Главная – Журналы – Сибирский экологический журнал 2023 номер 6

Определено влияние линных гусеобразных птиц на структуру и элементный состав фитопланктона (сестона) в 20 арктических озерах п-ова Таймыр. На озерах (участке озера), на которых обитали от 50 до 700 особей птиц, принадлежащих к шести видам, стехиометрическое соотношение N : P (моль : моль) в сестоне было в среднем статистически значимо ниже, чем в озерах без гусеобразных птиц: 15,8 ± 1,4 и 22,4 ± 2,7 соответственно. Отмечена тенденция более высокой средней величины удельной электропроводности в озерах с птицами (113 ± 32 мкСм/см) по сравнению с таковой в озерах без гусеобразных птиц (60 ± 18 мкСм/см). Наблюдаемые изменения с большой вероятностью могут объясняться эффектом гуанотрофикации, а именно поступлением в воду продуктов жизнедеятельности линных гусеобразных птиц. Общая биомасса фитопланктона и доля отделов водорослей и цианобактерий в общей биомассе в озерах с линными гусеобразными птицами и без гусеобразных птиц в среднем статистически значимо не различались. То есть при гуанотрофикации отсутствовала основная угроза эвтрофирования - увеличение биомассы цианобактерий, приводящее к вредоносному “цветению” воды. Более того, обнаружена противоположная тенденция: в озерах с линными гусеобразными птицами доля цианобактерий в биомассе фитопланктона в среднем ниже, чем в озерах без птиц: 16,2 ± 5,3 и 30,8 ± 9,3 % соответственно. Таким образом, подтверждена гипотеза о том, что искусственная гуанотрофикация потенциально может рассматриваться как приемлемая экотехнология для повышения продуктивности олиготрофных арктических озер.

С морфогенетических позиций проанализирована билатеральная асимметрия морфотипов m1 полевки-экономки Alexandromys oeconomus Pallas, 1776 из разных частей ареала. В работе использован материал из коллекции Института систематики и экологии животных СО РАН, Новосибирск. Всего исследовано 2314 пар морфотипов m1 на левой и правой ветвях нижней челюсти полевок. Выявлено 17 различных морфотипов и 70 их различных сочетаний, из них 13 - симметричных, 57 - асимметричных. Данные по билатеральной асимметрии морфотипов для каждой выборки представлены в виде квадратных таблиц сопряженности. На основании этих таблиц вычислены информационно-энтропийные параметры выборок, в соответствие которым поставлены экогеографические факторы среды обитания. Обе матрицы после стандартизации обработаны 2B-PLS-методом. Результат показал наличие двух значимых направлений сопряженной изменчивости информационно-энтропийных параметров выборок и экогеографических факторов среды. Первое направление - широтное, связано с уменьшением у северных (таймырских) выборок полевки-экономки шенноновской энтропии и флуктуирующей асимметрии. В совокупности это свидетельствует о высокой степени морфогенетической устойчивости исследованных северных выборок по сравнению с южными. Второе - долготное направление - высоко коррелирует с увеличением высоты над уровнем моря в направлении “запад - восток” и сопровождается уменьшением значений коэффициента Коэна, шенноновской информации и увеличением флуктуирующей асимметрии. Это свидетельствует о более низкой степени морфогенетической устойчивости восточных выборок по сравнению с западными. Используемый нами подход дополняет классическую концепцию “эпигенетического ландшафта” возможностью учитывать влияние среды, что представляется важным при практическом использовании показателей асимметрии для оценки “здоровья среды”, в особенности при определении естественного природного фона для популяций “экологической периферии” ареала.

Обсуждаются результаты 20-летнего исследования (1996-2015) фенологии 78 видов многолетних растений в условиях западносибирской лесостепи. На фоне рассчитанных метеорологических трендов теплого сезона года в Новосибирске проанализировано смещение времени фенологических событий у отдельных видов и экологических групп путем построения линейных трендов. Установлено, что сроки начала вегетации у подавляющего большинства многолетников запаздывали (+3 … +7 дней), а сроки окончания вегетации изменились неодинаково (-4 … +1), при этом длительность вегетации уменьшилась во всех группах. Продолжительность префлорального периода существенно сократилась (-6 … -9 дней) за счет более позднего начала вегетации и более раннего начала цветения (-1 … -2 дня). Тренды плодоношения различались по направлению и величине. Темпы сезонного развития видов в целом ускорились за рассматриваемый период. Тренды описывают 6-32 % изменений фенологических событий в экологических группах.

В рамках экологического направления изучения гумуса с применением традиционных методов и терминов обсуждаются особенности трансформации органического вещества торфяных эвтрофных почв (Hypereutric Sapric Histosols) и глееземов торфянистых (Eutric Histic Gleysols) через 20 лет после лесоторфяного пожара. Объектом исследования послужил зеленомошно-гипновый ельник (Picea obovata Ledeb.) восточного склона Кузнецкого Алатау (абсолютная высота 622 м). Состав органического вещества пирогенных почв (0-30 см) характеризуется высокой изменчивостью (коэффициент вариации 12-92 %). По данным факторного анализа, 76 % общей дисперсии обусловлено совокупностью гумусовых веществ, 24 % - полисахаридами. Процедурой кластерного анализа выделено две группы объектов, статистическая достоверность которых подтверждена дискриминантным анализом. Кластеры почв отражают особенности протекания пирогенных процессов - подземного очагового тления, ниже точки возгорания, открытого интенсивного и средней силы пожара. Относительно фонового содержания углерода 41 % в торфяной почве, не охваченной пожаром, его количество снижается соответственно до 26,5 и 13,4 %. При этом наблюдается практически равное образование продуктов гумификации (∑ГК + ∑ФК) - 55 и 54 % за счет преимущественно фульвокислот (С_гк/С_фк 0,2-0,6). Особенности теплового воздействия проявляются главным образом на фракционном уровне. Специфичность подземного тления - повышенный выход фульвокислот 1-й фракции, свободных и рыхло связанных с R₂O₃. Открытый пожар сопровождается преимущественным образованием гуминовых и фульвокислот, связанных с кальцием. В дискриминацию кластеров, согласно стандартизованных коэффициентов канонического анализа, наибольший совокупный вклад вносят 1-я и 2-я фракции гуминовых и фульвокислот, максимальный персональный вес - ГК-2, ФК-1 и ФК-2. На основе ранее полученных сведений допускаем, что продолжающийся торфогенез может вызвать преобразование фульватного гумуса в фульватно-гуматный и/или гуматный. В случае погребения пирогенной толщи 0-30 см это может произойти примерно через 270 лет, исходя из скорости линейного прироста торфа в ельниках Кузнецкого Алатау, 1,12 мм/год. Результаты исследований подтверждают правомерность традиционного деления гумусовых кислот на фракции.

Согласно схеме возрастной периодизации онтогенеза растений, предложенной Т. А. Работновым и А. А. Урановым, выделяют более десятка основных возрастных (онтогенетических) состояний. Каждая популяционная выборка представляет собой упорядоченный ряд частот встречаемости растений в этих состояниях - так называемый онтогенетический спектр (ОС). Соответственно форме ОС, отражающей бóльшую или меньшую представленность в популяции молодых, зрелых и старых растений и позволяющей представить временнýю динамику популяции, имеются различные статистики ОС. Представленный пакет ExOS (Excel Ontogenetic Spectrum) позволяет автоматически вычислять и анализировать их. Входной информацией являются численность или частота онтогенетических состояний в выборке. Выходные данные: классификация ОС и типы ценопопуляции по различным критериям, популяционно-онтогенетические индексы; для множественных выборок - сходство (дистанции) между ними и их ординация по осям “дельта - омега”; в автоматическом режиме дается соответствующая графика.

Представлена характеристика распространения наземных позвоночных животных в северо-восточной части п-ова Канин (67°50′47′′ с. ш., 46°20′40′′ в. д.) по результатам их учета, проведенного в июле 2021 г. Установлено обитание одного вида земноводных, одного вида рептилий, 57 видов птиц и шести видов млекопитающих. К новым видам птиц тундровой зоны п-ова Канин, отмеченных нами, следует отнести хохлатую чернеть Aythya fuligula (L.), обыкновенную гагу Somateria mollissima (L.), степного луня Circus macrourus (S. G. Gmelin) и перевозчика Actitis hypoleucos (L.). Одна из особенностей фауны позвоночных животных этого района, расположенного в полосе мелкоерниковых тундр, - наличие в ней бореальных видов, таких как травяная лягушка Rana temporaria L., живородящая ящерица Zootoca vivipara Lichtenstein, хохлатая чернеть, обыкновенный гоголь Bucephala clangula (L.), серый журавль Grus grus (L.), перевозчик, бурый медведь Ursus arctos L. и европейский лось Alces alces L. Для живородящей ящерицы это самая северная находка из известных ранее. Благоприятны для обитания бореальных видов фауны на этой территории ее расположение на южном склоне платообразного кряжа Канин Камень, расчлененность рельефа, прежде всего глубокие речные долины с защищенными от ветров и хорошо прогреваемыми бортами. Установлено десятикратное снижение плотности размещения выводковых нор песца Alopex lagopus L. в сравнении с 40-50-ми годами прошлого столетия, вследствие активизации криогенных процессов в многолетнемерзлых породах, в результате которых норы этого хищника, устроенные в сыпучих грунтах, разрушаются.

Несмотря на все большее количество данных по биотическим сообществам Арктики, даже основные направления их трансформации еще не ясны. Большой интерес в ней представляют различия в популяционных трендах гусей, леммингов и жвачных, осуществляющих более чем 98 % круговорота в наземной части арктической экосистемы и конкурирующих за общие трофические ресурсы на основе специализации. Сравнение 15 видов из этих групп показало, что степень их морфофизиологической адаптации к фитофагии соответствует эмпирическим оценкам ресурсной избирательности, являясь, таким образом, и мерой их трофической специализации. Это делает соотношение травоядных арктических сообществ по избирательности таким же стабильным, что и по специализации. Популяции трофических специалистов в этих сообществах, ярчайшими примерами которых являются овцебык и белый гусь, по размеру и/или скорости роста в основном превышают популяции генералистов, к которым относятся лемминги и наиболее мелкие казарки. Можно заключить, что межвидовая конкуренция влияет на современную трансформацию сообществ арктических травоядных значительно сильнее, чем такие средовые факторы, как глобальное потепление и активность человека.

Интенсивные климатические изменения оказывают значительное влияние на лесные сообщества, вплоть до их полной трансформации. Особенно важно понимание того, как на изменения климата реагируют ключевые виды деревьев, определяющие облик сообществ. В работе рассмотрена ель аянская ( Picea jezoensis (Siebold & Zucc.) Carriere), которая, помимо важной роли в формировании лесных сообществ, является одним из основных видов, используемых при лесозаготовках. Исследовано влияние количества осадков и приземной температуры воздуха на радиальный прирост ели аянской, а также изменение этого влияния с увеличением высоты над уровнем моря в южном Сихотэ-Алине. Для цели исследования отобрано 444 керна на восьми участках, расположенных в пределах малого речного бассейна на высотах от 460 до 1060 м над уровнем моря. В результате исследования впервые для юга российского Дальнего Востока созданы восемь древесно-кольцевых хронологий по ели аянской продолжительностью от 171 до 267 лет. Анализ корреляции между полученными хронологиями и климатическими переменными (метеопараметрами) позволил установить, что на радиальный прирост ели аянской в пределах южного Сихотэ-Алиня оказывают влияние осадки июля - августа текущего года ( r = -0,33 … -0,60), средняя максимальная температура июля - августа предшествующего года ( r = -0,25 … -0,47) и максимальная температура ноября предшествующего года ( r = -0,34 … -0,54). Показано, что величины коэффициента корреляции хронологий с максимальными температурами быстро уменьшаются с увеличением высоты над уровнем моря. При этом значимого изменения величины коэффициента корреляции хронологий с осадками при увеличении высоты над уровнем моря не наблюдается. Полученные результаты показывают сложность взаимосвязей между радиальным ростом ели аянской и климатическими переменными и позволяют говорить о том, что в южном Сихотэ-Алине потепление климата окажет наибольшее отрицательное воздействие на рост деревьев данного вида на высотах до 600-650 м над уровнем моря. Увеличение количества осадков отрицательно повлияет на рост деревьев ели аянской в верхнем поясе гор.

Обобщены данные 45-летних наблюдений за изменениями численности кабарги в Уссурийском заповеднике. Анализ зимних маршрутных учетов позволил выявить возможную зависимость этого процесса от появления “нового хищника” - соболя. Снижение численности кабарги в заповеднике произошло параллельно с нарастанием численности соболя и снижением численности альтернативных источников питания для средних и мелких хищников. С начала 2000-х годов до настоящего времени численность кабарги в заповеднике находится на уровне “присутствия” вида в фауне.

Изучены видовой состав и структура населения мелких млекопитающих северотаежного ландшафта Надымских сопок с акцентом на катенарные закономерности внутриландшафтной дифференциации. В разных частях ландшафтной катены северо-западной экспозиции (на плакоре, в седловине, на склоне, в пойме) выявлено пять видов мелких млекопитающих (Cl. rutilus, S. caecutiens, S. araneus, A. oeconomus, E. sibiricus), типичных для подзоны северной тайги Западной Сибири. Абсолютным численным доминантом во всех местоположениях катены и в ландшафте в целом является вид лесных полевок Cl. rutilus, остальные виды содоминируют в отдельных местоположениях, кроме S. araneus, которая обычна только на плакоре. В целом по району исследования и в местоположениях верхней части катены ядро сообществ мелких млекопитающих образуют Cl. rutilus и S. caecutiens. Вдоль вектора склона - от плакора к пойме, постепенно снижается общее обилие мелких млекопитающих и обилие доминирующего вида. Во всех позициях ландшафтной катены присутствует оседлое размножающееся население мелких млекопитающих. Состав, структура и параметры сообществ мелких млекопитающих меняются вдоль склона в соответствии с изменениями в характере залесения территории, характере увлажнения, в видовом богатстве растений, структуре растительности, микрорельефе. Сообщества мелких млекопитающих всех местоположений катены и всего района исследования характеризуются невысокими показателями разнообразия, выравненности и устойчивости, высоким показателем доминирования, обусловленными суровыми природно-климатическими условиями, но в целом имеют ненарушенную структуру, характерную для естественных сообществ субарктических ландшафтов, что служит признаком их стабильности.

Представлен анализ внутрипочвенных и пространственных вариаций состава стабильных изотопов углерода органического вещества почв для выявления основных факторов, определяющих динамику органического углерода в горно-котловинных условиях Прибайкалья. Органическое вещество исследуемых почв характеризуется значениями δ¹³С от -29,6 до -24,9 ‰. Изменения значений δ¹³С в высотном профиле хорошо соотносятся со сменами ландшафтов и отражают влияние климатических факторов на дискриминацию¹³С в ходе фотосинтеза С3-растений. Наиболее тяжелым составом стабильных изотопов углерода характеризуются почвы подгольцовых и степных ландшафтов. В таежных почвах наблюдается снижение доли тяжелых изотопов. Анализ различий интенсивности оборота углерода, выраженной через наклон линейной регрессии (β) значений δ¹³С от содержания общего углерода в почве, изменяющихся с глубиной, дает основание предполагать сниженную интенсивность оборота углерода в почвах степей и подгольцового пояса в силу лимитированности данных почв по условиям влаго- и теплообеспеченности соответственно. В условиях таежных ландшафтов при более благоприятном соотношении температур и увлажнения динамика органического вещества почв контролируется преимущественно качественным составом опада и доступностью азота.

В статье представлены результаты исследований вылета амфибиотических насекомых из старого бобрового пруда на р. Южной заповедника “Приволжская лесостепь” в бассейне Верхнего Хопра. Для насекомых из 34 семейств и 8 отрядов приводятся показатели численности, биомассы, частоты встречаемости, указаны сроки их вылета из разных участков пруда. Выявлены доминирующие и массовые виды - хирономиды Paramerina cingulata (Walk.), Cricotopus silvestris (F.), мокрецы Bezzia bicolor (Mg.), хаобориды Chaoborus flavicans (Mg.) и поденки Cloeon inscriptum (Bgtss.). Интенсивность вылета насекомых 12,10 экз./м² в сутки, среднесуточный перенос биомассы 49,23 мг/м² в сутки. Проведен анализ жирнокислотного состава и содержания основных биогенных элементов в имаго амфибиотических насекомых. Приводятся результаты расчетов переноса энергии и вещества, в том числе биогенных элементов и полиненасыщенных жирных кислот, при вылете насекомых из различных отрядов (Ephemeroptera, Odonata, Trichoptera и Diptera) в прилегающие наземные экосистемы. Перенос сырой биомассы из воды на сушу составил 7,385 г/м² в год, в сухом весе - 2,216 г/м² в год; перенос основных биогенных элементов: углерода - 1,21 г/м² в год, азота - 0,25 г/м² в год, фосфора - 0,03 г/м² в год; перенос ПНЖК - 24,16 кг/км² в год.

Бактерии выполняют важные и разнообразные функции в экосистемах крупных рек. В среднем и нижнем течении р. Оби в районах городов и населенных пунктов определяли уровень количественного развития и изучали характер пространственного распределения гетеротрофного бактериопланктона и его размерно-морфологических групп. Вода реки характеризовалась высоким содержанием взвешенных частиц (в среднем (2,22 ± 0,21) × 10⁶ мл^-1), к которым была прикреплена значительная часть бактерий: в среднем 41,5 % их общей численности и 35,7 % биомассы. Установлено, что концентрация взвешенных частиц и электропроводность воды находятся среди главных факторов, влияющих на количественное развитие и структуру бактериопланктона. Существенное возрастание его количества, в основном за счет мелких одиночных клеток, зарегистрировано ниже впадения в р. Обь ее крупнейшего притока - Иртыша, и расположенного на его берегах г. Ханты-Мансийска. На этом участке Оби средние значения численности и биомассы бактериопланктона составляли (6,87 ± 4,99) × 10⁶ кл/мл и 142 ± 13 мг С/м³ соответственно, что в 1,6-1,7 раза выше, чем в зонах влияния других городов. Пространственное распределение гетеротрофного бактериопланктона в р. Оби определяется главным образом динамикой водных масс, а также влиянием притоков и городов.

Представлены результаты восьмилетнего изучения популяции Platanthera bifolia (L.) Rich. (Orchidaceae) на северной границе ее ареала (Республика Коми, северо-восток европейской части России). Выявлена отрицательная корреляционная связь между размерами листьев этого вида и осадками в начале текущего вегетационного периода. На число цветков и их размеры влияют погодные условия августа предыдущего вегетационного периода. Достоверных различий в высоте растений и длине соцветий по годам не обнаружено. Численность исследуемой популяции высокая для этого вида (400 растений), на нее оказывает негативное влияние недостаток увлажнения в предыдущем году. Наблюдения над закартированными особями позволили выявить длительность нахождения растений в разных фазах онтогенеза. Онтогенетические спектры изученной популяции соответствуют базовому спектру вида, в отдельные годы наблюдается доминирование ювенильных особей, что связано с волнами возобновления, характерными для вида. На эффективность опыления не влияет число цветков в соцветии или их размеры, она связана с уровнем влагообеспеченности территории. Семена P. bifolia (0,60 × 0,13 мм) на изучаемой территории мельче, чем в южных частях ареала этого вида. Выявлены достоверные отличия в размере семян в разные годы исследования, основное влияние на них оказывают погодные условия июля. Обнаружена тенденция увеличения объема воздушного пространства в семени в более влажные годы, что способствует их лучшему распространению при неблагоприятных погодных условиях. Реальная семенная продуктивность P. bifolia варьирует по годам от 25,4 до 40,8 тыс. семян, данный показатель связан с уровнем влагообеспеченности текущего вегетационного периода. Присутствие ювенильных особей (18,3-51,8 %) во все годы изучения свидетельствует об успешном семенном возобновлении в данной популяции. Число ювенильных особей коррелирует с уровнем увлажнения предыдущего вегетационного периода.

Известные факты повышения доли фитопатогенных форм микромицетов в почвах, загрязненных тяжелыми металлами (ТМ), делают актуальными исследования механизмов их резистентности, что важно для выбора эффективных средств борьбы с возбудителями болезней растений. Не менее актуальными и нуждающимися в изучении остаются вопросы взаимодействия металл-резистентных фитопатогенов с непатогенными видами на фоне загрязнения. В лабораторных экспериментах с чистыми культурами четырех видов грибов (фитопатогенные штаммы Alternaria alternata и Fusarium oxysporum и непатогенные Trichoderma harzianum и Clonostachys rosea) исследовали резистентность к катионам Cu, Zn, Pb, по отдельности добавленных в питательную среду с разным содержанием доступного углерода (сахарозы). Измеряли рост колоний, активность спорообразования и накопление биомассы. Рассчитывали эффективные концентрации, приводящие к 50%-му ингибированию параметров роста, - EC₅₀. Исследуемые грибы проявляли различную устойчивость к ТМ. T. harzianum и C. rosea были более устойчивы к Zn и Pb при любом содержании доступного углерода. Наиболее устойчивы к Cu были пары A. alternata - C. rosea и T. harzianum - C. rosea на средах с меньшим и большим содержанием углерода соответственно. При этом для всех грибов Zn и Pb оказались менее токсичны, чем Сu. Антагонистическая активность, оцененная методом встречных культур на средах с добавлением ТМ, зависела как от ростовых характеристик, так и от выявленной устойчивости вида к ТМ. Активность быстрорастущего T. harzianum как территориального антагониста стимулировалась внесением Zn и Pb. Медленнорастущий C. rosea проявлял конкурентоспособность благодаря высокой устойчивости к ТМ. Сделан вывод о необходимости учета видовой устойчивости к ТМ для прогноза развития взаимоотношений патогенных и непатогенных видов в грибных сообществах на фоне загрязнения почвы.