Геофизические процессы и биосфера: статья

МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНАЯ РЕАКЦИЯ РАСТЕНИЙ НА ИЗМЕНЕНИЕ УСЛОВИЙ ПРОИЗРАСТАНИЯ В ЗОНАХ АКТИВНЫХ РАЗЛОМОВ КУРАЙСКОГО ХРЕБТА (ГОРНЫЙ АЛТАЙ)
И.Г. БОЯРСКИХ1,2
А.Р. АГАТОВА3,4
А.И. СЫСО2
А.И. КЛЮЧЕВСКАЯ1
1 Центральный Сибирский ботанический сад СО РАН
2 Институт почвоведения и агрохимии СО РАН
3 Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН
4 Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б.Н. Ельцина
Журнал: Геофизические процессы и биосфера
Том: 19
Номер: 2
Год: 2020
Страницы: 19-44
УДК: 574.24:504.5:502.64
DOI: 10.21455/gpb2020.2-2
Информация об авторах
Аннотация
Библиографический список
Ключевые слова: зоны активных разломов, геомагнитные аномалии, радионуклиды, ртуть, радон, биологические эффекты, полифенолы, Алтай
Аннотация: В результате комплексных геолого-геофизических, геохимических и ботанических исследований в долине р. Курайка (Курайский хребет, Горный Алтай) установлены контрастные изменения характеристик среды произрастания жимолости синей (Lonicera caerulea) в зоне сочленения регионального Кубадринского и локального активных разломов. В условиях высокоградиентного магнитного поля отмечается увеличение вариабельности концентраций радионуклидов, макро- и микроэлементов в почвах, повышение содержания ртути в почвенном и приземном воздухе, а также увеличение мощности экспозиционной дозы гамма-излучения. В зависимости от комплексов геоэкологических факторов в микропопуляциях жимолости синей наблюдалось как достоверное увеличение, так и уменьшение размеров плодов и семенной продуктивности. Увеличение более чем в 3 раза уровня накопления биологически активных фенольных соединений в плодах растений, одновременное уменьшение их концентрации в листьях и снижение соотношения между содержанием отдельных классов полифенолов в листьях и плодах рассматриваются как результирующий отклик на стрессовое воздействие факторов, связанных с активными тектоническими процессами в рассматриваемой части Алтая.
Список литературы: Агаджанян Н.А., Грачев В.А., Жалковский Е.В., Расторгуев В.Н., Сидоров П.И., Черешнев В.А., Юдахин Ф.Н. и др. Экология человека в изменяющемся мире. 2008. 570 с.

Агатова А.Р., Непоп Р.К., Высоцкий Е.М. Сейсмогравитационные палеодислокации в долине реки Чаган (Юго-Восточный Алтай) // Геоморфология. 2006. № 4. С. 53-62.

Агатова А.Р., Непоп Р.К., Баринов В.В., Назаров А.Н., Мыглан В.С. Первый опыт датирования сильных голоценовых землетрясений Горного Алтая с использованием длительных древесно-кольцевых хронологий // Геология и геофизика. 2014. Т. 55, № 9. С. 1344-1355.

Агатова А.Р., Непоп Р.К., Хазин Л.Б., Жданова А.Н., Успенская О.Н., Овчинников И.Ю., Моска П. Новые хронологические, палеонтологические и геохимические данные о формировании ледниково-подпрудных озер в Курайской впадине (юго-восток Русского Алтая) в конце позднего плейстоцена // Докл. Акад. наук. 2019. Т. 488, №. 3. С. 319-322.

Биологический контроль окружающей среды: Генетический мониторинг / Под ред. С.А. Гераськина, Е.С. Сарапульцевой. М.: Академия, 2010. 208 с.

Биологический мониторинг природно-техногенных систем / Под ред. Т.Я. Ашихмина, Н.М. Алалыкина. Сыктывкар, 2011. 388 с.

Бондаренко П.М. Моделирование надвиговых дислокаций в складчатых областях (на примере Акташских структур Горного Алтая). Новосибирск: Наука, 1976. 118 с.

Бондаренко П.М., Девяткин Е.В., Лискун И.Г. Материалы по новейшей тектонике и стратиграфии кайнозойских отложений Акташского района Курайской неотектонической зоны Горного Алтая // Проблемы геоморфологии и неотектоники орогенных областей Сибири и Дальнего Востока. Новосибирск: Наука, 1968. Т. 2. С. 65-73.

Боярских И.Г., Шитов А.В. Особенности внутрипопуляционной изменчивости плодов Lonicera caerulea L. в связи с активными геологическими процессами Горного Алтая // Вестн. Том. гос. ун-та. 2011. № 348. С. 143-147.

Боярских И.Г., Васильев В.Г., Кукушкина Т.А. Изменение метаболизма Lonicera caerulea L. в тектонически активной зоне Горного Алтая (Северо-Чуйский хр.) // Растительный мир Азиатской России. 2011а. № 2. С.114-119.

Боярских И.Г., Васильев В.Г., Кукушкина Т.А. Содержание флавоноидов и гидроксикоричных кислот в Lonicera caerulea (Caprifoliaceae) в популяциях Горного Алтая // Раст. ресурсы. 2014. Вып. 1. С. 105-121.

Боярских И.Г., Худяев С.А., Платонова С.Г., Колотухин С.П., Шитов А.В., Кукушкина Т.А., Чанкина О.В. Изменение биохимических и морфологических характеристик Lonicera caerulea в тектонически активной зоне долины р. Джазатор (Горный Алтай) // Геофизические процессы и биосфера. 2011б. T. 10, № 4. С. 44-65.

Боярских И.Г., Сысо А.И., Лучшева Л.Н., Агатова А.Р., Худяев С.А., Бакиянов А.И. Распределение элементов в почвах и метаболизм растений в зонах сейсмоактивных разломов (Курайский хребет, Горный Алтай) // Система «Планета Земля». М.: ЛЕНАНД, 2012а. С. 330-339.

Боярских И.Г., Сысо А.И., Худяев С.А., Бакиянов А.И., Колотухин С.П., Васильев В.Г., Чанкина О.В. Особенности элементного и биохимического состава Lonicera caerulea L. в локальной геологически активной зоне Катунского хребта (Горный Алтай) // Геофизические процессы и биосфера. 2012б. № 3. С. 70-84.

Боярских И.Г., Агатова А.Р., Куликова А.И., Бакиянов А.И., Скапцов М.В., Мажейка Й. Комплексное геолого-геофизическое и ботаническое исследование зоны тектонического сочленения Катунского хребта и Уймонской впадины (Горный Алтай) // Геофизические процессы и биосфера. 2018. T. 17, № 1. С. 45-76. https://doi.org/10.21455/GPB2018.1-3

Вьюхина А.А., Омельченко Г.В., Шиманская Е.И., Чохели В.А., Вардуни Т.В. Применение методов биотестирования для индикации закономерностей варьирования фенотипических и цитогенетических изменений растений-индикаторов в зависимости от степени тектонической нарушенности зоны произрастания // Изв. вузов. Северо-Кавказский регион. Сер. Естественные науки. 2013. № 1 (173). С. 45-51.

Гольдин С.В., Селезнёв В.С., Еманов А.Ф. Филина А.Г., Еманов А.А., Новиков И.С., Высоцкий Е.М., Фатеев А.В., Колесников Ю.И., Подкорытова В.Г., Лескова Е.В., Ярыгина М.А. Чуйское землетрясение и его афтершоки // Докл. РАН. 2004. Т. 395, № 4. С. 534-536.

Горбушина Л.В., Зимин Д.Ф., Сердюкова А.С. Радиометрические и ядерногеофизические методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых: Учеб. пособие. М.: Атомиздат, 1970. 376 с.

Государственная геологическая карта Российской Федерации. М. 1 : 1 000 000 (3-е поколение). Сер. Алтае-Саянская. Л. М-45 (Горно-Алтайск) / Ред. С.П. Шокальский. СПб.: Картфабрика ВСЕГЕИ, 2011.

Давыдов М.Г. Бураева Е.А., Зорина Л.В., Малышевский В.С., Стасов В.В. Радиоэкология: учеб. для вузов. Ростов н/Д: Феникс, 2013. 635 с.

Деев Е.В. Зоны концентрации древних и исторических землетрясений Горного Алтая // Физика Земли. 2019. № 3. С. 71-96.

Деев Е.В., Зольников И.Д., Гольцова С.В., Русанов Г.Г., Еманов А.А. Следы древних землетрясений в четвертичных отложениях межгорных впадин центральной части Горного Алтая // Геология и геофизика. 2013. Т. 54, № 3. С. 410-423

Добровольсий В.В. Биогеохимия мировой суши. Избр. тр. М.: Науч. мир, 2009. Т. 3. 440 с.

Еманов А.Ф., Еманов А.А., Филина А.Г., Лескова Е.В. Пространственно-временные особенности сейсмичности Алтае-Саянской складчатой зоны // Физическая мезомеханика. 2005. Т. 8, № 1. С. 49-64.

Завьялов А.Д., Перетокин С.А., Данилова Т.И., Медведева Н.С., Акатова К.Н. Общее сейсмическое районирование: От карт ОСР-97 к картам ОСР-2016 и картам нового поколения в параметрах физических характеристик // Вопросы инженерной сейсмологии. 2018. Т. 45, № 4. С. 47-68. https://doi.org/10.21455/VIS2018.4-4

Коноплев А.В. Исследования загрязнения атмосферного воздуха Российской Арктики стойкими загрязняющими веществами // Тез. докл. Междунар. совещ. по итогам МПГ. Сочи, 2009. С. 74.

Королюк А. Ю. Экологические оптимумы растений юга Сибири // Ботанические исследования Сибири и Казахстана. 2006. Вып. 12. С. 3-38.

Куликова А.И., Боярских И.Г. Репродуктивная способность Lonicera caerulea (Caprifoliaceae) в локальной зоне геолого-геофизической неоднородности Горного Алтая // Сиб. экол. журн. 2015. № 4. С. 608-616.

Кутинов Ю.Г., Чистова.З.Б., Беляев В.В., Бурлаков П.С. Влияние тектонических нарушений (дегазация, наведенные токи, вариации геомагнитного поля) севера Русской плиты на окружающую среду (на примере Архангельской области) // Вестн. КРАУНЦ. 2009. № 2, вып. 14. С. 77-89.

Ловкова М.Я., Бузук Г.Н., Соколова С.М. Генетические аспекты взаимосвязи алкалоидов и химических элементов в растениях Atropa belladonna L. и Glaucium flavum Grantz // Прикладная биохимия и микробиология. 2008. № 4. С. 459-462.

Магниторазведка: Справ. геофизика / Под ред. В.Е. Никитского, Ю.С. Глебовского. М.: Недра, 1980. 367 с.

Мамаев С.А. Формы внутривидовой изменчивости древесных растений. М.: Наука, 1973. 283 с.

Методические указания по семеноведению интродуцентов. 1980. М.: Наука, 64 с.

Мухин А.С. Курайское месторождение ртути на юго-восточном Алтае // Вестн. ЗСГТ. 1937. № 1. С. 43-51.

Новиков И.С. Морфотектоника Алтая / Науч. ред. Е.В. Девяткин, Г.Ф. Уфимцев. Новосибирск: Изд-во СО РАН; филиал «Гео», 2004. 313 с. (Ин-т геол., геофизики и минералогии им. А.А. Трофимука. Труды. Вып. 852).

Новиков И.С., Поспеева Е.В. Неотектоника восточной части Горного Алтая по данным магнитотеллурического зондирования // Геология и геофизика. 2017. Т. 58, № 7. С. 959-971.

Новиков И.С., Агатова А.Р., Дельво Д. Новейшая тектоника Курайского хребта (Горный Алтай) // Геология и геофизика. 1998. Т. 39, № 7. С. 965-972.

Озерова Н.А. Ртуть и эндогенное рудообразование. М.: Наука, 1986. 232 с.

Перельман А.И., Касимов Н.С. Геохимия ландшафта. М.: Изд-во МГУ, 1999. 610 с.

Плеханова М.Н. Классификатор рода Lonicera L. подсекции Caeruleae Rehd. (жимолость). Л.: ВИР, 1988. 25 с.

Побаченко С.В., Шитов А.В., Григорьев П.Е., Соколов М.В., Зубрилкин А.И., Выпирайло Д.Н., Соловьев А.В. ЭЭГ-реакции мозга человека в градиентном магнитном поле зоны активного геологического разлома (пилотное исследование) // Геофизические процессы и биосфера. 2015. Т. 14, № 4. С. 37-48.

Позолотина В.Н. Отдаленные последствия действия радиации на растения. Екатеринбург: Академкнига, 2003. 244 с.

Раменский Л.Г., Цаценкин И.А., Чижиков О.Н., Антипин Н.А. Экологическая оценка кормовых угодий по растительному покрову. М.: Сельхозгиз, 1956. 472 с.

Рогожин Е.А., Платонова С.Г. Очаговые зоны сильных землетрясений Горного Алтая в голоцене. М.: ОИФЗ РАН, 2002. 130 с.

Рогожин Е.А., Овсюченко А.Н., Мараханов А.В. Сильнейшие землетрясения на юге Горного Алтая в голоцене // Физика Земли. 2008. № 6. C. 31-51.

Рогожин Е.А., Овсюченко А.Н., Мараханов А.В., Ушанова Е.А. Тектоническая позиция и геологические проявления Алтайского землетрясения // Геотектоника. 2007. № 2. С. 3-22.

Рогожин Е.А., Богачкин Б.М., Нечаев Ю.В., Платонова С.Г., Чичагова О.А., Чичагов В.П. Новые данные о древних сильных землетрясениях Горного Алтая // Физика Земли. 1998. № 3. С. 1-7.

Русанов Г.Г., Деев Е.В., Ряполова Ю.М., Зольников И.Д. Палеогидротермальная активность разломов Горного Алтая по результатам датирования травертинов // Геология и минерально-сырьевые ресурсы Сибири. 2013. №. 4. С. 53-64.

Скворцов А.К., Куклина А.Г. Голубые жимолости: Ботаническое изучение и перспективы культуры в средней полосе России. М.: Наука, 2002. 160 с.

Скугорева С.Г., Головко Т.К. Влияние нитрата ртути на рост и метаболизм салата и редиса // Агрохимия. 2007. № 2. С. 66-71.

Судачкова Н.Е., Шеин И.В., Романова Л.И., Милютина И.Л., Кудашева Ф.Н., Вараксина Т.Н., Степень Р.А. Биохимические индикаторы стрессового состояния древесных растений. Новосибирск: Наука, 1997. 176 с.

Таусон В.Л., Гелетий В.Ф., Меньшиков В.И. Уровни содержания, характер распределения и формы нахождения ртути как индикаторы источников ртутного загрязнения природной среды // Химия в интересах устойчивого развития. 1995. Т. 3, № 1-2. С. 151-159.

Таусон В.Л., Меньшиков В.И., Зубков В.С. Использование термического атомно-абсорбционного анализа синтетических кристаллов для диагностики форм ртути в минералах // Геохимия. 1992. № 8. С. 1203-1208.

Титов А.Ф., Таланова В.В., Казнина Н.М. Физиологические основы устойчивости растений к тяжелым металлам: Учеб. пособие. Петрозаводск: Карел. науч. центр РАН, 2011. 77 с.

Уломов В.И., Богданов М.И., Трифонов В.Г., Гусев А.А., Гусев Г.С., Акатова К.Н., Аптикаев Ф.Ф., Данилова Т.И., Кожурин А.И., Медведева Н.С., Никонов А.А., Перетокин С.А., Пустовитенко Б.Г., Стром А.Л. Общее сейсмическое районирование территории Российской Федерации: Пояснительная записка к комплекту карт ОСР-2016 и список населенных пунктов, расположенных в сейсмоактивных районах // Инженерные изыскания в строительстве. 2016. № 7. С. 49-121.

Цыганов Д.Н. Фитоиндикация экологических режимов в подзоне хвойно-широколиственных лесов. М.: Наука, 1983. 196 с.

Федак С.И., Туркин Ю.А., Гусев А.И., Шокальский С.П., Русанов Г.Г., Борисов Б.А., Беляев Г.М., Леонтьева Е.М. Государственная геологическая карта Российской Федерации. М. 1 : 1 000 000 (третье поколение). Сер. Алтае-Саянская. Л. М-45 (Горно-Алтайск). Объяснительная записка. СПб.: Картфабрика ВСЕГЕИ, 2011. 567 с.

Храмова Е.П., Высочина Г.И. Состав и содержание флавоноидов в Potentilla fruticosa (Rosaceae) в условиях техногенного загрязнения в г. Новосибирске // Раст. ресурсы. 2010. Вып. 2. С. 74-86.

Чупахина Г.Н., Масленников П.В., Скрыпник Л.Н., Бессережнова М.И. Реакция пигментной и антиоксидантной систем растений на загрязнение окружающей среды г. Калининграда выбросами автотранспорта // Вестн. Том. гос. ун-та. Биология. 2012. № 2 (18). С. 171-185.

Agati G., Azzarello E., Pollastri S., Tattini M. Flavonoids as antioxidants in plants: location and functional significance // Plant Sci. 2012. V. 196. P. 67-76. https://doi.org/10.1016/j.plantsci.2012.07.014

Agatova A.R., Nepop R.K., Vysotsky E.M. Seismogravitational paleodislocations in the Chagan-river valley (SE Altai) // Geomorfologiya. 2006. N 4. P. 53-62.

Agatova A.R., Nepop R.K., Barinov V.V., Nazarov A.N., Myglan V.S. The first dating of strong Holocene earthquakes in Gorny Altai using long-term tree-ring chronologies // Rus. Geol. and Geoph. 2014. N 9. P. 1059-1067. https://doi.org/http://dx.doi.org/10.1016/j.rgg.2014.08.002

Boyarskikh I.G., Shitov A.V. Intraspecific variability of plants: The impact of active local faults // Man and the geosfhere / Ed. I.V. Florinsky. N.Y.: Nova Sci. Publ. Inc., 2010. P. 145-167.

Boyarskikh I.G., Agatova A.R., Kulikova A.I., Bakiyanov A.I., Skaptsov M.V., Mazeika J. Comprehensive geological-geophysical and botanic study of the tectonic junction zone between the Katun ridge and Uimon depression (Altai Mountains) // Izvestiya Atmospheric and Oceanic Physics. 2018. V. 54, N 8. P. 805-825. https://doi.org/10.1134/S0001433818080030

Boyarskikh I.G., Khudyaev S.A., Platonova S.G., Kolotukhin S.P., Shitov A.V., Kukushkina T.A., Chankina O.V. Change in biochemical and morphological characteristics of Lonicera caerulea in tectonically active zone of the Dzhazator river valley (Altai Mountains) // Izvestiya Atmospheric and Oceanic Physics. 2012. V. 48, N 7. P. 747-760. https://doi.org/10.1134/S000143381207002X

Glantz S.A. Primer of biostatistics. 7th ed. N.Y.: McGraw-Hill, 2012. 320 p.

Deev E.V., Goltsova S.V., Emanov A.A., Zolnikov I.D., Rusanov G.G. Traces of paleoearthquakes in the Quaternary deposits of intermontane basins in Central Gorny Altai // Russian Geology and Geophysics. 2013. V. 54, N 3. P. 312-323. https://doi.org/10.1016/j.rgg.2013.02.006

Harborne, Williams C.A. Advances in flavonoid research since 1992 // Phytochemistry. 2000. V. 55. P. 481-504.

Karak P. Biological activities of flavonoids: an overview // Inter. J. Pharm. Sci. & Res. 2019. V. 10 (4). P. 1567-74. https://doi.org/10.13040/IJPSR.0975-8232

Kulikova A.I., Boyarskikh I.G. Reproductive Ability of Lonicera caerulea (Caprifoliaceae) in the local area of geological and geophysical heterogeneity in the Altai Mountains // Contemporary Problems of Ecology. 2015. V. 8, N 4. P. 484-492. https://doi.org/10.1134/S1995425515040101

Michalak A. Phenolic compounds and their antioxidant activity in plants growing under heavy metal stress review // Pol. J. Environ. Stud. 2006. V. 15. P. 523-530.

Molnar P., Tapponnier P. Cenozoic tectonics of Asia: Effects of a continental collision // Science. 1975. V. 189 (4201). P. 419-426.

Naveed M., Hejazi V., Abbas M., Kamboh A.A., Khan G.J., Shumzaid M., Ahmad F., Babazadeh D., Fang Fang X., Modarresi-Ghazani F., Wen Hua L., Xiao Hui Z. Chlorogenic acid (CGA): A pharmacological review and call for furtherresearch // Biomedicine & Pharmacotherapy. 2018. V. 97. P. 67-74.

Nepop R.K., Agatova A.R. Recurrence interval of strong earthquakes in the SE Altai, Russia revealed by tree-ring analysis and radiocarbon dating // Geochronometria. 2018. V. 45 (1). P. 20-33.

Spivak A.A. Manifestation of fault zones in geophysical fields // Geodynamics & Tectonophysics. 2014. N 5 (2). P. 507-525. https://doi.org/10.5800/GT-2014-5-2-0138

Tectonic faults: Agents of change on a dynamic Earth / Eds. M.R. Handy, G. Hirth, N. Hovius. Cambridge: MIT Press, 2007. 446 p.

Trifonov V.G., Karakhanian A.S. Active faulting and human environment // Tectonophysics. 2004. V. 380, N 3-4. P. 287-294. https://doi.org/10.1016/j.tecto.2003.09.025

Zidorn C. Altitudinal variation of secondary metabolites in flowering heads of the Asteraceae: Trends and causes // Phytochem. Rev. 2010. N 9. P. 197-203.