Статьи 2026 г.

УДК 574.24

Калугина О. В.¹, Афанасьева Л. В.², Строкина А. А.¹ Фракционный состав воды и структурные изменения покровных тканей хвои сосны обыкновенной и лиственницы сибирской в условиях техногенного стресса // Сибирский лесной журнал. 2026. № 5. С. …

DOI: 10.15372/SJFS20260509

EDN: …

© Калугина О. В., Афанасьева Л. В., Строкина А. А., 2026

В работе представлены результаты исследования по влиянию высокотоксичных эмиссий алюминиевого производства на структурные параметры покровных тканей хвои и фракционный состав воды в хвое сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) и лиственницы сибирской (Larix sibirica Ledeb.). Загрязнение хвойных древостоев анализировалось в градиенте – от слабого до критического уровня. У сосны, изменения, выявленные в структуре покровных тканей (толщина эпидермы, включая кутикулу и толщина гиподермы), а также число и диаметр смоляных каналов носят нелинейный характер, отражая при этом двойственную природу реакций. При слабом и среднем уровнях загрязнения анатомические изменения могут рассматриваться как адаптивные, и направлены главным образом на усиление ксерофитизации хвои, а при сильном и критическом загрязнении – свидетельствуют о патологическом воздействии поллютантов. Фракционный состав воды в хвое сосны по мере увеличения уровня загрязнения изменяется в сторону повышения содержания упорядоченных форм и снижения количества свободной воды. Следовательно, сохранение водного баланса обеспечивается путем уменьшения водоотдачи и замедления физиологических процессов. У лиственницы в условиях загрязнения не выявлены существенные изменения в структуре покровных тканей, внутренние ресурсы уже при слабом уровне загрязнения направлены на поддержание высокой оводненности клеток, что необходимо для интенсивного фотосинтеза в течение вегетационного периода.

Текст статьи

---

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ (REFERENCES)

Безопасность России. Правовые, социально-экономические и научно-технические аспекты. Тематический блок «Региональные проблемы безопасности». Разд. II. Территориальные риски регионов Сибири. Кузбасс. Енисейская Сибирь. Байкал / под ред. В. В. Москвичева М.: Междунар. гуманитарн. обществ. фонд «Знание» им. акад. К. В. Фролова, 2024. 624 с. [Bezopasnost’ Rossii. Pravovye, sotsial’no-ekonomicheskie i nauchno-tekhnicheskie aspekty. Tematicheskiy blok «Regional’nye problemy bezopasnosti». Razd. II. Territorial’nye riski regionov Sibiri. Kuzbass. Eniseyskaya Sibir’. Baykal / pod red. V. V. Moskvicheva (Security of Russia. Legal, socioeconomic, and scientific-technical aspects. Thematic block «Regional issues of security». Sect. II. Territorial risks of Siberian regions. Kuzbass. Yenisei Siberia. Baikal / V. V. Moskvichev (Ed.). Moscow: MGOF «Znanie» (Int. Humanitarian Publ. Fund Znanie (Konowledge) named after academician K. V. Frolov), 2024. 624 p. (in Russian)].

Вербицкая О. А. Водный обмен древесных растений в условиях хронического действия органических ксенобиотиков // Питання біоіндикації та екології. Запоріжжя: ЗНУ, 2011. Вип. 16. № 1. С. 93–102 [Verbitskaya O. A. Vodny obmen drevesnykh rasteniy v usloviyakh khronicheskogo deystviya organicheskikh ksenobiotikov (Water metabolism of woody plants under conditions of chronic exposure to organic xenobiotics) // Pitannya bіoіndikatsії ta ekologії (Iss. Bioindicat. Ecol. Zaporizhzhia: ZNU), 2011. Iss. 16. N. 1. P. 93–102 (in Russian with English abstract)].

Водный обмен растений / отв. ред. акад. И. А. Тарчевский, д.б.н. В. Н. Жолкевич М.: Наука, 1989. 256 с. [Vodny obmen rasteniy / otv. red. akad. I. A. Tarchevskiy, d.b.n. V. N. Zholkevich (Water exchange in plants / Acad. I. A. Tarchevskiy, Dr. Biol. Sci. V. N. Zholkevich (Resp. Eds.)). Moscow: Nauka (Science), 1989. 256 p. (in Russian)].

Гетко Н В. Растения в техногенной среде: Структура и функция ассимиляционного аппарата. Минск: Наука и техника, 1989. 208 с. [Getko N V. Rasteniya v tekhnogennoy srede: Struktura i funktsiya assimilyatsionnogo apparata (Plants in a technogenic environment: Structure and function of the assimilation apparatus). Minsk: Nauka i tekhnika (Science and technology), 1989. 208 p. (in Russian)].

Государственный доклад «О состоянии и об охране окружающей среды Иркутской области в 2023 году». Иркутск: ООО «Максима», 2024. 308 с. [Gosudarstvenny doklad «O sostoyanii i ob okhrane okruzhayushchey sredy Irkutskoy oblasti v 2023 godu» (State report «On the state and protection of the environment of Irkutsk Oblast in 2023»). Irkutsk: OOO «Maksima», 2024. 308 p. (in Russian)].

Гусев Н. А. Некоторые методы исследования водного режима растений. Л.: АН СССР, Всесоюз. бот. об-во, 1960. 21 с. [Gusev N. A. Nekotorye metody issledovaniya vodnogo rezhima rasteniy (Some methods of studying the water regime of plants). Leningrad: AN SSSR, Vsesoyuz. bot. ob-vo (USSR Acad. Sci., All-Union Bot. Soc.)), 1960. 21 p. (in Russian)].

Гусев Н. А. Состояние воды в растении. М.: Наука, 1974. 134 с. [Gusev N. A. Sostoyanie vody v rastenii (The state of water in a plant). Moscow: Nauka (Science), 1974. 134 p. (in Russian)].

Егорова Н. Н., Кулагин А. А. Изменчивость признаков анатомического строения ассимиляционного аппарата и проводящих корней сосны обыкновенной в экстремальных лесорастительных условиях // Изв. Оренбург. гос. агр. ун-та. 2014. № 6 (50). С. 52–54 [Egorova N. N., Kulagin A. A. Izmenchivost’ priznakov anatomicheskogo stroeniya assimilyatsionnogo apparata i provodyashchikh korney sosny obyknovennoy v ekstremal’nykh lesorastitel’nykh usloviyakh (Variability of the anatomical structure of the assimilation apparatus and conducting roots of Scots pine in extreme forest conditions) // Izv. Orenburg. gos. agr. un-ta (Proc. Orenburg St. Agr. Univ.). 2014. N. 6 (50). P. 52–54 (in Russian with English abstract)].

Иванов Н. Н. Пояса континентальности Земли. Докл. Всесоюз. геогр. об-ва. 1959. № 5. С. 410–423 [Ivanov N. N. Poyasa kontinental’nosti Zemli. Dokl. Vsesoyuz. geogr. ob-va (Belts of continentality of the Earth. Report of the All-Union Geogr. Soc.). 1959. N. 5. P. 410–423 (in Russian)].

Илькун Г. М. Загрязнители атмосферы и растения. Киев: Наук. думка, 1978. 247 с. [Il’kun G. M. Zagryazniteli atmosfery i rasteniya (Atmospheric pollutants and plants). Kiev: Nauk. dumka, 1978. 247 p. (in Russian)].

Колмогорова Е. Ю., Неверова О. А. Изучение водного режима и годичного прироста побегов у древесных растений, произрастающих на породном отвале Кедровского угольного разреза // Вестн. КрасГАУ. 2016. № 9. С. 87–94 [Kolmogorova E. Yu., Neverova O. A. Izuchenie vodnogo rezhima i godichnogo prirosta pobegov u drevesnykh rasteniy, proizrastayushchikh na porodnom otvale Kedrovskogo ugol’nogo razreza (Study of water regime and annual growth of shoots in woody plants growing on spoil dump Kedrovskiy coal mine) // Vestn. KrasGAU (Bull. Krasnoyarsk St. Agr. Univ.). 2016. N. 9. P. 87–94 (in Russian with English abstract)].

Коновалова Т. И., Левашева М. В. Ландшафты Иркутской области и факторы их преобразования // Изв. Иркут. гос. ун-та. Сер. Науки о Земле. 2016. № 15. С. 44–65 [Konovalova T. I., Levasheva M. V. Landshafty Irkutskoy oblasti i faktory ikh preobrazovaniya (Landscapes of Irkutsk Oblast and factors of their transformation) // Izv. Irkut. gos. un-ta. Ser. Nauki o Zemle (Proc. Irkutsk St. Univ. Ser. Earth Sci.). 2016. N. 15. P. 44–65 (in Russian with English abstract)].

Кравкина И. М. Влияние атмосферных загрязнителей на структуру листа // Бот. журн. 1991. Т. 76. № 1. С. 3–9 [Kravkina I. M. Vliyanie atmosfernykh zagryazniteley na strukturu lista (The influence of atmospheric pollutants on leaf structure) // Bot. zhurn. (Bot. J.). 1991. V. 76. N. 1. P. 3–9 (in Russian with English abstract)].

Куликов Б. П., Сторожев Ю. И. Пылегазовые выбросы алюминиевых электролизеров с самообжигающимися анодами. Краcноярск: СФУ, 2012. 267 с. [Kulikov B. P., Storozhev Yu. I. Pylegazovye vybrosy alyuminievykh elektrolizerov s samoobzhigayushchimisya anodami (Dust and gas emissions from aluminum electrolyzers with self-baking anodes). Kracnoyarsk: SFU (Sib. Fed. Univ.), 2012. 267 p. (in Russian)].

Легощина О. М., Неверова О. А., Быков А. А. Изменчивость анатомической структуры хвои Picea obovata Ledeb. в условиях влияния выбросов промзоны г. Кемерово // Сиб. экол. журн. 2013. № 5. С. 733–739 [Legoshchina O. M., Neverova O. A., Bykov A. A. Izmenchivost’ anatomicheskoy struktury khvoi Picea obovata Ledeb. v usloviyakh vliyaniya vybrosov promzony g. Kemerovo (Variability of the anatomical structure of Picea obovata Ledeb. needles under the influence of emissions from the industrial zone of Kemerovo) // Sib. ekol. zhurn. (Sib. Ecol. J.). 2013. N. 5. P. 733–739 (in Russian with English abstract)].

Мезоструктура и функциональная активность фотосинтетического аппарата. Сб. ст. / отв. ред. А. Т. Мокроносов. Свердловск: Урал. гос. ун-т, 1978. 147 с. [Mezostruktura i funktsional’naya aktivnost’ fotosinteticheskogo apparata. Sb. st. / otv. red. A. T. Mokronosov (Mesostructure and functional activity of the photosynthetic apparatus. Coll. articles / A. T. Mokronosov (Resp. ed.)). Sverdlovsk: Ural. gos. un-t (Ural St. Univ.), 1978. 147 p. (in Russian)].

Мониторинг биологического разнообразия лесов России: методология и методы / под ред. А. С. Исаева. М.: Наука, 2008. 453 с. [Monitoring biologicheskogo raznoobraziya lesov Rossii: metodologiya i metody (Monitoring the biological diversity of Russian forests: methodology and methods) / pod red. A. S. Isaeva. Moscow: Nauka (Science), 2008. 453 p. (in Russian)].

Николаевский В. С. Биологические основы газоустойчивости растений. М.: Наука, 1979. 530 с. [Nikolaevskiy V. S. Biologicheskie osnovy gazoustoychivosti rasteniy (Biological basis of gas resistance in plants). Moscow: Nauka (Science), 1979. 530 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)].

Папина О. Н., Собчак Р. О., Астафурова Т. П. Влияние урбанизированной среды на покровные ткани и содержание воды в хвое видов семейства Pinaceae Lindl. // Вестн. Том. гос. ун-та. Биол. 2013. № 3 (23). С. 152–161 [Papina O. N., Sobchak R. O., Astafurova T. P. Vliyanie urbanizirovannoy sredy na pokrovnye tkani i soderzhanie vody v khvoe vidov semeystva Pinaceae Lindl. (The influence of urbanized environment on epithelial tissues and water content in needles of species of the family Pinaceae Lindl.) // Vestn. Tom. gos. un-ta. Biol. (Tomsk St. Univ. J. Biol.). 2013. N. 3 (23). P. 152–161 (in Russian with English abstract)].

Сарбаева Е. В. Биоэкологические особенности туи западной (Thuja occidentalis L.) в условиях городской среды: автореф. дис. ... канд. биол. наук: 03.00.16. Н. Новгород: Нижегород. гос. ун-т, 2005. 22 с. [Sarbaeva E. V. Bioekologicheskie osobennosti tui zapadnoy (Thuja occidentalis L.) v usloviyakh gorodskoy sredy: avtoref. dis. ... kand. biol. nauk: 03.00.16 (Bioecological features of western thuja (Thuja occidentalis L.) in urban environments: Cand. Biol. Sci. (PhD) thesis: Ecology. N. Novgorod: Nizhegorod. gos. un-t (Nizhniy Novgorod St. Univ.), 2005. 22 p. (in Russian)].

Ситникова А. С. Влияние промышленных загрязнений на устойчивость растений. Алма-Ата: Наука КазССР, 1990. 88 с. [Sitnikova A. S. Vliyanie promyshlennykh zagryazneniy na ustoychivost’ rasteniy (The impact of industrial pollution on plant resistance). Alma-Ata: Nauka KazSSR (Science KazakhSSR), 1990. 88 p. (in Russian)].

Соболева О. М., Кондратенко Е. П., Пинчук Л. Г. Комплексная оценка состояния ассимиляционного аппарата сосны обыкновенной в г. Новокузнецке // Вестн. Алтай. гос. агр. ун-та. 2009. № 7. С. 33–36 [Soboleva O. M., Kondratenko E. P., Pinchuk L. G. Kompleksnaya otsenka sostoyaniya assimilyatsionnogo apparata sosny obyknovennoy v g. Novokuznetske (A comprehensive assessment of the state of the assimilation apparatus of Scots pine in Novokuznetsk) // Vestn. Altai. gos. agr. un-ta (Bull. Altai St. Agr. Univ.). 2009. N. 7. P. 33–36 (in Russian with English abstract)].

Старикова Е. А., Сарбаева Е. В. Изменение фракционного состава воды в хвое Picea pungens Engelm. и Thuja occidentalis L. в условиях городской среды // Символ науки. 2016. № 3. С. 57–59 [Starikova E. A., Sarbaeva E. V. Izmenenie fraktsionnogo sostava vody v khvoe Picea pungens Engelm. i Thuja occidentalis L. v usloviyakh gorodskoy sredy (Changes in the fractional composition of water in the needles of Picea pungens Engelm. and Thuja occidentalis L. in an urban environment) // Simvol nauki (Symbol of Science). 2016. N. 3. P. 57–59 (in Russian with English abstract)].

Тарабрин В. П. Водный режим и устойчивость древесных растений к промышленным загрязнениям // Газоустойчивость растений. Сб. ст. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1980. С. 18–29 [Tarabrin V. P. Vodny rezhim i ustoychivost’ drevesnykh rasteniy k promyshlennym zagryazneniyam (Water regime and resistance of woody plants to industrial pollution) // Gazoustoychivost’ rasteniy. Sb. st. (Gas resistance of plants. Coll. articles). Novosibirsk: Nauka. Sib. otd-nie (Science. Sib. Br.), 1980. P. 18–29 (in Russian)].

Тужилкина В. В., Плюснина С. Н. Комплексная оценка состояния хвои Picea obovata (Pinaceae) в условиях аэротехногенного загрязнения // Раст. ресурсы. 2014. Т. 50. № 4. С. 579–587 [Tuzhilkina V. V., Plyusnina S. N. Kompleksnaya otsenka sostoyaniya khvoi Picea obovata (Pinaceae) v usloviyakh aerotekhnogennogo zagryazneniya (Evaluation of Picea obovata (Pinaceae) needle condition under aerotechnogenic pollution) // Rast. resursy (Plant Res.). 2014. V. 50. N. 4. P. 579–587 (in Russian with English abstract)].

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. Strukturno-funktsional’nye izmeneniya khvoi sosny v usloviyakh aerotekhnogennogo zagryazneniya (Structural and functional alterations of pine needles under the conditions of airborne technogenic pollution) // Lesovedenie (For. Sci.). 2020. N. 6. P. 537–547 (in Russian with English abstract)].

Уразбахтин А. А., Уразгильдин Р. В. Водный обмен хвои сосны обыкновенной при различных типах загрязнения Южно-Уральского региона // Биосфера. 2024. Т. 16. № 4. С. 406–416 [Urazbakhtin A. A., Urazgildin R. V. Vodny obmen khvoi sosny obyknovennoy pri razlichnykh tipakh zagryazneniya Yuzhno-Ural’skogo regiona (Water relations in needles of Scotch pine under different pollution conditions in south Urals) // Biosfera (Biosphere). 2024. V. 16. N. 4. P. 406–416 (in Russian with English abstract)].

Уразгильдин Р. В., Кулагин А. Ю. Техногенез и структурно-функциональные реакции древесных видов: повреждения, адаптации, стратегии. Часть 2. Влияние на физиологические функции // Биосфера. 2021. Т. 13. № 3. С. 101–119 [Urazgildin R. V., Kulagin A. Yu. Tekhnogenez i strukturno-funktsional’nye reaktsii drevesnykh vidov: povrezhdeniya, adaptatsii, strategii. Ch. 2. Vliyanie na fiziologicheskie funktsii (Technogenesis and structural-functional responses of tree species: damage, adaptation, strategies. Part 2. Effects on physiological functions) // Biosfera (Biosphere). 2021. V. 13. N. 3. P. 101–119 (in Russian with English abstract)].

Хелдт Г.-В. Биохимия растений. М.: БИНОМ, 2011. 471 с. [Heldt G.-V. Biokhimiya rasteniy (Biochemistry of plants). Moscow: BINOM, 2011. 471 p. (in Russian)].

Швиденко А. З., Ваганов Е. А., Нильссон С. Биосферная роль лесов России на старте третьего тысячелетия: углеродный бюджет и протокол Киото // Сиб. экол. журн. 2003. Т. 10. № 6. С. 649–658 [Shvidenko A. Z., Vaganov E. A., Nillson S. Biosfernaya rol’ lesov Rossii na starte tret’ego tysyacheletiya: uglerodny byudzhet i protokol Kioto (Biospheric role of Russian forests at the start of the third millennium: carbon budget and Kioto protocol) // Sib. ekol. zhurn. (Sib. Ecol. J.). 2003. V. 10. N. 6. С. 649–658 (in Russian with English abstract).

Afanasieva L. V., Kalugina O. V. Assessment of boreal forest pollution under the influence of aluminum smelter emissions in Irkutsk region of Russia // J. For. Res. 2025. V. 30. Iss. 2. P. 98–108.

Brandt J. P., Flannigan M. D., Maynard D. G., Thompson I., Volney W. J. A. An introduction to Canada’s boreal zone: Ecosystem processes, health, sustainability, and environmental issues // Environ. Rev. 2013. V. 21. N. 4. P. 207–226.

Cavaleiro C., Pinto E., Goncalves M. J., Salgueiro L. Antifungal activity of Juniperus essential oils against dermatophyte, Aspergillus and Candida strains // J. Appl. Microbiol. 2006. V. 100. Iss. 6. P. 1333–1338.

FAO. Global Forest Resources Assessment 2020: Main report. Rome, 2020.

Gauthier S., Bernier P., Kuuluvainen T., Shvidenko A., Schepaschenko D. Boreal forest health and global change // Science. 2015. V. 349. N. 6250. P. 819–22.

Kalugina O. V., Afanasieva L. V., Mikhailova T. A., Filinova N. V. Activity of low-molecular weight components of Larix sibirica antioxidant system under exposure to technogenic pollution // Ecotoxicology. 2022. V. 31. N. 10. P. 1492–1505.

Kalugina O. V., Mikhailova T. A., Shergina O. V. Pinus sylvestris as a bio-indicator of territory pollution from aluminum smelter emissions // Environ. Sci. Pollut. Res. 2017. V. 24. N. 11. P. 10279–10291.

Kalugina O. V., Mikhailova T. A., Shergina O. V. Contamination of Scots pine forests with polycyclic aromatic hydrocarbons on the territory of industrial city of Siberia, Russia // Environ. Sci. Pollut. Res. 2018. V. 25. N. 21. P. 21176–21184.

Klamerus-Iwan A., Błońska E., Lasota J., Waligórski P., Kalandyk A. Seasonal variability of leaf water capacity and wettability under the influence of pollution in different city zones // Atm. Pollut. Res. 2018. V. 9. N. 3. P. 455–463.

Kuuluvainen T., Aakala T. Natural forest dynamics in boreal Fennoscandia: A review and classification // Silva Fenn. 2011. V. 45. N. 5. P. 823–839.

Legoshchina O. M., Neverova O. A., Bykov A. A. Variability of the anatomical structure of Picea obovata Ledeb. needles under the influence of emissions from the industrial zone of Kemerovo // Contemp. Probl. Ecol. 2013. N. 6. P. 555-560 (Original Rus. Text © O. M. Legoshchina, O. A. Neverova, A. A. Bykov, 2013, publ. in Sibirskii ekologicheskii zhurnal. 2013. N. 5. P. 733–740).

Nuhoglu Y. The harmful effects of air pollutants around the Yenikoy thermal power plant on architecture of Calabrian pine (Pinus brutia Ten.) needles // J. Environ. Biol. 2005. V. 26 (2 Suppl.). P. 315–322.

Panda D. Fluoride toxicity stress: physiological and biochemical consequences on plants // Int. J. Bio-res. Env. Agr. Sci. 2015. V.1. N. 1. P. 70–84.

Potapov P., Yaroshenko A., Turubanova S., Dubinin M., Laestadius L., Thies C., Aksenov D. E., Egorov A. V., Yesipova E., Glushkov I., karpachevskiy M. L., Kostikova A., Manisha A., Tsybikova E., Zhuravleva I. Mapping the world’s intact forest landscapes by remote sensing // Ecol. & Society. 2008. V. 13. N. 2. P. 51.

Rodrigues D. A., Filho S. C. V., Rodrigues A. A., Müller C., dos Santos Farnese F., Costa A. C., Teles E. M. G., Rodrigues C. L. Byrsonima basiloba as a bioindicator of simulated air pollutants: Morphoanatomical and physiological changes in response to fluoride // Ecol. Indicators. 2018. V. 89. P. 301–308.

Shipunov A. (and many others). Visual statistics. Use R! March 13, 2019 Version. 2019. 429 p.

Tømmervik H, Høgda K. A., Solheim I. Monitoring vegetation changes in Pasvik (Norway) and Pechenga in Kola Peninsula (Russia) using multitemporal Landsat MSS/TM data // Rem. Sens. Environ. 2003. V. 85. N. 3. P. 370–388.

Ylivinkka I., Keskinen H.-M., Ahonen L .R., Heikkinen L., Aalto P. P., Nieminen T., Lehtipalo K., Luoma K., Banerji S., Aalto J., Levula J., Kesti J., Ezhova E., Kulmala M., Petäjä T. Long-term PM trends at boreal forest site in southern Finland from three different measurement techniques // Aerosol Res. 2025. V. 3. Iss. 2. P. 503–520.