Главная – Журналы – Сибирский экологический журнал 2019 номер 5

Обзор посвящен впервые описанному И. И. Шмальгаузеном явлению филогенетической иммобилизации - снижению эволюционной пластичности в результате стабилизирующего отбора и фиксации вредных мутаций с эффектом, зависящим от местообитания. Приведены примеры иммобилизации, предложена их классификация. Рассмотрена роль стабильности среды обитания и морфологической консервативности в возникновении иммобилизации. Обсуждается роль представления об иммобилизации для решения проблем теории эволюции, возможность использования иммобилизации в селекции и проблема сохранения таксонов со сниженной эволюционной пластичностью.

Рассмотрены состав и эколого-географические особенности наиболее редких эндемичных видов сосудистых растений Сибири, в том числе 50 видов, известных до сих пор только из классического местонахождения (так называемые стеноэндемики). Их доля составляет около 1 % флоры сосудистых растений Сибири. Впервые по данным флористического районирования установлен состав хорологических групп стеноэндемиков Сибири. Определены зоны концентрации их ареалов. Наибольшее число изученных видов (23) сосредоточено в Алтае-Сибирском экорегионе. Значительное число видов стеноэндемиков представлено также в Байкало-Сибирском (10) и Западно-Сибирском (8) регионах. Количественно доказано, что условия для существования стеноэндемиков наиболее благоприятны в Южной Сибири. Горные системы Алтая и Саян обеспечивают наиболее разнообразные спектры местообитаний для успешной реализации микроэволюционных процессов, а также уровень изоляции, достаточный для обособления новых видов. Для определения экологических условий, благоприятствующих процессам видообразования, выполнена группировка исследованных видов по их принадлежности флористическим комплексам. Более трети исследованных видов Алтае-Сибирского экорегиона (9 из 23) приурочены к высокогорному флористическому комплексу. Стеноэндемики лесного флористического комплекса сконцентрированы в Алтае-Сибирском и Западно-Сибирском экорегионах и образуют группировку, сопоставимую по своему значению с видами высокогорного флористического комплекса. В Байкальской Сибири преобладают виды степного флористического комплекса, что обусловлено разнообразием степных участков и их островным характером. Установлено, что уровень государственной охраны изученных видов недопустимо низкий, поскольку ни один из них не внесен в Красную книгу Российской Федерации. Для оценки степени изученности и перспективности дальнейшего исследования эндемичных видов разработана и апробирована методика их ранжирования по количественным показателям. Представленные в статье рекомендации должны стать основанием для рассмотрения вопросов по внесению исследованных эндемичных видов сосудистых растений Сибири в списки редких и исчезающих растений Российской Федерации.

На основе собственных исследований эпифитных папоротников и литературных сведений по эпифитным цветковым обобщена информация об экологических классификациях сосудистых эпифитов и предложена множественная экологическая классификация, в которой сосудистые эпифиты сгруппированы в 3 блока морфофункциональных типов: факультативных (протоэпифитов), облигатных (голоэпифитов) и гемиэпифитов. Основной критерий, лежащий в основе этого подразделения, - это степень специализированности растений к эпифитному образу жизни. Каждая группа включает несколько подгрупп, обособленных на основе наличия специальных морфоструктур, обеспечивающих эпифиты питательными веществами и водой при их дефиците, а также для обитания в условиях низкого освещения и повышенной гидратуры. В пределах подгрупп выделены варианты, а в их рамках - преадаптивные и адаптивные механизмы, с помощью которых эпифиты освоили специфическую среду обитания. Также выделены специализированные к эпифитному образу жизни физиолого-функциональные типы.

Рассмотрены особенности распределения климатоформирующих факторов на территории Сибири. Район исследования представлен тремя крупными регионами: Западно-Сибирской равниной, Средней Сибирью и горными системами Южной Сибири. Оценены климатоэкологические ресурсы (температура воздуха, атмосферные осадки, снежный покров и температурный режим почв) в каждом регионе. Проведен детальный анализ температуры почвенного профиля (до глубины 0,8 м). Вертикальные профили сгруппированы по степени летнего прогревания и зимнего охлаждения почв. Градации температур почвы соотнесены с точками измерения, что и позволило выполнить дифференциацию территории Сибири по данному показателю. В работе предложен подход к оценке интегральных климатоэкологических ресурсов на основе применения единых градаций климатических характеристик для обширной территории и представлено обобщение выявленных закономерностей для всей Сибири.

На базе литературных сведений, данных музейных коллекций, а также собственных материалов проанализировано современное распространение тувинской полевки. На территории России и Монголии выявлено 25 локалитетов, на основе которых построена экологическая модель потенциального распространения вида. Показано, что ареал тувинской полевки состоит из трех основных изолированных друг от друга частей: северной, расположенной преимущественно в Хакасии; южной - на территории Тувы и прилежащей территории Монголии; небольшого участка на северном побережье оз. Хубсугул в Монголии. Обследование экологических стаций тувинской полевки на территории Хакасии выявило, что за последние десятилетия произошло существенное уменьшение количества обитаемых участков, что свидетельствует о значительном снижении численности и усилении фрагментации северной части ареала тувинской полевки.

Представлены данные по динамике численности и структуре доминирования в сообществе бурозубок в окрестностях г. Магадан (2011-2018 гг.). В целом доминировали в уловах равнозубая (S. isodon) и средняя (S. caecutiens) бурозубки, второстепенными по обилию видами были дальневосточная (S . gracillimus), крупнозубая (S. daphaenodon), камчатская (S. camtschaticus) и крошечная (S. minutissimus) бурозубки. Подъемы и снижения численности всех видов в различной степени совпадали, и отличия в структуре доминирования между годами были относительно невелики. Варьировал лишь статус средней бурозубки, характеризовавшейся наибольшей амплитудой колебаний численности, и дальневосточной бурозубки, обилие которофй в регионе возросло в последнее время. Обсуждается роль некоторых факторов в регуляции численности животных.

Приведены результаты исследования структурных и функциональных характеристик фитопланктона прибрежного района Черного моря с помощью проточной цитометрии. Получены сведения о сезонной изменчивости биомассы трех групп водорослей (Synechococcus, пикоэукариотический фитопланктон, нанофитопланктон), содержания хлорофилла а , процента живых клеток и величины флуоресценции FDA (диацетат флуоресцеина), характеризующей функциональное состояние водорослей. Выявлена достоверно положительная связь между величинами (биомасса, автофлуоресценция хлорофилла), определяемыми на проточном цитометре, и содержанием хлорофилла а , рассчитанным по стандартным методикам. Показано влияние температуры, освещенности и содержания биогенных элементов в среде на биомассу и величину флуоресценции FDA выделенных групп водорослей. Содержание нитратов и температура не оказывали существенного влияния на обилие пико- и нанофитопланктона, получена достоверно выраженная взаимосвязь между биомассой нанофитопланктона и концентрациями растворенных форм минерального фосфора. Установлена обратная статистически значимая корреляция между интенсивностью света и биомассой пикоэукариотического фитопланктона. Отмечено, что рассматриваемые в работе абиотические факторы среды не оказывали существенного влияния на величину флуоресценции FDA, за исключением температуры: в теплый период года в черноморском биоценозе наиболее активен пикофитопланктон, в то время как холодный период года благоприятен для развития нанофитопланктона.

В лабораторном потомстве Lymnaea stagnalis и Stagnicola corvus, происходящем от особей из водоемов с разными уровнями антропогенного загрязнения, определены параметры роста и размножения посредством перекрестного оплодотворения (ПО) и самооплодотворения (СО). Размножение посредством СО приводит к увеличению предрепродуктивного возраста, снижению плодовитости, доли размножающихся особей и скорости роста численности популяций. С увеличением уровня загрязнения материнских водоемов способность к СО у L. stagnalis значительно снижается. S. corvus по сравнению с L. stagnalis отличается пониженной способностью к СО, что может являться одной из важнейших причин его низкой численности в природных водоемах.

Нарушение лесного покрова в результате сплошных вырубок (СВ) приводит к трансформации естественных для лесных экосистем биогеохимических процессов, определяющих основные потоки парниковых газов, прежде всего СО₂, между экосистемами и атмосферой. Изменения в газообмене СО₂ из-за СВ значительно варьируют в зависимости от местных природных и климатических условий. Данное исследование направлено на оценку динамики чистого экосистемного обмена СО₂ (NEE), валовой первичной продукции (GPP), экосистемного дыхания (TER) и дыхания почвы на СВ в условиях южной тайги европейской части РФ. Результаты базируются на данных непрерывных экспериментальных наблюдений, полученных с помощью метода турбулентных пульсаций в течение двух вегетационных периодов (2016 и 2017 гг.) Показано, что СВ в течение первых двух лет естественного восстановления является источником СО₂ для атмосферы (NEE с мая по октябрь составило 553,3 г С∙м^-2 в 2016 г. и 193,3 г С∙м^-2 в 2017 г.). Межгодовая динамика кумулятивных сумм NEE определялась ростом GPP (777,5 г С∙м^-2 в 2016 г. и 1020,5 г С∙м^-2 в 2017 г.) и снижением TER (1330,9 г С∙м^-2 в 2016 г. и 1213,7 г С∙м^-2 в 2017 г). Результаты камерных измерений показали, что в полуденные часы летних месяцев дыхание почвы на различных участках сплошной вырубки изменялось от 3,6 ± 0,7 до 11,8 ± 3,0 мкмоль∙м^-2∙с^-1 в 2016 г. и от 6,0 ± 1,3 до 14,8 ± 3,5 мкмоль∙м^-2∙с^-1 в 2017 г. Оценки кумулятивных потоков GPP на СВ в южно-таежной подзоне европейской части РФ превышают оценки GPP, полученные ранее на основе наблюдений по аналогичной методике в условиях бореальных и неморальных лесов.

Статья посвящена экологической проблеме эффективного городского озеленения и повышения средостабилизирующей роли зеленых насаждений. Обобщен материал по комплексной биоэкологической оценке функционально отличающихся городских озелененных территорий Владивостока. Они соответствуют шести типам городских насаждений: рядовые насаждения, скверы, внутриквартальное озеленение, старые городские сады-скверы, парки, внутригородские рекреационные леса. Рассмотрены вопросы специфики их видового состава, условий произрастания и интенсивности воздействующего антропогенно-техногенного пресса. Отмечено почти 4-кратное возрастание экологической напряженности в ряду: городские парки→ внутриквартальное озеленение → внутригородские рекреационные леса → старые сады-скверы → рядовые насаждения → скверы. Наибольшее внимание уделено сравнительному анализу накопления древесно-кустарниковыми видами и насаждениями тяжелых металлов - основных маркеров техногенного загрязнения городской среды. Выяснены корреляционные закономерности в накоплении растениями тяжелых металлов в условиях урбоэкосистем и установлена геохимическая ассоциация основных металлов-загрязнителей городской растительности Владивостока: Fe_4,1 Zn_2,0 Pb_1,9 Cu_1,4 Ni_1,3. Показано, что интенсивность их трансформации зелеными насаждениями возрастает в 3 раза в ранжированном ряду: внутригородские рекреационные леса → парки → старые сады → внутриквартальное озеленение→ скверы → рядовые насаждения. На основании проведенных исследований и привлечения полученных ранее результатов выполнена комплексная оценка функционального состояния городских зеленых насаждений. Для ее практического решения предложен индекс функционального статуса насаждений как интегральный показатель экологического состояния растительности и почв зеленых насаждений, их способности к аккумуляции тяжелых металлов в условиях урбанизированной среды. Отмечен высокий функциональный статус рядовых посадок и скверов, обусловленный преимущественно активной трансформацией почвами и растениями тяжелых металлов. В 1,5 раза ниже этот показатель для насаждений старых городских садов и внутригородских рекреационных лесов. Полученные результаты можно использовать при организации рациональной системы городского озеленения и дифференцированных мер ухода за насаждениями различного функционального назначения.