Главная – Журналы – Сибирский экологический журнал 2023 номер 3

Знание возрастной структуры ценопопуляций растений важно для оценки текущего состояния и прогноза популяционной динамики и связанных с ними компонентов фитоценозов, так как нагрузка на среду различная для разных возрастных групп. Согласно схеме возрастной периодизации онтогенеза растений, предложенной Т. А. Работновым и А. А. Урановым, выделяют более десятка основных онтогенетических состояний. Соответственно этому каждая популяционная выборка представляет собой упорядоченный ряд частот встречаемости этих состояний - так называемый онтогенетический спектр. Однако имеются неоднозначные трактовки роли некоторых онтогенетических состояний в классификации ценопопуляций, а также статистические проблемы оценки профилей онтогенетических спектров. Предложена унификация подходов к типизации возрастной структуры и индексов ценопопуляций растений, основанная на редукции онтогенетического спектра к стандартной шкале периодов развития - прегенеративного, генеративного и постгенеративного. С этих позиций рассмотрены классические типы ценопопуляций (инвазионные, регрессивные, инвазионно-регрессивные и нормальные), различные варианты нормальных ценопопуляций, индексы возрастной структуры, учтена возможная неравномерность шкалы периодов.

Обзор посвящен глобальной экологической проблеме современности - снижению парниковых газов в атмосфере. Значительная его доля депонируется в почвах. Обсуждаются меры, способствующие секвестрации углерода при землепользовании, поскольку почвы и леса, наряду с мировым океаном, являются основными хранителями СО₂. Внимание уделено типам землепользования (целина, пашня, пастбищные, лесные земли). Приведен материал по обработкам земель: нулевой, стандартный с оставлением растительных остатков и без них; с применением биоугля, микроводорослей. Рассмотрен сравнительный анализ с использованием биомаркеров на пастбище со смешанным травостоем, пашне с рапсом, в почве под ивой с целью определения микроорганизмов, ассимилирующих углерод ризоотложений различных растений. Встречаются работы, доказывающие важность гидролизуемых липидов в лесах, составляющих, в отличие от фенола лигнинов, высокую долю в накоплении почвенного органического углерода (SOC). Они возрастают с уменьшением pH почвы, увеличением реактивного железа и алюминия и увеличением окисления лигнина. SOC выше в илистых и глинистых фракциях, чем в песчаных, защищая SOC в их агрегатах. Отсюда для определения стабилизации его в большинстве почв предлагается использовать в качестве ключевого элемента мелкодисперсную минеральную фракцию. Карбонаты играют важную роль в секвестрации углерода, на его долю приходится примерно 40 % углерода, хранящегося в почвах мира. Они являются основным компонентом накопления углерода в засушливых регионах. Внимание обращено к коренному улучшению пастбищ, инверсионной обработке (FIT). Приведен материал методического характера, где используются дистанционные методы (ДЗ), обнаруживающие SOC. В качестве прогноза используются предикторы ДЗ - как ближний инфракрасный, так и коротковолновый инфракрасный диапазон, с дополнительными фенологическими наблюдениями. Использование отраженной коротковолновой радиации в верхней атмосфере, большой потенциал смягчения климата оказали большое влияние на культивирование покровной культуры с высоким альбедо и недостатком хлорофилла.

В связи с изменением климата особое внимание уделяется факторам, определяющим динамику биогеохимических процессов в активном слое сезоннооттаивающих/замерзающих почв на границе с многолетней мерзлотой. Существуют геологические, геоморфологические, погодные условия, связанные с атмосферными осадками, которые определяют различия в дифференциации и глубине оттаивания мерзлоты в разных регионах. Наши исследования проведены в бассейне р. Бурея с прерывистым распространением многолетней мерзлоты в пределах уникальных ландшафтных единиц - марей. Они формируются на заболоченных, плохо дренируемых участках, где активный слой почв контактирует с многолетней мерзлотой и оказывает непосредственное влияние на качество поверхностных вод. Представлены результаты исследования состава воды в притоках разного порядка по гидрохимическим показателям, спектральная характеристика растворимых органических веществ (ОВ) в водных экстрактах почв из разных горизонтов активного слоя, оценка активности микробных комплексов по отношению к гуминовым веществам в зависимости от глубины залегания многолетней мерзлоты. Неоднородность ландшафтов оказывается важным фактором, влияющим на вынос ОВ в водотоки. Определяющую роль в изменении состава растворимых ОВ играли микробные комплексы активного слоя, участвующие в трансформации гуминовых веществ. Экспериментально показано, что температура оказывает влияние на качественный состав продуктов метаболизма гуминовых веществ, включая соотношение между алифатическими, ароматическими фрагментами и хромофорными группами, ответственными за цветность природных вод.

Изменения сроков миграции птиц можно отследить при наличии репрезентативных данных о сроках пролета, собранных по единой методике. Отлов птиц при кольцевании является источником таких данных. Комбинация двух методов регистрации мигрирующих птиц - отловов и наблюдений - позволяет получить сведения, максимально приближенные к реальному появлению перелетных видов в районе исследований. В работе рассматриваются три параметра весенней миграции: первая регистрация вида, медиана пролета и последняя регистрация (средние значения за 2015-2018 гг.) для 48 перелетных видов птиц по данным отловов и наблюдений в окрестностях станции кольцевания птиц “Байкальская” (юго-восточное побережье Байкала). Сравнение дат начала весеннего пролета для 17 видов птиц в некоторых районах Прибайкалья (Иркутская область, юго-восточное и северо-восточное побережье Байкала) показало, что 13 из них появляются раньше на юго-восточном побережье Байкала на 2-20 дней. Выявлено 13 видов, для которых изменение даты первой регистрации в разные годы незначительно (±3 дня). Данные виды являются наиболее перспективными для долговременного мониторинга популяционных и климатических изменений.

В статье обобщены результаты изучения долговременной истории палеопожаров в мире и отдельно на территории России. Рассматриваются перспективные и достоверные методы реконструкции локальной и региональной динамики палеопожаров - микро- и макроугольковый анализы. На основе обзора мировых и российских научных достижений анализируются подходы к изучению палеопожаров, методы обработки и идентификации микро- и макроскопических частиц угольков, включая новейшие средства программного обеспечения их идентификации (The Charcoal Quanti cation Tool, WinSEEDLETM) и анализа (CharAnalysis). Кроме того, рассматриваются возможности современных международных баз данных по палеопожарам (Global Charcoal Database, Reading Palaeofire Database), содержащих в себе актуальную информацию по локальной и региональной палеопожарной обстановке в голоцене. Анализируются проведенные региональные исследования по изучению палеопожаров в мире и на территории России, а также подчеркиваются перспективные направления и некоторые проблемы, связанные с реконструкцией палеопожаров. Обзор российских публикаций показал, что центральная часть и юг Восточно-Европейской равнины, а также юго-восток Западной Сибири являются наиболее изученными регионами в вопросах реконструкции динамики палеопожаров. Единичные подобные исследования проводились на Урале, в Восточной Сибири и на Дальнем Востоке, но большая часть регионов России остаются не изученными в данном направлении. В последние годы основной акцент в российских исследованиях приходится на изучение локальной динамики пожаров на основе применения макроуголькового анализа. Анализ международных баз данных по палеопожарам (Global Charcoal Database, Reading Palaeofire Database) показывает, что эти сведения нуждаются в кардинальном пересмотре в отношении ключевых местонахождений на территории России. Авторами представлена обобщенная карта-схема России с указанием ключевых участков, на которых проведены реконструкции палеопожарной динамики с использованием микро- или макроуголькового анализов.

В статье впервые сообщается об обнаружении трематоды О. felineus у язя Leuciscus idus (Linnaeus, 1758) в Чановской системе, на юге Западной Сибири. Частота встречаемости у язя в устье р. Чулым составила 1,6 ± 1,57 % в 2019 г. и 4 ± 2,29 % в 2020 г., в оз. Большие Чаны - 5,3 ± 5,1 %. Tрематоды О. felineus были зарегистрированы у язя в период подъема уровня воды, сопровождающегося снижением общей минерализации воды. У четырех других исследованных нами видов карповых (плотва, лещ, караси золотой и серебряный) не выявлено заражение описторхидами. Ранее в озерах Чановской системы и в устьевых участках рек Каргат и Чулым O. felineus не была зарегистрирована у карповых рыб. Рассматривается связь распространения печеночного сосальщика О. felineus в водоемах Чановской системы озер с циклическими флуктуациями уровня и общей минерализации воды.

Исследованы экологические, морфологические и физиолого-биохимические особенности представителей рода Galium (Rubiaceae). Объекты исследования - гибрид (нотовид) Galium × affrenum (Klokov) Ostapko (=нотовид) и его родительские виды G. ruthenicum Willd. и G. octonarium (Klokov) Pobed. s. l. G. × affrenum габитуально ближе к G. ruthenicum, отличаясь от последнего бледно-лимонными цветками. С помощью метода искусственных нейронных сетей показано, что по физиолого-биохимическим признакам нотовид ближе расположен к родительскому виду G. octonarium. Листовая биомасса G. × affrenum отличается повышенным содержанием и большей изменчивостью концентрации фотосинтетических пигментов и показателей липидного метаболизма, что может являться залогом его большей устойчивости и жизнестойкости.

Цель исследования состояла в разработке подхода к количественной оценке характера межвидовых отношений почвенных микромицетов. Исследования проводили в северной лесостепи Западной Сибири общепринятыми и авторскими методами. Установлено, что в течение 2020-2022 гг. фитопатогенный микоценоз подземных и генеративных органов культурных и дикорастущих злаков характеризовался стабильностью: основными фитопатогенами были Bipolaris sorokiniana Sacc. Shoem. и грибы рода Fusarium Link., встречаемость которых была близка к 100 %. Общее число видов микромицетов на подземных органах составило 13, на генеративных - 8. Максимальное биологическое разнообразие грибов отмечено во влажных условиях, выявлена смена доминирования влаголюбивого F. poae (Peck.) Wollenw. засухоустойчивым F. oxysporum Schltdl. Коэффициенты общности видового состава возбудителей фузариозной корневой гнили отражали степень контрастности погодных факторов вегетаций. Выявлена сукцессия грибов рода Fusarium в системе органов растений по фазам вегетации и определены параметры перекрытия их реализованных экологических ниш. Изучение попарных межвидовых отношений микромицетов методом встречных культур, благодаря разработке новой оригинальной шкалы для количественной оценки взаимодействия видов, позволило выявить наиболее конкурентоспособные виды. Конкуренция выражалась в снижении скорости радиального роста колоний (до 2,5 раза), значительных морфологических отклонениях от чистых культур (до 7 признаков из 10), в формировании зоны лизиса шириной более 7 мм (максимально 12 мм), а также в изменении интенсивности споруляции как в сторону стимуляции (максимально до 20 раз), так и угнетения (максимально до 30 раз). В пределах исследованных сочетаний конкурентные отношения выявлены в 46,4 % случаев, а нейтральные - в 53,6 %.

Исследована устойчивость растений-регенерантов Populus alba × P. bolleana № 7, P. alba × P. bolleana № 12 и P. davidiana × P. bolleana cv. Байчен-1 к осмотическому стрессу в условиях in vitro. Показано, что гибрид № 7 выдерживает до 250 мМ d-маннитола, тогда как сорт Байчен-1 только до 50 мМ d-маннитола в питательной среде после 30-дневного периода культивирования. Гибрид № 12 сохраняет жизнеспособность при концентрацию d-маннитола до 150 мМ. Использование d-маннитола достоверно снижало параметры листовой пластинки (длина, ширина, площадь листа) только у гибрида № 7, для остальных образцов различия были недостоверными (р < 0,05). Внесение осмотического компонента приводило к снижению сырого и сухого веса всех изучаемых образцов в 1,7-2,2 раза, при этом оводненность тканей практически не изменялась. Результаты настоящего исследования были подтверждены микроморфологическими параметрами (устьичный аппарат и опушение) в отношении засухоустойчивости. Тополь Байчен-1 характеризуется самым слабым опушением и наибольшей плотностью устьиц (155,44 шт./мм²), тополь № 7 - наиболее густым опушением и наименьшим количеством устьиц на единицу площади (127,75 шт./мм²). Не выявлено прямой зависимости между воздействием осмотического стресса и количеством и размерами устьиц у изучаемых образцов. Нами показано, что изучаемые гибриды тополя обладают разной устойчивостью к осмотическому стрессу в условиях in vitro. Более толерантный к засухе гибрид № 7 может быть рекомендован для озеленения городских территорий в условиях аридного климата.

Проведены мониторинговые исследования влияния разных видов промышленного загрязнения на экосистемы с использованием гистоморфологического метода. Отмечены этапы формирования и развития изменений в основных системах организма у мышевидных грызунов, обитающих около рек промышленного района Норильска. Несмотря на внешнее благополучие, обнаружены многочисленные структурные, морфологические патологии в органах и тканях обследованных мышей, обитающих на загрязненных территориях. Нарушения в органах кроветворения, дисбаланс органов эндокринной системы могут являться следствием срыва стабилизирующих механизмов, либо ускоренного истощения резервных возможностей исследуемых систем.

Проведена оценка изменения удельной скорости роста, флуоресцентных, цитометрических и морфологических показателей зеленой микроводоросли Dunaliella salina при добавлении в культуральную среду ионов меди в концентрации 0-3750 мкг/л. Наиболее чувствительным параметром водорослей по отношению к действию меди является скорость роста, ее снижение отмечено при концентрации поллютанта выше 150 мкг/л, гибель культуры - при 1500 мкг/л и выше. Численность клеток водорослей в стационарной фазе роста закономерно снижается с повышением содержания меди в среде от 150 до 3750 мкг/л. Установлено, что медь не влияет на эффективность работы фотосинтетического аппарата водорослей при концентрациях, не приводящих к гибели культуры. Снижение значений максимального квантового выхода флуоресценции, нефотохимического тушения флуоресценции и относительной максимальной скорости электронного транспорта ниже оптимальных значений может использоваться как показатель летального воздействия исследуемого поллютанта на D. salina. При концентрации меди 750 мкг/л и выше отмечены: увеличение объема клеток, увеличение количества клеток шаровидной формы, деформация и перфорация плазмалеммы, преобладание деформированных клеток неправильной формы, двукратное снижение внутриклеточного содержания хлорофилла а и удельного выхода флуоресценции на хлорофилл а (мкг/л).

Аrtemisia jacutica Drob. (полынь якутская) - восточносибирский эндем, двулетник. Этот вид распространен на территории Саха-Якутии и юга Средней Сибири, где растет на засоленных разнотравных и остепненных лугах, степных участках, солончаках и солонцах, а также по старым пашням и сорным местам. В Бурятии вид довольно редок и здесь проходит юго-восточная граница его ареала. Эфирное масло полыни якутской в качестве основного компонента содержит хамазулен - соединение, обладающее противовоспалительным эффектом. На основе собственных и литературных данных показано, что на формирование компонентного состава эфирного масла растений оказывают влияние климатические условия, что, очевидно, обеспечивает наилучшую адаптацию растений к условиям произрастания. В результате воздействия климатических условий на компонентный состав эфирного масла растений полыни якутской, образуются два хемотипа - “бурятский” и “якутский”. Установлено, что формирование этих хемотипов происходит вследствие различий в уровне тепло- и влагообеспеченности мест произрастания, выражаемом через гидротермический коэффициент. На соотношение компонентов в эфирном масле в большей степени оказывает влияние температурно-влажностный коэффициент экстремальности, вычисленный на основе годовых данных. Климатические параметры (температура воздуха, атмосферные осадки и др.) и их интегральные характеристики влияют на содержание отдельных компонентов в эфирном масле непосредственно или в сочетании между собой, усиливая или ослабляя влияние друг друга.

Представлены результаты многолетнего мониторинга (2002-2017 гг.) состояния эпифитного лишайника Hypogymnia physodes на территории воздействия Средне-Тиманского бокситового рудника (Республика Коми), где основным загрязнителем окружающей среды является пыль с преобладанием в ее составе Al и Fe. Выделены три периода реакции лишайника на загрязнение: шоковый, максимальных изменений, адаптации. В результате загрязнения значительно снизилось проективное покрытие вида, увеличилась доля некрозов талломов, уменьшились их линейные размеры. Через десять лет после начала мониторинга показатели жизненного состояния H. physodes стали стабилизироваться, а затем и улучшаться, что можно объяснить адаптацией лишайника к хроническому загрязнению среды пылевыми выпадениями. Изучение динамики содержания основных поллютантов показало, что в процессе эксплуатации рудника происходит их накопление в талломах лишайника в ряду: Al > Fe > Ni > Cu > Pb.