. v usloviyakh aerotekhnogennogo zagryazneniya na Evropeyskom Severe (Long-term dynamics of parameters and condition of needles of Pinus sylvestris L. under aerotechnogenic pollution in the European North) // Izv. SPbLTA (Proc. St. Petersburg For. Engineer. Acad.). 2013. N. 203. P. 30–46 (in Russian with English abstract)].
Adomas B., Bęś A., Warmiński K. Long-term responses of Scots pine (Pinus sylvestris L.) and European beech (Fagus sylvatica L.) to the contamination of light soils with diesel oil // Environ. Sci. Pollut. Res. 2019. V. 26. Iss. 2. P. 10587–10608.
Bocharnikov M. V. Bioclimates of altitudinal vegetation belts in the mountains of Russia // Geogr. Nat. Res. 2023. V. 44. Iss. 2. P. 107–117 (Original Rus. text © M. V. Bocharnikov, 2023, publ. in Geografiya i prirodnye resursy. 2023. V. 44. N. 2. P. 24–36).
Ceulemans R., Lin J., Jach M. E. Stomatal density and needle anatomy of Scots pine (Pinus sylvestris) are affected by elevated CO2 // New Phytol. 2001. V. 150. N. 3. P. 665–674.
Vasilyeva G., Zhuk E. Needle structure of mutational witches’ brooms in Pinus sibirica // Dendrobiology. 2016. N. 75. P. 79–85.
