Целью проведенных исследований было изучение механизмов ответных реакций растений на действие промышленного загрязнения на клеточном, субклеточном уровне и на уровне структуры сообществ, а также выявление критериев для диагностики различных стадий техногенного стресса. Исследования проводились в зоне действия комбината "Североникель" (Кольский полуостров) на опытных площадях КНЦ РАН, расположенных на расстоянии от 1 до 30 км. от комбината в юго-восточном направлении. В качестве объекта биохимического анализа использовались нижние листья однолетних побегов 30-40-летних растений гибридных форм Betula pendula Roth. x Betula pubescens Ehrh. Данные о содержании пигментов пластид получены с помощью метода спектрофотометрии. Проведенные исследования позволили выявить следующие диагностические признаки повреждения растительности:

а) содержание зеленых пигментов в листьях

Обнаружена тенденция к уменьшению содержания суммы хлорофиллов а и b в листьях берез в 3 раза по мере усиления техногенного воздействия, при этом возрастало содержание В-каротина.

б) содержание воды и площадь листьев

Активация роста листьев при содержании меди в их тканях 150-200 мг/1000г сухого веса связана с растяжением клеток и увеличением тканевой воды, а не с образованием новых фотосинтезирующих структур. По видимому, с ростом клеточной оболочки ее устойчивость к действию техногенных факторов уменьшается, в результате чего возрастает сосущая сила клеток и усиливается поступление воды.

Летальные концентрации меди 300-500 мг/l000г сухого веса листьев вызывали ксерофитизацию и задерживали рост.

c) фитоценотические показатели

В исследуемых растительных сообществах били выявлены изменения флористического и экобиоморфного состава. Отмечено уменьшение флористического разнообразия по мере усиления техногенного воздействия. При интенсивном техногенном воздействии из структуры сообществ выпадают виды лесного разнотравья, лишайники рода Cladina.

Проведенные биохимические, морфологические и фитоценотические исследования позволили диагностировать состояние растительных сообществ и разделить их на группы по степени угнетения. Полученные данные свидетельствуют о целесообразности использования комплекса биохимических и фитоценотических методов для адекватной оценки состояния растительности в условиях техногенного загрязнения.

Результаты работы позволяют предполагать, что слабое техногенное воздействие приводит к перестройкам целостной системы растительных сообществ на высшем (надорганизменном) уровне их организации. Деградация растительных сообществ в условиях значительного загрязнения связана с одновременным распадом структур как высокого (фитоценотического), так и низкого (субклеточного и клеточного) уровней.