Род Populus L. как ключевой компонент фиторемедиационного потенциала урбоэкосистем: механизмы устойчивости и адаптивные стратегии

Abstract

Целью исследования является научное обоснование выбора видов рода Populus L. для фиторемедиации и озеленения промышленных городов на основе систематизации механизмов их устойчивости к техногенным стрессорам. Использован систематический обзор и сравнительный анализ отечественных и зарубежных публикаций (1990–2025 гг.) из баз РИНЦ, Scopus, WoS, Google Scholar. Проведен синтез данных по анатомо-морфологическим, физиолого-биохимическим и молекулярно-генетическим адаптациям шести видов и одной гибридной формы тополя. Установлено, что род Populus обладает уникальным сочетанием признаков: скоростью роста (текущий прирост до 3,5 м3/га/год), поливалентной устойчивостью и видоспецифичными фиторемедиационными стратегиями. P. nigra аккумулирует Zn (до 380 мг/кг) и Cd (коэффициент транслокации >1), P. alba фитостабилизирует Cu и Pb (коэффициент транслокации 0,15–0,25), P. Balsamifera проявляет анатомическую пластичность (утолщение листа на 18–25 %). Выявлены четыре базовые адаптивные стратегии: физиологическая толерантность (P. balsamifera), избегание/эксклюзия (P. alba), аккумуляция (P. nigra), биохимическая защита (P. tremula), а также комбинированная стратегия гибридов (P. nigra × P. nigra f. italica). Переход от экстенсивного использования «тополя вообще» к научно обоснованному, видоспецифичному подбору генотипов является стратегическим решением для формирования устойчивого экологического каркаса промышленных городов. Результаты формируют основу для разработки региональных стандартов озеленения и фиторемедиационных мероприятий.

Objective to provide a scientifi c substantiation for the selection of Populus L. species for phytoremediation and landscaping of industrial cities by systematizing the mechanisms of their resistance to technogenic stressors. A systematic review and comparative analysis of Russian and foreign publications (1990–2025) from the RSCI, Scopus, Web of Science, and Google Scholar databases was carried out. Synthesis of data on anatomical, morphological, physiological, biochemical and molecular genetic adaptations of six species and one hybrid form of poplar was performed. The genus Populus possesses a unique combination of features: growth rate (current annual increment up to 3,5 m3·ha–1·yr–1), multivalent resistance, and species-specifi c phytoremediation strategies. P. nigra accumulates Zn (up to 380 mg·kg–1) and Cd (translocation factor >1); P. alba phytostabilizes Cu and Pb (translocation factor 0,15–0,25); P. balsamifera exhibits anatomical plasticity (leaf thickening by 18–25 %). Four basic adaptive strategies were identifi ed: physiological tolerance (P. balsamifera), avoidance/exclusion (P. alba), accumulation (P. nigra), biochemical defense (P. tremula), as well as a combined strategy of hybrids (P. nigra × P. nigra f. italica). The transition from extensive use of “poplar in general” to scientifi cally based, species-specifi c selection of genotypes is a strategic decision for the formation of a sustainable ecological framework of industrial cities. The results provide a basis for the development of regional landscaping standards and phytoremediation measures.