Cite this article as:

Soldatova V. Y., Shadrina E. G., Novgorodova D. N. Bioindication of Environmental Quality of the Yakutsk City Administrative Districts on the Basis of Leaf Fluctuating Asymmetry and Seed Quality of the Silver Birch Betula pendula Roth. Izvestiya of Saratov University. New series. Series: Chemistry. Biology. Ecology, 2018, vol. 18, iss. 2, pp. 216-?. DOI: https://doi.org/10.18500/1816-9775-2018-18-2-216-224


Heading: 

Bioindication of Environmental Quality of the Yakutsk City Administrative Districts on the Basis of Leaf Fluctuating Asymmetry and Seed Quality of the Silver Birch Betula pendula Roth

Abstract

The environmental quality in the territory of Yakutsk city has been assessed by the leaf fluctuating asymmetry (FA) and seed quality (germinating capacity and germination energy) of the silver birch Betula pendula Roth. A total of 2,300 birch leaves were collected at 25 sites in vicinity of roadways and 21 samples of seeds were collected in the same sites. FA level at different sites varied within 0.042–0.057, which implies that the environmental quality varied from relatively normal to critical. The most problem-free condition of the trees was found in the control site at the Botanical garden. The analysis of the administrative districts has shown that the most problem FA levels are typical for the trees from the central part of the city, namely Central, Octyabrskiy and Gubinskiy districts, where the greatest traffic load is observed. In the Industrial district environmental quality also was poor. Seed quality was evaluated in terms of germinating capacity and germination energy, both parameters react to the deterioration of environmental quality in the city. There was a statistically significant negative correlation between FA value (which reflects developmental stability) and the indicators of seed quality; this fact indicates the consistency of the organism reactions to the environmental pollution.

References

1. Басыйров А. М. Экология города : учеб.-метод. руководство. Казань : КФУ, 2013. 96 с. 

2. Бухарина И. Л., Журавлева А. Н., Болышова О. Г. Городские насаждения : экологический аспект. Ижевск : Изд-во «Удмуртский университет», 2012. 206 с.

3. Экология города : учеб. пособие / под ред. В. В. Денисова. М. : ИКЦ «МарТ» ; Ростов н/Д : ИЦ «МарТ», 2008. 832 с. 

4. McDonnell M. J., MacGregor-Fors I. The ecological future of cities // Science. 2016. Vol. 352. P. 936–938.

5. Grimm N. B., Faeth S. H., Golubiewski N. E., Redman Ch. L., Wu J., Bai X., Briggs J. M. Global Change and the Ecology of Cities // Science. 2008. Vol. 319. P. 756–760. 

6. Города России. URL: http://города-россия.рф/ (дата обращения: 10.04.2016). 

7. Государственный доклад о состоянии и охране окружающей среды Республики Саха (Якутия) в 2015 г. Якутск, 2016. 534 с. 

8. 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. 66 с.

9. Захаров В. М., Шефтель Б. М., Александров Д. Ю. Нарушение стабильности развития на фазе пика численности в популяциях млекопитающих // Докл. АН СССР. 1984. T. 245, № 13. C. 761–764. 

10. Cánovas М., Mentaberre G., Tvarijonaviciute A., CasasDíaz E., Navarro-González N., Lavín S., Soriguer R., González-Candela M., Serrano E. Fluctuating asymmetry as a proxy for oxidative stress in wild boar // Mammalian Biology – Zeitschrift für Säugetierkunde. 2015. № 80. P. 285–289. 

11. Eterovick P. C., Sloss B. L., Scalzo José A. M., Alford R. A. Isolated frogs in a crowded world: Effects of human-caused habitat loss on frog heterozygosity and fl uctuating asymmetry // Biological Conservation. 2016. № 195. P. 52–59. 

12. Leary R. F., Allendorf F. W. Fluctuating assymmetry as an indicator stress. Chance use in protect nature // Acta Zool. Fenica. 1989. Vol. 4. P. 214–217.

13. Palmer R. A., Strobeck C. Fluctuating assymmetry : a measurement, analysis, patterns // Ann. Rev. in Ecol. and Syst. 1986. Vol. 17. P. 391–421. 

14. Valetsky A. V., Dmitrieva I. L., Krushinskaya N. L., Zakharov V. M. Social Stress Impact on Developmental Stability of Laboratory Rat Rattus Norvegicus // Acta Theriol. 1997. № 4. P. 27–32. 

15. Zakharov V. M., Valetsky A. V., Yablokov A. V. Dynamics of developmental stability of seals and pollution in the Baltic sea // Acta Theriol. 1997. № 4. P. 9–16. 

16. Чубинишвили А. Т. Гомеостаз развития в популяциях озерной лягушки (Rana ridibunda Pall.), обитающих в условиях химического загрязнения в районе Средней Волги // Экология. 1998. № 1. С. 71–74.

17. Lajus D., Yurtseva A., Birch G., Booth D. J. Fluctuating asymmetry as a pollution monitor : The Australian estuarine smooth toadfi sh Tetractenos glaber (Teleostei : Tetraodontidae) // Marine Pollution Bulletin. 2015. № 101. P. 758–767. 

18. Cuevas-Reyes P., Wilson Fernandes G., González-Rodríguez A., Pimenta M. Effects of generalist and specialist parasitic plants (Loranthaceae) on the fl uctuating asymmetry patterns of ruprestrian host plants // Bas. and Appl. Ecol. 2011. Vol. 12, iss. 5. P. 449–455. 

19. Martel J., Lempa K., Haukioja E. Effect of Stress and Rapid Growth on Fluctuating Asymmetry and Insect Damage in Birch Leaves // OIKOS. 1999. Vol. 86. Р. 208–216. 

20. Zvereva L., Kozlov M., Niemela P., Haukioja E. Delayed Induced Resistance and Increase in Leaf Fluctuating Asymmetry as Responses of Salix Borealis to Insect Herbivory // Oecologia. 1997. Vol. 109. Р. 368–373. 

21. Блащинская О. Н., Забуга Г. А. Исследования флуктуирующей асимметрии листьев березы повислой урботерритории г. Ангарска // Науч. альманах. 2016. № 7. C. 43–46. 

22. Луцкан Е. Н., Шадрина Е. Г. Биоиндикационная оценка состояния окружающей среды города Алдана на основе анализа флуктуирующей асимметрии березы плосколистной // Междунар. журн. прикладных и фундаментальных исследований. 2013. № 8-2. С. 139–142. 

23. Рунова Е. М., Гнаткович П. С. Экологическая оценка рекреационных зон города Братска методом флуктуирующей асимметрии березы повислой // Фундаментальные исследования. 2013. № 11-2. C. 223–227. 

24. Солдатова В. Ю., Шадрина Е. Г. Оценка качества среды территории г. Якутска по показателю нарушения стабильности развития березы плосколистной (Betula platyphylla Sukazc.). Якутск : Изд. дом СВФУ, 2016. 112 с. 

25. Wuytack T., Wuyts K., Dongen S., Baeten L., Kardel F., Verheyen K., Samson R. The effect of air pollution and other environmental stressors on leaf fl uctuating asymmetry and specifi c leaf area of Salix alba L. // Environ. Poll. 2011. Vol. 159, iss. 10. P. 2405–2411. 

26. ГОСТ 13056.6-97. Семена деревьев и кустарников. Метод определения всхожести. М. : ИПК Изд-во стандартов, 1998. 8 с. 

Short text (in English): 
Full text (in Russian):