Факторы формирования флористической структуры насыпей железнодорожных станций (на примере Республики Башкортостан)
С.А. Гареева, А.Ф. Хусаинов, Л.М. Абрамова
Раздел: Мониторинг природных и антропогенно нарушенных территорий
Железнодорожные насыпи – это особые типы рудеральных экотопов на трансформированных человеком территориях. Железные дороги являются активными каналами трансзональной миграции растений и открыты для заселения чужеродными видами растений. Целью исследований было выявление факторов формирования и сравнительный анализ активности видов парциальных флор шести железнодорожных станций Республики Башкортостан, расположенных в трёх природно-климатических зонах Южного Урала: лесостепном Предуралье, степном Зауралье и Горно-лесном Урале. Общая флора составила 288 видов сосудистых растений, в том числе: на станции Кандры – 125, Буздяк – 124, Белорецк – 105, Инзер – 128, Сибай – 157, Альмухаметово – 115 видов. Для сравнительного анализа флор железнодорожных станций использовали четырёхбалльную шкалу активности видов. Показано, что во всех зонах с одинаковой степенью активности («часто» и «очень часто») встречается 21 вид. 125 видов сосудистых растений встречаются исключительно на железнодорожных насыпях одной из изучаемых станций. Флоры железнодорожных станций имеют сходство от 0,50 до 0,71 по коэффициенту Съёренсена-Чекановского, которое обеспечивается общим ядром антропотолерантных видов с широкой экологической амплитудой. Различия отражают зональный характер растительности и формируются за счёт участия видов местной флоры, приспособленных к произрастанию на специфических субстратах железнодорожных насыпей. Значителен также вклад случайного заноса семян растений. Вклад зонального фактора в разных природно-климатических зонах различен – чем меньше отличия железнодорожных экотопов от ландшафтно-растительных условий прилегающих естественных участков соответствующей природной зоны, тем выше участие апофитных видов в сложении парциальной флоры и наоборот.
Ключевые слова: Южный Урал, железнодорожные насыпи, миграция растений, флора, активность видов, коэффициент Съёренсена-Чекановского, зональный фактор
Статья опубликована в № 3 за 2023 год DOI: 10.25750/1995-4301-2023-3-081-087
Просмотров: 13
Дальние перемещения мелких млекопитающих в осенне-зимний период
Е.Б. Григоркина, Г.В. Оленев
Раздел: Популяционная экология
Впервые в зоне Восточно-Уральского радиоактивного следа – ВУРС (Челябинская область, Южный Урал) на мелких млекопитающих из природной популяции показана реальная возможность выявления особей с родаминовой меткой, полученной в предыдущем году. Цель работы – оценить дальние дисперсии мелких млекопитающих в осенне-зимний период, используя методику группового мечения родамином В (RB). Однократное поедание приманки обеспечивает системную (волосы, когти, вибриссы) метку. Зафиксированный срок сохранения метки для малой лесной мыши (Sylvaemus uralensis Pallas, 1811) составил 338 сут, для обыкновенной бурозубки (Sorex araneus Linnaeus, 1758) – 312 сут, для красной полёвки (Myodes rutilus Pallas, 1779) – 251 сут. Это позволило впервые оценить дальние дисперсии зимовавших особей в осенне-зимний период из зоны ВУРС на сопредельные территории и наоборот. Выяснилось, что S. uralensis способны расселяться на расстояние до 10800 м, M. rutilus – 9500 м, S. araneus – 9300 м, что является максимально зарегистрированными из известных дистанций для данных видов. Выявлено преобладание самок, как у зимовавших осёдлых животных, так и у дальних мигрантов. Возможно, расселение самок является эволюционно более выгодным для популяции, поскольку они служат потенциальным резервуаром генетического разнообразия. Наличие дальних мигрантов обеспечивает пространственную и функциональную связанность населения и указывает на возможность обмена генетической информацией между популяционными группировками импактной и прилежащих территорий. Методика группового мечения родамином показала свою эффективность при исследовании пространственных перемещений особей в осенне-зимний период. Её целесообразно включить в систему мониторинговых исследований в зонах локальных техногенных загрязнений, а также использовать для калибровки выборок животных при изучении отдалённых последствий радиационного и других токсических воздействий.
Ключевые слова: Восточно-Уральский радиоактивный след, групповое мечение, мелкие млекопитающие, дисперсия, осенне-зимний период
Статья опубликована в № 3 за 2023 год DOI: 10.25750/1995-4301-2023-3-186-196
Просмотров: 29
Изменения функционального статуса растительных сообществ вдоль высотного градиента на Северном и Приполярном Урале
Теория Раменского-Грайма (CSR-теория) широко применяется в современной экологии растений для описания высокоуровневых процессов, протекающих в растительных сообществах. В настоящем исследовании оценивается, насколько наблюдаемые в ходе полевых исследований зависимости вдоль выраженного высотного градиента совпадают с теоретически предсказанными изменениями, и являются ли эти изменения одинаковыми для всех типов растительности. Изучено 275 геоботанических описаний пяти основных типов растительных сообществ Северного и Приполярного Урала (Россия): лесов, лугов, кустарниковой растительности, болот и горных тундр. На основе классификации Дж. Грайма методом взвешенного среднего каждому описанию был проставлен CSR-балл. Затем методами обобщённых аддитивных моделей и линейного моделирования была проанализирована взаимосвязь между CSR-баллами, типами растительности и высотой над уровнем моря. Растительные сообщества характеризовались преобладанием видов с конкурентной (C) и стресс-толерантной (S) стратегиями c небольшой долей рудеральных (R) видов. По снижению доли конкурентов и увеличению стресс-толерантов типы растительности ранжировались следующим образом: леса (С: 47, S: 44), луга (С: 47, S: 37), кустарниковая растительность (С: 44, S: 46), болота (С: 42, S: 49) и горные тундры (С: 35, S: 58). Разные типы растительности по-разному реагировали на изменения высоты расположения. Луга, кустарниковая растительность и горные тундры продемонстрировали наиболее соответствующее предсказаниям CSR-теории поведение: значительное снижение C и увеличение S-компоненты (4–5% на каждые 100 м высоты). Леса и болота не показали заметных изменений CSR-баллов с высотой.
Ключевые слова: жизненные стратегии, функциональные показатели растений, высотный градиент, горные сообщества
Статья опубликована в № 3 за 2023 год DOI: 10.25750/1995-4301-2023-3-160-170
Просмотров: 19
Транслокация тяжёлых металлов в растения из почв вблизи Алавердского горно-металлургического комбината
Изучена степень техногенной нагрузки вблизи Алавердского горно-металлургического комбината по содержанию тяжёлых металлов (ТМ) в образцах почвы и растений, выращенных на опытных делянках. Исследования проводили в период работы комбината не в полную мощность (весна-лето 2022 г.) с учётом направления розы ветров в регионе. Отбор коричнево-лесных почв проводили из верхнего горизонта почвы с глубины 0–25 см на выделенных опытных делянках, которые были удалены на 3; 10; 30 км от комбината. На экспериментальных площадях в условиях открытого грунта выращивали растения картофеля, свёклы, моркови, перца и баклажана. Содержание ТМ в образцах почвы и растений определяли методом атомно-абсорбционной спектроскопии. По валовому содержанию ТМ в образцах почв из близких к комбинату делянок (3 км) установлен сравнительный ряд Cu > Pb > Zn > Co > Mn. В данной серии экспериментов по содержанию подвижных форм ТМ сравнительный ряд имеет такую же последовательность, но с более низкими значениями. Для Cu, Pb, Zn и Co величина степени их подвижности в образцах почвы в среднем была 15,5%, в случае Mn – 25,5% (3 км). Показано, что в образцах почвы из удалённых делянок (30 км) по направлению розы ветров наибольшей степенью подвижности отличились Cu, Co и Mn (в среднем 14,3%), степень подвижности Pb и Zn составила 8%. Результаты расчётов био- и геоэкологических коэффициентов показали, что исследуемые растения характеризуются индивидуальным сценарием развития процессов метаболизма, и общей адаптационной стратегией к действию стресс-фактора. Установлено, что ТМ в большей степени накапливаются в генеративных органах растений, чем в вегетативных, что объясняется различием в толерантности растений к данным химическим элементам.
Ключевые слова: почва, растения, тяжёлые металлы, антропогенное загрязнение, степень подвижности, коэффициент концентрации, коэффициент биологического накопления, индекс мобильности
Статья опубликована в № 3 за 2023 год DOI: 10.25750/1995-4301-2023-3-120-128
Просмотров: 25
Зарослевые экосистемы Невской губы: реакция на гидростроительство
Раздел: Мониторинг природных и антропогенно нарушенных территорий
Подведены итоги первого этапа (2016–2020 гг.) научной программы комплексных исследований экосистем макрофитных зарослей (так называемых «плавней») Невской губы Финского залива. Программа выполняется эколого-проектной компанией «Эко-Экспресс-Сервис» (инициатор, координатор, спонсор и основной исполнитель) при участии группы санкт-петербургских биологов. Наблюдения ведутся на 16 эталонных участках плавней (площадь каждого – около 1 км2 ). Составлены карты фитоценозов, нерестилищ рыб, миграционных стоянок водоплавающих и околоводных птиц, а также сводные карты результирующей экологической ценности.
По всем основным показателям наиболее экологически ценными оказались плавни, возникшие ещё до начала сооружения комплекса защитных сооружений Санкт-Петербурга от наводнений или в ходе его строительства (1979–2011 гг.). Последние имеют некоторые преимущества, поскольку пока ещё менее плотны, более мозаичны и потому доступны для освоения рыбами и птицами не только по периферии растительных массивов, но также и внутри их. Более молодые заросли, возникшие в новых биотопах в истекшее десятилетие, используются биотой значительно менее активно, однако представляют собой ценный резерв будущих полноценных плавней. Чувствительность зарослевых экосистем к гидротехническим работам (ГТР) и их последствиям закономерно возрастает с возрастом плавней: наиболее молодые экосистемы, сформировавшиеся в условиях техногенного воздействия, наиболее к нему устойчивы. В целом же следует отметить высокую устойчивость макрофитных зарослей к воздействию ГТР, за исключением их прямого механического уничтожения. Показатели проективного покрытия биотопов растительностью зависят от ведущихся ГТР гораздо меньше, чем от общего хода её техногенной сукцессии.
Ключевые слова: заросли макрофитов, плавни, Невская губа, восточная часть Финского залива, гидротехни- ческие работы, аэрофотосъёмка
Кандык сибирский Erythronium sibiricum (Fisch. et C.A. Mey.) Krylov (семейство Liliaceae L.) – алтае-саянский эндемик, реликт третичных широколиственных лесов, преимущественно лесной мезофит. Это растение занесено в ряд региональных Красных книг и Красную Книгу Российской Федерации (редкий вид, сокращающийся в численности в природных популяциях). Методом максимальной энтропии (MaxEnt) построена модель пригодности местообитаний E. sibiricum. Исходными данными для моделирования потенциального распространения послужили климатические параметры WorldClim и фактические места находок вида, полученные из гербарных фондов и природной среды. Доказано, что E. sibiricum демонстрирует достаточно широкую экологическую амплитуду; моделирование прогнозных местообитаний E. sibiricum показало практически равное влияние температурного фактора (46,4%) и осадков (41,8%) как сдерживающих расширение ареала вида, что коррелирует с распространением E. sibiricum в пределах типов климата по Коппен-Гейгеру. Полученные сведения по красиво цветущему E. sibiricum и сам методологический подход могут быть востребованными для решения подобных природоохранных задач в конкретных районах и субъектах Российской Федерации.
Статья опубликована в № 3 за 2023 год DOI: 10.25750/1995-4301-2023-3-208-214
Просмотров: 42
Влияние экологических факторов на генетический полиморфизм в природных популяциях Fragaria vesca
Э.В. Бабынин, С.А. Дубровная, А.Р. Каюмов
Раздел: Популяционная экология
Генетический полиморфизм ценопопуляций Fragaria vesca из республики Марий Эл был измерен методом случайно амплифицированной полиморфной ДНК (RAPD). Ценопопуляции были приурочены к различным стадиям
сукцессии лесного фитоценоза. Ценопопуляции земляники в климаксовом фитоценозе и на участке вырубки данного леса отличались соотношением и интенсивностью полового и вегетативного размножения в процессе поддержания численности. На вырубке при высоких показателях интенсивности полового и вегетативного размножения, хорошо выраженных процессах образования семян не встречались особи семенного происхождения, поскольку в условиях высокой конкуренции с рудеральными и луговыми растениями медленно развивающиеся проростки земляники погибали. Прорастание семян и растения семенного происхождения отмечались в условиях климаксового фитоценоза, хотя здесь доля генеративных растений была крайне низкой. Для ценопопуляции, приуроченной к климаксовому лесу, индексы разнообразия Шеннона и генетического разнообразия Нея составили 0,5179 и 0,3613 соответственно. На вырубке индексы разнообразия Шеннона и генетического разнообразия Нея были ниже – 0,4573 и 0,3132 соответственно. Была показана потеря определённых генетических кластеров на вырубке, присутствующих в климаксовом лесу. Наши данные подтверждают положение о том, что климаксовые сообщества с их более стабильными условиями могут выступать регенерационными нишами вида.
Ключевые слова: клоновые растения, репродуктивная ниша, генетический полиморфизм, популяция, антропогенное воздействие, случайно амплифицированная полиморфная ДНК (RAPD)
Статья опубликована в № 3 за 2023 год DOI: 10.25750/1995-4301-2023-3-171-178
Просмотров: 30
Оценка экологического состояния реки Сояна в зоне возможного воздействия алмазоносного месторождения
Н.В. Климовский, А.П. Новоселов, Н.Ю. Матвеев
Раздел: Химия природных сред и объектов
Впервые представлены результаты комплексного исследования реки Сояна в среднем течении. Приведены характеристики гидрологических и гидрохимических показателей, полученных по результатам наблюдений в июле 2020 и марте 2021 гг. Показаны изменения водородного показателя (рН), минерализации, содержания растворённого в воде кислорода, биогенных элементов, а также нефтяных углеводородов в воде и донных отложениях. Оценено соответствие полученных параметров нормативным требованиям к качеству речных вод. Установлено, что по химическому составу воды реки Сояны относятся к гидрокарбонатному классу малой и средней минерализации (164–296 мг/л), слабокислому и слабощелочному типу (pH 6,0–8,2). Полученные результаты позволяют сделать заключение об отсутствии заметного антропогенного воздействия на рассматриваемый водоток: содержание нефтяных углеводородов в речных водах не превышало 0,010 мг/л, в донных отложениях диапазон составлял – от 0,2 до 3,2 мг/кг, что не превышало предельно допустимых концентраций. Максимальное содержание нефтяных углеводородов в грунтах было зафиксировано в нижнем течении реки, где донные отложения представлены в виде илистого песка. Оценена межгодовая изменчивость гидролого-гидрохимических характеристик в направлении от истока к устью реки, а также уточнена взаимосвязь и закономерность их распределения. Полученные данные могут быть использованы в качестве фоновых для оценки негативного воздействия в случае антропогенной нагрузки на речной бассейн.
С ростом урбанизации, вызывающей ухудшение экологической обстановки в городах, всё более актуальной становится задача сохранения природных и квазиприродных комплексов селитебных зон. Цель работы: выполнить анализ разнообразия гидрофильной орнитофауны и природных комплексов для обоснования создания орнитологического заказника в бухте Круглой (Крым, Чёрное море). По данным многолетних исследований охарактеризовано разнообразие морской флоры и фауны, биотопов и прибрежной растительности. В состав орнитофауны входит 74 вида из 43 родов, 14 семейств и 9 отрядов. Отряды Charadriiformes, Anseriformes и Ciconiiformes объединяют 57 видов (77% общего числа видов). Численность птиц в зимний период достигает 0,99–1,38 тыс. особей. Отмечено пребывание 11 охраняемых видов, в том числе 10 видов, занесённых в Красную книгу РФ. Природные комплексы бухты наиболее привлекательны для зимующих гидрофильных птиц, в меньшей степени – для транзитно мигрирующих, кочующих и гнездящихся видов. Флора морских макрофитов и сосудистых растений прибрежной зоны объединяет 141 вид, среди которых 17 охраняемых. В состав ихтиофауны и беспозвоночных бентоса входит 60 и 124 вида, соответственно, в том числе 9 – охраняемых. Установлена высокая природоохранная ценность бухты, связанная с формированием крупных сезонных скоплений гидрофильных птиц, высокой степенью разнообразия биоты, наличием охраняемых видов и биотопов. Рекомендовано создание орнитологического заказника с временным режимом (в зимний период) в б. Круглой, первого объекта такой категории в структуре заповедной сети города Севастополя и в целом Крыма. Формирование особо охраняемой природной территории позволит сохранить биотопы и места гнездования птиц, раритетную флору и фауну, уязвимые растительные группировки, ввести некоторые ограничения на природопользование и добычу биоресурсов.
Ключевые слова: гидрофильные птицы, биота, биоценоз, особо охраняемые природные территории, Севастополь, Чёрное море
Статья опубликована в № 3 за 2023 год DOI: 10.25750/1995-4301-2023-3-179-185
Просмотров: 14
Углеводы в поверхностных водах Карелии и их связь с содержанием биогенных и органических веществ
Т.А. Ефремова
Раздел: Химия природных сред и объектов
Обобщены результаты многолетних исследований, посвящённых изучению содержания углеводов в природных водах Республики Карелия с 2011 по 2020 гг. Исследования проведены на 34 водных объектах (29 озёрах и 5 реках) в разные гидрологические сезоны. Представленная выборка водных объектов отражает практически все типы поверхностных вод гумидной зоны по уровню трофности и гумусности. В результате исследований было установлено, что концентрация углеводов варьирует в очень широких пределах от 0,7 до 53,1 мг/л (в среднем 3,3 мг/л). Доля их от общего содержания органического вещества в среднем составляет 16%. Выявлено, что содержание и распределение
углеводов в поверхностных водах зависит как от природных факторов (уровень трофности и гумусности водоёма), так и антропогенных. К последним относятся антропогенное эвтрофирование, влияние форелевых хозяйств, сброс сточных вод целлюлозно-бумажного комбината, попадание фильтрационных вод полигонов захоронения отходов, городские сточные воды.
Все исследуемые водные объекты по критерию превышения предельно допустимых концентраций были разделены на две группы: загрязнённые и незагрязнённые. Установлено, что концентрация углеводов в загрязнённых объектах в среднем в 1,4 раза выше, чем в незагрязнённых. Содержание углеводов увеличивается совместно с такими химическими показателями как биохимическое потребление кислорода на 5 сутки, химическое потребление кислорода, перманганатная окисляемость, содержание хлорофилла а, минерального и общего фосфора, аммония. В особенности эти связи ярко выражены в загрязнённых водных объектах, для которых отмечаются самые высокие значения коэффициента корреляции между вышеперечисленными параметрами.
Ключевые слова: углеводы, органическое вещество, биогенные элементы, загрязнение, поверхностные воды
Статья опубликована в № 3 за 2023 год DOI: 10.25750/1995-4301-2023-3-094-102