Главная – Журналы – Сибирский экологический журнал 2022 номер 4

В пресноводных экосистемах эффективность передачи веществ от фитопланктона к зоопланктону, выражаемая через отношение продукции этих веществ в зоопланктоне к их продукции в фитопланктоне, определяет функционирование вышестоящих трофических уровней. Помимо углерода первичные продуценты передают вверх по трофической цепи физиологически ценные вещества (ФЦВ), включая полиненасыщенные жирные кислоты, азот и фосфор. Эффективность передачи этих веществ в природе сильно варьируется в зависимости от факторов среды, что отражается на качестве биологических ресурсов. Целью настоящего обзора было проанализировать механизмы, регулирующие эффективность передачи ФЦВ от фитопланктона к зоопланктону, и выделить основные потенциальные факторы, которые могут влиять на эффективность их передачи.

Со второй половины 70-х годов ХХ в. экосистемы озер Баторино, Мястро и Нарочь прошли этапы антропогенного эвтрофирования, целенаправленного деэвтрофирования и бентификации, вызванной вселением моллюска-фильтратора Dreissena polymorpha Pallas. Данные непрерывного мониторинга восьми основных характеристик экосистем этих озер в течение вегетационных сезонов 1978-2015 гг. были проанализированы математико-статистическими методами главных компонент (PCA) и сингулярных спектров (SSA). Анализ показал, что сложная многолетняя динамика совокупности выбранных характеристик экосистем озер Баторино и Мястро в этот период времени на 92 и 90 % соответственно описывалась тремя, а экосистемы оз. Нарочь - на 94 % пятью главными компонентами. Предложена биологическая интерпретация этих главных компонент, т. е. выдвинута гипотеза о том, какие факторы в наибольшей степени влияли на динамику экосистем в эти годы. Первый главный фактор, определивший динамику выбранных параметров экосистем озер Баторино, Мястро и Нарочь на 63, 65 и 43 % соответственно, интерпретирован как устойчивость озерной экосистемы к переменной биогенной нагрузке, находящаяся в обратной зависимости от степени трофности водоема. Второй главный фактор, вклад которого в динамику параметров экосистем Нарочанских озер (в том же порядке) составил 21, 15 и 22 %, интерпретирован как активность солнечного излучения. Интерпретация третьего главного фактора зависит от свойств конкретной экосистемы. Для экосистем, не испытывающих недостатка в биогенных элементах (озера Баторино и Мястро, вклад фактора в динамику экосистемы составил 8 и 10 %), его можно интерпретировать как передачу созданного первичного органического вещества потребителям следующего трофического уровня, связанную со структурой пищевой цепи в экосистеме. Для экосистемы, в которой процесс образования первичной продукции лимитируется доступным количеством биогенных элементов (оз. Нарочь, 13 % вклада третьего главного фактора в динамику экосистемы), именно это доступное количество биогенов и является третьим главным фактором, влияющим на ее многолетнюю динамику. С процессом образования первичной продукции связан и четвертый главный фактор, на 9 % определявший динамику экосистемы оз. Нарочь. И только пятый главный фактор, определявший динамику экосистемы оз. Нарочь в рассматриваемый период времени на 7 %, контролирует передачу первичной продукции потребителям первого трофического уровня. Таким образом, проведенное статистическое исследование не только подтвердило эмпирически установленные закономерности функционирования озерных экосистем, но и впервые позволило получить количественные оценки значимости каждого главного фактора для развития экосистемы в конкретных обстоятельствах, зависящие от степени трофности водоема.

В донных отложениях озер Чеко и Заповедное, расположенных в южной части Эвенкийского района (Красноярский край), проанализированы распределения частиц древесных углей размером более 100 мкм, предположительно являющихся следами лесных пожаров на прилегающей территории. Показано, что фоновое содержание угольных частиц в отложениях возрастом до 1500 лет назад не было меньше, чем в отложениях новейшего периода. Тем самым получено свидетельство, что интенсивность пожаров в окрестностях исследуемых озер в прошлом не была меньше, чем в настоящее время, а в период XVI-XVIII вв., - возможно, была даже выше. Таким образом, утверждение о резком увеличении лесных пожаров в новейшее время не подтверждается для данной территории, что, вероятно, обусловлено отсутствием хозяйственной деятельности из-за крайне малой заселенности. В отложениях оз. Чеко, соответствующих времени Тунгусской катастрофы 1908 г., выявлен локальный максимум содержания угольных частиц, предположительно являющийся следом обширного лесного пожара, возникшего в момент катастрофы.

Представлены результаты анализа изменений продуктивности лесных, болотных и пахотных экосистем восточной части Белорусского Полесья в 2000-2020 гг. по материалам спутниковых съемок (радиометр MODIS спутника Terra). Для оценки продуктивности использован нормализованный разностный вегетационный индекс (NDVI). Изучена корреляция между изменениями климатических показателей и NDVI. Установлено, что изучаемые экосистемы различаются по реакции на климатические изменения. Для лесных и болотных экосистем обнаружены статистически значимые положительные тренды NDVI. Достоверная корреляция этого показателя со средней температурой лета и количеством летних осадков не установлена. Для пахотных экосистем характерно отсутствие статистически значимого тренда продуктивности и достоверная отрицательная корреляция NDVI с температурой и положительная - с осадками. Влияние климатических характеристик на NDVI пахотных экосистем зависит от типа их почв.

В работе представлены современные данные о демографической структуре и численности популяций C. calceolus на территории Европейской России. Оценка распространения вида и численности популяции приводится на основе современной классификации наземных экорегионов земного шара. Выявлена многолетняя динамика численности и возрастной структуры (150 популяций) C. calceolus за 20-летний период исследований 1997-2020 гг. Достоверно определено, что численность генеративных растений положительно связана с температурными климатическими показателями, в то время как численность прегенеративных групп прямо связана с факторами влажности и отрицательно - с температурными факторами. Выявлены три типа базовых возрастных спектров: 1) центрированный 3 : 10 : 47 : 40 (ювенильные (j): имматурные (im): виргинильные (v): генеративные (g)), наиболее распространенный в европейской части Российской Федерации (РФ); 2) бимодальный 15 : 26 : 33 : 26 (j : im : v : g), преимущественно встречающийся в западных районах; 3) правосторонний 0:3:13:82:2 (j : im : v : g : s), устойчиво проявляющийся в условиях континентальности климата восточных регионов Европейской России. Современные базовые спектры популяций C. calceolus отличны от базового спектра вида, данного в XX в. На основе экологических шкал определена достоверная зависимость базовых спектров от эколого-фитоценотических условий и абиотических факторов.

Рассмотрены два физико-климатических фактора, ставшие отдаленной и рецентной предпосылками и триггером преобразования клона предкового псевдотуберкулезного микроба Yersinia pseudotuberculosis O:1b - возбудителя дальневосточной скарлатиноподобной лихорадки (ДСЛ) - в популяцию производного чумного микроба Y. pestis . Отдаленной предпосылкой послужила аридизация центрально-азиатских ландшафтов во второй половине кайнозоя и образование Гобийской аридной зоны. Аридные условия Центральной Азии определили формирование у монгольского сурка-тарбагана ( Marmota sibirica ) адаптивного видоспецифического защитного поведения при устройстве пробки зимовочной норы, способствовавшего впоследствии массовому заражению зверьков ДСЛ во время спячки аберрантным (травматическим, не алиментарным) способом. Рецентной предпосылкой и реальным триггером видообразования Y. pestis послужило наступление последнего максимального (сартанского) похолодания в Центральной Азии на рубеже плейстоцена и голоцена, 22-15 тыс. лет назад. Промерзание зимовочных нор монгольского сурка вызвало поведенческий сдвиг в личиночной популяции сурковой блохи Oropsylla silantiewi - переход в холодные зимне-весенние месяцы от сапрофагии в гнездовой выстилке нор к гематофагии на телах спящих животных. Личиночные скарификации в ротовой полости спящих сурков стали входными воротами для уникальной травматической ДСЛ-инфекции. Констелляция климатических изменений, гетеротермного (и, соответственно, гетероиммунного) состояния семейных групп спящих сурков, круглогодичного размножения в зимовочных норах сурковых блох в совокупности с поведенческими сдвигами у сурков и блох, вызванными климатическими изменениями, привела к формированию в паразитарной системе M. sibirica - O. silantiewi условий, в которых проходило преобразование ДСЛ-микроба в возбудителя чумы по перипатрическому принципу. Таким образом, разновременные климатические изменения в кайнозое привели к изменению поведения сначала монгольского сурка, а много позднее - паразитирующих на нем блох. В конечном счете изменение поведения сурков и блох стало причиной перехода клона(ов) возбудителя ДСЛ в новую экологическую нишу и адаптивную зону и преобразования в популяцию(ии) микроба чумы.

По данным дистанционного зондирования и материалам древесно-кольцевых хронологий изучено экологическое состояние экстразонального лиственничного редколесья в долине р. Монгаюрбей (Тазовский полуостров). Участок представляет собой один из самых северных в Западной Сибири анклавов таежной растительности. Анализ космоснимков Terra-MODIS с 2000 по 2020 г. показал, что величина вегетационного индекса (NDVI_mean), отражающего среднее количество фотосинтетически активной фитомассы за летний период, в наибольшей степени зависит от среднелетней температуры воздуха (коэффициент корреляции R = 0,69). Однако, несмотря на устойчивый тренд к росту летних температур, статистически значимый тренд вегетационного индекса отсутствует, что связано с инертностью кустарничково-мохово-лишайникового напочвенного покрова. Соотнесение максимальных за год значений вегетационного индекса (NDVI_max) с абсолютной шириной колец (TRW) Larix sibirica Ledeb. выявило тесную связь ( R = 0,72) на краевом приводораздельном участке, где располагается молодой древостой, имеющий наибольшую сомкнутость крон и обильный подрост. В долинных участках, напротив, наблюдается дигрессия древостоя, связанная с ухудшениями природных условий (изменение дренажа, почвенных характеристик, мерзлотно-геохимической обстановки). При продолжении потепления можно ожидать распространение лиственничника из поймы реки на водораздел, что подтверждает современное движение к северу границы лесной растительности.

Микромицет F. poae (Peck.) Wollenw. является доминантным членом патогенного микоценоза органов растений-хозяев в Западной Сибири. Основной экологической нишей первого порядка, где реализуются тактики трофической активности (Т) и размножения (Р) фитопатогена, являются подземные органы растений-хозяев, дополнительной - генеративные органы. Реализация тактики выживания (В) осуществляется в эконишах второго порядка - почве (основная) и семенах (дополнительная). Степень реализации F. poae экологической ниши в подземных органах растений зависит от ряда факторов, среди которых основную роль играет устойчивость растения-хозяина, гидротермические условия вегетации, супрессирующая активность почвы и межвидовые отношения с другими фитопатогенами. В определенных условиях F. poae теряет доминирование и к концу вегетации может быть полностью вытеснен из подземных органов растений своими конкурентами - Bipolaris sorokiniana Sacc. Shoem. и F. oxysporum Schltdl. Перекрытие экологических ниш по частоте совместной встречаемости у F. poaе было максимальным (до 100 %) с F. oxysporum , что указывает на острые конкурентные отношения. Минимальное перекрытие (5-10 %) было выявлено с F. sporotrichioides Sherb. и F. sambucinum Fuckel . Сила влияния года на супрессивность ризосферной почвы к F. poae по фазам развития растений варьируется от 29,2 до 90,9 % и статистически достоверна на 1%-м уровне значимости. Коэффициенты корреляции индукции сортами супрессивности почвы к F. poae и его представленности в патогенных комплексах по фазам вегетации составили R = -0,546 ±0,216 … - 0,765 ± 0,152 ( р < 0,05) Исследование межпопуляционных отношений показало, что у F. poae сложились антагонистические отношения с F. oxysporum , F. solani Koord. и B. sorokiniana , а нейтральные с признаками конкуренции - с F. equiseti (Corda) Sacc. и F. sambucinum. Реализация дополнительной экологической ниши первого порядка F. poae в генеративных органах растений определялась условиями года и структурой генеративных органов.