Публикации автора

В работе рассмотрены вопросы влияния отдаленных последствий боевых действий на состояние древесных растений (на примере г. Донецка). Установлено, что в результате повреждения экспериментального дендроценоза ударной вибрационно-акустической волной в 2017 году пострадали 29 растений, в большей степени деревья Fraxinus excelsior L. (~52%). Общие нарушения - вывал деревьев с плитой или начало этого процесса, вывал ослабших растений, у которых корневая система была нарушена ранее или же слабо развита в результате конкуренции с другими видами, необратимые деформации, разрыв тканей или облом ствола и скелетных ветвей первого порядка. При оценке отдаленных экологических эффектов выяснили, что через 7,5 лет после происшествия выпали (или подверглись критическим нарушениям) 122 дерева - Fraxinus excelsior L. (59%), Robinia pseudoacacia L. (23%), Gleditsia triacanthos L. (9%) и Acer platanoides L. (9%). Динамика выпадения древесных растений показывает, что полученные повреждения от ударной волны (точка отсчета 2017 год) нарушили целостность дендроценоза и приводят к каскадному выпадению древесных растений вследствие влияния природно-климатических факторов (по состоянию на 2024 г.). Выявлен устойчивый вид - Quercus robur L.: его мощная корневая система и значительные размеры способствовали сопротивлению растений к ударной вибрационно-акустической волне; по результатам мониторинговых исследований в 2024 году установили, что деревья находятся в отличном состоянии.

Исследовано повреждающее воздействие магнитной маркировки наночастицами магнетита и постоянного магнитного поля на жизнеспособность, метаболизм и магнитные свойства магнитомаркированных дрожжевых клеток, которые могут быть использованы как магнитоуправляемые биосорбенты с пассивными и активными механизмами биосорбции. Магнитные свойства магнитомаркированных клеток оценивались методом весов Фарадея. Показано, что магнитная восприимчивость магнитомаркированных клеток возрастает при увеличении концентрации железа, приходящегося на 1 клетку ( CFe ), и не изменяется в течение нескольких суток для клеток, культивируемых в постоянном магнитном поле и без постоянного магнитного поля. Повреждающее воздействие на жизнеспособность исследуемых дрожжевых клеток оценивалось по разности относительной доли живых клеток в популяции в начале и конце их культивирования. Количество живых клеток оценивалось методом окрашивания метиленовым синим и подсчетом окрашенных клеток в камере Горяева. Показано, что повреждающее воздействие магнитной маркировки в исследованном диапазоне CFe не зависит от CFe при культивировании без постоянного магнитного поля и возрастает с увеличением CFe при культивировании в постоянном магнитном поле. Метаболизм магнитомаркированных клеток оценивали по выходу протонов из дрожжевых клеток в ходе переработки ими глюкозы (тест подкисления). Показано, что магнитная маркировка снижает интенсивность выхода протонов из клетки не более чем на 30%. Таким образом, в данной работе показано, что при использовании магнитной маркировки наночастицами магнетита можно получать жизнеспособные дрожжевые клетки с парамагнитной восприимчивостью. Такие магнитомаркированные клетки можно использовать как магнитоуправляемые биосорбенты, которые могут осуществлять пассивную и активную биосорбцию токсикантов и при этом эффективно отделяться с помощью магнитных сепараторов от очищаемой среды.

В работе рассмотрены вопросы устойчивости насаждений дуба черешчатого в условиях изменяющегося климата Донбасса. Установлено, что общее состояние Quercus robur L. оценено на территории дендрария Донецкого ботанического сада (экспериментальных дубрав) как неудовлетворительное, с серьезными нарушениями в структуре дендроценоза, которые могут привести к деградации экотопа. Для остальных территорий состояние деревьев дуба черешчатого оценивается как хорошее. Растения, в том числе и деревья пирамидальной формы, проявляют высокую стойкость к антропогенным нагрузкам. Флуктуирующая асимметрия листовых пластин как показатель устойчивости растений коррелирует с состоянием древесных растений, а также имеются предпосылки к утверждению, что и со степенью повреждения листового аппарата дендрофильными насекомыми. В свою очередь, вредители влияют на стабильность развития дуба черешчатого в различных экотопах города Донецка. Установлено, что характерные повреждения дубовой широкоминирующей молью Acrocercops brongniardella (Fabricius, 1798) приводят к уменьшению полезной площади листа, что отражается на ухудшении фотосинтетической активности и показателе фотохимической эффективности (квантовый выход флуоресценции). Установлено, что уровень минимальной флуоресценции для листовых пластин без повреждения вредителями в среднем выше на 20,5% и отражает количество хлорофилла в вегетативном органе.

В работе рассмотрены вопросы эколого-биологических особенностей произрастания бука европейского на территории степной зоны Донбасса в условиях юга Восточно-Европейской равнины. С учетом изменяющегося на протяжении 10 лет климата актуальными становятся вопросы устойчивости интродуцированных видов к изменениям температуры, действию снежных и ледяных бурь, возникающих внутри сезонов. Установлено, что с экологической точки зрения наибольший ущерб растение испытывает при резких изменениях погодных условий внутри сезона (циклические процессы заморозки/оттаивания) и неравномерном прогреве древесных тканей при оттаивании, что снижает локально их физико-механические свойства. В результате этого ствол или скелетные ветви теряют свойство относительной однородности. Неравномерная скорость изменения механических свойств приводит к потере жесткости и повышенному напряжению, верхняя часть ствола становится дополнительной оледеневшей массой, при этом нагрузка на оттаявшую область приближается к критической. Описанные эффекты объясняются состоянием воды в сосудах древесных растений. Так, в цикле замораживания/оттаивания (сезонные явления) происходит изменение фазового состояния свободной воды и, как следствие, её физических свойств. При прохождении через 0°C происходит порционное таяние льда, которое со временем приводит к неравномерному во времени снижению модуля упругости древесины. В результате этого физико-механические свойства древесины различаются в разных частях объема и быстро изменяются при переходе воды из твердой фазы в жидкую. Экологические последствия данного явления - необратимые деформации органов растения, изменение архитектоники кроны и угла наклона ствола, в крайних случаях облом ствола и скелетных ветвей.

В работе рассмотрены вопросы онтогенетических изменений механической устойчивости 18 видов древесных растений, произрастающих в экосистемах промышленного города Донецка: Acer campestre L., Acer negundo L., Acer platanoides L., Acer pseudoplatanus L., Acer saccharinum L., Aesculus hippocastanum L., Betula pendula Roth, Fraxinus excelsior L., Fraxinus lanceolata Borkh., Gleditsia triacanthos L., Populus simonii Carriere, Populus nigra L., Populus balsamifera L., Populus bolleana Lauche, Quercus robur L., Robinia pseudoacacia L., Tilia cordata Mill., Ulmus laevis Pall. Установлено, что на начальных стадиях онтогенеза древесных растений их биомеханика обеспечивает выживание посредством высокой гибкости. Это связано с небольшой критической массой и нагрузкой, которые легко достигаются при действии на растение статических и динамических факторов. Лишь значительное увеличение линейных размеров позволяет удерживать собственную массу весом в несколько тонн и выше, а также выдерживать действие неблагоприятных климатических факторов. Исследованные онтогенетические зависимости механической устойчивости основных видов древесных растений в экосистемах города Донецка должны быть использованы при озеленении города.

Урбанизация и неуклонное развитие городов влечёт за собой ощутимое усиление антропогенного давления на окружающую среду. В условиях Донбасса основными источниками загрязнения выступают металлургические заводы, угольные шахты, предприятия химической и коксохимической промышленности, а также автотранспорт как основной источник зашумления любого мегаполиса. Выбросы автотранспорта содержат широкий спектр токсикантов, оказывающих негативное влияние на фитоценозы. В результате проведенных исследований определили интенсивность транспортного потока (в среднем 1330 ± 680 ед./час) и вибрационно-акустического зашумления (превышение ПДУ на 37 ± 4% по средним значениям и 24 ± 3% по их максимумам), как комплексного показателя антропогенного загрязнения территории, участки ранжировали по 3 уровням: с высоким, средним и низким антропопрессингом. Экологическое значение влияния антропогенной нагрузки проявлялось в снижении жизнеспособности древесных растений и увеличении числа повреждений. На территориях с высокой интенсивностью транспортного потока (более 1 тыс. ед./час) и повышенным уровнем шумового загрязнения (свыше 30% от предельно допустимого уровня) проявлялись наиболее выраженные негативные биологические последствия: снижение доли деревьев, находящихся в удовлетворительном состоянии, и увеличение количества растений, имеющих высокую долю повреждений или находящихся в критическом состоянии (21-57% от выборки). Морфологические нарушения, такие как искривление ствола, отслоение коры, наличие гнили, изменения архитектоники кроны, а также механические повреждения нарушали целостность защитных тканей растений. Данные факторы создают благоприятные условия для проникновения патогенных микроорганизмов и вредителей, развития гнилостных процессов и общего ухудшения состояния деревьев. На исследуемой территории было идентифицировано 23 вида древесных растений, принадлежащих к 13 различным родам, что свидетельствует об умеренном уровне видового разнообразия. По количеству видов доминирующими являются рода Ulmus L., Acer L. и Populus L. По количеству экземпляров доминируют Robinia pseudoacacia L., Ulmus laevis Pall., Acer pseudoplatanus L., Acer platanoides L., Ulmus pumila L., Syringa vulgaris L., Populus simonii Carrière, Ulmus glabra Huds., Acer saccharum Marshall, Populus bolleana Lauche, Sorbus intermedia (Ehrh.) Pers., Fraxinus pennsylvanica Marshall. Выделили несколько основных видов, подверженных кронированию и санитарной обрезке - Ulmus laevis Pall., Ulmus glabra Huds., Ulmus pumila L. и Robinia pseudoacacia L. Данные растения находились в возрастной группе 50-59 лет и достигли критического возраста в регионе. В результате ветровалов, которые всё чаще происходят в регионе, скелетные ветви таких растений подвержены облому, т. к. новые побеги слабее в креплении и легче поддаются необратимой деформации.

В условиях современного Донбасса, при уже существовавших ранее негативных факторах техногенной нагрузки в условиях промышленного региона, а также наслоении новых антропогенных вызовов, встает ряд проблем, связанных со стабильностью и развитием биологических систем. Устойчивость дендроценозов и непосредственно программа выживания рассматривается как соотношение между величиной стрессирующего воздействия и степенью полученного повреждения для различных её компонентов (организмов, популяций, сообществ). В работе представлена комплексная эколого-биологическая оценка состояния деревьев Quercus robur L., произрастающих на территории г. Енакиево, на основе дендрологических и энтомологических исследований. Деревья, сильно ослабленные со значительными повреждениями стволов растений и нарушениями архитектоники кроны, что коррелирует с показателем флуктуирующей асимметрии листовых пластин (0,074 ± 0,03) и оценивается как экологический кризис состояния дендроценозов. Определены морфологические и механические повреждения ствола (кривизна, многоствольность, сухобокость и инородные включения), дана их классификация. Выявленные пороки достоверно приводят к ослаблению и повышению уязвимости деревьев к воздействию дендрофильных насекомых. По результатам исследования желудей установлен высокий показатель поражения - 87%, что негативно сказывается на плодоношении и всхожести проростков. Также найдены личинки карпофагов из двух семейств (Curculionidae и Tortricidae). Поражение листовых пластин вредителем Acrocercops brongniardella (Fabricius, 1798) составляет в среднем 0,72%. Такой показатель достоверно не отражался на состоянии древостоев.