Главная – Журналы – Сибирский экологический журнал 2024 номер 1

Проанализированы эколого-географическая дифференциация и динамика весенней миграции водно-околоводных птиц плато Путорана. В 1988-2007 гг. на площади 250 000 км² обследовано восемь пунктов в северной, южной, западной и восточной частях региона. Использован метод маршрутного учета. Водно-околоводная авифауна плато Путорана в весенний миграционный период насчитывает 68 видов. Наиболее значимы в ее формировании - тундровые виды (53 %) из числа гусеобразных и ржанкообразных, суммарно составляющих 94 %. Птицы летят в северном, восточном и западном направлениях. Делают остановки на рано освобождающихся от снега и льда участках речных дельт. Различаются виды, распространенные в местах остановок повсеместно (38 %), локально (22 %), точечно (40 %). Плотность населения птиц в пунктах остановок 15-227 (в среднем ( n = 8) 94) особей/1 км береговой линии. Население птиц на озерах всегда значительно беднее, чем на сопредельных речных участках. Подавляющее большинство особей почти всех мигрирующих видов объединено в моновидовые, реже поливидовые стаи. Весь весенний пролет водно-околоводных птиц на плато Путорана проходит с 19 мая по 27 июня и длится в среднем ( n = 10) 23 суток. Основной пролет проходит с 25 мая по 17 июня и длится в среднем ( n = 8) 7 суток. Весенняя миграция максимально интенсивна на западе Путорана, где через обследованные пункты пролетает не менее 20 000-30 000 особей водно-околоводных птиц. Значительно слабее пролет в центре и, особенно, на востоке региона. В числе доминантов водно-околоводных местообитаний 19 видов, в том числе чирок-свистунок, свиязь, шилохвость, сибирский пепельный улит, кулик-воробей.

Эпилитные биопленки играют важную роль в водоемах, участвуя в круговороте питательных веществ. Денитрификация активно протекает в эпилитоне водоемов. Однако информация об экологических факторах, влияющих на данный процесс в биопленках, весьма ограниченна. В настоящей работе исследована численность культивируемых денитрифицирующих бактерий в биопленках, сформированных на каменистых субстратах, в различных районах литорали оз. Байкал. Выявлено, что основными факторами, объясняющими различия в количестве культивируемых бактерий, осуществляющих полную денитрификацию, были температура и концентрация общего азота в придонном слое воды. Показано, что меньшее количество денитрификаторов характерно для биопленок, испытывающих дефицит азота, на что указывало низкое стехиометрическое соотношение N : P в биопленках. Определено неравномерное распределение тяжелых металлов в биомассе эпилитных биопленок, что также может потенциально влиять на денитрификацию в эпилитоне оз. Байкал.

Гидрохимический и микроэлементный состав воды и донных осадков был определен в транзитной зоне смешения подземных и поверхностных вод в термальном источнике Кучигер (Байкальская рифтовая зона). Поступление химических веществ с подземными водами и высокие температуры создают благоприятные и специфические условия для развития микроорганизмов. Изучено таксономическое разнообразие микробного сообщества воды и донных осадков с использованием анализа ампликонов гена 16SрРНК . Проанализировано 107 619 нуклеотидных последовательностей, отнесенных к 211 ОТЕ. В изученных образцах воды и донных осадков доминировали бактерии, представители архей составляли 0,2-3,1 %. В микробных сообществах филум Proteobacteria являлся доминирующим. Субдоминантами в изученных образцах являлись филумы Firmicutes, Chloroflexi, Nitrospirae, Acetothermia и Actinobacteria, где их соотношение варьировало в зависимости от биотопа. Характерная особенность микробного сообщества в термальном источнике Кучигер - доминирование хемолитотрофных бактерий.

В 2015-2019 гг. осуществлен отлов молодых варакушек с целью определения параметров их миграционной остановки (сроки и динамика пролета, длительность миграционной остановки, линька в процессе миграции и скорость жиронакопления птиц во время миграционной остановки) в условиях таежной зоны на востоке Русской равнины. Проанализированы данные первичных и повторных отловов 272 птиц, из которых в выборку включены данные 186 самцов и 86 самок. Средняя длительность миграционной остановки для молодых варакушек составила 1,45 дня. Транзитные особи имеют жировые резервы, которые позволяют им совершать миграционные броски длительностью в среднем 4,39 ± 0,20 ч. Варакушки со средней длительностью остановки имеют скорость жиронакопления 0,04 ± 0,36 г в сутки и к моменту отлета способны совершать миграционные броски длительностью в среднем 3,89 ± 0,58 ч. Особи, которые принимают решение об остановке, незначительно теряют свои жировые запасы, уменьшая свои возможности к миграционному броску до следующего места. Значимость речных долин на востоке Русской равнины для успешной миграционной остановки до конца не выяснена, так как непонятно, обладают ли они теми необходимыми экологическими условиями, оказывающими влияние на параметры остановки мелких птиц.

Изменение климата нагляднее всего заметно в арктических широтах. Быстрая экспансия на запад и рост численности канадского журавля на гнездовье в Евразии требуют анализа воздействия этого вида на экосистемы Арктики. Использовались натурные данные о 223 гнездах канадского журавля в Чаунской низменности, Западная Чукотка. Исследовались сроки начала гнездования, размер кладки, размер яиц, плотность и успех гнездования, выявлены погодно-климатические параметры, оказывающие воздействие на репродуктивный потенциал вида. Наиболее значимыми метеопараметрами, определяющими повышение плотности гнездования, размера кладки и яиц, раннее начало гнездования и более высокий успех гнездования, оказались дата устойчивого перехода среднесуточных температур через 0 °C, условная характеристика мая (холодный или теплый по данным о сумме положительных температур) и сумма среднесуточных температур второй половины мая. Максимально репродуктивный потенциал вида реализуется в условиях теплой и ранней весны.

Исследовали изменения массы тела живых двустворчатых моллюсков Pisidium amnicum и массу их раковины, сравнивая моллюсков, зараженных трематодами Allocreadium crassum, Phyllodistomum folium и Bunodera spp., с незараженными особями. Средняя масса моллюска и раковины у особей, зараженных A. crassum, была достоверно меньше, чем у незараженных. Показатели моллюсков, зараженных P. folium и Bunodera spp., не отличались от контроля, за исключением массы живых моллюсков, зараженных Bunodera spp. Моллюски, зараженные зрелыми метацеркариями A. crassum, имели легкую и хрупкую раковину, масса которой (25,6 мг) была в среднем в 3 раза меньше, чем у незараженных моллюсков (74,1 мг). У моллюсков с незрелыми метацеркариями средняя масса раковины не отличалась от таковой у незараженных моллюсков. Полученные результаты рассматриваются с точки зрения гипотезы об адаптивном манипулировании фенотипом хозяина.

Впервые проведены комплексные исследования почв, растительного покрова и микробиоты прибрежных понижений высокоминерализованных бессточных хлоридных озер юго-восточного Забайкалья (Даурия, оз. Бабье). Выявлено, что формирование приозерных экосистем степной зоны связано с циклическими изменениями уровня озер и происходящей при этом смене химического состава. Определенное влияние оказывает эоловый фактор. Исследованы динамические свойства и вещественный состав почв супераквально-субаквальных, супераквальных и элювиально-супераквальных позиций, выявлено проявление на них современного континентального засоления различного химизма и гидрогенного окарбоначивания. Изучение пространственной структуры фитоценозов и их видового состава в зависимости от их рельефного расположения в приозерных понижениях, почвенных условий и галогенеза показало приуроченность пионерных гипергалофитных и галофитных сообществ к солончакам квазиглеевым. На супераквальной части приозерного понижения произрастают растительные сообщества с преобладанием галофитов и мезофитов с участием гликоолигогалофитов и мезоксерофитов. На светлогумусовых почвах сформирована ковыльно-разнотравно-вострецовая (Leymus chinensis, Artemisia frifida, Bupleurum bicaule, Stipa krylovi) степь с участием мезофитов и ксерофитов, близкая по составу к зональным степям. Установлено, что в динамически эволюционирующих приозерных почвах в зависимости от абиотических факторов формируются различные микробобиоморфные комплексы. Высокоминерализованные хлоридные озерные воды способствуют образованию близких микробных сообществ в донных осадках оз. Бабье и сильнозасоленных горизонтах солончака квазиглеевого. При этом во всех почвенных образцах обнаружена большая доля неклассифицируемых прокариот. Этот важный неизученный микробный компонент представлен на уровне домена Bacteria в солончаках (до 22 %), гумусово-квазиглеевой засоленной (до 15 %) и светло-гумусовой засоленной (до 16 %) почвах. Структура микробиома в гумусово-квазиглеевой почве характеризуется присутствуем галобактерий и кренархеот. В светлогумусовой засоленной почве установлена значительная доля таксонов, участвующих в круговоротах углерода и азота и играющих важную роль в глобальных биогеохимических циклах. Также в этом типе почв выявлено отсутствие галобактерий, что связано с незначительным содержанием легкорастворимых солей в гумусовом и переходном горизонтах.

Определяли вклад грибов и бактерий в процесс нетто-аммонификации в дерново-подзолистой почве кислично-черничного березняка Ярославской области с использованием ингибиторного анализа. В микобиоте сапротрофных грибов преобладали представители родов Penicillium Link (70-99 %) и Trichoderma Pers. (6-20 %). Сезонные изменения общей численности грибов и содержания С_орг и N_орг в почве коррелировали только в элювиальном горизонте, r = -0,8 и r = -0,7. В горизонтах А₀ и А общая численность грибов отрицательно коррелировала с накоплением азота, r = -0,85 и r = -0,89. Установлено, что для подстилки характерно равнозначное участие грибов и бактерий в этом процессе. В гумусовом горизонте отмечено небольшое превышение участия грибов над бактериями. В элювиальной части профиля вклад бактерий незначительно выше вклада грибов. Максимальная температура воздуха способна регулировать сезонную динамику численности сапротрофных грибов в почве.

Современная долговременная динамика высокогорных сообществ может быть обусловлена как потеплением климата, так и сокращением хозяйственной деятельности. За период с 1987 по 2019 г. на постоянных площадках альпийских пестроовсяницевых лугов (Тебердинский национальный парк, Карачаево-Черкесия, Россия) проводили ежегодные учеты численности побегов сосудистых растений. В регрессионных моделях динамики численности предикторами были год (для выявления линейных трендов) и погодные условия: средние температуры и количество осадков в вегетационный период прошлого года (июль - август) и в начале текущего года (май - июнь). Численность побегов значимо возрастала у шести видов с меньшей средней высотой распространения на территории национального парка и уменьшалась у пяти более высокогорных видов. Однако эти тренды не были обусловлены повышением средних температур июля - августа предыдущего года. Колебания погодных условий влияли на флуктуационную изменчивость некоторых видов независимо от направленности их динамики. Показатели линейных трендов на одном из участков были положительно скоррелированы с удельной листовой поверхностью, содержанием воды в листьях и вкладом рудеральной стратегии, а отрицательно - с вкладом стресс-толерантной стратегии. Динамика пестроовсяницевых лугов связана в первую очередь с длительной восстановительной сукцессией после прекращения выпаса, а не с потеплением в вегетационный период. Основной доминант сообщества, Festuca varia Haenke, наименее подвержен флуктуациям и изменениям климата в текущем диапазоне, обеспечивая стабильность сообщества.

Представлены результаты изучения ареала и диапазона экологических факторов редкого вида Hedysarum grandiflorum Pall. на территории европейской части России. В качестве исходного материала использовано 387 точек нахождения вида из 10 регионов РФ. Для расчета климатических показателей взяты растровые данные BIOCLIM по 19 биоклиматическим переменным, система глобального цифрового картографирования почв SoilGrids и цифровая модель рельефа SRTM 1arc_V3. Показатели среднегодовой температуры, температуры летних и зимних месяцев местообитаний H. grandiflorum уменьшаются в северо-восточном направлении от Ростовской области до Республики Башкортостан, а годовое количество осадков меньше в южных регионах степной зоны и больше в регионах лесостепной зоны, при этом наблюдается большее количество летних осадков, чем зимних. Местонахождения вида, находящиеся на границе ареала, в большинстве случаев имеют крайние (максимальные или минимальные) значения климатических факторов. На северо-востоке ареала H. grandiflorum продвижение вида ограничивают низкие температуры летних и зимних месяцев, с юга - высокие летние температуры и малое количество осадков в летний период. Охрана вида осуществляется в 19 заповедниках, заказниках, природных и национальных парках, а также более чем в 80 памятниках природы, и в целом достаточна, однако особого внимания требуют краевые малочисленные местонахождения вида.

Тугайные экосистемы речных долин пустынной зоны являются одним из наиболее пострадавших и угрожаемых типов. В нижнем течении р. Амударьи тугайная растительность сохранила наибольшие площади в Узбекистане. Здесь располагаются крупнейшие массивы тополевых лесов. Для оценки их современного состояния проведен анализ 284 геоботанических описаний тугайных сообществ низовий Амударьи. Для каждого из них определялось положение на экологических градиентах с использованием экологических шкал растений. Показано, что наибольший разброс описаний наблюдается по отношению к фактору увлажнения - от 17-й до 97-й ступени, он заметно меньше для факторов пастбищной дигрессии (2,5-6,5) и засоления почв (16,1-19,5). Для выявления связей видового состава сообществ и экологических факторов проведена CCA-ординация и выделены группы описаний, представляющие фоновую тугайную растительность и три экологических ряда, связанных с факторами засоления, увлажнения и антропогенной нагрузкой. Соответственно этому выделено четыре обобщенных типа сообществ, различающихся по видовому составу, флористическому богатству и структуре фитоценозов. Для них с использованием формализованных критериев по показателям встречаемости и активности выделены индикационные виды растений. Определены закономерности изменения видового состава и структуры сообществ (биоморфологические спектры) на анализируемых экологических градиентах. Показано, что наиболее активным процессом в условиях прогрессирующего опустынивания является галофитизация тугайной растительности, проявляющаяся в смене тугайных тополевников на гребенщиково-карабораковые (Halostachys belangeriana, Tamarix hispida) сообщества. В результате интенсивного антропогенного воздействия происходит трансформация растительности, в ходе которой увеличиваются разнообразие и активность рудеральных однолетних растений.

В ходе многолетних исследований оценки состояния сосновых древостоев, загрязняемых выбросами Братского алюминиевого завода, накоплен большой массив разноразмерных данных, при обобщении и структурировании которых выделены две группы репрезентативных показателей. К первой относятся показатели с высокой степенью достоверности, характеризующие состояние ассимилирующей фитомассы и ростовые процессы загрязняемых деревьев: процент зеленой хвои в кроне дерева, масса хвои на побегах, общее содержание хлорофилла в хвое побега, соотношение белкового и небелкового азота в хвое, величина соотношения F_v/ F_m. Во вторую группу вошли показатели, отражающие эффективность работы антиоксидантной системы: содержание низкомолекулярных метаболитов (пролина, катехина, общего глутатиона дигетогулоновой кислоты), а также активность фермента пероксидазы. На основе этих параметров были рассчитаны интегральные индексы. Регрессионные зависимости между индексами и уровнем накопления элементов-поллютантов в хвое использованы для разработки шкалы оценки жизненного состояния древостоев в условиях техногенного загрязнения выбросами крупного алюминиевого завода. Применяя данную шкалу, можно выявить изменения на самых ранних стадиях, когда внешние признаки ослабления деревьев еще не проявляются или выражены в минимальной степени. Составлена карта-схема, отражающая распространение сосновых лесов разной степени угнетения. Установлено, что максимальное ухудшение состояния древостоев (более 70 %) наблюдается на локальных участках в промышленной зоне БрАЗа, сильное (в пределах 50-69 %) обнаруживается в разных направлениях от завода на удалении до 10 км, среднее (на 31-49 %) характерно для древостоев на расстоянии до 40 км, слабое (на 11-30 %) - на расстоянии 40-60, реже 80 км от БрАЗа. На остальной части обследованной территории изменения в жизненном состоянии древостоев сосны минимальны, что позволяет охарактеризовать древостои как здоровые (фоновые).

Методами геометрической морфометрии изучена изменчивость размеров и формы трех костей речного окуня из смежных водоемов верховьев р. Теча (Южный Урал) - хранилищ жидких радиоактивных отходов Теченского каскада, подверженных более 50 лет техногенному загрязнению, и контрольного оз. Иртяш. Установлено, что кости окуня в смежных популяциях различаются по форме и характеризуются сходными темпами роста. Половая изменчивость формы костей оказалась в среднем в 5,4 раза меньше межпопуляционных различий. Показано, что с возрастом рост лобной кости замедляется, предкрышечной кости - не меняется, а клейтрума - увеличивается. В популяции окуня из Теченского каскада установлен половой диморфизм размеров костей у старшевозрастных рыб и выявлено снижение уровня половых различий формы лобной и предкрышечной кости. Полученные данные характеризуют высокую степень фенотипической пластичности речного окуня и адаптивную перестройку его морфогенеза к локальной среде техногенных водохранилищ.

Гетерогенность среды может существенно модифицировать темпы вымирания видов при усилении антропогенной нагрузки и темпы реколонизации нарушенных территорий после снижения нагрузки, но этот вопрос в настоящее время мало изучен. Проанализировано распространение 14 видов травяно-кустарничкового яруса лесов на территории площадью 1734 км² в двух природных районах восточного и западного макросклона Урала в период высоких (1995-1998 гг.) и низких (2014-2016 гг.) выбросов Среднеуральского медеплавильного завода. При увеличении / снижении нагрузки величина отклика и характер динамики были видоспецифичны, существенно зависели от условий местообитаний, но основной вклад в пространственно-временную динамику видов вносил уровень нагрузки. В период высоких выбросов гетерогенность среды замедляла темпы снижения площади распространения видов в градиенте нагрузки, но при очень сильном загрязнении распространение сокращалось независимо от местообитания или вида. После снижения выбросов распространение большей части видов на сильно загрязненных территориях в течение 19 лет мало изменилось, элиминация и сокращение распространения у наиболее чувствительных видов продолжились. Положительные сдвиги отмечены главным образом на менее загрязненных территориях, темпы реколонизации в разных местообитаниях различались. В зависимости от условий местообитаний отклик видов на увеличение / снижение нагрузки может быть “быстрым” (относительно высокие темпы изменений) и “медленным” (более низкие темпы изменений и даже продолжение снижения распространения).