Главная – Журналы – Сибирский экологический журнал 2022 номер 3

Мониторинговые исследования на базовом полигоне - горно-ледниковом бассейне Актру (Северо-Чуй-ский центр оледенения, Центральный Алтай) - продолжаются на протяжении 22 лет и соответствуют общемировой направленности научных усилий на исследование горных экосистем. Предложены основные подходы к мониторингу горных экосистем и их климатическому отклику, основывающиеся на ведущей роли их автотрофного блока, в особенности эдификаторов лесных экосистем Алтая - лиственницы сибирской, кедра сибирского. Изложены основные результаты мониторинга в старовозрастных лесах, лесотундровом экотоне и в формирующихся экосистемах на молодых моренах долинных ледников. Приводится информация о жизненных формах кедра и лиственницы, структуре древостоев, видовом разнообразии сообществ. Рассмотрено образование генераций деревьев в ходе сверхвековых циклов потеплений/похо-лоданий, а также связи прироста деревьев с вековыми и внутривековыми климатическими изменениями; проведен сравнительный анализ семеношения в лесах и экотоне. Показано современное положение границ деревьев (групп и одиночных, репродуктивных) в лесотундровом экотоне и выявлено их продвижение вверх по склонам как отклик на изменения климата. Описан ход первичных сукцессий на молодых моренах ледников Малый Актру и Левый Большой Актру.

Для выявления причин активизации процессов криогенного оползания на территории Юго-восточного Алтая выполнен детальный анализ временных изменений гидротермического режима естественных сезонов с 1936 по 2016 г. Анализ климатических условий лет пиковой оползневой активности, установленной при обработке данных космической съемки сверхвысокого разрешения, и сопоставление их с показателями, рассчитанными за период до начала устойчивого глобального изменения климата (1936-1970 гг.), свидетельствуют о выраженном потеплении климата и его активном влиянии на высокогорные криогенные системы. Периоды интенсификации оползнеобразования, вызванные экстремальным протаиванием деятельного слоя криолитозоны в 1998, 2012, 2016 гг., надежно коррелируются с аномалиями показателей гидротермического режима естественных сезонов года и их структурных единиц.

На памятниках наскального искусства Минусинской котловины выявлены и охарактеризованы различные типы биоминеральных наслоений. На поверхности песчаника, на который в древности наносились изображения, развиваются цианобактериальные биопленки, биообрастания с доминированием лишайников, мхи, первичные почвы, а также формируются минеральные корки, в большей или меньшей степени населенные микроорганизмами. Моновидовые цианобактериальные биопленки, образованные Gloeocapsopsis magma , являются доминирующей формой биообрастаний на открытых скальных поверхностях, подверженных интенсивной инсоляции. Наиболее заметное развитие микроорганизмов отмечено на светлых кальцит-содержащих корках с пористой поверхностью. Гипсовые корки, напротив, бедны по содержанию органических веществ и практически не заселены микроорганизмами. Образование гипсовых корок приводит к серьезному повреждению поверхностного слоя камня и может быть одним из основных процессов утраты наскальных изображений .

Рассматриваются вопросы методологического сопровождения и методического обеспечения анализа рискоформирующих ситуаций в природопользовании на уровне региона. Представлены принципы и критерии оценки природных опасностей и рисков с учетом геосистемной ситуации, природно-климатических и социально-экономических условий территории. Приводятся сведения о разработке и применении методических подходов в комплексной оценке состояния природной среды и вероятности экологических и социально-экономических рисков. На примере таежных территорий Западной Сибири в границах Томской области выявляются динамика опасных ситуаций, их классификация, пространственная дифференциация и вероятности возникновения. Определяются особенности отраслевого подхода (лесопользование, сельское хозяйство) к оценке рисков природопользования, связанных с изменением природно-климатических условий территории. Представлен опыт ГИС-анализа и зонирования, примеры оценочного картографирования, в которых учитывается влияние опасных и неблагоприятных процессов на различные отрасли природопользования. Сделан вывод о том, что степень природно-климатического риска Томской области является повышенной.

Многолетние исследования динамики лесных экосистем в разных ландшафтно-геоморфологических условиях показали их пространственную неоднородность, господство лесов, находящихся на разных стадиях восстановления. Отмечена тесная связь с почвообразованием в восстановительных циклах лесной экосистемы: деградация почв в фазу климаксного хвойного древостоя и восстановление в фазу производных лиственных лесов. Отмечено, что продолжительность сукцессии является основным фактором устойчивости лесных экосистем. Время восстановления определяется условиями эдафотопа, биологическими особенностями лесообразующей породы и варьирует от 150 до 600 лет, что превышает длительность региональных (вековых и внутривековых) климатических циклов. В то же время сложное строение гумусового профиля почв свидетельствует об изменении ландшафтных условий, связанных с глобальными изменениями климата в тысячелетних циклах. Антропогенные трансформации выводят экосистему из равновесия, что существенно затягивает ее восстановление или делает его недостижимым.

Выполнен анализ многолетних изменений значений δ¹³С в целлюлозе годичных колец деревьев на двух участках леса на территории Обь-Томского междуречья. На первом участке обнаружено ожидаемое снижение значений δ¹³С, но со скоростью, выше глобальной на 0,16-0,2 ‰/10 лет. На втором участке, расположенном в 20 м от болота, происходило постепенное увеличение значений δ¹³С до 1978 г., затем снижение со скоростью такой же, как и на первом участке, 0,2 ‰/10 лет. Мы полагаем, изменения δ¹³С целлюлозы деревьев на втором участке отражают динамику значений δ¹³С СО₂ на болоте. Причиной изменений динамики после 1978 г., вероятно, является влияние Томского подземного водозабора, приведшее к обсыханию болота и, соответственно, снижению величины δ¹³С в СО₂.

На природных и экспериментальных (клоновые архивы, испытательные культуры) объектах изучена структура репродуктивной функции у четырех видов и многих географических экотипов кедровых сосен. У кедра сибирского на юге лесной зоны в Западной Сибири динамика плодоношения определяется погодными условиями в год опыления. Семенная продуктивность снижается из-за поздних весенних заморозков и повышенных температур в сентябре. В течение последних 30 лет направленное изменение этих факторов определило существенное снижение плодоношения. Продуктивность и устойчивость видов и географических экотипов кедровых сосен определяются соответствием их потребности в тепле климату места испытания. В условиях изменения климата местный экотип по росту и плодоношению нередко уступает более теплолюбивым видам и экотипам.

В регионе инвазии уссурийского полиграфа Polygraphus proximus Blandf. (Coleoptera: Curculionidae, Scolytinae) проведено исследование закономерностей формирования консорций стволовых дендрофагов, ядром которых является пихта сибирская Abies sibirica Ledeb. Анализ проведен на 4835 деревьях с 46 пробных площадей в темнохвойных пихтовых лесах Томской области по следующим показателям: жизненное состояние деревьев и древостоев; таксономический состав насекомых; встречаемость, численное обилие видов и их экологическая характеристика; участие в формировании подкорных сообществ на разных этапах ослабления растения-хозяина. На пихте вместе с P. proximus выявлен 21 вид стволовых дендрофагов. Во всех исследованных древостоях абсолютно доминировал уссурийский полиграф, постоянным обитателем поврежденных инвайдером насаждений являлся Monochamus urussovi Fisch. Выявлена прямая зависимость степени совпадения видов от нарушенности древостоев и их таксационных показателей ( r _s = 0,6). Видовое богатство популяционных консорций пихты зависит от полноты и бонитета насаждений ( r _s = 0,4). Впервые для массовых видов стволовых дендрофагов пихты сибирской определены особенности до- и после инвазионных консорций. В многовидовых группировках P. proximus выступает как инициатор сукцессии подкорных обитателей, определяя состав индивидуальных консорций, последовательность заселения растения дендрофагами в соответствии со степенью ослабления дерева-хозяина. Установлено, что численность большинства аборигенных физиологических вредителей пихты находится на низком уровне, и они занимают наименее заселенные полиграфом участки деревьев. Трансформация аборигенного комплекса стволовых дендрофагов в результате инвазии уссурийского полиграфа является примером стремительного консорциогенеза, приводящего к экологическим и эволюционным преобразованиям в экосистемах.

Принято считать, что мускатная земляника ( Fragaria moschata Weston., 2 n = 6 x = 42) занимает территорию Западной и Восточной Европы до Уральских гор и является характерным элементом неморальной флоры. Со второй половины XX в. стали появляться сведения о произрастании F. moschata в растительных сообществах Западной и Восточной Сибири, включая южную часть Красноярского края. Местонахождения таких ценопопуляций описаны как для мелколиственных лесов (преимущественно), так и для черневых лесов Приенисейских Саян. Целью статьи является описание фитоценотической приуроченности произрастания в Приенисейских Саянах двух популяций F. moschata (образцы № 17-16 и 18-28), верифицированных цитогенетическим анализом и ПЦР-диагностикой. Для видоидентификации образцов № 17-16 и 18-28, представляющих эти популяции, использовали молекулярный маркер - ген алкогольдегидрогеназы adh1. Показано, что образцы № 17-16 и 18-28 в гибридизации с экспериментальными образцами F. moschata европейского происхождения формируют полноценные семянки со всхожестью, характерной для вида. Сравнение результата амплификации ДНК образцов № 17-16 и 18-28 с праймерами, специфичными к последовательности гена adh 1, показало идентичность длин амплифицированных фрагментов исследуемых образцов ПЦР-профилю F. moschata европейского происхождения. Сравнение флористического сходства этих двух растительных сообществ, где произрастают исследуемые образцы F. moschata , показало малое соответствие этих сообществ по видовому составу ( K_J = 0,2). Этот факт указывает на возможности F. moschata осваивать для произрастания не только близкие к ее потребностям экологические ниши мелколиственных лесов (образец № 17-16), но и черневых лесов (образец № 18-28) в Приенисейских Саянах. Обсуждается вопрос аллохтонности и автохтонности F. moschata для Западных и Восточных Саян на основе прежних гербарных сборов и собственных находок.

Мировой опыт применения лекарственных средств показывает перспективу разработки препаратов, основанных на растительном сырье, в том числе дикорастущего. В этом аспекте необходимы полевые исследования по оценке состояния популяций лекарственных растений для организации системы рационального использования и сохранения биологического разнообразия. Для популяций Althaea officinalis нами оценивались ботанические особенности, онтогенетический спектр и морфологические показатели растений. Изучены структурные показатели четырех популяций А . officinalis в долинах рек Актолкын, Утерь, Сергек и Конеу (Курмангазийский район Атырауской области). Определено, что видовой состав сообществ насчитывает 54 вида из 50 родов и 26 семейств. Наибольшее число видов сосредоточено в семействах Poaceae, Asteraceae и Fabaceae. Наиболее распространенные виды (категория I) включают 37 таксонов, к категории II отнесены 10 таксонов, к категории III - 4 вида, к категории IV-V - 2 вида. Среди экологических групп доминируют мезофиты, мезоксерофиты и ксеромезофиты, по жизненным формам преобладают травянистые многолетники и малолетники. Максимальные морфометрические показатели А . officinalis отмечены для популяции в долине р. Актолкын, минимальные - в пойме р. Сергек. Анализ возрастного спектра позволил определить, что популяция в долине р. Актолкын характеризуется как устойчивая, средневозрастная, в пойме р. Сергек - устойчивая, молодая, в пойме р. Утерь - неустойчивая, стареющая, в долине р. Конеу - молодая. По итогам полевых обследований можно рекомендовать проведение мероприятий по заготовке лекарственного сырья А . officinalis в популяциях в долинах рек Актолкын, Конеу и Сергек. Для популяции в долине р. Утерь заготовка сырья не представляется возможным, необходимы мероприятия по восстановлению ее структуры.