Biogeochemical cycling of nickel in the hornbeam forest ecosystems of the Middle Dnipro Region | Біогеохімічний цикл нікелю в умовах екосистем грабових дібров Середнього Придніпров’я

Inglés. Heavy metals, particularly Ni, are priority pollutants of atmospheric air. Urban green spaces and forest ecosystems play a crucial role in reducing pollution levels. Нowever, they themselves suffer from adverse impacts that induce phytotoxic effects, diminish the resilience of vegetation to pests, diseases, and other negative factors. This study aimed to assess the balance of the biogeochemical cycle of Ni in forest ecosystems to determine the consequences of pollution on vegetation within urbanised environments under varying anthropogenic pressures. Hornbeam forests from two territories of the natural reserve fund of Ukraine were selected as model ecosystems of broad-leaved forests in the Middle Dnipro Region: Holosiivskyi National Nature Park (NNP) and the Kaniv Nature Reserve. The study conducted on these model ecosystems, the methods of atomic absorption spectrophotometry and ICP-OES spectrometry were employed to ascertain the characteristics of Ni accumulation in soils. An evaluation of Ni stocks in the phytomass of hornbeam forests was performed, along with an analysis of the dynamics of metal compound accumulation in the forest litter. Furthermore, Ni’s vertical migration rates were assessed using a lysimetric method, and the levels of metal compounds in the deposition process via atmospheric precipitation onto the hornbeam forests were determined. It has been established that the biogeochemical systems of Ni migration in the hornbeam forest of the Kaniv Nature Reserve are characterised by a balanced metal flow. The ecosystem of the hornbeam forest within the Holosiivskyi NNP exhibits an imbalance in the biogeochemical cycle of Ni. Consequently, in the functioning of the Ni biogeochemical cycle within the ecosystem of the Holosiivskyi NNP, the biological component of the “litter-soil-plant” system plays a crucial role, as Ni is actively absorbed by common hornbeam (Carpinus betulus L.) and accumulates in the phytomass. The ecosystem of the hornbeam forest of the Holosiivskyi NNP in the conditions of Kyiv is undergoing progressive Ni pollution, which is manifested in the active accumulation by vegetation, which must be taken into account when assessing the condition of existing green spaces and when designing new ones, choosing plants that are resistant to high concentrations of Ni

Ucranio. Важкі метали, зокрема Ni, є пріоритетними забруднювачами атмосферного повітря. Міські зелені насадження та лісові екосистеми зменшують рівень забруднення, проте самі зазнають негативного впливу, що викликає фітотоксичні ефекти, зменшує стійкість зелених насаджень до шкідників, хвороб та інших негативних чинників. Метою дослідження було провести оцінку збалансованості біогеохімічного циклу Ni в лісових екосистемах для визначення наслідків забруднення зелених насаджень в умовах урбанізованого середовища за різниці антропогенного навантаження. Як модельні екосистеми широколистяних лісів Середнього Придніпров’я було обрано грабові діброви двох територій природно-заповідного фонду України: Національний природний парк (НПП) «Голосіївський» та Канівський природний заповідник. У дослідженні, проведеному на цих модельних екосистемах, були використані методи атомно-абсорбційної спектрофотометрії та ICP-OES спектрометрії для з›ясування особливостей накопичення Ni в ґрунтах, проведено оцінку запасів у фітомасі деревної породи грабових дібров та динаміку накопичення сполук металу у лісовій підстилці, оцінено величини потоків вертикальної міграції Ni лізиметричним методом, визначено рівні надходження сполук металу в процесі осадження у складі атмосферних опадів на територію грабових дібров. Встановлено, що біогеохімічні системи міграції Ni грабової діброви Канівського природного заповідника характеризуються балансом потоків металу. Екосистема грабової діброви НПП «Голосіївський» характеризується незбалансованістю біогеохімічного циклу Ni. Як наслідок, у забезпеченні функціонуванні біогеохімічного циклу Ni в екосистемі НПП «Голосіївський» основну роль відіграє біологічна складова системи «підстилка-ґрунт-рослина», коли Ni активно поглинається рослинами грабу звичайного (Carpinus betulus L.) та накопичується у фітомасі. Екосистема грабової діброви НПП «Голосіївський» в умовах міста Києва зазнає прогресуючого забруднення Ni, що проявляється у активному накопиченні рослинністю, що необхідно враховувати при оцінках стану існуючих зелених насаджень та при проєктуванні нових, обираючи рослини, які є стійкими до високих концентрацій Ni