Теоретическая и прикладная экология1995-43012618-840610.25750/1995-4301-2026-1-161-168OtherРаспространение солеустойчивой растительности в поймах при техногенном засолении почвSalt-tolerant plant distribution within floodplain ecosystems due to technogenic soil salinizationЕремченкоО. З.EremchenkoO. Z.eremch@psu.ruhttps://orcid.org/0000-0003-3581-0874МалышкинаЕ. Е.MalyshkinaE. E.https://orcid.org/0000-0002-7251-7637ПахоруковИ. В.PakhorukovI. V.https://orcid.org/0000-0001-8152-0283Perm State National Research University (Perm, Russia)Пермский государственный национальный исследовательский университет (Пермь, Россия)250320261161168http://www.envjournal.ru/ari/v2026/v1/26117.pdf

На основе маршрутных исследований было показано, что в составе изреженной астительности пойм двух малых рек (Чёрная и Лёнва), расположенных в зонах воздействия отходов калийного производства (Пермский край), доминировали рудеральные однолетние и многолетние травянистые виды, присутствовали факультативные и облигатные Spergularia salina J. et C. Presl, Triglochin maritimum L.) галофиты. На двух участках с солеустойчивой растительностью изучили почвенно-экологические условия произрастания. Почвенные пробы отбирали летом 2022 г. в четыре периода наблюдений в десятикратной повторности. В полевых условиях измеряли pH и Eh корнеобитаемого слоя почвы (0–10 см); в почвенных пастах при влажности 50 % определяли активность Na+, K+, Cl–. В пойме р. Чёрной поверхностный слой почвы характеризовался нейтральной и слабощелочной реакцией среды (pH 7,3–8,4) и слабо восстановительными условиями (Eh 139–282 мВ), засоление отсутствовало (по уровню активности Na+). В верхнем слое почвы поймы р. Лёнвы отмечалась значительная вариабельность pH (от 5,4 до 6,9); Eh колебалась от восстановительных (–135 мВ) до окислительных значений (468 мВ). В почве проявлялось засоление разной степени (от слабой до сильной), в ряде случаев засоление отсутствовало. Активность К+ в почве достигала уровня активности Na+, активность Cl– превышала суммарную активность засоляющих катионов. Изреженную растительность пойм оконтуривали с использованием летних спутниковых снимков в комбинации «Естественные цвета». За период с 2015 по 2021 гг. площадь, занятая солеустойчивой растительностью, в пойме р. Чёрной увеличилась в 1,8 раза и составила 8,7 га, а в пойме р. Лёнвы – в 1,6 раза и достигла 22,2 га.

According to site research, the vegetation that grows in the floodplain ecosystems of the Chyornaya and Lyonva rivers, located in areas affected by potash production waste, is dominated by ruderal annual and perennial herbaceous species. Additionally, obligate (Spergularia salina J. et C. Presl, Triglochin maritimum L.) and facultative halophytes were found. The pedological and ecological factors affecting the growth were analyzed in two distinct areas with salt-tolerant vegetation. The samples were collected ten times during the summer 2022 across four distinct observational intervals. The pH levels and redox potential within the root zone (0–10 cm) were field-measured. Na+, K+, and Cl- content were determined in soil at humidity of 50 %. In the Chernaya River floodplain, the topsoil exhibited a neutral to slightly alkaline pH (7.3–8.4) and weakly reducing conditions (139–282 mV). Salinization was notably absent, as indicated by the measured levels of Na+ activity. In the topsoil of the Lyonva River floodplain, the pH levels varied from 5.4 to 6.9. Moreover Eh varied from reducing (as low as –135 mV) to oxidizing values (468 mV). The soil exhibited both varying degrees of salinization (from mild to severe) as well as its absence. The K+ activity in the soil reached that of Na+, while the Cl– activity exceeded the total activity of the salinizing cations. Through the use of true color satellite imagery obtained during the summer months, it was possible to identify the sparse flora distribution within the floodplain ecosystems. Between 2015 and 2021, the expanse of salt-tolerant vegetation within the Chyornaya River floodplain grew by 1.8 times, totaling 8.7 hectares, and in the Lyonva River floodplain it increased by 1.6 times, reaching 22.2 hectares.

синантропизациякалийная промышленностьсолеустойчивая растительностьтехногенное засолениеспутниковое картографированиеsynanthropizationpotash industrysalt-tolerant plantstechnogenic secondary salinizationsatellite-based mappingИсследование выполнено за счёт гранта Российского научного фонда (проект № 24-27-00324).1. Enríquez-de-Salamanca Á. Causes of vegetation synanthropisation in Central Spain // Landsc Ecol. 2023. V. 38. P. 3371–3388. doi: 10.1007/s10980-023-01622-02. Абрамова Л.М., Миркин Б.М. Эволюция растительности на стыке тысячелетий // Теоретические проблемы экологии и эволюции: третьи Любищевские чтения. Тольятти: Изд-во ИЭВБ РАН, 2000. С. 15–23.3. Галимов Э.Э., Файзуллин Н.Н. Современное состояние изучения проблемы синантропной флоры и растительности // Инновации. Наука. Образование. 2022. № 51. С. 1807–1811.4. Wilkoń-Michalska J. Łąki zasolone w dolinie Noteci na odcinku Mątwy-Nakło // Rocz. Nauk Roln., Ser. F-2. 1957. No. 72. P. 893–920.5. Wilkoń-Michalska J. Halofity Kujaw // Stud. Soc. Sci. Torun. Sec. D (Botanica). 1963. V. 7. No. 1. P. 3–122.6. Westhus W., Fritzlar F., Pusch J., van Elsen T., Andres C., Grossmann M., Pfützenreuter S., Sparmberg H., Barthel K.J. Binnensalzstellen in Thüringen – situation, gefährdung und schutz. Jena: Thüringer Landesanstalt für Umwelt, 1997. 193 p.7. Schmeisky H., Podlacha G. Natural revegetation of saline waste dumps – drought tolerant specialists and halophytes // Landsc. Urban Plann. 2000. V. 51. No. 2–4. P. 159–163. doi: 10.1016/s0169-2046(00)00106-78. Piernik A. Inland halophilous vegetation as indicator of soil salinity // Basic Appl. Ecol. 2003. V. 4. No. 6. P. 525–536. doi: 10.1078/1439-1791-001549. Шишконакова Е.А. Антропогенная растительность территорий предприятий ОАО «Уралкалий» (Пермская область) // Социально-экологические технологии. 2017. № 3. С. 65–79.10. Четина О.А., Ерёмченко О.З., Пахоруков И.В. Накопление низкомолекулярных соединений как ответная реакция растений на техногенное засоление // Экология. 2023. № 2. С. 94–102. doi: 10.31857/S036705972302004X11. Ерёмченко О.З., Пахоруков И.В., Шестаков И.Е. Развитие солончакового процесса в почвах долин малых рек таёжно-лесной зоны в связи с производством калийных солей // Почвоведение. 2020. № 4. С. 483–494. doi: 10.31857/S0032180X2004005X12. Сайранова П.Ш., Хайрулина Е.А., Митракова Н.В., Порошина Н.В. Моделирование как прогноз трансформации почв при техногенном засолении // Теоретическая и прикладная экология. 2023. № 4. С. 52–60. doi: 10.25750/1995-4301-2023-4-052-06013. Симакова М.С. Методика картирования почв Прикаспийской низменности по материалам аэрофотосъёмки // Почвенно-географические исследования и использование аэрофотосъемки в картировании почв. М.: Изд-во АН СССР, 1959. С. 283–357.14. Конюшкова М.В. Цифровое картографирование почв солонцовых комплексов Северного Прикаспия. М.: Товарищество научных изданий КМК, 2014. 316 с.15. Vorob’eva L.A., Pankova E.I. Saline-alkali soils of Russia // Eurasian Soil Science. 2008. V. 41. No. 5. P. 457–470. doi: 10.1134/S106422930805001316. Добровольский Г.В., Балабко П.Н., Стасюк Н.В., Быкова Е.П. Аллювиальные почвы речных пойм и дельт и их зональные отличия // Аридные экосистемы. 2011. Т. 17. № 3. С. 5–13.17. Кауричев И.С., Шишова B.C. Окислительновосстановительные условия почв лёгкого механического состава Мещёрской низменности // Почвоведение. 1967. № 75. С. 66–78.18. Смирнова М.А., Козлов Д.Н. Почвенные свойства как индикаторы параметров водного режима почв (обзор) // Почвоведение. 2023. № 3. С. 353–369. doi: 10.31857/S0032180X2260103719. Mitsch W.J., Gosselink J.G. Wetlands. New Jersey: John Wiley & Sons, 2015. 722 р.20. Michael P.S. The roles of surface soil carbon and nitrogen in regulating the surface soil pH and redox potential of sulfidic soil materials of acid sulfate soils // Pertanika J. Trop. Agric. Sci. 2018. V. 41. No. 4. P. 1627–1641.21. Пахоруков И.В., Ерёмченко О.З. Динамика кислотно-щелочных и окислительно-восстановительных условий в аллювиальных техногенно засолённых почвах таёжно-лесной зоны // АгроЭкоИнфо. 2023. № 4. Статья 15. doi: 10.51419/20213441422. Хитров Н.Б., Горохова И.Н., Кравченко Е.И.Солевое состояние почв в постирригационных условиях на Генераловской оросительной системе в Волгоградской области // Почвоведение. 2022. № 8. C. 1056–1070. doi: 10.31857/S0032180X2208007X23. Alavilli H., Awasthi J.P., Rout G.R., Sahoo L., Lee B.H., Panda S.K. Overexpression of a barley aquaporin gene, HvPIP2;5 confers salt and osmotic stress tolerance in yeast and plants // Front. Plant Sci. 2016. V. 7. Article No. 1566. doi: 10.3389/fpls.2016.0156624. Volkov V., Beilby M.J. Editorial: Salinity tolerance in plants: Mechanisms and regulation of ion transport // Front. Plant Sci. 2017. V. 8. Article No. 1795. doi: 10.3389/fpls.2017.0179525. Guo H., Huang Z., Li M., Hou Z. Growth, ionic homeostasis, and physiological responses of cotton under different salt and alkali stresses // Sci. Rep. 2020. V. 10. No. 1. Article No. 21844. doi: 10.1038/s41598-020-79045-z26. Rozentsvet O.A., Nesterov V.N., Bogdanova E.S. Structural, physiological, and biochemical aspects of salinity tolerance of halophytes // Russ. J. Plant Physiol. 2017. V. 64. No. 4. P. 464–477. doi: 10.1134/S102144371704011227. Mazer S.J., Lowry D.E. Environmental, genetic, and seed mass effects on winged seed production in the heteromorphic Spergularia marina (Caryophyllaceae) // Funct. Ecol. 2003. V. 17. No. 5. P. 637–650. doi: 10.1046/j.1365-2435.2003.00768.x28. Ерёмченко О.З., Четина О.А., Кусакина М.Г., Шестаков И.Е. Техногенные поверхностные образования зоны солеотвалов и адаптация к ним растений. Пермь: Перм. гос. нац. исслед. ун-т, 2013. 148 с.29. Кравцова В.И. Космические методы исследования почв. М.: Аспект Пресс, 2005. 190 с.1. Enríquez-de-Salamanca Á. Causes of vegetation synanthropisation in Central Spain // Landsc Ecol. 2023. V. 38. P. 3371–3388. doi: 10.1007/s10980-023-01622-02. Abramova L.M., Mirkin B.M. The evolution of vegetation during the turn of the millennia // Theoretical problems of ecology and evolution: the third Lyubishchev Readings. Tolyatti: Izdatelstvo IEVB RAN, 2000. P. 15–23 (In Russian).3. Galimov E.E., Fayzullin N.N. Current status of studying the issue of synanthropic flora and vegetation // Innovatsii. Nauka. Obrazovanie. 2022. No. 51. P. 1807–1811 (in Russian).4. Wilkoń-Michalska J. Łąki zasolone w dolinie Noteci na odcinku Mątwy-Nakło // Rocz. Nauk Roln., Ser. F-2. 1957. No. 72. P. 893–920 (in Polish).5. Wilkoń-Michalska J. Halofity Kujaw // Stud. Soc. Sci. Torun. Sec. D (Botanica). 1963. V. 7. No. 1. P. 3–122. (in Polish).6. Westhus W., Fritzlar F., Pusch J., van Elsen T., Andres C., Grossmann M., Pfützenreuter S., Sparmberg H., Barthel K.J. Binnensalzstellen in Thüringen – situation, gefährdung und schutz. Jena: Thüringer Landesanstalt für Umwelt, 1997. 193 p. (in German).7. Schmeisky H., Podlacha G. Natural revegetation of saline waste dumps – drought tolerant specialists and halophytes // Landsc. Urban Plann. 2000. V. 51. No. 2–4. P. 159–163. doi: 10.1016/s0169-2046(00)00106-78. Piernik A. Inland halophilous vegetation as indicator of soil salinity // Basic Appl. Ecol. 2003. V. 4. No. 6. P. 525–536. doi: 10.1078/1439-1791-001549. Shishkonakova E.A. Anthropogenic vegetation in the area of the enterprise “Uralkaliy” (Perm region, Russia) // Sotsialno-ekologicheskie tekhnologii. 2017. No. 3. P. 65–79 (in Russian).10. Chetina O.A., Eremchenko O.Z., Pakhorukov I.V. Accumulation of low-molecular-weight compounds in plants in response to technogenic soil salinization // Ecologia. 2023. No. 2. P. 94–102 (in Russian). doi: 10.31857/S036705972302004X11. Eremchenko O.Z., Pakhorukov I.V., Shestakov I.E. Development of the solonchak process in soils of small river valleys in the taiga-forest zone in relation to the production of potassium salts // Pochvovedenie. 2020. No. 4. P. 483–494 (in Russian). doi: 10.31857/S0032180X2004005X12. Sairanova P.Sh., Khayrulina E.A., Mitrakova N.V., Poroshina N.V. Modeling as a tool for soil transformation forecasting under technogenic salinization // Theoretical and Applied Ecology. 2023. No. 4 P. 52–60 (in Russian). doi: 10.25750/1995-4301-2023-4-052-06013. Simakova M.S. The methodology of mapping the soils of the Caspian lowland based on aerial photography // Soil-geographical research and the use of aerial photography in soil mapping. Moskva: Izdatelstvo AN SSSR, 1959. P. 283–357 (in Russian).14. Konyushkova M.V. Digital mapping of soils of the saline complexes of the Northern Caspian Sea. Moskva: Tovarishchestvo nauchnykh izdaniy KMK, 2014. 316 p. (in Russian).15. Vorob’eva L.A., Pankova E.I. Saline-alkali soils of Russia // Eurasian Soil Science. 2008. V. 41. No. 5. P. 457–470. doi: 10.1134/S106422930805001316. Dobrovol’skyi G.V., Balabko P.N., Stasjuk N.V., Bykova E.P. Alluvial soils of fluvial floodplains and deltas and their zonal differences // Arid ecosystems. 2011. V. 17. No. 3. P. 5–13 (in Russian).17. Kaurichev I.S., Shishova B.C. Redox conditions of soils of light mechanical composition of the Meschera Lowlands // Pochvovedenie. 1967. No. 75. P. 66–78 (in Russian).18. Smirnova M.A., Kozlov D.N. Soil properties as indicators of soil moisture regime parameters (a review) // Pochvovedenie. 2023. No. 3. P. 353–369 (in Russian). doi: 10.31857/S0032180X2260103719. Mitsch W.J., Gosselink J.G. Wetlands. New Jersey: John Wiley & Sons, 2015. 722 р.20. Michael P.S. The roles of surface soil carbon and nitrogen in regulating the surface soil pH and redox potential of sulfidic soil materials of acid sulfate soils // Pertanika J. Trop. Agric. Sci. 2018. V. 41. No. 4. P. 1627–1641.21. Pakhorukov I.V., Eremchenko O.Z Dynamics of acid-base and redox conditions in alluvial technogenically saline soils of the taiga forest zone // AgroEcoInfo. 2023. No. 4. Article No. 15 (in Russian). doi: 10.51419/20213441422. Khitrov N.B., Gorokhova I.N., Kravchenko E.I. Soil salinity status under post-irrigation conditions at the Generalovskaya Irrigation System in the Volgograd Region // Pochvovedenie. 2022. No. 8. P. 1056–1070 (in Russian). doi: 10.31857/S0032180X2208007X23. Alavilli H., Awasthi J.P., Rout G.R., Sahoo L., Lee B.H., Panda S.K. Overexpression of a barley aquaporin gene, HvPIP2;5 confers salt and osmotic stress tolerance in yeast and plants // Front. Plant Sci. 2016. V. 7. Article No. 1566. doi: 10.3389/fpls.2016.0156624. Volkov V., Beilby M.J. Editorial: Salinity tolerance in plants: Mechanisms and regulation of ion transport // Front. Plant Sci. 2017. V. 8. Article No. 1795. doi: 10.3389/fpls.2017.0179525. Guo H., Huang Z., Li M., Hou Z. Growth, ionic homeostasis, and physiological responses of cotton under different salt and alkali stresses // Sci. Rep. 2020. V. 10. No. 1. Article No. 21844. doi: 10.1038/s41598-020-79045-z26. Rozentsvet O.A., Nesterov V.N., Bogdanova E.S. Structural, physiological, and biochemical aspects of salinity tolerance of halophytes // Russ. J. Plant Physiol. 2017. V. 64. No. 4. P. 464–477. doi: 10.1134/S102144371704011227. Mazer S.J., Lowry D.E. Environmental, genetic, and seed mass effects on winged seed production in the heteromorphic Spergularia marina (Caryophyllaceae) // Funct. Ecol. 2003. No. 17. P. 637–650. doi: 10.1046/j.1365-2435.2003.00768.x28. Eremchenko O.Z., Chetina O.A., Kusakina M.G., Shestakov I.E. Technogenic superficial formations of zone of salt slag-heap and adaptation to them of plants. Perm: Permskiy gosudarstvennyy natsionalnyy issledovatelskiy universitet, 2013. 148 p. (in Russian).29. Kravtsova V.I. Space-based soil research methods.Moskva: Aspekt Press, 2005. 190 p. (in Russian).