Главная – Журналы – Сибирский экологический журнал 2025 номер 1

В результате разлива и утечки дизельного топлива из резервуаров хранилища г. Норильска нефтепродукты попали в прилежащие водоемы, достигнув оз. Пясино. Объектами исследования были гнездящиеся и пролетные гусеобразные, их органы и ткани. В 2021-2023 гг. выполнена аэросъемка, подсчет в скоплениях проведен по фотоснимкам. Для мониторинга и установления мест отбора проб территория была разделена на 4606 квадратов (площадь 1 км²), из них выделено 1205 участков (149 импактных и 1056 контрольных). После их ранжирования и анализа видового богатства выделено пять наиболее загрязненных и семь контрольных участков. У гнездящихся птиц выявлены наибольшие изменения в печени, легких и сердце. В крови присутствовали инородные частицы бурого цвета, диффузно распространенные по кровеносной системе и отмеченные в крови во всех исследуемых органах. При этом во всех группах птиц обнаружена выраженная инвазия в исследуемых органах. У изучаемых птиц выявлены нарушения процессов кроветворения, венозное полнокровие, отеки и кровоизлияния в легких, бронхопневмонии, гипертрофии кардиомиоцитов, жировые дистрофии в паренхиме, очаговые некрозы в печени. В крови наблюдалось присутствие инородных частиц бурого цвета. При длительном воздействии токсиканта происходит переход организма из стрессового состояния в шоковое. При этом значительную роль играют свободные кинины, являющиеся вазоактивными полипептидами. Таким образом, после хронического воздействия нефтепродуктов отмечены выраженные патологии внутренних органов, характеризующиеся нарушениями гепатобилиарной, сердечно-сосудистой и дыхательной систем. Подтверждена гипотеза о том, что разливы нефтепродуктов при авариях, а также их остаточное присутствие после очистки территории являются токсичными как для гнездящихся, так и пролетных птиц водно-болотного комплекса. Однако у гнездящихся видов патогистологические изменения печени, легких и сердца более выражены.

Постпирогенный древесный уголь (уголь) является неотъемлемой частью послепожарных лесных экосистем. Его роль в разложении опада все еще мало понятна, еще меньше известно о связи угля и почвенной фауны. В полевом “litterbag” эксперименте с помощью физического исключения фауны за счет ячеек разного размера изучено влияние угля на показатели микробной активности на раннем этапе разложения листьев дуба в условиях усложнения фаунистического сообщества. Реакцию микроорганизмов на добавление древесного угля и усложнение фаунистического сообщества оценивали с помощью метода субстрат-индуцированного дыхания по коэффициенту микробного дыхания (БД/СИД) (базальное дыхание / субстрат-индуцированное дыхание), микробному метаболическому коэффициенту (qCO₂), углероду микробной биомассы (С_МБ). При усложнении фаунистического сообщества от микрофауны до мезофауны независимо от присутствия угля микробная биомасса повысилась на 40 %. При этом в варианте без угля при доступе мезофауны наблюдалось снижение qCO₂ и БД/СИД на 21 % по сравнению с доступом только микрофауны. На фоне угля снижение qCO₂ и БД/СИД в присутствии мезофауны выражено в 2 раза сильнее и составило 44 % (p < 0,05), также наблюдалось ускорение потери массы на 17 %. В нашем исследовании снижение qCO₂ при доступе мезофауны и еще большее его снижение в присутствии мезофауны на фоне угля были обусловлены ростом микробной биомассы, но не увеличением базального дыхания опада. Дальнейшее усложнение фаунистического сообщества (доступ макрофауны) не приводило к достоверным изменениям показателей микробной активности независимо от присутствия угля.

Изучена динамика растительности и свойств почв, формирующихся в ходе первичной сукцессии (около 30 лет) в подзоне средней тайги на европейском северо-востоке России. На посттехногенной территории к концу третьего десятилетия практически заканчивается процесс замещения травяного сообщества на лесное, которое диагностирует формирование сомкнутого древесного яруса, развитие напочвенного покрова с преобладанием лесных и опушечных видов. Формирование лесной экосистемы происходит путем дифференциации отдельных групп древесных растений (парцелл) с образованием подстилки: лиственно-хвойной в парцелле сосны, лиственно-травяной в березовой парцелле. Этап замещения травяного сообщества лесным сопровождается переходом от пелоземов гумусовых потечно-гумусовых к пелоземам потечно-гумусовым элювиированным. На стадии развития древесного яруса морфологическое строение и химические свойства почв отражают парцеллярную структуру лесного сообщества. Различия в содержании С_орг и элементов-биогенов в подстилке и органоминеральном горизонте почв обусловлены разным составом растительных сообществ в парцеллах и, соответственно, разной скоростью минерализации растительных остатков. К концу третьего десятилетия сукцессии в слое почв 0-20 см аккумулируется органического углерода до 24,5 т/га в сосновой парцелле и до 28,7 т/га в березовой.

Исследовано содержание биологически активных соединений и дана оценка антирадикальной активности водно-этанольных экстрактов из листьев сибирских видов рода Caragana ( C. spinosa (L.) DC., C. arborescens Lam., C. bungei Ledeb., C. microphylla (Pall.) Lam., C. frutex (L.) C. Koch и C. pygmaea (L.) DC.) как этап поиска перспективных видов и их предложения для практического использования. Впервые представлено содержание вторичных метаболитов (флавоноидов, танинов, тритерпеновых сапонинов), фотосинтетических пигментов (хлорофиллов и каротиноидов), полисахаридов (пектиновых веществ) и дана оценка антирадикальной активности экстрактов из листьев C. frutex . Показано, что наибольшим содержанием вторичных метаболитов (дубильных веществ, флавонолов и сапонинов) и высокой антирадикальной активностью характеризуются лесостепные виды C . frutex и C. arborescens. По высокому содержанию катехинов (4,88 мг/г) выделяются растения C. spinosa . Для всех изученных образцов наибольшая вариабельность отмечена для катехинов, наименьшая - для сапонинов. Выявлена высокая межпопуляционная изменчивость биохимических признаков у C. pygmaea ( C_V , %: катехины - 119,91, флавонолы - 74,19, дубильные вещества - 44,45, сапонины - 44,09). Среди проанализированных образцов Caragana обнаружена корреляция между антирадикальной активностью и содержанием флавонолов ( r = -0,61), дубильных веществ ( r = -0,52) и сапонинов ( r = -0,51). Соотношение хлорофиллов a и b (Chl a / Chl b ) варьировало от 2,3 до 3,8 с медианным значением 3,0, что указывает на практически оптимальные условия для роста растений. Корреляционный анализ показал прямую связь между суммой хлорофиллов и содержанием каротиноидов ( r = 0,64). Содержание пектинов в изученных видах рода Caragana варьировало от 0,7 до 21,7 мг/г, протопектинов - от 9,0 до 114,0 мг/г. Настоящим исследованием установлен значительный антиоксидантный потенциал водно-этанольных экстрактов из листьев, что согласуется с высоким содержанием фенольных соединений и сапонинов и подтверждается корреляционным анализом. Данное исследование позволяет предположить потенциальное использование сибирских видов Caragana в нутрицевтиках и фармацевтических препаратах и, таким образом, предлагает большое промышленное применение.

В результате многолетних исследований в Барабинской лесостепи выявлены особенности экологии и биологии стрекозы Enallagma cyathigerum. Вид обитает во всех постоянных водоемах - реках, речных протоках, озерах и прудах, где были обнаружены наиболее многочисленные его популяции, а также населяет временные водоемы, выживая в них в периоды их пересыхания благодаря яйцевой фазе. Обнаружились биотопические преференции в выборе места обитания: личинки живут только в нетростниковых гидроценозах, что связано с экологическими стандартами вида. В последние 20 лет наблюдается снижение численности E. cyathigerum несмотря на повышение увлажненности региона, что мы связываем с последствиями потепления климата - погодными катаклизмами в летний период и ростом температуры воды в водоемах, ведущим к ухудшению гидрологии водоемов и заморным явлениям. Исследование развития E. cyathigerum на р. Каргат и оз. Фадиха в 2004-2006 гг. выявило одногодичный жизненный цикл вида, который имеет разную популяционную структуру на реке и озере, связанную с их разными гидрологическим и температурным режимами. Популяция вида на р. Каргат была во все 3 года единой, на оз. Фадиха в многоводном 2004 г. была единой, в маловодном 2005 г. - относительно единой, а в маловодном 2006 г. разделилась на две сезонные группировки - летнюю с зимованием личинок и летне-осеннюю с зимованием яиц. Такое усложнение структуры популяции на оз. Фадиха в 2006 г. было следствием повышения температуры воды (в результате повышения температуры воздуха и снижения уровня воды в озере) и является своего рода “подстройкой” вида к ухудшению условий обитания в маловодный период: в озере почти круглый год присутствуют яйца (зимующие и незимующие) и разные возраста личинок, а на суше с весны до осени летают взрослые стрекозы. Такая приспособительная особенность E. cyathigerum, возможно, отчасти объясняет его относительно высокую численность, эврибионтность и большой ареал - почти вся Палеарктика.

По результатам компьютерного моделирования распространения алтае-саянского эндемичного вида Euphorbia pilosa L. (Euphorbiaceae) в Западной Сибири, где расположен основной участок его ареала, выделены области скопления точек регистрации вида, во многом совпадающие с климатическими оптимумами прогнозной модели. Установлен комплекс переменных с высоким вкладом в прогнозную модель, среди которых многолетняя среднемесячная сумма атмосферных осадков в августе (14,1 %), сумма атмосферных осадков в октябре (13,4 %), сезонность температуры приземного слоя воздуха (11,4 %) и многолетняя среднемесячная сумма атмосферных осадков в мае (10,7 %). Вклад климатических переменных, характеризующих количество атмосферных осадков, существенно, более чем вдвое, превышает вклад климатических переменных, характеризующих температуру приземного слоя воздуха. В противоположность этому, суммарный вклад биоклиматических показателей заметно, более чем в 1,5 раза, выше для показателей температуры воздуха, чем для показателей атмосферных осадков (18,7 % против 8,6 %). Согласно прогнозной модели, один из хорошо очерченных климатических оптимумов находится на северном пределе распространения вида в Западной Сибири, в окрестностях г. Томска. Для выявления экологических особенностей ареала в пределах Томского климатического оптимума был выбран модельный участок, характеризующийся наиболее высокими прогнозными значениями вероятности присутствия вида. Методом широтных и долготных полос выявлены участки с относительно высоким числом точек регистрации вида, а по значениям показателя вероятности присутствия вида определены участки с наиболее благоприятным климатом. Полученные результаты соотнесены с возможным влиянием антропогенной нагрузки в границах Томской городской агломерации, где сведение лесов на участках местности, выделенных для садоводческих товариществ и обществ, строительство линейных объектов пригородной и загородной инфраструктуры (автомагистрали, железнодорожное сообщение и др.), приводит к изменениям фитоценотической приуроченности вида и фрагментации участков его ареала на северном пределе распространения в Западной Сибири.

Проведено исследование влияния напочвенных лишайников Flavocetraria cucullata и Certraria laevigata на химические, биохимические и микробиологические характеристики мерзлотных почв Центральной Якутии. Химический анализ не выявил значимых различий в показателях содержания гумуса, обменных катионов и pH в почвах под лишайниками F. cucullata и C. laevigata и на сопредельных с ними участках, лишенных растительного покрова. Выявлено, что основными вторичными метаболитами F. cucullata являлись усниновая, лихестериновая, протолихестериновая и алло-протолихестериновая кислоты, C. laevigata - фумарпротоцетраровая кислота. Хроматографический анализ почв выявил наличие только усниновой кислоты в образцах гумуса под F. cucullata и на сопредельных с ней участках. Показано, что по мере удаления от места произрастания F. cucullata наблюдалось понижение содержания усниновой кислоты и повышение содержания специфических соединений, которые могут являться биомаркерами грибов в почве. Анализ грибов и бактерий в почвах, выполненный с использованием культурального подхода, показал обилие быстрорастущих микромицетов и бактерий. По данным метагеномного анализа таксономическое разнообразие грибов в почвах было выше, чем по данным культуральных исследований, а преобладающей экологической группой были микоризные базидиомицеты. Показано, что эктомикоризные базидиомицеты в первую очередь подвержены воздействию лишайника F. cucullata. При этом аллелопатический эффект C. laevigata на почвенный микробиом выражен значительно слабее. Предположено, что синтезируемая F. cucullata усниновая кислота диффузно распространяется и накапливается в почве, избирательно подавляя рост эктомикоризных базидиомицетов.

Исследовано состояние городских лесов естественного происхождения, являющихся главнейшим компонентом улучшения экологической среды крупного города (Иркутск, Восточная Сибирь). Состояние лесов оценивалось по комплексу параметров древесных растений, почвы, травяного покрова. Показано воздействие на леса аэротехногенного загрязнения, которое определялось по накоплению тяжелых металлов в ассимиляционных органах лесообразующих видов (Pinus sylvestris, Larix sibirica, Betula pendula) и горизонтах почвенных профилей, а также по количеству адсорбированных хвоей/листьями взвешенных частиц твердого аэрозоля (PM_x). О степени рекреационной нагрузки в городских лесах судили по нарушению морфологических, физических и педохимических свойств лесной подстилки и верхних горизонтов почвы. Выявлен целый ряд негативных изменений параметров древесных растений - уровень дефолиации крон может достигать 50-65 %; фотосинтезирующий объем крон уменьшается более чем в 2 раза; продуктивность фотосинтеза снижается (максимально) на 35-48 % в сравнении с фоновой; изменяются и другие физиолого-биохимические показатели сосны, лиственницы, березы. Травяной покров в лесах разреженный, проективное покрытие в среднем 60 %, доля рудеральных видов в среднем 44 %. Неблагоприятные процессы обнаружены также и в почве - разрушение лесной подстилки, снижение аэрации и содержания естественной влаги в верхних горизонтах, нарушение кислотно-основных, катионообменных и гумификационных свойств, соотношения элементов в почвенном поглощающем комплексе. Результаты свидетельствуют, что большая часть обследованных городских лесов загрязнена и подвержена значительной рекреационной нагрузке. При обобщении данных, полученных при натурных и лабораторных исследованиях, выделен комплекс коррелирующих высокочувствительных индикационных показателей, характеризующих состояние городских лесных биогеоценозов.

Представлены результаты анатомического описания поперечного среза побега Juniperus oblonga M. Bieb., пораженного Arceuthobium oxycedri (DC.) M. Bieb. Проведено сравнение анатомического строения здорового побега J. oblonga с описанием стебля J. communis L. по литературным данным, выявлены отличительные особенности в строении. Отмечено, что побеги J. oblonga поражаются A. oxycedri до 12-летнего возраста. Глубина проникновения гаустория в древесину стебля зависит от возраста побега, при поражении в возрасте годичного побега связь гаустория с ксилемой обнаруживается вплоть до перимедуллярной части сердцевины. Гаусторий заострен к центру стебля, по мере роста расширяется в области коры и на радиальном срезе древесины имеет наклон в сторону верхушки стебля. У основания побега арцеутобиума, на месте его внедрения в кору можжевельника, имеются “прикорневые чашечки”. У пораженного A. oxycedri побега J. oblonga в месте проникновения гаустория происходит разрастание ксилемы стебля (от 292,1 до 793,8 мкм у пораженного семилетнего стебля), что представляет собой результат активизации и синхронизации работы камбия растения хозяина и гаустория полупаразита. Происходит также утолщение коры (2,29 раза) и флоэмы (1,2 раза). Разрастается ксилема за счет увеличения числа слоев ранневесенней части ксилемы стебля. Связь ксилемы и флоэмы стебля можжевельника с проводящей системой полупаразита осуществляется через дизъюнктивные фрагменты гаустория. Каждый надземный побег арцеутобиума имеет собственную, не связанную с другими побегами, гаусториальную систему размером до 2015,2 мкм, которая входит в кору стебля и упирается в “прикорневую чашечку”. К 8-12 годам жизни стебля можжевельника эктофитная часть системы полупаразита разрушается, на поверхности коры можжевельника остаются только “прикорневые чашечки”, чрезмерное утолщение стебля прекращается.