Введение
В последние годы значимость аэропалинологических исследований заметно увеличивается, что напрямую связано с ростом распространенности аллергических заболеваний. Согласно данным эпидемиологических исследований, количество людей, страдающих аллергией, увеличивается на 20 % каждое десятилетие. В Российской Федерации заболеваемость поллинозом достигает 30 % [1]. Эта тревожная динамика объясняет повышенное внимание к изучению пыльцевого дождя, как основного фактора развития сезонных аллергий, в частности поллинозов. Для эффективного контроля состояния населения и планирования профилактических мероприятий требуется систематическое наблюдение за аллергенным фоном. Такой мониторинг включает определение количественных и качественных характеристик пыльцы в воздухе, изучение сезонных закономерностей ее появления, фиксацию суточной активности пыления наиболее значимых растений, составление календарей пыления и формирование прогнозов. Все эти задачи решает аэропалинология – научное направление, специализирующееся на оценке содержания пыльцы растений и спор грибов в атмосфере. Эпидемиологические исследования показывают, что наибольшая заболеваемость поллинозом регистрируется в возрастной группе 20–40 лет (56 %). Ведущим клиническим проявлением заболевания служит аллергический ринит (95–98 %), который в более чем 90 % случаев сочетается с аллергическим конъюнктивитом, а в 32–49 % случаев приводит к развитию бронхиальной астмы [2; 3]. Важной особенностью пыльцевых антигенов является их высокая ферментативная активность, которая влияет на трансформацию аллергена в организме и повышает его аллергенный потенциал, приводя к образованию специфических антител [4].
История инструментальных аэропалинологических наблюдений в странах Западной Европы берет начало в конце 1970-х гг. Ключевым этапом стало создание в следующем десятилетии общеевропейского банка данных, который послужил основой для построения карт пыльцевой нагрузки и системы прогнозирования. Развитие системы аэропалинологических исследований связано с созданием Международной ассоциации аэробиологов (IAA) и единой европейской аэропалинологической сети (EAN), которая насчитывает свыше 500 станций аэропалинологического мониторинга [1]. Аэропалинологический мониторинг предложено вести за 15 таксонами, выбор их обусловлен аллергенными свойствами и частотой встречаемости.
В России служба аэропалинологического мониторинга существует с 1992 г., основные станции мониторинга сосредоточены в центральной полосе России. Географически сеть наблюдений тяготеет к центральной полосе страны, при этом государственная программа аэропалинологического мониторинга до настоящего времени не реализована. Вместе с тем исследования аэроспектров продолжаются, о чем свидетельствуют изданные календари пыления для Москвы, Рязани, Уфы, Петрозаводска, Ростова-на-Дону и Краснодара [5; 6]. Аэропалинологические исследования в Алтайском крае (г. Барнаул) начали осуществляться с 2004 г., работа проводится по стандартной методике с использованием волюметрического пыльцеуловителя Буркарда, что дает возможность количественно оценить интенсивность пыления. Непрерывный характер аэропалинологических исследований выступает необходимым условием для построения системы информирования о концентрации спор и пыльцы в атмосферном воздухе. Получаемые в ходе мониторинга данные обеспечивают возможность объективной оценки аллергенной обстановки, что, в свою очередь, является основой для разработки научно обоснованных управленческих решений, направленных на снижение рисков для здоровья. Практическая реализация результатов исследований способствует как профилактике обострений у лиц, страдающих аллергическими заболеваниями, так и повышению эффективности превентивных и терапевтических мероприятий, проводимых специалистами.
Цель исследования – выявление особенностей качественного и количественного состава пыльцевого дождя в г. Барнауле, определение основных периодов пыления региональной растительности и разработка регионального календаря пыления.
Материалы и методы исследования
В статье представлены результаты аэропалинологического мониторинга на территории г. Барнаула в 2025 г. и составлен календарь пыления аллергенных растений. Для выполнения исследования использованы методы аэропалинологического анализа. Стационарный аэропалинологический мониторинг проводился с использованием волюметрической ловушки-пыльцеуловителя Буркарда, установленного на крыше здания Алтайского государственного университета на высоте 22 м от поверхности земли (53.347938 с. ш., 83.775149 в. д.). Аэропалинологические исследования осуществлялись в ежедневном режиме в течение весенне-летнего сезона – с апреля по середину сентября 2025 г. Всего было получено и обработано свыше 160 проб. Подготовка препаратов к микроскопии включала их консервацию с применением глицерин-желатиновой среды, окрашенной сафранином. Микроскопический анализ препаратов с целью подсчета и видовой идентификации пыльцевых зерен выполнялся с использованием микроскопа Axiostar plus (увеличение ×400, ×600). Морфологическая идентификация нативных пыльцевых зерен в аэропалинологических исследованиях ограничена вследствие значительного сходства ультраструктуры у таксономически близких видов. В связи с этим таксономическая атрибуция в большинстве случаев возможна с точностью до рода, а для отдельных групп – до семейства. Достоверная оценка концентрации пыльцевых зерен в образце достигается при условии просмотра не менее 20 % от общей площади препарата, пыльца аллергенных растений определялась с использованием эталонных препаратов рецентной пыльцы, атласов-определителей [7, c. 31; 8]. Полученные количественные данные пересчитывали на объем воздуха и выражали в виде числа пыльцевых зерен в 1 м³.
Результаты исследования и их обсуждение
Для анализа динамики пыления по каждому таксону фиксировали даты начала и окончания пыления, его продолжительность и дату пиковой концентрации. Календарь пыления создается по каждой декаде периода пыления. Для регионального календаря пыления были отобраны 14 аллергенных таксонов, пыльцевые зерна которых присутствуют в составе аэроспектра в значительном количестве: I группа – деревья: хвойные Picea sp., Pinus sp.; лиственные: Salix sp., Betula sp., Populus sp., Acer sp., Ulmus sp., Tilia sp.; II группа – злаковые травы: Poaceae; III группа – сорняки: Rumex sp., Plantago sp., Urtica sp., Artemisia sp., Chenopodiaceae.
Аэропалинологические спектры, полученные в результате мониторинга, служат надежным отражением сезонной динамики пыления растений на исследуемой территории. Особенностью формирования этих спектров является их прямая зависимость от метеорологических условий, которые определяют наступление фенологических фаз развития растений. Современные исследования отмечают устойчивую тенденцию к изменению сроков пыления, а также отмечается удлинение сезона пыления аллергенных растений и более раннее начало паллинации. Указанные фенологические сдвиги подчеркивают важность учета метеорологических параметров при анализе сезонной динамики пыления.
Особенности климата Барнаула тесно связаны с его физико-географическим положением: город расположен в зоне сочленения юго-восточной окраины Западной Сибири и горного сооружения Алтая. Регион характеризуется свободным доступом арктических воздушных масс со стороны Северного Ледовитого океана, а также воздушных потоков, формирующихся над территорией Казахстана и Средней Азии [9]. Трансформация и смена воздушных масс приводят к высокой вариабельности метеорологических условий. Тип климата ‒ умеренно континентальный. Отличительные черты: зима отличается суровостью и продолжительностью, лето ‒ непродолжительное, умеренно жаркое. Температурный режим характеризуется ‒ в июле + 19,8 °С, в январе ‒17,5 °С. Годовой диапазон среднемесячных температур составляет 37,3 °С. Среднегодовое количество осадков ‒ 495 мм. В структуре годового хода атмосферных осадков выделяется холодный период (ноябрь – март) с суммой 171 мм, на теплый период приходится основная доля осадков ‒ 324 мм (65 % от общего количества). Территория города относится к зоне недостаточного увлажнения [10; 11]. Наступление фаз развития растений в значительной степени зависит от температуры воздуха. Поэтому для определения и обоснования начала периода пыления были рассчитаны временные границы наступления фаз весенне-летнего сезона (табл. 1, 2).
Для выделения фаз весенне-летнего сезона использованы температурные критерии Н. В. Рутковской, адаптированные Н. Ф. Харламовой для Алтайского края [10, с. 59–94]. При структурировании весеннего сезона выделены три фазы: «снеготаяние» – от устойчивого перехода среднесуточной температуры через -5 °C к 0 °C, «послезимье» – от 0 до +5 °C, «предлетье» – от устойчивого перехода через +5 °C до стабильного превышения +10 °C. Летний сезон включает фазы «умеренно прохладное лето» (от +10 до +15 °C), «умеренно теплое лето» (выше +15 °C) и «спад лета» (от снижения с отметки выше +15 °C до +10 °C). Определение даты устойчивого перехода среднесуточной температуры воздуха через 0, 5, 10, 15 °C проводится при сопоставлении сумм положительных и отрицательных отклонений среднесуточной температуры от данного периода [12].
Таблица 1
Даты начала фаз устойчивого перехода через -5, 0, 5, 10 и 15°C, построенные по средним и медианным значениям за период с 1994 по 2025 г.
|
Фаза |
Ранняя |
Поздняя |
Средняя |
Амплитуда |
σ |
|||
|
№ дня |
Дата |
№ дня |
Дата |
№ дня |
Дата |
|||
|
- 5 °С |
58 |
27.02.2008 27.02.2019 |
90 |
30.03.1996 |
75 |
16.III |
32 |
10 |
|
0 °С |
74 |
15.03.2014 |
111 |
21.04.2023 |
92 |
02.IV |
37 |
9 |
|
5 °С |
89 |
30.03.2014 |
127 |
07.05.2006 |
107 |
17.IV |
38 |
9 |
|
10 °С |
107 |
16.04.2016 |
144 |
24.05.2010 |
123 |
02.V |
37 |
8 |
|
15 °С |
125 |
05.05.2001 |
185 |
04.07.2009 |
149 |
28.V |
60 |
13 |
Примечание: составлена авторами на основе полученных данных в ходе исследования.
Таблица 2
Даты завершения фаз устойчивого перехода через – 5, 0, 5, 10 и 15 ºC, построенные по средним и медианным значениям за период с 1994 по 2025 г.
|
Фаза |
Ранняя |
Поздняя |
Средняя |
Амплитуда |
σ |
|||
|
№ дня |
Дата |
№ дня |
Дата |
№ дня |
Дата |
|||
|
15 °С |
224 |
11.08.1996 |
258 |
14.09.2012 |
242 |
30.VIII |
34 |
9 |
|
10 °С |
239 |
26.08.1996 |
277 |
04.10.2006 04.10.2009 |
262 |
19.IX |
38 |
9 |
|
5 °С |
265 |
22.09.2017 |
296 |
23.10.2005 |
282 |
09.X |
31 |
9 |
|
0 °С |
285 |
11.10.2016 |
322 |
18.11.2010 |
304 |
31.X |
37 |
9 |
|
- 5 °С |
295 |
21.10.1996 |
351 |
17.12.2013 |
318 |
13.XI |
56 |
11 |
Примечание: составлена авторами на основе полученных данных в ходе исследования.
Для установления и анализа изменения временных характеристик весенне-летнего сезона года на исследуемой территории использованы обобщенные данные многолетних наблюдений за среднесуточными значениями температуры воздуха по метеостанции Барнаул из базы данных ВНИИГМИ-МЦД за период с 2004 по 2025 г. [13].
Проведенный анализ показал, что фенологическая структура весенне-летнего сезона в Барнауле характеризуется устойчивой динамикой температурных переходов. Ключевой границей, определяющей начало вегетации и активизации пыления растений, является фаза «предлетья» (устойчивый переход через +5 °C). Согласно полученным данным (табл. 1, 2), среднемноголетняя дата наступления «предлетья» приходится на 17 апреля (107-й день года), хотя в отдельные годы (например, аномально теплый 2014 г.) дата может смещаться на конец марта. Именно с переходом среднесуточных температур воздуха через +5 °C запускаются процессы сокодвижения у деревьев и набухания почек, что приводит к интенсивному накоплению сумм положительных температур, необходимых для выхода пыльцевых зерен. Дальнейшее повышение температур до +10 и +15 °C (фазы летнего сезона) последовательно включает в процесс пыления таксоны растений. Данная закономерность легла в основу построения календаря пыления (рисунок), где даты начала пыления различных растений сопоставлены с описанными фазами весенне-летнего сезона.
Календарь пыления, являющийся ключевым инструментом для анализа динамики концентрации пыльцы в атмосфере, базируется на многолетних фенологических наблюдениях или на обобщенных и текущих аэропалинологических данных [14; 15]. Он формируется путем анализа пыльцевого спектра и характеризует актуальное состояние воздуха, отражая суточную сумму концентраций пыльцы отдельных аллергенных таксонов, а также периоды повышенного и пониженного процесса пыления. В календаре четко визуализируются основные периоды пыления аллергенных растений через динамику концентрации их пыльцы.
Календарь пыления Барнаула за 2025 г. Примечание: составлен авторами по результатам данного исследования
Календарь пыления за 2025 г. приводится на рисунке. Календарь пыления включает 14 таксонов, которые представлены в растительности г. Барнаула и Алтайского края. Для лесостепной зоны Алтайского края характерно наличие трех волн пыления в весенне-летний период [9].
Первая волна пыления (апрель – май) характеризуется максимальными концентрациями пыльцы в атмосфере г. Барнаула. В основе аэроспектра группы древесных лиственных растений: ивы, березы, тополя, клена, вяза. Для первой волны пыления характерна высокая интенсивность, начало и характер пыления данных таксонов в значительной степени определяются температурным фактором. В составе спектра доминируют пыльцевые зерна березы, в меньшей степени тополя и клена. Вторая волна пыления наблюдается с конца мая до середины июля и характеризуется минимальными концентрациями пыльцы и сравнительно бедным таксономическим составом спектра, включающим пыльцу сосны, липы и злаков как индикаторов сезона. Концентрация и время появления пыльцы сосны и злаков могут варьировать. В спектре также могут присутствовать единичные зерна розоцветных, ели, пихты, а также единичные пыльцевые зерна ивы, березы, клена. Третья волна охватывает период с середины июля до конца лета и отличается наибольшим таксономическим разнообразием. В составе аэроспектра третьей волны пыления встречаются сложноцветные, гречишные, гвоздичные, капустные, бобовые и другие семейства, при этом обязательными компонентами являются пыльцевые зерна семейства злаковых и маревых. Палиноиндикаторами третьей волны пыления выступают маревые и полынь [7, с. 38–39].
Аэропалинологический сезон 2025 г. в Барнауле также отчетливо разделяется на три последовательные волны пыления, каждая из которых характеризовалась своим доминирующим составом таксонов и специфическими метеорологическими условиями. Общая годовая концентрация пыльцы составила 31532 п.з./м3 Первая волна пыления (апрель – май) – в спектре встречается только пыльца древесных растений Salix sp., Betula sp., Populus sp., Acer sp., Ulmus sp. Береза – абсолютный доминант первого периода сезона пыления. Ее пыление было зарегистрировано в период с 12 апреля по 21 мая. Данный таксон обеспечил 59,5 % от всей учтенной аллергенной пыльцы года. Суммарная концентрация за сезон составила 17345 п.з./м3. Следующим по концентрации таксоном первой волны пыления выступает Acer sp. Пыление началось 16 апреля и продолжалось до 11 мая, достигнув пика 29 апреля (451 п.з./м3). Суммарная концентрация 1924 п.з./м3 составила 6,1 % от общей суммы годовой концентрации. Важно отметить, что пик пыления клена в 2025 г. практически совпал с началом пика пыления березы, создав период комбинированной аллергенной нагрузки в конце апреля – начале мая. Период пыления тополя был зафиксирован с 11 апреля по 8 мая. Максимальная концентрация – 367 п.з./м3 28 апреля. Суммарный вклад за сезон (1620 п.з./м3) составил около 5,1 %. Пыление ивы было кратковременным, но интенсивным. Период с 12 по 30 апреля. Максимальная концентрация – 172 п.з./м3 21 апреля. Несмотря на короткий сезон, таксон обеспечил 2,9 % годовой концентрации (938 п.з./м3), выступив одним из первых весенних аллергенов. Пыление вяза проходило в период с 2 по 27 мая. Максимальная концентрация составила 27 п.з./м3 (6 мая). Общий вклад таксона в спектр (192 п.з./м3) минимален (0,6 %).
Формированию первой волны пыления способствовали ранние фенологические сроки, обусловленные быстрым накоплением эффективных температур выше +5 °C уже в начале апреля. Дни с максимальными концентрациями пыльцы (конец апреля – начало мая) характеризовались теплой и сухой погодой с умеренным ветром. Например, 5 мая зарегистрирована максимальная концентрация березы – 2808 п.з./м3 среднесуточная температура воздуха составила +14,9 °C, осадков 0 мм, относительная влажность 38,1 %, ветер до 3,1 м/с. Данные метеорологические условия благоприятны для выброса, дисперсии и переноса легкой пыльцы ветроопыляемых деревьев. Низкая относительная влажность воздуха препятствовала осаждению пыльцы, а умеренный ветер обеспечивал ее распространение.
Вторая волна пыления (конец мая – начало июля). Индикаторами второй волны выступали пыльцевые зерна Pinus sp. и Poaceae. Несмотря на более низкие абсолютные концентрации по сравнению с березой, пыльца сосны и злаков создавала устойчивый фон аллергенной нагрузки. В составе аэроспектра, за исключением перечисленных таксонов, отмечено присутствие пыльцевых зерен Tilia sp., Picea sp., из травянистой группы аллергенных таксонов присутствовали пыльцевые зерна Chenopodiaceae, Rumex sp., Urtica sp., Plantago sp. Доля сосны от суммарной концентрации за весенне-летний сезон составила 16,4 %. Пыление отмечалось с 7 мая по 26 мая. Максимум концентрации был зафиксирован значительно раньше, чем в предыдущем году – 18 мая (1277 п.з./м3). Общая сезонная концентрация 5170 п.з./м3. Пыление ели было зафиксировано с 17 по 28 мая. Максимальная концентрация составила 36 п.з./м3 9 мая. Вклад в общий спектр 0,57 %. Пыление липы отмечено в период с 17 июня по 6 июля, максимальная концентрация 39 п.з./м3.
Таксоны семейства Poaceae демонстрировали самый продолжительный период присутствия пыльцы в воздухе (с 30 мая по 30 августа). Интенсивность пыления была умеренной со средними концентрациями. Максимальная концентрация отмечена 14 июня (32 п.з./м3). Суммарный вклад за сезон (934 п.з./м3) составил 3 %.
Метеорологические условия второй волны пыления характеризовались теплым и сухим периодом среднесуточная температура воздуха составляла в среднем +20 °C, 0 мм осадков, относительная влажность воздуха 42,1 %. Наблюдаемая динамика концентрации пыльцы злаков в период их пиковой активности демонстрирует выраженную зависимость от циклической смены метеорологических условий. Кратковременные периоды осадков, приводящие к эффективному влажному осаждению пыльцевых зерен, вызывали резкое снижение их содержания в приземном слое атмосферы. Однако последующее установление сухой, теплой и ветреной погоды инициировало новый цикл интенсивной эмиссии. Повышенные температуры и инсоляция стимулировали цветение и раскрытие пыльников, а умеренный ветер обеспечивал активный горизонтальный перенос и дисперсию пыльцы. Так, после эпизода осадков 4 июня (5,9 мм), уже к 14 июня (+25, °C, ветер до 5,25 м/с) сформировался очередной пик пыльцевой нагрузки. Таким образом, чередование фаз атмосферного очищения и условий, благоприятствующих выбросу и переносу, в целом определяло выраженную неравномерность внутрисезонной динамики аэропалинологического спектра.
В третью волну пыления (середина июля – конец августа) количество аллергенной пыльцы составляет в среднем не более 15 % от общегодовой суммы. Доминирующие таксоны Poaceae, Chenopodiaceae, Artemisia sp., также в спектре представлены Rumex sp., Urtica sp., Plantago sp. Данный период характеризуется продолжительным одновременным присутствием в воздухе пыльцы нескольких аллергенный травянистых растений.
Пыление злаков, максимальная концентрация которых была зафиксирована во второй волне, продолжило вносить существенный вклад в общий аэропалинологический спектр в течение последующей третьей волны.
Для маревых (Chenopodiaceae) продолжительность пыления регистрировалась с 20 июня по 28 июля. Максимальная концентрация отмечена 27 июня (100 п.з./м³). Общая годовая концентрация (1040 п.з./м3) составила 3,2 % от общего спектра.
Artemisia sp. период пыления с 24 июля по 22 августа. Максимум пришелся на 8 августа (55 п.з./м3). Годовая концентрация (473 п.з./м3) составила 1,5 %. Urtica sp. период пыления с 1 июля по 26 августа. Пиковая концентрация 31 п.з./м3 14 июля. Суммарный показатель (678 п.з./м3) равен 2,1 % от годового спектра. Rumex sp. пыление наблюдалось с 14 июня по 29 июля. Максимальная концентрация 53 п.з./м3 22 июня. Общая концентрация (522 п.з./м3) составила 1,6 %. Plantago sp. пыление продолжалось с 11 июня по 4 августа. Максимум зафиксирован 13 июля – 26 п.з./м3. Вклад в годовой спектр 259 п.з./м3 – 0,8 %.
Динамика пыльцы в период третьей волны характеризовалась выраженной обратной корреляцией с количеством осадков, что особенно четко проявлялось у позднецветущих видов, таких как полынь. Максимальные концентрации аэропалинологического спектра регистрировались в фазы с установлением сухой и теплой погоды, создающей условия для интенсивной эмиссии и последующего переноса пыльцевых зерен. Обратный эффект оказывали периоды обильных осадков, которые приводили к практически полному очищению приземного слоя атмосферы за счет механизма влажного осаждения. Так, выпадение 10 и 11 августа 14 и 20,5 мм осадков соответственно обусловило резкий спад концентраций для всех таксонов. В целом повышенная влажность воздуха в этот сезонный период способствовала ускоренному осаждению пыльцы. Однако в интервалах между осадками установление ветреной погоды с низкой относительной влажностью воздуха провоцировало повторный подъем и дисперсию пыльцы, причем данная динамика была наиболее выражена для представителей семейств Chenopodiaceae и Artemisia sp., чьи пыльцевые зерна обладают соответствующими аэродинамическими свойствами.
Выводы
На основании анализа аэропалинологических данных 2025 г. в Барнауле выделяются три последовательные волны пыления, характеризующиеся не только сменой доминирующих таксонов, но и их взаимодействием. Первая волна пыления, приходящаяся на весенний период, фаза сезона «предлетье», характеризующаяся устойчивым переходом среднесуточной температуры через +5 °C, формируется преимущественно за счет высокопродуктивных древесных анемофилов, в первую очередь представителей семейства Betulaceae. Вторая волна, имеет смешанный состав, где к завершающей фазе пыления отдельных древесных пород добавляется интенсивная эмиссия пыльцы злаков. Третья волна пыления, почти полностью определяется травянистыми таксонами. Важной особенностью сезонной динамики является частичное временное перекрытие (наложение) волн. Это создает периоды, когда в атмосфере города одновременно присутствуют пыльцевые зерна таксонов, типичных для разных сезонных фаз. Наиболее значимым с клинической точки зрения является наложение заключительной стадии первой волны на начальную стадию второй волны (ранее пыление злаков). В эти интервалы спектр атмосферных аллергенов становится комбинированным, что потенциально увеличивает нагрузку для лиц, страдающих поллинозом. Также стоит отметить, что пыльца высокоаллергенных древесных пород, прежде всего березы, регистрируется в атмосфере в фоновых концентрациях и после прохождения основного периода пыления, в том числе в период активного пыления злаков. Это указывает на пролонгированный характер присутствия в воздухе отдельных видов пыльцы, что может быть связано как с вторичным подъемом пыльцевых зерен с поверхности почвы и растительности, так и с ра
Конфликт интересов
Финансирование
Библиографическая ссылка
Стребкова А. С., Ненашева Г. И., Карманова М. В. РЕЗУЛЬТАТЫ АЭРОПАЛИНОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА ГОРОДА БАРНАУЛА ЗА 2025 ГОД // Успехи современного естествознания. 2026. № 4. С. 42-49;URL: https://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=38499 (дата обращения: 03.05.2026).
DOI: https://doi.org/10.17513/use.38499