Главная – Журналы – Сибирский экологический журнал 2025 номер 4

Впервые проведены комплексные исследования содержания элементов-биофилов в почвах и минералах прибрежных понижений высокоминерализованных хлоридных озер Улдза-Торейского бессточного бассейна (Россия, Даурия) и микробиоты, связанной с круговоротом этих элементов. Полученные данные по валовому содержанию и подвижным формам биофильных макро- (N, P, K, Na, Ca, Mg, Fe, S) и микро-элементов (Mn, Zn, Cu, Cr, Ni, Co) почв локального “узла” сосредоточения биоты Улдза-Торейского бассейна выявили различия геосферно-биосферных взаимодействий биотических и абиотических компонентов в солончаках квазиглеевых, гумусово-глеевой засоленной и светлогумусовой засоленной почвах. Установлена высокая значимость галоморфных почв для сохранения биоразнообразия степных территорий (Даурия, Забайкалье). В горизонте Sg, ca cолончака квазиглеевого выявлены максимальные концентрации валового содержания элементов-биофилов и подвижных форм азота, серы, кальция, натрия, марганца, магния. Этот слой характеризуется наиболее высоким индексом микробного разнообразия, значительной долей таксонов, участвующих в круговороте биофильных элементов, новообразованием минералов с широкими вариациями кремния, алюминия и натрия. Нижележащие горизонты солончака (CQs) под влиянием близко залегающих сульфатно-хлоридно-натриевых вод обогащены натрием, магнием, серой. В их минералогическом составе преобладают кальцит, амфиболы кальциевого ряда, монацит. Обогащенность солончаков подвижными формами биофильных элементов, наличие разнообразных минералов, содержащих Na, Ca, Mg, Fe, а также редкоземельные элементы (Сe, La, Nd, Sm, Th), подтверждают как натриевую, так и редкоземельную гипотезу литофагии животных. Для верхних горизонтов гумусово-глеевых засоленных и светлогумусовых засоленных почв выявлен существенный дефицит большинства валовых и подвижных форм биофильных элементов, отмечено снижение микробного разнообразия, преобладание минералов, типичных для пород кислого состава, реже базитов. Нижние слои, представленные палеогидроморфными озерными осадками, характеризуются наличием оксидов с невысокой долей хлора, серы и натрия (8-15 %), обогащены легкорастворимыми солями, подвижными формами натрия и серы. Содержание остальных биофильных элементов оценивается как низкое и очень низкое.

Впервые проведено хромато-масс-спектрометрическое исследование эфирного масла кубышки желтой (Nuphar lutea (L.) Sm.), произрастающей в оз. Кузнечном на территории Ленинградской области на Карельском перешейке на пике развития растения в фазу цветения-плодоношения в 2020 и 2021 гг., с целью исследования межгодовой изменчивости компонентного состава низкомолекулярных органических соединений (НОС) и оценки возможности использования ее низкомолекулярного метаболома (НМ) для индикации экологического состояния водоемов. Приведены лимнологические характеристики водоема в месте произрастания кубышки желтой. Основной исследовательский метод работы - газовая хромато-масс-спектрометрия (ГХ-МС). Выявлено, что при изменяющихся условиях среды обитания в разные годы, в том числе в зависимости от определенного биотического окружения (фитопланктон) и абиотических факторов, растения способны синтезировать различное число НОС. Снижение трофического статуса озерной экосистемы и уменьшение развития цианобактерий как доминирующего компонента фитопланктона приводит к значительному увеличению содержания всех групп компонентов в НМ кубышки желтой. Изменчивость НМ кубышки желтой может служить индикатором стабильности/изменения состояния водной экосистемы. Выявленные у N. lutea из оз. Кузнечное, типичного для Карельского перешейка, высокие количественные показатели содержания НОС, особенно веществ-аллелохемиков, позволяют рассматривать кубышку желтую, произрастающую в озерах Карельского перешейка, как недоиспользуемый природный ресурс ценных НОС, имеющих потенциал разнопланового хозяйственного использования.

В статье представлена новая сеть древесно-кольцевых хронологий (ДКХ) по ширине годичных колец сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.), полученная для ленточных, приобских и предгорных боров юга Западной Сибири (Алтайский край и Новосибирская область). При ее построении использовалась методика пробоподготовки и измерения ширины годичных колец, основанная на работе с цифровыми изображениями. Между всеми древесно-кольцевыми рядами (максимальное расстояние между точками 330 км) наблюдается статистически значимая связь (от 0,83 до 0,46). На основе кластерного и корреляционного анализа проведено объединение локальных степных и лесостепных хронологий Алтайского края в три региональные хронологии (Pl5, Pl6, Pl7). Сопоставление параметров хронологий по Алтайскому краю и Новосибирской области показало, что граница между регионами (а в физико-географическом плане - граница между южной и средней лесостепью) условно является своеобразной линией, разделяющей ДКХ на группы, характеризующиеся разной чувствительностью радиального прироста к изменению факторов среды. При этом максимальной чувствительностью обладают хронологии с предгорных участков сосновых боров (отроги Колыванского хребта Северо-Западного Алтая). Результаты исследования позволили сравнить дендроиндикационный потенциал сосновых боров исследуемой территории и соседних регионов (Урала и Сибири). Показана важность целенаправленного выбора пробных участков в ленточных и приобских борах, так как использование случайного набора деревьев не позволит построить качественные ДКХ и корректно реконструировать климатические условия произрастания деревьев.

В последние десятилетия растет внимание к внутригодовым климатическим изменениям и их влиянию на радиальный прирост деревьев. Для анализа параметров клеток ксилемы внутри одного года широкое применение получили трахеидограммы. В данной работе описаны шаги по созданию трахеидограмм на основе снимков высокого разрешения с использованием методов идентификации границ через искусственные нейронные сети (ANNs), библиотеки компьютерного зрения (OpenCV) и библиотеки работы с трахеидограммами (RAPTOR, tracheideR). С целью выявления климатически обусловленных особенностей внутрисезонного прироста сосны обыкновенной (Рinus sylvestris L.) о. Средний Керетского архипелага Белого моря идентифицированы параметры 43 754 клеток ксилемы для семи деревьев, из них 23091 клетка сгруппирована в радиальные профили для периода с 2009 по 2018 г. В качестве интегральной метрики структуры годичного кольца вычислены площади под трахеидограммами различных параметров (диаметр люмена вдоль радиальной оси, периметр люмена, толщина клеточной стенки, площадь люмена, отношение диаметра люмена к толщине клеточной стенки, отношение площади люмена к периметру люмена), для них рассчитан коэффициент корреляции Пирсона со средней температурой и суммой осадков с мая по август. Установлена обратная связь между суммой осадков и толщиной клеточной стенки, прямая связь между температурой и толщиной клеточной стенки и обратная связь между температурой и размерами люмена.

Проведен анализ биохимических показателей (содержания альбумина, продуктов окислительной модификации белков (ОМБ) и перекисного окисления липидов (ПОЛ), активности антиоксидантных ферментов (супероксиддисмутазы (СОД) и каталазы), аминотрансфераз, холинэстеразы) в печени бычка-кругляка Neogobius melanostomus (Pallas, 1814) из районов Азовского моря (центральной (ЦЧ), южной (ЮЧ) и юго-восточной (ЮВЧ) частей) с разным уровнем антропогенной нагрузки. Установлена интенсификация процессов ПОЛ и ОМБ, перестройка белкового метаболизма в сторону реакций глюконеогенеза и детоксикации в печени бычков из ЮВЧ. Это может свидетельствовать о более экологически неблагополучном состоянии ЮВЧ по сравнению с ЮЧ и ЦЧ. Анализ биохимических показателей в печени рыб из ЮЧ и ЦЧ позволил характеризовать эти районы как близкие по уровню комплексного загрязнения, но с более выраженными изменениями биохимических показателей (ингибированием активности СОД, увеличением уровня ОМБ) в печени бычков из ЮЧ. Полученные результаты позволяют расположить районы исследования в порядке увеличения уровня комплексного загрязнения в них в следующей последовательности: ЦЧ → ЮЧ → ЮВЧ. Обсуждаются возможные причины выявленных изменений.

Для оценки влияния трофического фактора на выживаемость и численность бурозубок в условиях Крайнего Севера выполнен анализ связей их популяционной динамики с обилием напочвенных беспозвоночных. Исследования проведены в типичном (лиственничный лес в нижней части горного склона) и интразональном (пойменный чозениевый лес) местообитаниях на северном побережье Охотского моря. Относительная биомасса беспозвоночных (по данным учета почвенными ловушками) в конце летнего периода проявила обратную зависимость от численности бурозубок, что может свидетельствовать о значительном влиянии этих насекомоядных на кормовую базу в годы их высокого обилия. Численность перезимовавших бурозубок в типичном лесном местообитании положительно коррелировала с относительной биомассой беспозвоночных в конце предыдущего лета. В интразональном пойменном местообитании достоверной связи между численностью перезимовавших зверьков и предшествующей биомассой беспозвоночных установлено не было, но из-за паводков и наледей чозениевый лес малопригоден для обитания мелких млекопитающих в холодное время года. По результатам исследования можно предположить достаточно высокую взаимозависимость динамики обилия бурозубок и их кормовых объектов в относительно малопродуктивных северных экосистемах.

Представлены результаты изучения экологической структуры дискомицетов на территории Центрального сибирского ботанического сада Сибирского отделения РАН (ЦСБС СО РАН) - особо охраняемой природной территории. Таксономическое разнообразие грибов включает 37 видов, относящихся к 30 родам, 16 семействам, 5 порядкам и 3 классам. Сапротрофные дискомицеты представлены пятью экологическими группами, среди которых наибольший удельный вес занимают лигнофильные и филлофильные виды (81 %), наименьший - гербофильные (4 %). Во всех группах преобладают иноперкулятные виды. Лигнофильные грибы предпочитают древесину четвертой и пятой стадий разложения (около 90 %), на древесине первой и второй стадий разложения не встречались. Эдафофильные дискомицеты включали преимущественно оперкулятные виды (81,8 %) порядка Pezizales. Группа гербофильных грибов представлена только иноперкулятными видами порядка Helotiales.

Изучено распространение Viscum album L. на территории Брянской области. Оценка распространения выполнена на сеточной основе. В XX в. омела белая отмечена в восьми ячейках, а в настоящее время вид зарегистрирован в 95 ячейках из 378 квадратов сеточного картографирования. За последнее время ареал вида в регионе существенно расширился в северо-восточном направлении. Наиболее часто омела белая отмечалась в центральных, южных и юго-восточных районах Брянской области, в юго-западных районах на границе с Белоруссией в ХХI в. вид не обнаруживался, находки севернее г. Брянска в регионе не выявлены. В Брянской области V. album зарегистрирована на 28 видах древесных растений, наиболее часто в естественных местообитаниях регистрируется на Betula pendula. В границах населенных пунктов V. album чаще всего обнаруживается на Betula pendula, Sorbus aucuparia, Acer platanoides, Populus tremula, Pyrus communis, Prunus domestica и Malus domestica. Единично отмечена на Pinus sylvestris и Picea abies. V. album поражает молодые растения с несформировавшейся корой, ослабленные старовозрастные деревья с мягкой древесиной, приуроченные к лесополосам вдоль линейных магистралей, долинам рек, старинным усадебным паркам, городским насаждениям. В парковых насаждениях V. album встречается преимущественно на отдельно стоящих деревьях, хорошо освещаемых солнцем. Основной распространитель омелы в регионе - Bombycilla garrulus. Рассмотрены особенности расселения V. album в модельном населенном пункте - д. Добрунь Брянского района, где вид за 20 лет распространился по насаждениям всей территории деревни. В изученной популяции преобладают прегенеративные и молодые генеративные растения.

Впервые проведен сравнительный анализ почвенных, микробиологических и ботанических характеристик биоценозов - мест произрастания редких исчезающих видов семейства Орхидные (Orchidaceae Juss.) Cypripedium guttatum Sw. f. albiflorum Aver. и обычной формы Cypripedium guttatum Sw. Установлено, что почвенные условия являются определяющими в распространении ценопопуляций Cypripedium guttatum в пределах отдельных биоценозов в условиях криоаридного климата Центральной Якутии. Важными факторами, оказывающими влияние на развитие этой группы орхидных, являются гранулометрический состав почвы, содержание в верхнем слое гумуса, гидротермические условия, засоленность и значение pH. Отличиями между фитоценозами по морфологическим признакам являлись экологические условия существования ценопопуляций C. guttatum. Башмачок белоцветковой формы Cypripedium guttatum Sw. f. albiflorum, произрастающий на перегнойно-карбонатной выщелоченной почве биоценоза-1, имел наиболее крупные параметры листьев и брактеи, чем Cypripedium guttatum Sw. обычной формы на палевой серой почве биоценоза-2. Перегнойно-карбонатная почва разреза 1Ж-21 биоценоза-1 оказалась наиболее оптимальной для существования почвенных микроорганизмов. В микробных сообществах исследуемых лесных мерзлотных почв преобладали почвенные микроскопические грибы (микромицеты), поэтому можно предположить их важную роль в развитии редких видов растений семейства Орхидные.

Представлены результаты 11-летнего изучения популяции орхидеи Dactylorhiza traunsteineri (Saut. ex Rchb.) Soó на северо-восточной границе ее ареала, на территории Республики Коми. Наши исследования показали, что погодные факторы (температура воздуха и количество осадков) оказывают влияние на разные признаки, определяющие репродуктивный успех этого вида. Выявлены достоверные положительные корреляции между температурой августа предыдущего вегетационного периода и такими параметрами, как размер соцветия и число генеративных растений в популяции. На завязываемость плодов положительно сказываются осадки во время цветения вида (третья декада июня) и общая увлажненность территории в текущем вегетационном периоде. Обнаружена отрицательная корреляционная связь между завязываемостью плодов и размером соцветий отдельных растений, при этом высота растений не влияет на эффективность опыления. Размеры семян и зародышей D. traunsteineri значимо различались в разные годы исследований, однако достоверных связей этих признаков с погодными условиями не выявлено. Обнаружена отрицательная корреляционная связь между объемом семян и завязываемостью плодов у отдельных растений. В коробочке D. traunsteineri в разные годы образуется от 3211 до 5172 семян, реальная семенная продуктивность особи составляет 10 696-44 262 шт. У высоких растений формируется больше семян на плод. Выявлена положительная связь между реальной семенной продуктивностью и осадками текущего вегетационного периода. Конечным показателем репродуктивного успеха на уровне популяции является число молодых (ювенильных) растений. Они присутствовали в изучаемой популяции во все годы изучения, их доля варьировала от 3,5 до 13,9 %. Выявлены положительные достоверные корреляционные связи между числом ювенильных особей и температурой августа, а также суммой активных температур всего предыдущего вегетационного периода.

Растения Myricaria bracteata Royle и Myricaria longifolia (Willd.) Ehrenb. (Tamaricaceae) используются в традиционной медицине Монголии, Китая и России (Сибирь). M. bracteata введена в культуру, показана перспектива для озеленения за счет высокой зимостойкости, засухоустойчивости и декоративности. Проведенные ранее исследования фенольных соединений листьев M. bracteata и M. longifolia выявили наличие производных 17 агликонов флавоноидов, а также эллаговой кислоты и ее производных. Анализ по методу главных компонент 10 популяций каждого вида по 56 признакам состава фенольных соединений побегов показал высокое сходство видов. Обнаружены преимущественно количественные различия в составе компонентов. Наиболее значительно по составу проанализированных компонентов от большинства образцов отличались природные популяции M. bracteata из Таджикистана и Хакасии, а также природные и интродукционные популяции обоих видов из Республики Алтай. Популяции M. longifolia алтайского происхождения выделялись максимальным содержанием суммы фенольных соединений (до 107,7 мг в 1 г абсолютно сухой массы), гиперозида (18,1 мг/г) и кверцитрина (2,8 мг/г). Состав экссудативных соединений побегов у исследованных видов также характеризовался высокой степенью сходства. Выявлены различия в концентрациях соединений по годам. Экссудаты отличались более высокой антиоксидантной активностью (IC₅₀ 34,2 и 42,2 мкг/мл) по сравнению с экстрактами (IC₅₀ 110,7 и 172,2 мкг/мл). С помощью гистохимических методов установлена локализация фенольных соединений в солевых железах листьев, проводящей системе и хлоренхиме листьев и стеблей. Проведенные исследования продемонстрировали высокий потенциал растений из естественных и интродукционных популяций сибирских видов рода Myricaria как источников фармакологически ценных компонентов, в том числе и в филлосфере растений, что позволяет рекомендовать эти виды для культивирования в качестве элементов естественной очистки и улучшения экологических параметров воздушной среды.

Морские птицы способны заглатывать пластиковые отходы и выступать вектором переноса пластика на новые ландшафты в составе помета или погадок. В работе на примере серебристых чаек Larus argentatus оценены количественные аспекты переноса пластика в виде погадок взрослыми особями с мест питания, часто расположенных в зонах размещения твердых коммунальных отходов, в места гнездования либо транзитного нахождения птиц. Концентрация пластика в погадках на верхнем плато о. Сальный Кольского залива составила около 0,28 кг/га; обнаруженные погадки относились к макро- и мегапластику. По имеющимся наблюдениям, заглатывание пластика не сопровождается снижением численности популяций: показано увеличение плотности гнезд на острове в 2-4 раза за период наблюдений, составляющий 12-14 лет. Количественные показатели переноса пластика морскими птицами для российской части Баренцева моря описаны впервые.

В работе приведены данные о влиянии паров углеводородов и нефтяного загрязнения почвы на морфологические параметры и содержание основных фотосинтезирующих пигментов - хлорофиллов и каротиноидов - в зеленых частях растений разного систематического положения. В условиях лабораторного эксперимента отмечено повышение содержания хлорофиллов и каротиноидов в надземных частях листостебельного мха (бриум), растений семейства зонтичных (кервель и бедренец) и злаковых (лисохвост) при росте в атмосфере нефтяных паров и в почве, содержащей 0,75-3,21 % нефти. В полевых условиях выявлено повышенное содержание фотосинтезирующих пигментов в листьях багульника и пижмы, ниже фона - в листьях подорожника. Добавление к почве с нефтью углеводородокисляющих бактерий (УОБ) увеличило концентрацию пигментов на 30-40 %, что указывает на дополнительный стимулирующий эффект интродукции УОБ.