RUDN Journal of Agronomy and Animal IndustriesRUDN Journal of Agronomy and Animal IndustriesВестник Российского университета дружбы народов. Серия: Агрономия и животноводство2312-797X2312-7988Peoples’ Friendship University of Russia named after Patrice Lumumba1999810.22363/2312-797X-2024-19-1-155-164AKFGIBProtective afforestationЗащитное лесоразведениеResearch ArticleAnthropogenic impact on stability of forest crops development of silver birch Betula pendula Roth in the green zone of AstanaАнтропогенное влияние на стабильность развития лесных культур березы повислой Betula pendula Roth в зеленой зоне г. Астаныhttps://orcid.org/0000-0002-3117-73813897-4757KabanovaSvetlana A.КабановаСветлана Анатольевна

Candidate of Biological Sciences, Associate professor, Head of the Department of Reforestation and Afforestation

кандидат биологических наук, доцент, заведующая отделом воспроизводства лесов и лесоразведения

kabanova.05@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-1185-52188313-4687KochegarovIgor S.КочегаровИгорь Сергеевич

Junior researcher

младший научный сотрудник

garik_0188@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-5479-36899628-4453KabanovAndrey N.КабановАндрей Николаевич

Senior researcher, PhD student

аспирант кафедры биологических наук, Национальный исследовательский Томский государственный университет; старший научный сотрудник, Казахский научно-исследовательский институт лесного хозяйства и агролесомелиорации им. А.Н. Букейхана

7058613132@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-5974-95568209-8687DanchenkoMatvey A.ДанченкоМатвей Анатольевич

Candidate of Geographical Sciences, Associate professor

кандидат географических наук, доцент

mtd2005@sibmail.com5473-5866ShakhmatovPavel F.ШахматовПавел ФедоровичJunior researcherмладший научный сотрудникcektop-aral@mail.ru5324-2516BortsovValery A.БорцовВалерий АнатольевичJunior researcherмладший научный сотрудникbortsov_1969@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2029-89388377-3899ScottSabina A.СкоттСабина Артуровна

PhD student, National Research Tomsk State University; Assistant Professor, Columbus State Community College

аспирант биологических наук, Национальный исследовательский Томский государственный университет; доцент микробиологических наук, Общественный колледж штата Колумбус

sscott73@cscc.eduA.N. Bukeikhan Kazakh Research Institute of Forestry and AgroforestryКазахский НИИ лесного хозяйства и агролесомелиорации им. А.Н. БукейханаNational Research Tomsk State UniversityТомский государственный университетColumbus State Community CollegeГосударственный колледж Колумбуса15032024191Factors of sustainable animal productivity: from genomics to therapyФакторы устойчивой продуктивности животных: от геномики до терапии15516413042024Copyright ©; 2024, Kabanova S.A., Kochegarov I.S., Kabanov A.N., Danchenko M.A., Shakhmatov P.F., Bortsov V.A., Scott S.A.Copyright ©; 2024, Кабанова С.А., Кочегаров И.С., Кабанов А.Н., Данченко М.А., Шахматов П.Ф., Борцов В.А., Скотт С.А.2024Kabanova S.A., Kochegarov I.S., Kabanov A.N., Danchenko M.A., Shakhmatov P.F., Bortsov V.A., Scott S.A.Кабанова С.А., Кочегаров И.С., Кабанов А.Н., Данченко М.А., Шахматов П.Ф., Борцов В.А., Скотт С.А.https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0https://agrojournal.rudn.ru/agronomy/article/view/19998

Recreational load affects the quality of the environment, which is confirmed by the change of fluctuating asymmetry of silver birch leaves. The deviation level of the environmental quality is minimal when the quality is normal. However, when the environmental quality level is declining it leads to decrease in stability and state of biome, which is observed by the sign of the magnitude of changes as the integral indicator of developmental stability. The purpose of the research was to study fluctuating asymmetry of leaves of silver birch ( Betula pendula Roth) in the green zone of Astana. The objects of research were 19-year-old artificial plantings of silver birch, some of which underwent intercropping practice simultaneously on the same field 7 years after planting. The planting site was conventionally divided into high and low latitudes due to the vertical elevation change in a landscape. All the studied forest plantings to some degree exhibited a weakening state. The condition of the trees is gradually declining, which constitutes 66.9…71.2 points on replanted plots and 72.3…72.4 points - on non-replanted trial plots in 2022. Prior to the creation of a recreational zone in transplanted crops at a high latitude, an initial stage of deviation from the conventional norm was observed. After the forest crop improvements were implemented, fluctuating leaf asymmetry indicator reached its highest magnitude in 2022 in all the studied crops, except for transplanted crops at a low latitude, which had a 3rd-4th score for all the years of observation. So far, in these forest plantings, the quality of the environment has not reached a critical level, but they also display a strong anthropogenic impact, because of compression of topsoil due to the settling of unorganized paths. Therefore, it is necessary to take silvicultural and other measures to increase sustainability and improve condition and state of artificial forest plantings. It is imperative to carry out plants trimming and utilize soil amendments, organize a regulated road and footpath network, and strengthen control over travelers.

Степень рекреационной нагрузки влияет на качество среды, что подтверждается изменением величины флуктуирующей асимметрии листьев березы повислой. При нормальном качестве окружающей среды уровень отклонений минимален, при ухудшении условий среды снижается устойчивость и состояние биоты, а признаком величины изменений является интегральный показатель стабильности развития. Цель исследований - изучение флуктуирующей асимметрии листьев березы повислой ( Betula pendula Roth ) в зеленой зоне г. Астаны. Объекты исследований - 19-летние искусственные насаждения березы повислой, часть которых в 7-летнем возрасте была подвергнута пересадке из кулис в межкулисные пространства, а часть осталась расти в кулисах. Участок условно разделили на высокое и низкое местоположение в связи с особенностями рельефа. Все изучаемые насаждения в той или иной мере относятся к категории ослабленных. Состояние деревьев постепенно ухудшается и составляет в 2022 г. 66,9…71,2 баллов на пересаженных участках и 72,3…72,4 баллов - на непересаженных пробных площадях. До создания рекреационной зоны в пересаженных культурах на высоком местопроизрастании наблюдалась начальная стадия отклонения от условной нормы. После благоустройства насаждений показатель асимметрии достиг наибольшей величины в 2022 г. во всех изученных насаждениях, кроме пересаженных культур на низком местоположении, которые имели 3-4-й балл по всем годам наблюдений. Пока в данных насаждениях качество среды не достигло критического значения, но в них также наблюдается сильное антропогенное воздействие, так как происходит вытаптывание верхнего слоя почвы из-за прокладки неорганизованных троп. Поэтому нужно принимать лесоводственные и иные меры по увеличению устойчивости и улучшению состояния искусственных насаждений. Необходимо проведение рубок ухода и внесение удобрений в почву, организация регулируемой дорожно- тропиночной сети, усиление контроля за отдыхающими.

fluctuating asymmetryrecreational zonestability of developmentcondition of treesфлуктуирующая асимметриярекреационная зонастабильность развитиясостояние деревьевДанное исследование финансируется Министерством экологии, геологии и природных ресурсов Республики Казахстан (№ BR10263776).The research was funded by the Ministry of Ecology, Geology and Natural Resources of the Republic of Kazakhstan (no. BR10263776).Zakharov VM, Baranov AS, Borisov VI, Valetsky AV, Kryazheva NG, Chistyakova EK, et al. Zdorov’e sredy: metodika otsenki [Environmental health; assessment methodology]. Moscow; 2000. (In Russ.).Захаров В.М., Баранов А.С., Борисов В.И., Валецкий А.В., Кряжева Н.Г., Чистякова Е.К., Чубинишвили А.Т. Здоровье среды: методика оценки. М.: Центр экологической политики России, 2000. 68 с.Palmer AR, Strobeck C. Fluctuating asymmetry as a measure of developmental stability: implications of non-normal distributions and power of statistical tests. Acta Zool Fenn. 1992;191:57–72.Palmer A.R., Strobeck C. Fluctuating asymmetry as a measure of developmental stability: implications of non-normal distributions and power of statistical tests // Acta Zool. Fenn. 1992. Vol. 191. P. 57-72.Ramza SS, Grechneva AN. Integral express assessment of environmental quality based on fluctuating asymmetry of silver birch leaf blade (Betula pendula Roth). Student Scientific Forum: conference proceedings. 2014. p.22–26. (In Russ.).Рамза С.С., Гречнева А.Н. Интегральная экспресс-оценка качества среды по флуктуирующей асимметрии листовой пластины березы повислой (Betula pendula roth) // Студенческий научный форум: материалы VI Междунар. студенческой науч. конф., 2014. Режим доступа: https://scienceforum.ru/2014/article/2014003330 Дата обращения: 18.01.2022.Savintseva LS, Egoshina TL, Shiryayev VV. The estimation of urban environment quality on the basis of analyses of Betula pendula Roth. development stability. Bulletin of Udmurt University. Series Biology. Earth Science. 2012;(2):31–37. (In Russ.).Савинцева Л.С., Егошина Т.Л., Ширяев В.В. Оценка урбаносреды г. Кирова на основе анализа флуктуирующей асимметрии листовой пластинки березы повислой // Вестник удмуртского университета. Биология. Науки о Земле. 2012. № 2. С. 31-37.Belyaeva YV. Indicators fluctuating asymmetry Betula pendula Roth. in the conditions of anthropogenic impact (illustrated Togliatti). Izvestiya Samara Scientific Center of the Russian Academy of Sciences. 2013;15(3–7):2196–2200. (In Russ.).Беляева Ю.В. Показатели флуктуирующей ассиметрии Betula pendula Roth. в условиях антропогенного воздействия (на примере г. Тольятти) // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2013. Т. 15. № 3(7). С. 2196-2200.Lugovskaya LA, Zemlyakova AV, Mezhova LA, Lugovskoy AM. Assessment of state for the environment fluctuating asymmetry of Quercus robur L. Belgorod State University Scientific Bulletin. Natural sciences. 2016;(18):87–94. (In Russ.).Луговская Л.А., Землякова А.В., Межова Л.А., Луговской А.М. Оценка комфортности среды по флуктуирующей асимметрии дуба черешчатого Quеrcus rоbur // Научные ведомости. 2016. № 18 (239). С. 87-94.Korotchenko IS. Bioindication of pollution of districts of Krasnoyarsk in size of the fluctuating asymmetry of the sheet plate of Siberian elm. Bulletin of KrasSAU. 2015;(11):67–72. (In Russ.).Коротченко И.С. Биоиндикация загрязнения районов г. Красноярска по величине флуктуирующей асимметрии листовой пластинки вяза приземистого // Вестник КрасГАУ. 2015. № 11. С. 67-72.Maksimovich MO, Zaitseva AS. Fluctuating asymmetry as a way to assess the ecological state of the environment. Comparative characteristics of leaves of European white elm and common aspen as an indicator of the environment. Byulleten’ Severnogo gosudarstvennogo meditsinskogo universiteta. 2017;(2):27–28. (In Russ.).Максимович М.О., Зайцева А.С. Флуктуирующая асимметрия как способ оценки экологического состояния окружающей среды. Сравнительная характеристика параметров листьев вяза гладкого и осины обыкновенной как индикатора окружающей среды // Бюллетень Северного государственного медицинского университета. 2017. № 2 (39). С. 27-28.Kushnareva AA, Streltsova NB. Assessment of resistance of holly maple to atmospheric air pollution by fluctuating asymmetry of leaves. International Student Scientific Bulletin. 2015;(2–3):362–363. (In Russ.).Кушнарева А.А., Стрельцова Н.Б. Оценка резистентности клена остролистного к загрязнению атмосферного воздуха по флуктуирующей асимметрии листьев // Международный студенческий вестник. 2015. № 2-3. С. 362-363.Kabanova SA, Kabanov AN, Danchenko MA, Shahmatov PF, Scott SA. Study of morphological features and fluctuating ability of the leaf apparatus of the silver birch. Environmental Engineering. 2021;(4):116–122. (In Russ.). doi: 10.26897/1997‑6011‑2021‑4‑116‑122Кабанова С.А., Кабанов А.Н., Данченко М.А., Шахматов П.Ф., Скотт С.А. Изучение морфологических признаков и флуктуирующей способности листового аппарата березы повислой // Природообустройство. 2021. № 4. С. 116-122. doi: 10.26897/1997-6011-2021-4-116-122Opekunova MG, Nikulina AR, Smeshko IV, Kirichenko VS. Comparative analysis of the effectiveness of bioindication methods in monitoring environmental studies in St. Petersburg. Vestnik of Saint Petersburg University. Earth Sciences. 2023;68(2):331–356. (In Russ.). doi: 10.21638/spbu07.2023.207Опекунова М.Г., Никулина А.Р., Смешко И.В., Кириченко В.С. Сравнительный анализ эффективности методов биоиндикации при мониторинговых исследованиях состояния окружающей среды в Санкт-Петербурге // Вестник Санкт- Петербургского университета. Науки о Земле. 2023. Т. 68. № 2. С. 331-356. doi: 10.21638/spbu07.2023.207Protasova MV, Protsenko EP, Petrova IV, Petrov SS, Sabr SF. The use of bioindication methods in the study of the ecological state of the urban environment. Ekologia. 2019;(3):136–140. (In Russ.). doi: 10.2441 /1816‑1863‑2019‑13136Протасова М.В., Проценко Е.П., Петрова И.В., Петров С.С., Сабр С.Ф. Использование методов биоиндекации при исследовании экологического состояния городской среды // Экология. 2019. № 3. С. 136-140. doi: 10.24411/1816-1863-2019-13136Sobchak RO, Afanasyeva TG, Kopylov MA. Evaluation of recreation areas ecological state by method of Betula pendula Roth. leaves fluctuating asymmetry Tomsk State University Journal. 2013;(368):195–199. (In Russ.).Собчак Р.О., Афанасьева Т.Г., Копылов М.А. Оценка экологического состояния рекреационных зон методом флуктуирующей асимметрии листьев Bеtula pеndula Roth // Вестник Томского государственного университета. 2013. № 368. С. 195-199.Runova EM, Gnatkovich PS. Ecological estimation of recreational areas by city of Bratsk fluctuating asymmetry silver birch. Fundamental research. 2013;(11–2):223–227. (In Russ.).Рунова Е.М., Гнаткович П.С. Экологическая оценка рекреационных зон города Братска методом флуктуирующей асимметрии березы повислой // Фундаментальные исследования. 2013. № 11. С. 223-227.Tishchenko SA. Assessment of the state of Rostov-on-­Don recreational territories using fluctuating asymmetry method. Ecological problems. A look into the future: Conference proceedings. 2017. p.418–422. (In Russ.).Тищенко С.А. Оценка состояния рекреационных территорий Ростова-на-Дону с использованием метода флуктуирующей асимметрии // VIII Международная научно-практическая конференция «Экологические проблемы. Взгляд в будущее». 2017. С. 418-422.Koblanova SA. Phytomonitoring of the state of recreational zones in Kostanay using fluctuating asymmetry method on Populus balsamifera. Problems of botany of South Siberia and Mongolia. 2019;18(1):508–510. (In Russ.). doi: 10.14258/pbssm.2019106Кобланова С.А. Фитомониторинг состояния рекреационных зон г. Костаная методом флуктуирующей асимметрии на примере тополя бальзамического (Populus balsamifera) // Проблемы ботаники Южной Сибири и Монголии. 2019. Т. 18. № 1. С. 508-510. doi: 10.14258/pbssm.2019106Kozlov MV. Plant studies on fluctuating asymmetry in Russia: mythology and methodology. Ekologia. 2017;(1):3–12. (In Russ.). doi: 10.7868/S0367059717010103Козлов М.В. Исследования флуктуирующей асимметрии растений в России: мифология и методология // Экология. 2017. № 1. С. 3-12. doi: 10.7868/S0367059717010103Alekseev VA. Diagnostics of the vital state of trees and stands. Russian Journal of Forest Science. 1989;(4):51–57. (In Russ.).Алексеев В.А. Диагностика жизненного состояния деревьев и древостоев // Лесоведение. 1989. № 4. С. 51-57.Naumova AA, Streltsov AB. Methodology for evaluating the degree of a fluctuating asymmetry of sheet lamps on the example of single birch (waterfishing) (Betula pendula Roth.). StudNet. 2020;3(3):303–311. (In Russ.).Наумова А.А., Стрельцов А.Б. Методика оценки степени флуктуирующей асимметрии листовых пластинок на примере березы повислой (бородавчатой) (Betula pendula Roth.) // Научно-образовательный журнал для студентов и преподавателей «StudNet». 2020. № 3. С. 303-311.Dymshakov AV, Levashova AA. Using methods bioindication in environmental assessment, for example soil and air. Bulletin of Kurgan State University. 2015;(4):53–55. (In Russ.).Дымшакова А.В., Левашова А.А. Использование методов биоиндикации в оценке состояния окружающей среды на примере почвы и атмосферного воздуха // Вестник Курганского государственного университета. 2015. № 4 (38). С. 53-55.