Аккумуляционная способность мохообразных торфяно-болотных экосистем Калининградской области
DOI:
10.5922/vestniknat-2025-1-4
Ключевые слова
аккумуляционные способности
мохообразные
нарушенные торфяники
биомониторинг
сфагнум
рентгенофлуоресцентная спектроскопия
Калининградская область
Аннотация
Представлены результаты изучения накопительных способностей мохообразных в двух торфяно-болотных экосистемах разной степени нарушенности на территории Калининградской области – на болоте Большом и торфянике Виттгирренском. Были изучены широко распространённые виды болотных мхов: Aulacomnium palustre, Polytrichum strictum, Sphagnum centrale, S. cuspidatum, S. fuscum, S. magellanicum и S. squarrosum, а также эталонный вид Pleurozium schreberi. В ходе исследования, методом рентгенофлуоресцентной спектроскопии, определено содержание 8 макро- и микроэлементов Mn, Zn, Ni, Fe, Br, Rb, Sr и Ca. Во мхах установлено статистически значимое отличие концентраций Mn, Zn, Ni, Br и Rb. Отмечена высокая корреляционная зависимость между железом и кальцием, что может свидетельствовать об одном источнике попадания данных элементов в растения. Виды мхов Aulacomnium palustre и Sphagnum centrale выделены как сходные по аккумуляционным способностям с эталонным Pleurozium schreberi.
1. Bozau E., Lojen S., Zupančič N. The peat bog at Zinnwald-Georgenfeld revisited after 25 years: Geochemical investigation of water, Sphagnum moss and peat cores // Geochemistry. 2022. Vol. 82, № 1. P. 125823. doi: 10.1016/j.chemer.2021.125823.
2. Aceto M., Abollino O., Conca R. et al. The use of mosses as environmental metal pollution indicators // Chemosphere. 2003. Vol. 50. P. 333—342. doi: 10.1016/S0045-6535(02)00533-7.
3. García-Seoane R., Antelo J., Fiol S. et al. Unravelling the metal uptake process in mosses: Comparison of aquatic and terrestrial species as air pollution biomonitors // Environmental Pollution. 2023. Vol. 333. P. 122069. doi: 10.1016/j.envpol.2023.122069.
4. Frontasyeva M., Galinskaya T. Ye, Krmar M. et al. Atmospheric deposition of heavy metals in northern Serbia and Bosnia-Herzegovina studied by the moss biomonitoring, neutron activation analysis and GIS technology // Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry. 2004. Vol. 259, № 1. P. 141—144. doi: 10.1023/b:jrnc.0000015819.67830.60.
5. Dyderski M. K., Czapiewska N., Zajdler M. et al. Functional diversity, succession, and human-mediated disturbances in raised bog vegetation // Science of The Total Environment. 2016. Vol. 562. P. 648—657. doi: 10.1016/j.scitotenv.2016.04.102.
6. Harmens H., Norris A. D., Steinnes E. et al. Mosses as biomonitors of atmospheric heavy metal deposition: spatial patterns and temporal trends in Europe // Environmental Pollution. 2010. Vol. 158. P. 3144—3156. doi: 10.1016/j.envpol.2010.06.039.
7. Harmens H., Norris D., Mills G. Heavy metals and nitrogen in mosses: spatial patterns in 2010/2011 and long-term temporal trends in Europe // NERC/Centre for Ecology & Hydrology. 2013. doi: icpvegetation.ceh.ac.uk.
8. Gorelova S. V., Frontasyeva M. V., Volkova E. V. et al. Trace element accumulating ability of different moss species used to study atmospheric deposition of heavy metals in Central Russia: Tula region case study // International Journal of Biology and Biomedical Engineering. 2016. Vol. 10. P. 271—285.
9. Rühling Å. Atmospheric heavy metal deposition in Europe 1995—1996. Nordic Council of Ministers, 1998.
10. Королева Ю. В. Биоиндикация атмосферных выпадений тяжелых металлов на территории Калининградской области // Вестник Балтийского федерального университета им. И. Канта. Сер.: Естественные и медицинские науки. 2010. № 7. С. 39—44. EDN: MSYOOH.
11. Королева Ю. В. Использование мхов Hylocomium splendens и Pleurozium schreberi для оценки абсолютных значений атмосферных выпадений тяжелых металлов в Калининградской области // Вестник Балтийского федерального университета им. И. Канта. Сер.: Естественные и медицинские науки. 2006. № 7. С. 29—34. EDN: HVSBFR.
12. Frontasyeva M., Harmens H., Uzhinskiy A. et al. Mosses as biomonitors of air pollution: 2015/2016 survey on heavy metals, nitrogen and POPs in Europe and beyond. Dubna, 2020. doi: 10.13140/RG.2.2.30159.71848.
13. Ананян А. С., Королева Ю. В., Алексеенок Ю. В. Биомониторинг тяжелых металлов на территории Калининградской области // Международный научно-исследовательский журнал. 2020. Т. 12, № 102. С. 25—31. doi: 10.23670/IRJ.2020.102.12.038.
14. Напреенко М. Г. Флора и растительность верховых болот Калининградской области : дис. ... канд. биол. наук. Калининград, 2002.
15. Баймуратов Р. А., Напреенко М. Г., Королева Ю. В. Аккумуляционные способности мохообразных нарушенных торфяников (на примере карбонового полигона в Калининградской области) // Russian Journal of Earth Sciences. 2023. Т. 23, № 4. С. ES4002. doi: 10.2205/2023es000873.
16. Antsiferova O., Napreenko M., Napreenko-Dorokhova T. Transformation of soils and mire community reestablishment potential in disturbed abandoned peatland: A case study from the Kaliningrad Region, Russia // Land 2023. Vol. 12. P. 1880. doi: 10.3390/land12101880.
17. European surveys of heavy metal accumulation in mosses. 2017. doi: https://icpvegetation.ceh.ac.uk/ourscience/heavy-metals (дата обращения: 04.09.2024).
18. Напреенко М. Г., Напреенко-Дорохова Т.В., Карелина В. И., Пеленс Е. Д. Мониторинг видового состава и эколого-ценотических характеристик сфагновых мхов на карбоновом полигоне «Росянка» (Калининградская область) // Вестник Балтийского федерального университета им. И. Канта. Сер.: Естественные и медицинские науки. 2022. № 1. С. 73—87. EDN: MHDSQQ.
19. Савич-Любицкая Л.И., Смирнова З. Н. Определитель сфагновых мхов СССР. Л, 1968.
20. Dierssen K. Bestimmungsschlüssel der Torfmoose in Norddeutschland. Mitt. d. Arbeitsgemeinschaft Geobotanik in Schleswig-Holstein und Hamburg. 1996. Bd. 50. S. 86.
21. Игнатов М. С., Игнатова Е. А. Флора мхов средней части европейской России // Arktoa. 2003. Vol. 11.
22. Hassel K., Kyrkjeeide M. O., Yousefi N. et al. Sphagnum divinum (sp. nov.) and S. medium Limpr. and their relationship to S. magellanicum Brid // Journal of Bryology. 2018. doi: 10.1080/03736687.2018.1474424.
23. Shaw A. J., Piatkowski B., Duffy A. M. et al. Phylogenomic structure and speciation in an emerging model: the Sphagnum magellanicum complex (Bryophyta) // New Phytologist. 2022. Vol. 236. P. 1497—1511. doi: 10.1111/nph.18429.
24. Koroleva Y. Napreenko M., Baymuratov R., Schefer R. Bryophytes as a bioindicator for atmospheric deposition in different coastal habitats (a case study in the Russian sector of the Curonian Spit, South-Eastern Baltic) // International Journal of Environmental Studies. 2019. Vol. 77, № 1. P. 152—162. doi: 10.1080/00207233.2019.1594301.
25. Stafilov T., Šajn R., Barandovski L. et al. Moss biomonitoring of atmospheric deposition study of minor and trace elements in Macedonia // Air Quality, Atmosphere and Health. 2018. Vol. 11. P. 137—152. doi: 10.1007/s11869-017-0529-1.
26. Кабата-Пендиас А., Пендиас Х. Микроэлементы в почвах и растениях / под ред. Ю. Е. Саета : пер. с англ. Д. В. Гричук, Е. П. Янина. М., 1989.
27. Kempter H., Krachler M., Shotyk W., Zaccone C. Validating modelled data on major and trace element deposition in southern Germany using Sphagnum moss // Atmospheric Environment. 2017. Vol. 167. P. 656—664. doi: 10.1016/j.atmosenv.2017.08.037.
28. Nagajyoti P. C., Lee K. D., Sreekanth T. V. M. Heavy metals, occurrence and toxicity for plants: a review // Environmental Chemistry Letters. 2010. Vol. 8, № 3. P. 199— 216. doi: 10.1007/s10311-010-0297-8.
29. Ryzhakova N. K., Rogova N. S., Borisenko A. L. Research of mosses accumulation properties used for assessment of regional and local atmospheric pollution // Environmental Research, Engineering and Management. 2014. Vol. 69, № 3. P. 84—91. doi: 10.5755/j01.erem.69.3.5566.
30. Рогова Н. С., Рыжкова Н. К., Борисенко А. Л., Меркулов В. Г. Изучение аккумуляционных свойств мхов, используемых при мониторинге загрязнения атмосферы // Оптика атмосферы и океана. 2011. Т. 24, № 1. С. 79.
2. Aceto M., Abollino O., Conca R. et al. The use of mosses as environmental metal pollution indicators // Chemosphere. 2003. Vol. 50. P. 333—342. doi: 10.1016/S0045-6535(02)00533-7.
3. García-Seoane R., Antelo J., Fiol S. et al. Unravelling the metal uptake process in mosses: Comparison of aquatic and terrestrial species as air pollution biomonitors // Environmental Pollution. 2023. Vol. 333. P. 122069. doi: 10.1016/j.envpol.2023.122069.
4. Frontasyeva M., Galinskaya T. Ye, Krmar M. et al. Atmospheric deposition of heavy metals in northern Serbia and Bosnia-Herzegovina studied by the moss biomonitoring, neutron activation analysis and GIS technology // Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry. 2004. Vol. 259, № 1. P. 141—144. doi: 10.1023/b:jrnc.0000015819.67830.60.
5. Dyderski M. K., Czapiewska N., Zajdler M. et al. Functional diversity, succession, and human-mediated disturbances in raised bog vegetation // Science of The Total Environment. 2016. Vol. 562. P. 648—657. doi: 10.1016/j.scitotenv.2016.04.102.
6. Harmens H., Norris A. D., Steinnes E. et al. Mosses as biomonitors of atmospheric heavy metal deposition: spatial patterns and temporal trends in Europe // Environmental Pollution. 2010. Vol. 158. P. 3144—3156. doi: 10.1016/j.envpol.2010.06.039.
7. Harmens H., Norris D., Mills G. Heavy metals and nitrogen in mosses: spatial patterns in 2010/2011 and long-term temporal trends in Europe // NERC/Centre for Ecology & Hydrology. 2013. doi: icpvegetation.ceh.ac.uk.
8. Gorelova S. V., Frontasyeva M. V., Volkova E. V. et al. Trace element accumulating ability of different moss species used to study atmospheric deposition of heavy metals in Central Russia: Tula region case study // International Journal of Biology and Biomedical Engineering. 2016. Vol. 10. P. 271—285.
9. Rühling Å. Atmospheric heavy metal deposition in Europe 1995—1996. Nordic Council of Ministers, 1998.
10. Королева Ю. В. Биоиндикация атмосферных выпадений тяжелых металлов на территории Калининградской области // Вестник Балтийского федерального университета им. И. Канта. Сер.: Естественные и медицинские науки. 2010. № 7. С. 39—44. EDN: MSYOOH.
11. Королева Ю. В. Использование мхов Hylocomium splendens и Pleurozium schreberi для оценки абсолютных значений атмосферных выпадений тяжелых металлов в Калининградской области // Вестник Балтийского федерального университета им. И. Канта. Сер.: Естественные и медицинские науки. 2006. № 7. С. 29—34. EDN: HVSBFR.
12. Frontasyeva M., Harmens H., Uzhinskiy A. et al. Mosses as biomonitors of air pollution: 2015/2016 survey on heavy metals, nitrogen and POPs in Europe and beyond. Dubna, 2020. doi: 10.13140/RG.2.2.30159.71848.
13. Ананян А. С., Королева Ю. В., Алексеенок Ю. В. Биомониторинг тяжелых металлов на территории Калининградской области // Международный научно-исследовательский журнал. 2020. Т. 12, № 102. С. 25—31. doi: 10.23670/IRJ.2020.102.12.038.
14. Напреенко М. Г. Флора и растительность верховых болот Калининградской области : дис. ... канд. биол. наук. Калининград, 2002.
15. Баймуратов Р. А., Напреенко М. Г., Королева Ю. В. Аккумуляционные способности мохообразных нарушенных торфяников (на примере карбонового полигона в Калининградской области) // Russian Journal of Earth Sciences. 2023. Т. 23, № 4. С. ES4002. doi: 10.2205/2023es000873.
16. Antsiferova O., Napreenko M., Napreenko-Dorokhova T. Transformation of soils and mire community reestablishment potential in disturbed abandoned peatland: A case study from the Kaliningrad Region, Russia // Land 2023. Vol. 12. P. 1880. doi: 10.3390/land12101880.
17. European surveys of heavy metal accumulation in mosses. 2017. doi: https://icpvegetation.ceh.ac.uk/ourscience/heavy-metals (дата обращения: 04.09.2024).
18. Напреенко М. Г., Напреенко-Дорохова Т.В., Карелина В. И., Пеленс Е. Д. Мониторинг видового состава и эколого-ценотических характеристик сфагновых мхов на карбоновом полигоне «Росянка» (Калининградская область) // Вестник Балтийского федерального университета им. И. Канта. Сер.: Естественные и медицинские науки. 2022. № 1. С. 73—87. EDN: MHDSQQ.
19. Савич-Любицкая Л.И., Смирнова З. Н. Определитель сфагновых мхов СССР. Л, 1968.
20. Dierssen K. Bestimmungsschlüssel der Torfmoose in Norddeutschland. Mitt. d. Arbeitsgemeinschaft Geobotanik in Schleswig-Holstein und Hamburg. 1996. Bd. 50. S. 86.
21. Игнатов М. С., Игнатова Е. А. Флора мхов средней части европейской России // Arktoa. 2003. Vol. 11.
22. Hassel K., Kyrkjeeide M. O., Yousefi N. et al. Sphagnum divinum (sp. nov.) and S. medium Limpr. and their relationship to S. magellanicum Brid // Journal of Bryology. 2018. doi: 10.1080/03736687.2018.1474424.
23. Shaw A. J., Piatkowski B., Duffy A. M. et al. Phylogenomic structure and speciation in an emerging model: the Sphagnum magellanicum complex (Bryophyta) // New Phytologist. 2022. Vol. 236. P. 1497—1511. doi: 10.1111/nph.18429.
24. Koroleva Y. Napreenko M., Baymuratov R., Schefer R. Bryophytes as a bioindicator for atmospheric deposition in different coastal habitats (a case study in the Russian sector of the Curonian Spit, South-Eastern Baltic) // International Journal of Environmental Studies. 2019. Vol. 77, № 1. P. 152—162. doi: 10.1080/00207233.2019.1594301.
25. Stafilov T., Šajn R., Barandovski L. et al. Moss biomonitoring of atmospheric deposition study of minor and trace elements in Macedonia // Air Quality, Atmosphere and Health. 2018. Vol. 11. P. 137—152. doi: 10.1007/s11869-017-0529-1.
26. Кабата-Пендиас А., Пендиас Х. Микроэлементы в почвах и растениях / под ред. Ю. Е. Саета : пер. с англ. Д. В. Гричук, Е. П. Янина. М., 1989.
27. Kempter H., Krachler M., Shotyk W., Zaccone C. Validating modelled data on major and trace element deposition in southern Germany using Sphagnum moss // Atmospheric Environment. 2017. Vol. 167. P. 656—664. doi: 10.1016/j.atmosenv.2017.08.037.
28. Nagajyoti P. C., Lee K. D., Sreekanth T. V. M. Heavy metals, occurrence and toxicity for plants: a review // Environmental Chemistry Letters. 2010. Vol. 8, № 3. P. 199— 216. doi: 10.1007/s10311-010-0297-8.
29. Ryzhakova N. K., Rogova N. S., Borisenko A. L. Research of mosses accumulation properties used for assessment of regional and local atmospheric pollution // Environmental Research, Engineering and Management. 2014. Vol. 69, № 3. P. 84—91. doi: 10.5755/j01.erem.69.3.5566.
30. Рогова Н. С., Рыжкова Н. К., Борисенко А. Л., Меркулов В. Г. Изучение аккумуляционных свойств мхов, используемых при мониторинге загрязнения атмосферы // Оптика атмосферы и океана. 2011. Т. 24, № 1. С. 79.