Біоіндикаційні особливості виду Betula pendula Roth у дендроценозах зони впливу полігону твердих побутових відходів
Анотація
Проблема зростання чисельності та розмірів сміттєзвалищ в Україні зростає щомиті, оскільки окрім фізичного зайняття значних площ землі, сміттєзвалища впливають на навколишнє середовище та його компоненти через постійне надходження токсичних речових у повітря, ґрунт і підземні води. Отже, метою роботи було дослідження екологічного стану дерев у дендроценозах, що розвиваються навколо полігону твердих побутових відходів (ТПВ). З огляду на це, у статті оцінено вплив полігону твердих побутових відходів м. Житомир на навколишні дендроценози на прикладі морфометричних змін показників листя виду Betula pendula Roth. Для цього досліджені розміри та особливості жилкування листкових пластинок на різній віддалі від полігону в межі до 1 км, а також визначені найбільш інформативні морфометричні показники. При цьому визначено, що найбільш стійким визначений параметр – довжина 2-ї жилки 2-го порядку від основи листка, а максимально чутливим – різниця між відстанями між основами 1-ї та 2-ї жилок 2-го порядку. На підставі отриманих даних щодо флуктуаційної асиметрії листкових пластинок узагальнено, що на усій досліджуваній віддалі є відхилення у морфометричних показниках, що дозволяють визначати середовище у діапазоні від «забруднене» до «надто сильно забруднене». Дані роботи можуть бути використані у якості експрес-методу оцінки масштабів впливу сміттєзвалищ на навколишні екосистеми при створенні санітарних захисних смуг, будівництві та обладнанні полігонів побутових відходів тощо
Ключові слова
береза; забруднення; відходи; жилкування; морфометричні показники
[1] 53th session of the VII convocation of the Zhytomyr City Council Decision. (n.d.). Retrieved from https://zt-rada. gov.ua/files/upload/sitefiles/doc1569499379.pdf.
[2] Aničić Urošević, M., Jovanović, G., Stević, N., Deljanin, I., Nikolić, M., Tomašević, M., & Samson, R. (2019). Leaves of common urban tree species (Aesculus hippocastanum, Acer platanoides, Betula pendula and Tilia cordata) as a measure of particle and particle-bound pollution: A 4-year study. Air Quality, Atmosphere & Health, 12, 10811090. doi: 10.1007/s11869-019-00724-6.
[3] Bala, O., & Terentiev, A. (2017). Comparison of growth and productivity of modal birch and alder stands of Ukraine. Ukrainian Journal of Forest and Wood Science, 266, 15-26.
[4] Benítez, H.A., Lemic, D., Villalobos-Leiva, A., Bažok, R., Órdenes-Claveria, R., Pajač Živković, I., & Mikac, K.M. (2020). Breaking symmetry: Fluctuating asymmetry and geometric morphometrics as tools for evaluating developmental instability under diverse agroecosystems. Symmetry, 12(11), article number 1789. doi: 10.3390/ sym12111789.
[5] Bożym, M., Gendek, A., Siemiątkowski, G., Aniszewska, M., & Malaťák, J. (2021). Assessment of the composition of forest waste in terms of its further use. Materials, 14(4), article number 973. doi: 10.3390/ma14040973.
[6] Chornobrov, O., & Tkachova, O. (2021). Optimisation of the protocol for sterilising explants of some deciduous woody plants in culture in vitro. Ukrainian Journal of Forest and Wood Science, 12(3), 80-86. doi: 10.31548/ forest2021.03.007.
[7] Convention on Biological Diversity. (1992, June). Retrieved from https://zakon.rada.gov.ua/laws/ show/995_030#Text.
[8] Convention on International Trade in Endangered Species of Wild Fauna and Flora. (1979, June). Retrieved from https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/995_129#Text.
[9] Crini, G., & Lichtfouse, E. (Eds.). (2018). Green adsorbents for pollutant removal. Cham: Springer Cham. doi: 10.1007/978-3-319-92162-4.
[10] Fedoniuk, T., & Skydan, O. (2023). Incorporating geographic information technologies into a framework for biological diversity conservation and preventing biological threats to landscapes. Space Science and Technology, 29(2), 10-21. doi: 10.15407/knit2023.02.010.
[11] Fedoniuk, T., Bog, M., Orlov, O., & Appenroth, K.J. (2022). Lemna aequinoctialis migrates further into temperate continental Europe – A new alien aquatic plant for Ukraine. Feddes Repertorium, 133(4), 305-312. doi: 10.1002/ fedr.202200001.
[12] Gawronski, S.W., Gawronska, H., Lomnicki, S., Saebo, A., & Vangronsveld, J. (2017). Plants in air phytoremediation. In Advances in botanical research (pp. 319-346). London: Academic Press. doi: 10.1016/bs.abr.2016.12.008.
[13] Google Earth Engin platform. (n.d.). Retrieved from https://dynamicworld.app/.
[14] Hartikainen, K., Kivimäenpää, M., Nerg, A.M., Mäenpää, M., Oksanen, E., Rousi, M., & Holopainen, T. (2020). Elevated temperature and ozone modify structural characteristics of silver birch (Betula pendula) leaves. Tree Physiology, 40(4), 467-483. doi: 10.1093/treephys/tpz127.
[15] Klingenberg, C.P. (2015). Analyzing fluctuating asymmetry with geometric morphometrics: Concepts, methods, and applications. Symmetry, 7(2), 843-934. doi: 10.3390/sym7020843.
[16] Loya, Y. (1978). Plotless and transect methods. In Monographs on oceanic methodology. Coral reefs: Research methods (pp. 197-217). Paris: UNESCO.
[17] Ndah, F., Valolahti, H., Schollert, M., Michelsen, A., Rinnan, R., & Kivimäenpää, M. (2022). Influence of increased nutrient availability on biogenic volatile organic compound (BVOC) emissions and leaf anatomy of subarctic dwarf shrubs under climate warming and increased cloudiness. Annals of Botany, 129(4), 443-455. doi: 10.1093/ aob/mcac004.
[18] Orlov, O., Danylyk, I., Zhukovskyi, O., Budzhak, V., Fedoniuk, T., Borodavka, V., & Borodavka, O. (2023). Viscum Album Subsp. Austriacum (Santalaceae R.Br.) in Volyn Polissia and Zhytomyr Polissia (Ukraine): Current distribution, ecology and prediction of future spread. Biological studies, 17(3), 139-166. doi: 10.30970/sbi.1703.722.
[19] Palmer, A.R., & Strobeck, KC. (2003). Fluctuating asymmetry analyses revisited. In M. Polak (Ed.). Developmental instability (DI). causes and consequences (pp. 279-319). London: Oxford University Press. doi: 10.1093/ oso/9780195143454.003.0017.
[20] Petrushkevуch, Y., & Korshуkov, I. (2020). Ecological and biological characteristics of Betula pendula in the conditions of urban environment. Regulatory Mechanisms in Biosystems, 11(1), 29-36. doi: 10.15421/022004.
[21] Pfeifer, L., Klingler, M., & Nelson-Teutsch, H. (Eds.). (2022). Climate Changes Global Perspectives. Würzburg: University Press.
[22] Popek, R., Przybysz, A., Gawrońska, H., Klamkowski, K., & Gawroński, S. W. (2018). Impact of particulate matter accumulation on the photosynthetic apparatus of roadside woody plants growing in the urban conditions. Ecotoxicology and Environmental Safety, 163, 56-62. doi: 10.1016/j.ecoenv.2018.07.051.
[23] Rodríguez-Santamaría, K., Zafra-Mejía, C.A., & Rondón-Quintana, H.A. (2022). Macro-morphological traits of leaves for urban tree selection for air pollution biomonitoring: A review. Biosensors, 12(10), article number 812. doi: 10.3390/bios12100812.
[24] Romanchuk, L., Fedoniuk, T., Pazych, V., Fedoniuk, R., Khant, G., & Petruk, A. (2018). Assessment of the stability of aquatic ecosystems development on the basis of indicators of the macrophytes fluctuating asymmetry. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4(10(94)), 54-61. doi: 10.15587/1729-4061.2018.141055.
[25] Skydan, V., Fedoniuk, T., Mozharovskii, О., Zhukov, О., Zymaroieva, A., Pazych, V., Hurelia, V., & Melnychuk, T. (2022). Monitoring tree mortality in Ukrainian Pinus sylvestris L. forests using remote sensing data from earth observing satellites. Annals of Forest Research, 65(2), 91-101. doi: 10.15287/afr.2022.2328.
[26] Vaverková, M.D., Adamcová, D., Winkler, J., Koda, E., Červenková, J., & Podlasek, A. (2019). Influence of a municipal solid waste landfill on the surrounding environment: Landfill vegetation as a potential risk of allergenic pollen. International Journal of Environmental Research and Public Health, 16(24), article number 5064. doi: 10.3390/ijerph16245064.
[27] Viscosi, V. (2015). Geometric morphometrics and leaf phenotypic plasticity: Assessing fluctuating asymmetry and allometry in European white oaks (Quercus). Botanical Journal of the Linnean Society, 179(2), 335-348. doi: 10.1111/boj.12323.
[28] Zbiljić, M., Lakušić, B., Kuzmanović, N., Stojanović, D., & Lakušić, D. (2023). Morphological diversification of Teucrium montanum sensu lato on the Balkan Peninsula. Plant Biosystems-An International Journal Dealing with all Aspects of Plant Biology, 157(3), 670-687. doi: 10.1080/11263504.2023.2186509.