ПЫЛЬЦА ПОЛЫНИ (ARTEMISIA SP.) В ТВЕРДЫХ АТМОСФЕРНЫХ ОСАДКАХ АЛТАЙСКОГО КРАЯ И РАЙОНЫ ЕЕ ПОСТУПЛЕНИЯ

  • Наталья Александровна Курятникова
    • Институт водных и экологических проблем СО РАН
  • Наталья Сергеевна Малыгина
    • Институт водных и экологических проблем СО РАН
  • Дмитрий Владимирович Золотов
    • Институт водных и экологических проблем СО РАН
Ключевые слова: твердые атмосферные осадки, снег, пыльца, полынь, Artemisia sp

Аннотация

Представлены результаты микроскопического анализа 207 проб твердых атмосферных осадков (снега), отобранных на трех ключевых точках, расположенных в различных природных условиях Алтайского края в период залегания снежного покрова (2019-2020, 2020-2021 гг.). Исследование сфокусировано на определении пыльцы полыни ( Artemisia sp.), выступающей в роли индикатора состояний как геосистемы в целом, так и отдельных ее компонентов, в частности, криосферных процессов в палеоклиматических и палеоэкологических реконструкциях, а также являющейся сильным аллергеном, т. е. способной оказывать влияние на здоровье человека. В третьей части отобранных проб атмосферных осадков были идентифицированы пыльцевые зерна деревьев и трав, а пыльца полыни была выделена в 20% от этого количества. Для определения районов, откуда она была занесена, применяли комплексный подход, основанный на анализе обратных траекторий движения воздушных масс (HYSPLIT модель) и синоптических условий (реанализы ERA 5 и NCEP/NCAR), а также информации о распространении представителей рода полынь. Такой комплексный подход позволил определить, что пыльца полыни в изучаемые периоды заносилась с воздушными массами, поступавшими с территорий Казахского мелкосопочника.

Литература

1. Primary biological aerosol particles in the atmosphere: a review / V. R. Després, J. A. Huffman, S. M. Burrows, C. Hoose, A. S. Safatov, G. Buryak, J.Fröhlich-Nowoisky, W. Elbert, M. O. Andreae, U. Pöschl, R. Jaenicke // Tellus B. - 2012. - Vol. 64. - P. 15598. - DOI 10.3402/tellusb.v64i0.15598.
2. Bioaerosols in the Earth system: Climate, health, and ecosystem interactions /j. Fröhlich-Nowoisky, C. J. Kampf, B. Weber, J. A. Huffman, C. Pöhlker, M. O. Andreae, N. Lang-Yona, S. M. Burrows, S. S. Gunthe, W. Elbert, H. Su, P. Hoor, E. Thines, T. Hoffmann, V. R. Després, U. Pöschl // Atmospheric Research. - 2016. - Vol. 182. - P. 346-376. - DOI 10.1016/j.atmosres.2016.07.018.
3. Sun, J. M. Atmospheric organic and bio-aerosols as cloud condensation nuclei (CCN): A review /j. M. Sun, P. A. Ariya // Atmospheric Environment. - 2006. - Vol. 40. - Р. 795-820. - DOI 10.1016/j.atmosenv.2005.05.052.
4. Physical and chemical characterization of bioaerosols - Implications for nucleation processes / P. A. Ariya, J.Sun, N. A. Eltouny, E. D. Hudson, C. T. Hayes, G. Kos // International Reviews in Physical Chemistry. - 2009. - Vol. 28. - Р. 1-32. - DOI 10.1080/01442350802597438.
5. Microbiology and atmospheric processes: biological, physical and chemical characterization of aerosol particles / D. G. Georgakopoulos, V. Després, J. Fröhlich-Nowoisky, R. Psenner, P. A. Ariya, M. Pósfai, H. E. Ahern, B. F. Moffett, T. C. J. Hill // Biogeosciences. - 2009. - Vol. 6. - Р. 721-737. - DOI 10.5194/bg-6-721-2009.
6. Microbiology and atmospheric processes: research challenges concerning the impact of airborne micro-organisms on the atmosphere and climate / C. E. Morris, D. C. Sands, M. Bardin, R. Jaenicke, B. Vogel, C. Leyronas, P. A. Ariya, R. Psenner // Biogeosciences. - 2011. - Vol. 8. - Р. 17-25. - DOI 10.5194/bg-8-17-2011.
7. Bioprecipitation: a feedback cycle linking Earth history, ecosystem dynamics and land use through biological ice nucleators in the atmosphere / C. E Morris., F. Conen, J. Alex Huffman, V. Phillips, U. Pöschl, D. C. Sands // Global Change Biology. - 2014. - Vol. 20. - Р. 341-351. - DOI 10.1111/gcb.12447.
8. Increased duration of pollen and mold exposure are linked to climate change / B. Paudel, T. Chu, M. Chen, V. Sampath, M. Prunicki, K. C. Nadeauet // Scientific Reports. - 2021. - Vol. 11. - P. 12816. - DOI 10.1038/s41598-021-92178-z.
9. Microbiology and atmospheric processes: the role of biological particles in cloud physics / O.Möhler, P. J. DeMott, G. Vali, Z. Levin // Biogeosciences. - 2007. - Vol. 4. - P. 1059-1071. - DOI 10.5194/bg-4-1059-2007.
10. In situ detection of biological particles in cloud ice-crystals / K. A. Pratt, P. J. DeMott, J. R. French, Z. Wang, D. L. Westphal, A. J. Heymsfield, C. H. Twohy, A. J. Prenni, K. A. Prather // Nat. Geosci. - 2009. - Vol. 2. - P. 397-400.
11. Pope, F. D. Pollen grains are efficient cloud condensation nuclei / F. D. Pope // Environmental Research Letters. - 2010. - Vol. 5. - P. 044015. - DOI 10.1088/1748-9326/5/4/044015.
12. Suspendable macromolecules are responsible for ice nucleation activity of birch and conifer pollen / B. G. Pummer, H. Bauer, J.Bernardi, S. Bleicher, H. Grothe // Atmospheric Chemistry and Physics. - 2012. - Vol. 12. - P. 2541-2550. - DOI 10.5194/acp-12-2541-2012.
13. Overview of ice nucleating particles / Z. A. Kanji, L. A. Ladino, H.Wex, Y.Boose, M. Burkert-Kohn, D. J. Cziczo M., Krämer // Meteorological Monographs. - 2017. - Vol. 58. - P. 1.1-1.33. - DOI 10.1175/AMSMONOGRAPHS-D-16-0006.1
14. Gute, E. Oxidative Processing Lowers the Ice Nucleation Activity of Birch and Alder Pollen / E. Gute, J. P. D. Abbatt // Geophys. Res. Lett. - 2018. - Vol. 45. - P. 1647-1653. - DOI 10.1002/2017GL076357.
15. Hung, H. M. Products and mechanisms of the reaction of oleic acid with ozone and nitrate radical / H. M. Hung, Y. Katrib, S. T. Martin // The Journal of Physical Chemistry A. - 2005. - Vol. 109. - P. 4517-4530. - DOI 10.1021/jp0500900.
16. Global modeling of primary biological particle concentrations with the EMAC chemistry-climate model / M. Tanarhte, S. Bacer, S. M. Burrows, J. A. Huffman, K. M. Pierce, A. Pozzer, R. Sarda-Estève, N. J. Savage, J. Lelieveld // Atmospheric chemistry and physics, Discussions. - 2018. - DOI 10.5194/acp-2018-361.
17. Overview of primary biological aerosol particles from a Chinese boreal forest: Insight into morphology, size, and mixing state at microscopic scale / W. Li, L. Liu, L. Xu, J. Zhang, Q. Yuan, X. Ding, W. Hu, P. Fu, D. Zhang // Science of The Total Environment. - 2020. - Vol. 719. - P. 137520. - DOI 10.1016/j.scitotenv.2020.137520.
18. The effect of biological particles and their ageing processes on aerosol radiative properties: Model sensitivity studies / M. Zhang, A. Khaled, H. Amato, A. Delort, B. Ervens // Atmospheric chemistry and phisics. - 2020. - Vol. 1. - P. 1-40. - DOI 10.5194/acp-2020-781
19. Polyvalent Mechanical Bacterial Lysate Administration Improves the Clinical Course of Grass Pollen-Induced Allergic Rhinitis in Children: A Randomized Controlled Trial / K. Janeczek, A. Emeryk, M. Rachel, D. Duma, Ł. Zimmer, E. Poleszak // The Journal of Allergy and Clinical Immunology: In Practice. - 2021. - Vol. 9(1). - P. 453-462. - DOI 10.1016/j.jaip.2020.08.025.
20. Dating of seasonal snow/firn accumulation layers using pollen analysis / F.Nakazawa, K. Fujita, N. Takeuchi, T. Fujiki, J. Uetake, V. Aizen, M. Nakawo // Journal of Glaciology. - 2005. - Vol. 51(174). - P. 483-490. - DOI 10.3189/172756505781829179.
21. Linking pollen deposition and snow accumulation on the Alto dell’Ortles glacier (South Tyrol, Italy) for sub-seasonal dating of a firn temperate core / D. Festi, L. Carturan, W. Kofler, G. D. Fontana, F. De Blasi, F. Cazorzi, E. Bucher, V. Mair, P. Gabrielli, K. Oeggl // Cryosphere. - 2017. - Vol. 11(2). - P. 937-948. - DOI 10.5194/tc-11-937-2017
22. Nakazawa, F. The alteration in the pollen concentration peak in a melting snow cover / F. Nakazawa, K. Suzuki // Bullettin of Glaciological Research. - 2007. - Vol. 25. - P. 1-7.
23. Pollen-based climate reconstruction techniques for late Quaternary studies / M. Chevalier, B. A. Davis, O. Heiri, H. Seppä, B. M. Chase, K. Gajewski, T. Lacourse, R.J. Telford, W. Finsinger, J. Guiot, N. Kühl, S. Y. Maezumi, J. R. Tipton, V. A. Carter, T. V.Brussel, L. N. Phelps, A.Dawson, M. Zanon, F. Vallè, C. J. Nolan, A.Mauri, A. de Vernal, K. Izumi, L. Holmström, J. P.Marsicek, S.J. Goring, P. S. Sommer, M. A. Chaput, D. A. Kupriyanov // Earth-Science Reviews.- 2020. - Vol. 210. - P. 103384. - DOI 10.1016/j.earscirev.2020.103384
24. Sources of Biological Aerosols in Winter Precipitation in the South of Western Siberia / N. S. Malygina, G. S. Zinchenko, N. A. Ryabchinskaya (N. A. Kuryatnikova), E. Yu. Mitrofanova // Russian Meteorology and Hydrology. -2018. -Vol. 43 (4). - P. 264-270. - DOI 10.3103/S1068373918040088.
25. Kasprzyk, I. Alder pollen concentrations in the air during snowfall / I. Kasprzyk, K. Borycka // International Journal of Biometeorology. - 2019. - Vol. 63. - P. 1-8. - DOI 10.1007/s00484-019-01781-3.
26. Харламова, Н. Ф. Климат Алтайского региона / Н. Ф. Харламова. - Барнаул: Изд-во Алт. ун-та, 2013. - 108 с.
27. Винокуров, Ю. И. Ландшафтная индикация в эколого-географических исследованиях / Ю. И. Винокуров, Ю. М. Цимбалей. - Новосибирск: Академическое изд-во «Гео», 2016. - 258 с.
28. Ландшафтная карта Алтайского края [Карты] / сост. и подгот. к изд. Федеральным гос. бюджетным учреждением науки Ин-т водных и экологических проблем Сибирского отд-ния Российской акад. наук (ИВЭП СО РАН); спец. содерж. разраб. Ю.М. Цимбалеем; под науч. рук. Ю. И. Винокурова; картогр.: Н. Ю. Курепина, С. В. Циликина. - Барнаул: ИВЭП СО РАН, 2016. - 1 к. (2 л.): цв., текст, доп. карта; 73х150 см.
29. Руководство по гидробиологическому мониторингу пресноводных экосистем / под ред. В. А. Абакумова. - СПб: Гидрометеоиздат, 1992. - 318 с.
30. PalDat - Palynological Database. - URL: https://www.paldat.org/search/A (дата обращения: 29.01.2022)
31. Куприянова, Л. А. Пыльца и споры растений флоры СССР / Л. А. Куприянова, Л. А. Алешина. - Л.: Наука, 1972. - 171 с.
32. Куприянова, Л. А. Пыльца и споры двудольных растений флоры европейской части СССР / Л. А. Куприянова, Л. А. Алешина. - Л.: Наука, 1978 - 174 с.
33. Air Resources Laboratory’s. - URL: ttps://www.ready.noaa.gov/HYSPLIT.php (дата обращения: 29.01.2022)
34. Савичев, А. И. Синоптические методы анализа атмосферных процессов / А. И. Савичев. - Л.: ЛПИ, 1980. - 100 с.
35. Курятникова, Н. А. Атмосферное поступление и разнообразие биоаэрозолей в зимних осадках на юге Западной Сибири / Н. А. Курятникова, Н. С. Малыгина, Е. Ю. Митрофанова // Оптика атмосферы и океана. - 2022. - Т. 35, вып. 1. - С. 19-24. - DOI 10.15372/AOO20220103.
36. European Centre for Medium-Range Weather Forecasts. - URL: https://www.ecmwf.int/(дата обращения: 29.01.2022)
37. Physical Science Laboratory. - URL: https://psl.noaa.gov/data/gridded/data.ncep.reanalysis.html (дата обращения: 29.01.2022)
38. Ахметшина, А. С. Инверсии температуры воздуха как фактор, влияющий на уровень загрязнения пограничного слоя атмосферы: на примере г. Томска: дис. … канд. геогр.наук / А. С. Ахметшина. - Томск, 2015. - 210 с.
39. Поляков, П. П. Род Полынь - Artemisia L. / П. П. Поляков // Флора СССР. - М., Л.: Изд-во АН СССР, 1961. - Т. 26. - С. 425-631.
Поступила в редакцию 2022-02-10
Опубликована 2022-04-13
Раздел
Геоэкологические проблемы и природопользование
Страницы
21-30