Главная – Журналы – Сибирский экологический журнал 2024 номер 2

Изменение климата, вызывающее значительные структурные трансформации экосистем, становится одной из наиболее острых экологических проблем современности. Выделить влияние климата на природные сообщества позволяют мониторинговые наблюдения на заповедных территориях, где антропогенные воздействия минимальны. Нами изучено изменение структуры летнего фитопланктона оз. Раифское (Волжско-Камский заповедник) за более чем двадцатилетний период наблюдений и связь этих изменений с факторами среды. Проведенное исследование показало увеличение доли динофитовых водорослей в общей биомассе летнего фитопланктона озера лесной зоны, что больше свойственно структуре сообществ озер лесостепной зоны. Показано ведущее значение климата, в частности температуры воздуха самого теплого месяца (июля), в изменении структуры фитопланктона. Влияние влажности климата (осадков) на сообщество фитопланктона выявлено не было. Наши данные свидетельствуют о том, что современные изменения климата приводят к перестройкам фитопланктонных сообществ, при которых структура биомассы летнего фитопланктона озера лесной зоны Среднего Поволжья может приобретать особенности структуры сообществ озер лесостепной зоны.

Исследование озерных отложений на предмет присутствия фекальных соединений является одним из новейших направлений в палеолимнологии. Некоторые станолы производятся кишечной микрофлорой животных из стеролов, содержащихся в пище. Попадая в водоемы, эти вещества сохраняются в донных отложениях в течение тысячелетий, поэтому являются биохимическими индикаторами фекальных поступлений. У человека и животных синтезируются схожие фекальные станолы, однако их процентное соотношение различается. Микрофлорой кишечника человека производится большее количество копростанола и эпикопростанола по сравнению с другими животными, поэтому эти станолы используются для реконструкции истории населения водоемов, а также для оценки антропогенной нагрузки. В настоящей работе с помощью газовой хроматографии с масс-спектрометрическим детектированием впервые исследовано вертикальное распределение фекальных станолов и их предшественника холестерола в датированных донных отложениях оз. Шира (юг Сибири, Республика Хакасия) за период около тысячи лет. Показано, что относительная доля копростанола и эпикопростанола была выше в отложениях, соответствующих периодам, когда антропогенная нагрузка в водосборном бассейне озера предположительно повышалась: в период расцвета средневекового государства Енисейских кыргызов (IX-XI вв. н. э.), в период массовой колонизации русским населением (XVII-XVIII вв.), а также в XIX-XX вв. в период развития курортной деятельности. Абсолютное содержание всех фекальных станолов в период последних около ста лет выше, что может объясняться как увеличением фекальных поступлений, так и деградацией станолов, приводящей к снижению их содержания в нижележащих слоях керна. Полученные результаты могут быть полезны для мониторинга эффективности работы очистных сооружений, а также для выявления исторической динамики присутствия человека в водосборном бассейне озера.

Промышленные химикаты, алкилфенолы, относятся к ксеноэстрогенам, однако до сих пор сублетальные эффекты этих веществ на физиологические показатели водных животных мало изучены. Целью данной работы явилось изучение возможных метаболических и репродуктивных нарушений у амфипод (на примере вида Gmelinoides fasciatus из Финского залива Балтийского моря) после воздействия в эксперименте 4- трет -октилфенола (4t-OP) из группы алкилфенолов. Смертность амфипод G. fasciatus в диапазоне концентраций 4t-OP от 0,5 до 1000 мкг/л через 96 ч и 7 сут возрастала с увеличением концентрации 4t-OP. При концентрации 20 мкг/л через 7 сут смертность рачков составила 20 %, а при его концентрации 100 мкг/л - 60 %. 100%-я выживаемость рачков была при его концентрациях 0,5 и 5 мкг/л. При долговременном воздействии нелетальных концентраций 4t-OP (0,5 мкг/л) на этих амфипод отмечено снижение их половой активности через одну неделю: только 25 % амфипод сохраняли прекопуляторные пары, в то время как их было 100 % в контроле. При хроническом воздействии (28 сут) наименьших концентраций выявлены признаки демаскуланизации самцов (уменьшение ширины гнатопод и увеличение глубины коксальных пластин), снижение общей плодовитости самок и необратимые нарушения в развитии эмбрионов, а именно высокая доля (>50 %) эмбрионов, остановивших развитие на разных стадиях органогенеза. Проведенное исследование показывает значительные функциональные нарушения метаболических процессов и репродукции у рачков даже при воздействии нелетальных концентраций октилфенола. Эти результаты подтверждают высокую токсичность этого промышленного загрязнителя, присутствие которого в водной среде может привести к необратимым изменениям биоты.

Проводилось изучение инвазивного карликового сомика из двух озер Карельского перешейка по 36 морфологическим признакам, характеризующим форму тела и головы, расположение плавников, число лучей в плавниках и число позвонков. Полученные данные сопоставляли с результатами изучения коллекционных материалов и ранее опубликованными данными для других частей ареала вида с целью оценки внутривидовой дифференциации и морфологической пластичности этого вида-вселенца. Показаны сходство меристических признаков и, напротив, значительные различия пластических признаков в выборках из географически удаленных акваторий Европы, достигающих порогов, установленных для выделения подвидов. Высокий уровень изменчивости пластических признаков у инвазивного карликового сомика свидетельствует о высокой фенотипической пластичности внешних морфологических признаков, влияющих на локомоцию особей, которая рассматривается в качестве одного из факторов, способствующих его успешной адаптации к новым местообитаниям и определяющих инвазивный потенциал этого вида.

Исследования физиологического состояния трехлеток судака из озера - естественного места обитания, прудов и садков рыбоводного хозяйства, показали существенные различия в размерно-массовых, биохимических, гематологических и гистофизиологических параметрах рыб. Заводские рыбы имеют крупные размеры (длина 26,2 см, масса 242,1 г), сопоставимые с размерами озерных особей (27,6 см и 278,2 г против 23,7 см и 162,6 г у судаков из прудов), высокие значения индекса печени (3,68 % против 1,42 и 1,03 % у озерных и прудовых рыб соответственно), гонад (0,73 % против 0,15 и 0,08 %) и полостного жира (8,61 % против 1,87 и 2,30 %). Химический состав тела заводских рыб характеризуется содержанием большого количества липидов (9,4 % против 2,5 и 3,6 % соответственно) и безазотистых экстрактивных веществ (БЭВ) (3,4 % против 2,5 и 2,4 %), мышцы - белка (21,0 % против 19,0 и 19,2 %), печень - липидов (26,6 % против 11,1 и 7,5 % соответственно) и БЭВ (9,6 % против 1,9 и 2,5 %), и низким содержанием влаги (51,7 % против 69,3 и 71,5 %), белка (11,2 % против 16,6 и 17,2 %), золы (0,9 % против 1,1 и 1,3 %) и витамина С (67,5 % против 87,9 и 97,6 %). Жирнокислотный состав липидов мышц заводских рыб в целом был сопоставим с таковым у озерных и прудовых рыб - основные группы жирных кислот находились на близком уровне: ПНЖК в диапазоне 37,0-40,6 % от суммы ЖК, НЖК - 25,5-29,6 %, МНЖК - 28,0 и 23,2 % у заводских и озерных рыб, и 17,5 % у прудовых. Крайне низким у заводских особей было содержание арахидоновой ЖК 20:4n-6 (1,0 % против 8,0 и 11,5 % от суммы ЖК). Липиды печени заводских рыб содержали большое количество олеиновой ЖК 18:1n-9 (30,3 % против 16,2 и 15,0 % от суммы ЖК у озерных и прудовых рыб) и n-6 ПНЖК (17,5 % против 8,4 и 7,1 %), в частности линолевую ЖК 18:2n-6 (7,0 % против 1,9 и 0,2 %). Кровь заводских рыб от прудовых отличалась пониженным содержанием гемоглобина (64,8 % против 74,8 г/л), повышенным содержанием незрелых лимфоцитов (11,6 % против 6,1 %) и незрелых эритроцитов (2,2 % против 1,1 %). Гонады заводских рыб находились на III стадии зрелости со средним диаметров ооцитов 478,9 мкм, у озерных особей было две генерации ооцитов - превителлогенные протоплазматического роста размером 62,7 мкм и значительно более крупные вителлогенные ооциты трофоплазматического роста - 227,6 мкм. У судаков из прудов гонады соответствовали II стадии зрелости, ооциты имели размеры 58,3 мкм. Определенные отличия у судаков из озера, прудов и заводских условий связаны с различными условиями содержания и питания рыб.

Проведен анализ населения грызунов и насекомоядных в пяти биотопах южной лесостепи Северной Кулунды. Высокое биоразнообразие характерно для прибрежной полосы с густым травостоем у озера, а низкое - для ковыльно-разнотравной степи. В начале ХХI в. произошла смена доминантов в населении мелких млекопитающих, увеличилось видовое богатство. Из пяти видов бурозубок только обыкновенная, тундряная и малая обитают во всех биотопах. Их суммарная доля в населении каждого биотопа составила от 16 до 38 %. Среди 11 видов грызунов доминирующим видом является узкочерепная полевка. Ее совокупная доля в населении мелких млекопитающих составила 38,3 %. Для этого вида характерен своеобразный цикл численности. Сокращение степных местообитаний привело к уменьшению численности степной пеструшки и изменению ее популяционного цикла. Доля остальных видов грызунов в населении мелких млекопитающих низка.

В северных отрогах Маньчжуро-Корейских гор (Приморский край) изучена ассамблея жуков-навозников - обитателей коровьего помета. Приводятся данные о видовом составе, динамике населения, численности и биомассе навозников. Сравнение ассамблей навозников овечьего и коровьего помета долины р. Рязановки показало, что хотя эти ассамблеи географически расположены на идентичных участках, сформировались они на основе общего пула видов и имеют близкий видовой состав жуков, однако структурные особенности этих ассамблей, а также динамические процессы, проходящие в них, имеют существенные различия. Это выражается в более богатом видовом составе жуков в коровьем помете, числе видов в отдельных функциональных группах, в различиях доминирующих видов, особенностях сезонного распределения численности и биомассы (в том числе и пиковых значений этих показателей для отдельных функциональных групп навозников), совокупных показателях перекрытия временных аспектов экологических ниш копрофильных скарабеоидных жесткокрылых. Высказывается предположение, что вышеуказанные различия обусловлены как историческими процессами формирования ассамблей, так и абиотическими факторами, в первую очередь размерами и консистенцией субстрата.

Проанализированы результаты круглогодичных учетов птиц в г. Уфе за каждую половину месяца в течение чуть более трех лет (с 01.01.2012 по 28.02.2015). Протяженность маршрутов - по 5 км за полмесяца в каждом из пяти участков (многоэтажной застройки, старой и новой индивидуальной застройки, на улицах, в парках и скверах). Всего с подсчетом птиц пройдено примерно 2000 км. Эпизодически учеты вели на р. Белой. Методами кластерного анализа выявлены основные тренды сезонной и территориальной неоднородности орнитокомплексов. Определена информативность полученных представлений с помощью линейной качественной аппроксимации матриц сходства сообществ (один из методов регрессионного анализа). Выделенные сезонные аспекты сопоставлены с фенологическими. Ориентация построенных графов в факторном пространстве сопоставлена с результатами неметрического шкалирования. Составлена карта сезонной и территориальной неоднородности исследованных орнитокомплексов. Последовательное “разворачивание” и детализация представлений с помощью предлагаемых аналитических приемов расширяют возможности анализа неоднородности сообществ и имеют методическое и методологическое значение.

Ведущий полуподземный образ жизни Sorex unguiculatus является фоновым видом землероек центральной части Северо-Восточной Азии, и статья посвящена выяснению его статуса в таксоценах землероек в пределах всего уточненного ареала. Выяснено, что конфигурация современного ареала когтистой бурозубки отличается от общепринятого и его становление происходило путем распространения из двух позднеплейстоценовых рефугиумов - материкового и островного. По статусу когтистой бурозубки в таксоценах землероек выделено три области: этот вид является доминантом в маловидовых островных таксоценах, субдоминантом в насыщенных в видовом отношении таксоценах зоны кедрово-широколиственных лесов Уссурийского края и второстепенным видом в зоне взаимопроникновения неморальной и таежной растительности левобережной части Нижнего Приамурья. Дальнейшее расширение ареала когтистой бурозубки в северо-западном направлении маловероятно в силу специфики требований этого вида к типу и структуре почв, существенно меняющихся в условиях появления вечной мерзлоты, и необходимости сосуществования с экологически близким видом - плоскочерепной бурозубкой.

В статье на основе анализа собственных данных и литературных источников рассмотрены сообщества мелких млекопитающих на различных отрезках долины средней Оби (пойма и терраса). Отлов мелких млекопитающих повсеместно проведен сходными методами: использовали металлические конусы, вкопанные в ловчие канавки или установленные вдоль заборчиков из полиэтиленовой пленки. За период 2004-2022 гг. на среднетаежных отрезках долины средней Оби в пределах Ханты-Мансийского автономного округа - Югры учтено 16 517 особей 21 вида. Всего на южно-таежном и среднетаежном участках долины средней Оби зарегистрировано 28-29 видов насекомоядных и грызунов. Неконкретность в количестве видов животных определяется тем, что в настоящее время для изученной территории нет полной ясности в отношении полевок группы “arvalis”. Приведены очерки для всех встреченных видов, в которых описаны сведения о встречаемости, обилии и других сторонах экологии мелких млекопитающих. Выявлена специфика южно-таежного и среднетаежных отрезков долины средней Оби, а также в целом поймы и террасы. Только на южно-таежном отрезке долины средней Оби встречаются обыкновенный хомяк, узкочерепная полевка (южный подвид), восточноазиатская и малая лесная мыши, не свойственные для среднетаежных отрезков изученной территории. Эти же указанные выше виды избегают пойменных биотопов. Определен список доминирующих видов: для поймы - обыкновенная бурозубка и полевка-экономка, для террасы - обыкновенная бурозубка и красная полевка. Содоминантами являются малая и средняя бурозубки, а также мышь-малютка. В долине средней Оби преобладают западные палеаркты. Они, как правило, доминируют и в пойме, и на террасе.

Сахалинские луговые сообщества являются важной составляющей растительного покрова Дальнего Востока. Одним из способов познания экологии луговой растительности является использование фитоиндикационных шкал. Материалом исследования послужили 113 геоботанических описаний луговых сообществ южной части Сахалина. Была рассчитана матрица сходства описаний с использованием количественного индекса Брея-Кертиса для кластерного анализа с последующей классификацией луговых сообществ. Впервые проведена экологическая оценка луговой растительности южной части о. Сахалина с использованием шкал И. А. Цаценкина и Д. Н. Цыганова. В результате работы были выделены следующие луговые сообщества: естественные и сеяные внутриостровные тростниководвукисточниковые, сеяные внутриостровные разнотравно-злаковые, естественные прибрежные разнотравно-злаковые, естественные пойменно-прибрежные крупнотравные, естественные прибрежные волоснецовые, естественные внутриостровные орляковые, естественное внутриостровное полынное. Определено, что луговые сообщества юга о. Сахалин относятся к среднеувлажненным с господством эумезофитов и, реже, ксеромезофитов. Почвы даже на морских побережьях незасоленные, довольно богатые питательными элементами и при этом бедные либо достаточно обеспеченные азотом. Согласно расчетам, почвы под лугами кислые и слабокислые. Климат был определен преимущественно как суббореальный, с профицитом осадков. Что касается сельскохозяйственного использования лугов в качестве пастбищ и сенокосов, то на составе фитоценозов оно почти не сказывается, однако низкие показатели по шкале пастбищной дигрессии могут оказаться признаком нарушения сроков сенокошения. Обнаруженной особенностью сахалинских луговых сообществ оказалось то, что различные группы лугов, разные по местоположению и видовому составу, отображают очень схожие условия обитания.

Увеличение техногенного воздействия и необходимость сохранения биоразнообразия ставят перед нами задачу оценки фонового биоразнообразия в горнодобывающих районах. Целью работы является исследование состояния мезофауны беспозвоночных животных подстилки и верхнего почвенного слоя типичных биотопов средней и южной тайги. В Пермском крае данные исследования проводятся впервые. Характеристика растительности учетных площадок составлена на основе полевых геоботанических описаний, для сбора беспозвоночных использовался метод почвенных проб, свойства почв изучены традиционными методами. На 10 учетных площадках впервые оценены таксономическое разнообразие и структура населения почвенно-подстилочных беспозвоночных, описана растительность, проведен морфологический и физико-химический анализ почв, а также корреляционный анализ количественных показателей почвенной мезофауны с химическими свойствами почв исследуемых участков. Все обследованные биотопы имеют типичные для таежной зоны Урала флористический состав и фауну беспозвоночных подстилки и почвы. При этом выражена синантропизация растительности во всех изученных лесных и луговых фитоценозах. Состав, структура и обилие мезофауны беспозвоночных всех изученных биотопов зависят от типа фитоценоза, состава и толщины подстилки, степени увлажнения почвы и подстилки. Корреляционный анализ выявил взаимосвязь уровня кислотности почвы с количественными показателями Lumbricidae и Oniscidea. Изученные природные сообщества находятся под воздействием таких антропогенных факторов, как мелиорация, изменение состава и структуры почв при механических нарушениях при строительстве дорог и др.

Методом высокопроизводительного секвенирования по технологии Illumina исследовано разнообразие прокариот в образцах почв, отобранных с трех пространственно удаленных площадок мониторинга на территории бывшего хвостохранилища жидких отходов химического производства вблизи г. Кирово-Чепецка, Кировская область. Проведена оценка таксономического богатства и филогенетического разнообразия микробных сообществ техногенных почв в сравнении с аллювиальной почвой - природным аналогом той, что была нарушена в результате размещения отходов химического предприятия. Анализ показателей таксономического богатства и разнообразия продемонстрировал более низкие их значения в формирующихся на отходах почвах в сравнении с природной почвой фонового участка. Были определены 26 бактериальных и 2 архейных филума прокариот, составившие более 95 % от числа классифицированных последовательностей. Доминировали филумы Actinobacteria (22-41 %) и Proteobacteria (20-26 %). На уровне высших таксонов в техногенных почвах по сравнению с сообществом природной аллювиальной почвы выявлены тренды изменения представленности филумов: уменьшение доли Verrucomicrobia и увеличение доли Cyanobacteria. Наибольшие различия между сообществами техносолей и фоновой почвы выявлены на уровне порядков, семейств и родов. Для каждого из четырех микробиомов определены общие и уникальные роды. Обнаруженные различия в составе и структуре прокариотного компонента микробных сообществ нарушенных почв связаны с комплексом их физико-химических свойств (гранулометрический состав, рН почвенного раствора, содержание С_орг, состав токсикантов промышленного происхождения, режим влажности и др.) и характером растительного покрова. Полученные результаты представляют интерес для разработки новых подходов в будущих исследованиях связи почвенной микробиоты с изменениями экосистем, вызванными деятельностью человека.

На основе многолетних исследований (1993-2022 гг.) определено содержание химических элементов (Na, K, Ca, Cu, Zn, Fe, Pb, Sr, Zr, Cd, Ni, Co, Cr, Ba, Cd и Mn) в 17 видах растений севера Западной Сибири. Установлен региональный геохимический фон растений-доминантов и дана оценка изменения химического состава растений в районе разработки нефтегазоконденсатных месторождений севера Западной Сибири. Рекомендованы виды-индикаторы ранних трендов трансформации экосистем под влиянием антропогенной нагрузки и ассоциации химических элементов, связанные с различными источниками загрязнения. Показана роль методов фитоиндикации при малозаметных изменениях состояния окружающей среды в условиях газоконденсатных месторождений.