Главная – Журналы – Сибирский экологический журнал 2015 номер 4

На примере района оз. Телецкое установлено запаздывание по времени отклика таежного и степного биомов на климатические изменения. На основе комплексного использования геохимических особенностей донных озерных осадков и палинологических записей построена палеореконструкция средних 100-летних температур на глубину 4000 лет с выделением предполагаемых наиболее значимых рубежей климатических перестроек в XIV, IV вв. до н. э. и XIII, XX вв. н. э. Проведено сопоставление температурной реконструкции для района оз. Телецкое с температурными хронологиями для Северного полушария и Северо-Восточной Европы.

В работе представлены результаты пространственного распределения аномалий (нарушений анатомической структуры годичного кольца) и выпадающих колец лиственницы сибирской на верхней границе леса в Республике Тыва. Пространственный анализ древесно-кольцевых хронологий шести участков (Монгун, Колчан, Тан, Дерзик, Кунгур, Тарис) позволил выделить экстремальные события локального (1662, 1699, 1792, 1804, 1814, 1821, 1847, 1867, 1993 гг.), регионального (1698, 1754, 1775, 1779, 1785, 1788, 1789, 1797, 1813, 1819, 1843, 1854, 1869, 1870, 1882, 1911, 1923 гг.) и межрегионального (1783, 1784, 1812, 1884 гг.) масштабов, последние хорошо согласуются с датами крупных вулканических извержений (вулканы Grimsvotn и Lakagigar, Soufriere St. Vincent, Krakatau) и информацией исторических источников.

В течение последних десятилетий наблюдается возрастание радиального прироста Larix sibirica Ledeb., Pinus sibirica Du Tour и Abies sibirica Ledeb., произрастающих в экотоне альпийской лесотундры Кузнецкого Алатау. Прирост лиственницы положительно коррелирует с летними температурами; прирост кедра и пихты определяется температурой, осадками, а также продолжительностью солнечного сияния. Показано, что в настоящее время прирост приспевающих деревьев лиственницы в среднем на 55 % превышает таковой у аналогичной возрастной группы, произраставшей 200 лет назад. Скорость продвижения лиственницы по градиенту высоты оценивается в 1 м/10 лет. Для пихты установлена периодичность лимитирования радиального прироста зимними и летними температурами; в настоящее время наиболее сильная корреляция наблюдается с летними температурами (r = 0,9). Для всех хвойных имеет место высокая корреляция величины прироста с концентрацией СО₂ в атмосфере (r = 0,42…0,84). Повышение зимних температур воздуха индуцировало трансформацию стланиковых форм лиственницы и кедра (начало 1970-х гг.), а позднее пихты (начало 1980-х гг.) в вертикальные формы.

Анализируется реакция древостоев Западного Кавказа на возможное снижение численности доминирующих видов. Результаты показали, что в этом случае в древостоях следует ожидать роста численности сопутствующих видов, расширения ими спектра занятых местообитаний, появления новых видов (компенсационные процессы). Причем в древостоях одних типов можно ожидать существенного роста численности только одного из сопутствующих видов деревьев, преимущественно субдоминанта, в других - двух-трех, в третьих - большинства сопутствующих видов. Данные различия можно объяснить разным соотношением в ценозах видов деревьев с разной жизненной стратегией.

На основе результатов многолетних исследований выявлены причины и механизмы массового усыхания хвойных лесов Сибири и Дальнего Востока ( Pinus sibirica Du Tour, Picea obovata Ledeb., Abies sibirica Ledeb., Pinus sylvestris L., Larix gmelinii (Rupr.) Kuzen., Abies nephrolepis (Trautv. ex Maxim.) Maxim., Pinus koraiensis Siebold & Zucc.) в последние два десятилетия. Установлено, что гибель вызвана патогенным действием возбудителей корневых гнилей ( Armillaria mellea s.l., Heterobasidion annosum s.l., Phellinus sulphurascens Pilat., Porodaedalea niemelaei M. Fischer, Phaeolus schweinitzii (Fr.) Pat.) на фоне снижения биологической устойчивости хвойных деревьев. Наиболее опасным, поражающим большое количество видов древесных растений в различных лесорастительных условиях, следует считать Armillaria borealis Marxm. & Korh. Триггерным механизмом усыхания является сочетание неблагоприятных для деревьев климатических аномалий в сочетании с определенными эдафическими условиями и (или) комплекс благоприятных факторов для патогенных организмов.

Рассматриваются корреляции гетерозиготности генотипа с полом и чувствительностью дерева к воздействию экологических факторов. Отмечена достаточно тесная тройственная корреляция между учтенными признаками. Волновой характер связи уровня гетерозиготности деревьев с их чувствительностью к условиям роста при непосредственном участии пола может свидетельствовать о том, что в ряду распределения особей популяции по гетерозиготности существуют оптимальные для данных условий сочетания аллелей гомо- и гетерозиготных локусов. Они проявляются в снижении чувствительности деревьев к факторам окружающей среды при значениях гетерозиготности 0,125 и 0,375. Обнаружено влияние гетерозиготности деревьев сосны на устойчивость их полового типа во времени. Сосны, характеризующиеся наибольшими гормональными перестройками в ответ на изменение условий роста, отличаются более низкими значениями гетерозиготности.

Из шести основных лесных биотопов Южного Сихотэ–Алиня наибольшие видовое богатство (61 гнездящийся вид) и плотность населения птиц (444 пары/км²) отмечены в долинных лиственных лесах. Наименьшие — в дубняках (32 вида и 137 пар/км² соответственно). Наиболее сходны по видовому составу населения гнездящихся птиц чернопихтарники и кедровники (97 % общих видов).

Приведены результаты изучения биохимических процессов формирования газового режима в олиготрофной и эвтрофной торфяных залежах болот Западной Сибири в вегетационные периоды 2011–2013 гг. Показано, что динамика образования СО₂ и СН₄ в торфяной залежи контролируется активностью микрофлоры. Получены корреляционные связи эмиссии СО₂ и СН₄ и газового режима в торфяных залежах. Определены особенности протекания биохимических процессов в олиготрофной и эвтрофной торфяных залежах разного генезиса.

The method for purification of municipal waste waters with the use of constructed wetland system (CWS) was put in operation in Serbia for the first time in 2004, in the Gložan village near Novi Sad. Biological factors in this anthropogenic ecosystem are microorganisms and reeds ( Phragmites communis (Cav.) Trin. ex Steud.). In the process of bioaccumulation, among other substances, emergent plants often accumulate large quantities of microelements. Although microelements are present in plants in relatively small quantities, in emergent plants that grow on the surface where wastewater (which contains various substances, including microelements) flows, their quantity in plant dry weight can be higher. This paper presents the results of the three-year study (2004-2006) of Cu and Zn concentration in different organs of reed plants (leaf, stem, rhizome with root and inflorescence) grown in the “Gložan” CWS. The study was carried out on three fields. The first year of the study was taken as control, as that’s when the “Gložan” CWS was established, while 2005 and 2006 were the first and the second years of the system exploitation. In 2004 Cu concentration varied from 3.20 ppm in reed stems to 5.30 ppm in inflorescences. In 2005 Cu concentrations were lower in comparison to the first year, while in the third year the trend of reduction of Cu concentration was present in all analyzed organs in the third field. Concentration of Cu had diminishing tendency in all three fields over time, with exception of inflorescences where it was mostly constant. In the first year of the study the highest concentrations of Zn were recorded, ranging from 13.97 ppm in rhizomes with roots to 34.60 ppm in inflorescences. In the second year, concentration of Zn was the lowest in all three fields, and in the third year overall concentration of Zn (except for inflorescences) was lower in comparison to the first year of the study (control).

Global warming will stimulate primary production, which is likely to drive shifts in litter production and lead to an increase in carbon (C) inputs to soil. However, the effects of such changes on soil C cycling in subtropical forests remain largely unknown. In a typical subtropical evergreen broadleaved forest in Southwestern China we conducted a controlled experiment that included addition and removal of litter, and trenching. Annual soil respiration in control, trenching, litter addition, and litter removal treatments were 1083.47, 521.50, 1363.30, and 896.15 g C m^–2 y^–1, respectively. Soil respiration was significantly related to temperature in all treatments, but was independent of soil moisture, except in control plots. Q₁₀ values in control, trenching, litter addition, and litter removal treatments were 3.46, 6.36, 2.72, and 4.85, respectively. Litter addition reduced Q₁₀, but litter removal and trenching increased it. Average heterotrophic soil respiration produced C in the amount equivalent to 48 % of the efflux from the soil. Soil respiration in the litter addition treatment was 25 % higher than in the control treatment; this increase is about 8 % larger than the 17 % decrease in soil respiration caused by litter removal. This implies a priming effect on soil respiration. Our results suggest that increases in litter production in response to human disturbances and global warming could have rapid and important consequences on soil respiration in subtropical evergreen broadleaved forests.

Исследовался механизм сохранения численности ценопопуляции Hypericum perforatum на суходольном лугу Республики Татарстан в условиях засушливых сезонов 2010–2012 гг. На суходольном лугу пополнение численности ценопопуляции осуществляется за счет побегов корнеотпрыскового происхождения. Процесс образования рамет в течение сезона растянут во времени и приурочен к оптимальным условиям. Зависимость вегетативного разрастания от погодно-климатических факторов сезона не выявлена. В большей степени от погодно-климатических факторов сезона зависит онтогенетическая структура популяции и процесс полового размножения. Пластичность процесса вегетативного разрастания обеспечивает стабильную численность и флюктуационный тип динамики ценопопуляции.

В природной популяции Lonicera caerulea Горного Алтая (хр. Каменный белок) изучена изменчивость показателей репродуктивной способности растений в локальной зоне геологической неоднородности, выделенной в результате геолого-геофизических исследований. Получены данные о достоверном влиянии недифференцированного комплекса геоэкологических характеристик среды на массу плодов, семенную продуктивность, всхожесть и энергию прорастания семян жимолости синей. Предполагается, что изменение вторичного метаболизма в органах L. caerulea , происходящее под воздействием комплекса факторов, связанных с геологической активностью, влияет на репродуктивные характеристики растений.

В статье приводятся данные по изучению репродуктивной биологии Gymnаdenia conopsea (L.) R. Br. (Orchidaceae) в Республике Коми, где вид находится на северной границе ареала. Представлены морфометрические показатели цветков, плодов и семян в различных местообитаниях этого вида в регионе. Определена доля завязавшихся плодов, семенная продуктивность и качество семян G. conopsea .

Представлены результаты прорастания семян в разных экологических группах у 14 видов (22 популяций) секции Violidum подрода Nomimium рода Viola . Определены условия прорастания семян, всхожесть, энергия прорастания и ее интенсивность, биологическая и интродукционно-рентабильная долговечность семян, период потери половины всхожести (Р₅₀). Семена большинства видов ксеромезофитов и мезофитов массово прорастают при температуре +23–25 °С в течение 10 дней. Для остальных видов этих экологических групп благоприятна холодная стратификация. Для гигромезофитов характерно растянутое прорастание семян (до двух месяцев). Семена петрофитов имеют неглубокий физиологический покой (В1). Семена остальных видов, как правило, не имеют покоя.

Показана взаимная обусловленность функционирования трехкомпонентной системы: энтомопатогенная бактерия Bacillus thuringiensis subsp. darmstadiensis ( BtH₁₀) — возбудитель ризоктониоза картофеля Rhizoctonia solani — растения Solanum tuberosum при обработке клубней перед посадкой бактериальной суспензией. Ингибирующая активность BtH₁₀ по отношению к возбудителю болезни Rhizoctonia solani in vitro превышала 80 %. В условиях фитоценозов картофеля двух сортов разных групп спелости в 2013–2014 гг. поражение ризоктониозом стеблей, столонов и новых клубней под действием BtH₁₀ достоверно снижалось. Одновременно введение бактерии BtH₁₀ в фитоценоз стимулировало рост растений, что выражалось в увеличении всхожести культуры, высоты стеблей и их количества. Наблюдаемая полифункциональная активность BtH₁₀ способствовала повышению продуктивности растений картофеля.

Изучено содержание вторичных метаболитов — флавонолов, катехинов, танинов, сапонинов, пектиновых веществ и каротиноидов в листьях и соцветиях восточноазиатских видов Bistorta pacifica (V. Petrov ex Kom.) Kom. и B. elliрtica (Willd. ex Spreng.) Kom. , произрастающих в Приморском крае. Проявляется определенная органоспецифичность в их накоплении. В соцветиях содержится больше флавонолов, катехинов, сапонинов, в листьях — танинов, протопектинов и каротиноидов. Методами ВЭЖХ в водно-спиртовых экстрактах из надземных органов исследованных растений идентифицированы фенольные соединения гиперозид, кверцитрин, изокверцитрин, рутин, астрагалин, ориентин, витексин и изовитексин, а в гидролизатах экстрактов — кверцетин, кемпферол, лютеолин, ориентин, витексин, изовитексин, хлорогеновая и кофейная кислоты. Морфологически сходные виды B. pacifica и B. elliрtica хорошо различаются не только по экологической приуроченности, но и по качественному составу фенольных соединений.