Главная – Журналы – Поиск по журналам

Актуальность изучения структуры пищевых цепей озер высоких широт, характеризующихся олиготрофностью и значительным поступлением аллохтонной органики с прилегающих болот, не вызывает сомнений. В рамках настоящего исследования предпринята попытка установить источники углерода у различных трофических групп (зоопланктон, зообентос, рыбы) и проанализировать трофические взаимосвязи между ними с учетом сезонной динамики в небольшом субарктическом гумифицированном озере, расположенном на севере Карелии (побережье Белого моря). Для достижения поставленной цели проведен изотопный анализ стабильных изотопов углерода (δ¹³C) и азота (δ¹⁵N) в тканях консументов и потенциальных продуцентов в разные сезоны (летом, осенью, зимой и весной) 2019-2020 гг. Результаты показали значительные различия в структуре пищевой сети озера в периоды открытой воды и подо льдом, что, вероятно, обусловлено изменениями в уровне первичной продукции фитопланктона, источниках углерода и интенсивности поступления аллохтонного органического вещества и заметным вкладом энергии гетеротрофных организмов, ассоциированных с метанотрофами. Индикатором важной роли метанового углерода в формировании органического вещества в этом водоеме являлись низкие значения δ¹³C (<-40 ‰) у таких потребителей, как зоопланктон (доминировал Eudiaptomus graciloides) и хаобориды (Chaoborus sp.), по-видимому, активно участвующих в переносе метанового углерода внутри пищевых цепей. В летний период диазотрофная фиксация азота, осуществляемая цианобактериями, представляет собой значимый источник биогенных элементов. Установлены сезонные флуктуации значений δ15N и трофического уровня обыкновенного окуня (Perca fluviatilis). Полученные результаты расширяют понимание процессов формирования энергетической базы и структуры трофических связей в пищевой сети гумифицированного озера.

Мультиметрические индексы (ММИ) являются важным инструментов биомониторинга, которые широко используются для оценки экологического состояния водных экосистем во всем мире. Эффективность ММИ заключается в их способности объединять как структурные и функциональные признаки сообществ организмов, так и особенности всей экосистемы. Использование таких организмов, как макробеспозвоночные, при разработке ММИ наиболее распространено в биомониторинге озер. В России для оценки экологического состояния озер подобные работы не проводились. В данном исследовании для низкогорных озер Алтая, испытывающих высокую рекреационную и сельскохозяйственную нагрузку, разработан мультиметрический индекс на основе состава и структуры сообществ макробеспозвоночных. Исследованные озера по степени органического загрязнения были объединены в две группы: эталонные и нарушенные. С помощью поэтапного статистического анализа из 55 показателей сообществ макрозообентоса отобраны пять метрик, вошедшие в итоговый мультиметрический индекс. Отборочные тесты включали чувствительность (дискриминацию), стабильность (сезонность), избыточность и корреляцию с переменными окружающей среды (абиотическими факторами). Новый индекс составили следующие метрики: индекс выравненности Пиелу, количество видов поденок, встречаемость размельчителей, численность ручейников и гаммарид. Эти показатели были оценены по непрерывной шкале и разделены на шесть классов качества воды в соответствии с классификацией, принятой в России. Разработанный индекс продемонстрировал способность различать не только грязные и чистые озера, но и умеренно загрязненные водоемы. Новый индекс может стать информативным инструментом для мониторинга и оценки экологического состояния озер.

В 2023-2024 гг. впервые исследованы состав и количественные показатели зообентоса Телецкого озера в период ледостава на ежегодно замерзающих участках водоема. Дано сравнение качества воды по состоянию зообентоса в однотипных сообществах на акватории с повышенной антропогенной нагрузкой (Северо-западное мелководье) и на акватории заповедника (Камгинский залив). Оптимизированы действующие нормативы для проведения экологического мониторинга водоема.

Меняющиеся условия тепло- и влагообеспечения в сочетании со вспышками размножения дендрофагов представляют основной фактор, определяющий жизненное состояние, динамику роста и изменения ареалов хвойных. Исследовались причины массового усыхания Abies sibirica Ledeb. в горно-таежных лесах Восточного Саяна (Национальный парк “Красноярские Столбы”) и состояние пихты в погибших древостоях. Усыханию пихты предшествовало хроническое снижение индекса прироста (ИП) деревьев, связанное с водным стрессом и наблюдавшееся с начала потепления климата в 1970-х годах. Триггером беспрецедентного усыхания пихтарников стала аномальная засуха 2012 г., повлекшая резкое возрастание водного стресса и падение ИП деревьев. Экстремальное ухудшение жизненного состояния пихтарников стимулировало возникновение вспышки массового размножения короеда Polygraphus proximus Blandford. Усыхание, максимум которого наблюдался в 2013-2018 гг., повлекло гибель до 75 % пихтарников. Деревья пихты реагировали на атаки P. proximus формированием “физико-химического” барьера в годичных кольцах, включающего сомкнутые ряды травматических смоляных ходов и лигнификацию ксилемы. В настоящее время численность благонадежного подроста пихты (3-10 тыс/га) указывает на потенциально успешное восстановление пихтарников на большей части погибших древостоев. Вместе с тем прогнозируемое в 21-м столетии ухудшение влагообеспечения в местообитаниях пихты повлечет циклы усыхания и частичного восстановления пихтовых древостоев, обусловленных водным стрессом в синергизме со вспышками массового размножения P. proximus. Беспрецедентное усыхание пихтарников представляет часть феномена ухудшения состояния темнохвойных в низкогорных частях их ареалов.

Впервые проведены исследования разнообразия экосистем и почвенного покрова в пойменно-дельтовой части р. Ульдза. Наиболее распространенными являются болотные, лугово-болотные, луговые и луговые остепненные экосистемы. Для исследованной территории характерно многообразие почв - от слаборазвитых слоисто-аллювиальных до хорошо гумусированных аллювиальных темногумусовых и темногумусовых (квази)глеевых. К ним добавляются сильно переувлажненные и субаквальные почвы болот и заболоченных понижений, где собственно аллювиальные процессы играют меньшую роль, а преобладают аккумуляции перегноя, торфонакопление, образование глея или квазиглеевых горизонтов. Охарактеризованы основные и дополнительные (крио-, эоло- и галогенезы) почвообразующие факторы для различных типов почв. На участке детального натурного обследования почв преобладали аллювиальные темногумусовые (луговые) и светлогумусовые (дерновые) карбонатные почвы, суглинистые в верхних горизонтах и песчано-супесчаные - в подстилающих. Для них характерны сильнощелочные значения рН и насыщенность карбонатами, незначительное содержание гумуса, кроме органогенного горизонта (AU) аллювиальной темногумусовой (луговой) почвы. Емкость поглощения находится на среднем уровне обеспеченности, но значительно снижается в песчано-супесчаных отложениях. В составе обменных катионов преобладают Сa²⁺ и Mg²⁺, но с глубиной возрастает доля Nа⁺. Аллювиальные почвы слабо засолены, а химизм засоления по соотношению катионов преимущественно магниево-натриевый, по соотношению анионов - хлоридно-содовый. Установлено, что геохимической особенностью почв является накопление Ca, Sr, As и рассеивание элементов группы железа. По геохимическим коэффициентам выявлена слабая степень химического выветривания (CIA), низкая биологическая активность, высокая неоднородность отложений (ТМ). Исследованные почвы следует сохранять в виде охраняемых природных объектов как основы разнообразия и функционирования самобытных заповедных экосистем. Полученные материалы будут необходимы для мониторинга возможных функционально-динамических изменений экологического состояния пойменно-дельтовых ландшафтов как при глобальных, так и циклических климатических изменениях.

Изучали освоенные мезотрофного (переходного) типа почвы (Drainic Hemic Histosols) южно-таежной подзоны Западной Сибири, занятые сосняками (Pinus sylvestris L.) естественного происхождения. Наиболее благоприятные условия развития почвенной каталазной активности наблюдались в режиме умеренной гидромелиорации. К этому уровню оксидазная активность слабо и интенсивно осушенных почв составляла 71 % и статистически не различалась между собой. Установлена достоверная связь сезонной активности каталазы и фактора времени по типу параболы. Параболические тренды слабо и интенсивно осушенных почв показывают, что активность каталазы за июнь - октябрь еженедельно в среднем ускорялась на 1,04 и 1,27 абсолютных значений с еженедельным средним замедлением на 0,12 и 0,14 единиц соответственно. В почвах умеренного осушения этот показатель еженедельно в среднем снижался на 1,31 с еженедельным средним ускорением на 0,076 единицы. Аналитические показатели временных рядов позволили выявить внутрисезонные периоды каталазной активности, определить направление и интенсивность изменений, а также дифференцировать почвенный профиль на 0-5, 5-10 и 10-30 см по уровню напряженности процессов. Область 5-10 см, равнозначная понятию медианы (вверх по профилю коэффициенты роста повышаются, вниз - снижаются примерно в полтора, два раза), соответствует в том или ином приближении показателям сезонной ферментативной активности почвенного профиля в целом (0-30 см) за сезон. Установлена высокозначимая, преимущество по типу параболы, положительная регрессионная связь каталазной активности почв с объемной влажностью >17 … <71 %, рН 3,6-4,4, окислительно-восстановительным потенциалом >600 мВ, отрицательная - с температурой от 2 до 17 °С. Согласно каноническому анализу, взаимообусловленный эффект обсуждаемых показателей в почвах слабого осушения составил 82 %, умеренного - 40 %, глубокого - 57 %. Коэффициенты факторной структуры постулировали объемную влажность как доминантный экологический параметр регулирования ферментативной активности торфяных почв.

На основе экспериментального моделирования проведен анализ влияния состава и температуры буровых растворов на процесс дестабилизации внутримерзлотных газогидратов. Необходимость данных исследований связана с бурением скважин нефтегазового комплекса в районах арктической криолитозоны, которая вместе с ледяным компонентом может содержать газогидратные образования, а также горизонты засоленных пород и криопэгов. Поскольку буровые растворы являются неотъемлемой частью процесса бурения скважин, исследование их взаимодействия с вмещающими льдо- и гидратосодержащими породами необходимо для предотвращения различных аварийных ситуаций, связанных с диссоциацией поровых газовых гидратов и таянием ледяных включений. Эксперименты выполнены на искусственно замороженных гидратонасыщенных песчаных образцах, которые контактируют с буровыми растворами различного состава, в том числе с загрязненными криопэгами. Результаты экспериментального моделирования показали, что состав буровых растворов и их температурные условия могут оказывать существенное влияние на дестабилизацию внутримерзлотных газогидратных образований, особенно находящихся в условиях самоконсервации. Загрязнение буровых растворов в процессе буровых работ криопэгами приводит к значительной интенсификации разложения поровых гидратов в толщах мерзлых пород за счет активных процессов солепереноса.

Представлены результаты анализа зависимости плотности снежного покрова от его высоты на территории Арктической зоны Российской Федерации за современный климатический период (1991-2020 гг.). Использованы данные маршрутных снегомерных наблюдений, охватывающих различные регионы Российской Арктики. Показано, что из-за климатических, орографических и метеорологических различий единая зависимость между плотностью и высотой снега статистически незначима для всей территории Арктической зоны России, в связи с чем построены региональные корреляционные зависимости. Проведено сравнение с формулами, принятыми в инженерной практике, а также с зарубежными эмпирическими зависимостями. Подчеркивается значительное влияние таких факторов, как скорость ветра, температура воздуха, тип метаморфизма и стратиграфия снега, которые существенно сказываются на формировании плотности. Полученные зависимости могут быть использованы для оценки снегозапасов, моделирования теплового режима почвы и расчета снеговых нагрузок в условиях ограниченной доступности измерений плотности.

На основе анализа месячной интенсивности облучения пятиградусных широтных зон в Арктике определены особенности изменения ее солярного климата в XXI столетии. Определены тенденции (тренды) многолетних изменений годового хода облучения пятиградусных широтных зон в Арктическом регионе. Положительные тренды отмечаются для периода с марта по июнь, отрицательные - с июля по октябрь во всей арктической области (65-90° с.ш.). Кроме того, в широтном диапазоне 70-80° положительные тренды изменения интенсивности облучения проявляются в феврале и ноябре, а в широтной зоне 65-70° - также в январе и декабре. В межгодовой изменчивости месячной интенсивности облучения максимальные относительные значения отмечаются в марте (0.047 %) и октябре (0.045 %) в широтной зоне 85-90°, а также в январе (0.044 %) и декабре (0.044 %) в широтной зоне 65-70°. Меридиональный градиент инсоляции (летний, зимний и годовой) в текущем столетии увеличивается во всех арктических широтных зонах. Эта тенденция уменьшается с увеличением географической широты. Зимний меридиональный градиент инсоляции превышает летний в 2.279-2.782 раза при увеличении этого превышения с широтой. В течение текущего столетия инсоляционная сезонность в солярном климате Арктики сокращается. Отмечается увеличение сокращения инсоляционной сезонности в широтных зонах с увеличением географической широты.

25 декабря 2025 г. на 67-м году жизни скончался Сергей Владимирович Алексеев - член-корреспондент РАЕ, доктор геолого-минералогических наук, главный научный сотрудник Института земной коры СО РАН, признанный лидер в области гидрогеологии криолитозоны. С.В. Алексеев останется в памяти научного сообщества как выдающийся исследователь мерзлой зоны литосферы, автор фундаментальных работ по криогидрогеологии, талантливый организатор науки и педагог.