Статьи журнала - Принципы экологии
Все статьи: 571
Статья научная
В работе проведена сравнительная оценка интенсивности накопления ртути (Hg) в мышечной ткани промысловых видов рыб (окунь, плотва, лещ, густера) Горьковского и Чебоксарского водохранилищ Средней Волги. Исследования выполнены на основе анализа 1239 экземпляров рыб, отобранных в 2023, 2024 и 2025 гг. Концентрации ртути определяли методом атомно-абсорбционной спектрометрии. Для оценки скорости накопления Hg использована многофакторная линейная модель зависимости «Hg – длина тела» с учетом видовой принадлежности и водоема. Установлено, что содержание ртути статистически значимо зависит от длины тела рыб, их видовой принадлежности и условий водоема (p < 0.001). Выявлены различия в скорости накопления ртути между видами, а также между водохранилищами. В Чебоксарском водохранилище концентрации Hg в выборке исследованных видов рыб в целом выше, чем в Горьковском. Показано, что различия в накоплении связаны не только с уровнем загрязнения, но и с особенностями гидрологического режима и трофических условий, определяющих биодоступность ртути и эффективность ее переноса. Проведен анализ факторов, определяющих различия в содержании и накоплении рыбами биодоступной метилртути между Горьковским и Чебоксарским водохранилищами. Наиболее высокая скорость накопления отмечена у окуня, наименьшая – у леща. Показано, что межвидовые различия в накоплении ртути носят водоем-зависимый характер, что подтверждается значимостью трехфакторного анализа. Полученные результаты демонстрируют, что исследуемые зависимости являются информативным показателем динамики биоаккумуляции ртути и могут быть использованы для экологического мониторинга водных экосистем.
Бесплатно
Ионы хрома (VI) индуцируют микроядра и ядерные аномалии в эритроцитах амфибий
Статья научная
Хром является одним из тяжелых металлов, интенсивно загрязняющих окружающую среду в результате хозяйственной деятельности человека. Токсичность, канцерогенность и мутагенность хрома (VI) хорошо изучены в тестах на рыбах и млекопитающих, в меньшей степени – на птицах. Значительно слабее изучена генетическая опасность хрома (VI) для пресмыкающихся и амфибий. Амфибии являются важным компонентом биоценозов. Поэтому риск воздействия хрома как антропогенного загрязнителя должен быть оценен для представителей этого класса позвоночных животных. Целью работы был анализ частоты образования микроядер и ядерных аномалий в эритроцитах личинок Bufo viridis после воздействия ионов хро- ма (VI) в концентрациях 0.025, 0.050, 0.125, 0.250, 0.375 и 0.500 мг/л в течение 6, 12, 18 и 24 часов. Условия эксперимента моделировали ситуацию разового сброса в водоемы промышленных сточных вод до конечных концентраций, равных 0.5, 1.0, 2.5, 5.0, 7.5 и 10 ПДК ионов хрома (VI). В результате эксперимента установлено, что ионы хрома в концентрации 0.025 и 0.050 мг/л не вызывали статистически достоверного увеличения суммарных частот микроядер и ядерных аномалий во всех четырех вариантах продолжительности воздействия. При концентрациях 0.125 мг/л и выше увеличение суммарных частот анализируемых аномалий было статистически достоверным. Следовательно, даже небольшие превышения ПДК (VI) хрома в водоемах могут увеличивать нестабильность геномов земноводных.
Бесплатно
Использование библиотеки Keras для дешифрирования местообитаний животных методами глубокого обучения
Статья научная
В работе рассматривается применение алгоритмов глубокого обучения из библиотеки Keras для решения задачи классификации вырубок разного возраста с помощью дистанционного зондирования в среде R. Подробно рассмотрена достаточно сложная процедура установки библиотек Keras на компьютер. Описаны этапы нейросетевого моделирования и их вариации при использовании пакета R neuralnet и среды Keras. Выполнено дешифрирование космических снимков в окрестностях д. Гомсельга (Карелия) с использованием данных полевой съемки. Типичный алгоритм дешифрирования (классификация с обучением) был дополнен совместным многомерным анализом яркостных характеристик снимка и полевыми геоботаническими описаниями. В результате были сформированы четыре набора эталонных сигнатур, соответствующие тому или иному состоянию зарастающих вырубок. Нейросеть (многослойный персептрон) настраивалась на распознавании этих типов насаждений и затем выполнила классификацию остальных пикселей снимка для всей изучаемой территории. На основе анализа геоботанических описаний и спутниковых данных была создана грид-карта с выделением четырех основных типов местообитаний: свежие вырубки, зарастающие вырубки, молодняки, лиственный лес. Обработка данных с помощью алгоритмов Keras существенно ускоряет анализ, позволяет увеличивать число слоев и нейронов и детализировать грид. В частности, в отличие от алгоритмов эталонного дешифрирования, предлагаемый подход позволил выявить неоднородность растительности в пределах одновозрастных вырубок. Результаты работы используются для выявления разнородных местообитаний животных и влияния экологических факторов на их пространственное распределение и численность.
Бесплатно
Использование показателей зоопланктона в оценке качества вод двух озер бассейна Финского залива
Статья научная
В 2012–2015 гг. проведены исследования зоопланктона и выполнена оценка качества вод озер Копанское и Горовалдайское, относящихся к бассейну Финского залива (Ленинградская область). В рамках многолетних мониторинговых исследований на данных водных объектах такие работы ранее не выполнялись. Станции отбора проб размещались в прибрежной части водоемов. Зоопланктон озер включал 46 таксонов видового и подвидового рангов, был типичен для водоемов Северо-Запада России и представлен в основном эврибионтными видами с высокой экологической пластичностью. В наиболее подверженном антропогенному воздействию оз. Горовалдайское, по сравнению с оз. Копанское, обнаруживалось наименьшее видовое богатство и наименьшие значения индекса видового разнообразия. Тем не менее массовое развитие ветвистоусых ракообразных, вносивших основной вклад в численность и биомассу сообщества, способствовало активному протеканию процессов биологического самоочищения этого водоема, о чем свидетельствует снижение значений коэффициента трофности. По показателям индекса сапробности вóды исследованных озер относились к олигосапробной – β-мезосапробной зоне.
Бесплатно
Использование рандомизации и бутстрепа при обработке результатов экологических наблюдений
Статья научная
Рассмотрены основные идеи методов ресамплинга и показаны их преимущества при обработке данных экологических наблюдений. Приведены конкретные примеры использования бутстрепа и рандомизации для статистической инференции: построения доверительных областей выборочных параметров и проверки гипотез. Подробно анализируются процедуры и типовые нуль-модели, используемые при проверке гипотез о существовании неслучайных закономерностей организации видовой структуры экологических сообществ.
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается семейство параметрических показателей видового и таксономического разнообразия, основанное на оценках «эффективного количества видов» или числах Хилла. Обсуждаются их отличия от других индексов разнообразия, использующих формулу энтропии Шеннона или иное выражение. Приводится способ разделения общего γ-разнообразия на α- и β-компоненты. Описана методика расчета матрицы таксономических расстояний и формирования филогенетического дерева на основе линнеевской систематики. Рассматривается динамика изменения индексов видового и таксономического разнообразия по продольному профилю водотока на примере донных сообществ средней равнинной реки Сок (приток Саратовского водохранилища). Описаны алгоритмы проверки статистической значимости отличий индексов разнообразия при сравнении двух или более групп местообитаний, основанные на рандомизационных процедурах.
Бесплатно
Исследование динамики водного потенциала растений Betula pendula Roth с помощью косинор-анализа
Статья научная
На основании данных измерений суточной и сезонной динамики водного потенциала (Ψ) березы повислой и карельской березы с помощью метода косинор-анализа разработана аддитивная модель сезонной динамики Ψ исследуемых растений. Анализ временных рядов выявил однонаправленность изменений суточных ритмов водного потенциала побегов березы повислой и карельской березы в вегетационной динамике при их разной вариабельности. Более существенные изменения исследуемого показателя в ходе вегетационного сезона отмечены у карельской березы. Показано, что моделирование биоритмов показателей водного статуса позволяет более глубоко исследовать процессы регуляции водного режима растения, выявляя специфические внутривидовые различия, которые сложно определить традиционными методами статистического анализа данных.
Бесплатно
Исследование уровня шума на территории города Петрозаводска
Статья научная
Шумовое загрязнение - важнейший экологический показатель городской среды. Шум является одним из наиболее агрессивных видов загрязненности городских территорий. В статье представлен литературный обзор понятия шумового загрязнения, указано влияние шума на человека. Исследована городская территория (город Петрозаводск) на предмет шумового загрязнения. Для исследования была выбрана основная часть города (за исключением отдаленных районов - Сулажгора, Пятый поселок, Соломенное). Измерение проводилось прибором "Шумомер ШУМ-1М30". Изучены показатели шума в разное время года, а также на различных по интенсивности использования территориях - парки, скверы, вдоль автомобильных дорог и магистралей. В процессе исследования было выполнено 3274 измерения. В период листвы (летний период) минимальное значение уровня шума 25 дБА наблюдалось в парках и скверах, где достаточное количество зеленых насаждений. Максимальное значение 52 дБА наблюдалось в районе крупных городских магистралей. В осенний (безлиственный) период минимальное значение уровня шума - 30 дБА, максимальное значение - 59 дБА наблюдалось также в районе крупной городской магистрали и составило 606 автотранспортных средств в час, в т. ч. 45 грузовых автотранспортных средств. По результатам исследования составлены шумовые карты, которые отражают уровни шумового загрязнения городской среды в летний и осенний периоды. Построение карты выполнялось при помощи программного обеспечения SOUNDPLAN с последующей обработкой в Adobe Photoshop. Исследование шумового загрязнение г. Петрозаводска показало, что в целом уровень шума в городе в рамках нормы. Наиболее шумные участки наблюдаются в местах скопления автомашин, а также в места, в которых отсутствует озеленение.
Бесплатно
Статья научная
Выполнены исследования ценопопуляций эпилитного лишайника Rhizocarpon geographicum на валунных сложениях (ямы, кучи) - археологических памятниках на севере Республики Карелия и на юге Мурманской области, которые расположены в лесных сообществах северо-таежной зоны. В работе использованы два подхода к выделению внутрипопуляционной единицы для лишайников: в качестве функциональной единицы рассматривается отдельная особь (таллом) и моновидовое пятно при слиянии мелких талломов или при разрастании их фрагментов (в пределах пятна невозможно однозначно выделить границы отдельных талломов). В полевых условиях анализировали синузии с участием Rh. geographicum, проведена их фотосъемка относительно мерного эталона. Получено 127 фотографий, на которых в программе ImageJ определяли площади талломов и пятен ризокарпона в трехкратной повторности. Для каждого объекта были посчитаны средние значения площади талломов Rh. geographicum или моновидовых пятен и построены вариационные ряды. Анализ распределения отдельных талломов и моновидовых пятен в ценопопуляциях двух мест исследования выявил схожие черты. Распределения в вариационных рядах описываются логарифмической функцией (R2…0.78-0.95). В ценопопуляциях отдельных талломов выявлено почти в три раза меньше, чем моновидовых пятен. Определены общие закономерности. Моновидовые пятна могут иметь размеры меньшие, чем отдельные особи. Мелкие талломы в синузии не достигают размеров, описываемых логарифмической функцией, в результате конкурентных отношений. Крупные пятна значительно превосходят значения уравнений. Выявлено, что моновидовые пятна Rh. geographicum, сформированные на ранних этапах, ведут себя как индивидуумы, что позволяет рассматривать их как функциональную единицу ценопопуляции наряду с дискретными талломами. Моновидовые пятна меняются структурно во времени, могут формироваться из талломов и пятен меньшего размера в разные периоды своего развития. Самое крупное пятно не является самым старым в ценопопуляции, что делает невозможным использование этого подхода в лихенометрии.
Бесплатно
К вопросу о поведении бурого медведя в неволе
Статья научная
Описано наблюдение за поведением бурых медведей в условиях зоопарка с помощью метода временных срезов. В процессе предварительного наблюдения за животными были выявлены поведенческие паттерны, наиболее свойственные данным медведям, на основе чего составлены этограммы. Затем для каждого из двух медведей (взрослых самца и самки, отдельно в утреннее и вечернее время) были определены бюджеты времени, представлен их подробный анализ. Проведенное обогащение среды с помощью подвешенной на цепи шины привело к изменению видов активности медведей. При этом самец был более увлечен новым предметом, чем самка. Также наблюдалось повышение двигательной активности обоих медведей, что говорит об эффективности проведенного обогащения среды с помощью шины. С помощью индекса Шеннона было оценено разнообразие поведения подопытных медведей, делается вывод о повышении разнообразия поведения животных в зоопарке с возрастом при правильном содержании и уходе.
Бесплатно
К вопросу о путях естественной миграции меди в Онежское озеро
Статья научная
Исследованы особенности естественной миграции меди в Онежское озеро. Показано, что в условиях поверхностных вод медь присутствует в состоянии Cu(II) в ионном виде, формы ее миграции изменяются в зависимости от физико-химических характеристик среды. Основная доля меди поступает в водоем с речным стоком, доля атмосферных осадков и подземных вод в общем приходе меди невелика.
Бесплатно
К вопросу об изменчивости окраски зеленой травянки (Omocestus viridulus, Orthoptera: Acrididae)
Статья научная
Явление полиморфизма до сих пор весьма ограниченно учитывается при изучении жизненных форм животных, в том числе саранчовых. Однако оно может быть важным фактором, определяющим характер отношений популяции со средой ее обитания. В частности, эффективным механизмом быстрой адаптации популяции к изменениям условий обитания может являться изменение соотношений между представленными в ней фенотипами. Поэтому представляет интерес изучение полиморфизма покровительственной окраски саранчовых в разных частях их видовых ареалов. В настоящей работе приводятся результаты исследования изменчивости окраски саранчового Omocestus viridulus. Исследование проводилось в 2015 и 2017 гг. в Псковской и Новгородской областях. Соотношение между разными цветовыми формами определялось путем учета на трансектах, в 10 географических точках. Всего учтено 1166 особей. На Северо-Западе России для этого вида характерны три цветовые формы. Это f. rubiginosa (зеленых элементов в окраске нет), f. hyalosuperficies (зеленый только верх тела) и f. viridis (зеленый цвет преобладает). Установлено, что во всех точках сбора материала большинство самцов относятся к f. rubiginosa, а большинство самок – к f. hyalosuperficies. Особи, относящиеся к f. viridis, во всех 9 исследованных точках Псковской области найдены среди обоих полов, однако редки. В единственной исследованной точке, расположенной в Новгородской области, они вообще не обнаружены. Доля особей, относящихся к f. viridis, примерно одинакова во всех исследованных точках Псковской области. Она составляет от 4.8 до 11.2 % от общего количества учтенных экземпляров и не зависит от пола. Доля f. viridis в разных точках Псковской области не имеет статистических различий. Тем не менее она значимо отличается от результата учетов в Новгородской области, а также от литературных данных, относящихся к Скандинавии. Причина этих различий остается не вполне ясной, для ее убедительного объяснения необходимы дальнейшие исследования.
Бесплатно
К вопросу об информационной антропоэкологии
Статья научная
В статье рассматриваются современные особенности воздействия на человека создаваемых им самим информационных потоков, которые становятся все более значимой частью искусственной среды обитания. Предпринимается попытка обобщения имеющихся данных. Актуальность подобного рассмотрения обусловлена декларируемым переходом современного общества к «информационной и постиндустриальной» стадии развития. Понимание специфики такого развития требует антропоэкологического подхода, то есть учета двойственной, биологической и социальной, сущности человека. Человеческий мозг и органы чувств эволюционно приспособлены для получения и усвоения информации именно в естественной среде обитания. При этом высокие темпы изменения окружающей среды, в особенности ее информационных компонентов, ставят под сомнение возможность успешной адаптации человека к этим изменениям. Появление терминов «информационная экология» и «информационное загрязнение» является симптомом важных перемен, произошедших в среде обитания человека. Междисциплинарный подход позволяет сделать попытку распространения методов описания процессов эволюции биосферы на процессы развития информационной сферы и человеческой культуры в целом. Многоплановый характер, высокая динамика и глобальные масштабы информационных процессов заставляют учитывать их комплексное влияние, с одной стороны, как биологически значимый фактор, с другой – как фактор развития культуры.
Бесплатно
Статья научная
Леса Омской области, занимающие почти половину ее общей площади, являются ценными не только с точки зрения развития экономики региона, но и в свете концепции устойчивого развития. Лесные ресурсы включаются в активную часть природного капитала региона и предоставляют ряд важных экосистемных услуг. Среди них выделяются ресурсообеспечивающие экосистемные услуги, представляющие леса Омской области в качестве источника древесины. На основании данных по физическому учету древесных ресурсов Омской области за 2015-2020 гг. проведен анализ изменения их объема, выявлены основные причины изменения показателей за указанный период. Для определения физического объема древесных ресурсов использована методика ООН в рамках Системы природно-экономического учета. Выявлено отсутствие данных по объему нелегальной древесины и лесовосстановительных работ отдельно по лиственным и хвойным лесам. Представлена структура лесов Омской области по группам возраста и породам. Проведен анализ динамики изменения объема древесины, проданной на корню. Выделены основные пользователи древесных ресурсов Омской области. Даны рекомендации по увеличению эффективности системы управления лесными ресурсами как активной частью природного капитала Омской области. Современное состояние лесов Омской области с точки зрения обеспеченности древесными ресурсами является устойчивым.
Бесплатно
Статья научная
Рассматриваются основные температурные показатели рептилий и способ расчета их абсолютного температурного оптимума с использованием линейной регрессии. Существует три формы термоадаптивного поведения рептилий: нагревание до оптимального уровня температуры тела, контроль за своей температурой во время дневной активности и вечернее остывание, хотя это и вынужденное явление в результате снижения внешней температуры. Разница в скорости изменения температуры тела крупной и некрупной особи касается прежде всего нагревания и в меньшей степени охлаждения. Различие в достижении оптимальной температуры тела выглядит не существенным, но если речь идет о получении максимальной подвижности, необходимой для защиты от нападения, то ее как раз и может обеспечить приоритет в скорости нагревания. Черная или даже просто темная окраска верхней части тела у рептилий также дает некоторые преимущества в нагревании, сокращая время, затрачиваемое на этот процесс.
Бесплатно
К изучению равнозубой бурозубки (Sorex isodon Turov) на северо-западной периферии ареала
Статья научная
На основе многолетних (1958-2017 гг.) экспедиционных и стационарных исследований (в заповедниках «Кивач», Костомукшский, Лапландский и карельских полевых стационарах - Приладожский, Каскеснаволокский и Гомсельский), охвативших обширную область таежного Северо-Запада России, анализируются популяционно-экологические особенности равнозубой бурозубки, связанные с ее обитанием у северо-западных границ распространения. Установлено, что в этих условиях виду свойствен в целом невысокий по сравнению с оптимумом ареала уровень численность (в среднем 0.02 на 100 ловушко-суток и 0.1 на 10 канавко-суток), отчетливый переход к стенотопности и явному тяготению к элементам антропогенного ландшафта. Характерно также своеобразие территориальной структуры, перемещение размножения на более поздние сроки и общая его растянутость до середины сентября. За сезон взрослые зимовавшие самки приносят два помета: первый - в конце мая - начале июня, второй - в июле. Размер выводка находится в пределах от 2 до 11 эмбрионов на взрослую самку (в среднем 7.7 + 0.3). Доля же созревающих и приносящих потомство прибылых зверьков в целом невелика (до 5-8 %) и варьирует по годам в зависимости от состояния популяции и погодных условий.
Бесплатно
Статья научная
На основании анализа 18 сухих коллекционных шкурок полевки-экономки и 26 – лесной мышовки и соответствующих наблюдений в природе и лаборатории выявлены приспособительные особенности в строении и функционировании шерстного покрова, микроструктуре волосяного стержня, а также сезонных линек названных видов. Установлено, в частности, что по сравнению с другими мелки- ми млекопитающими полевка-экономка отличается наиболее густой, высокой и пышной шерстью. Специфично для экономок и строение сердцевины волос. Даже в самой широкой части гранны она представлена лишь двумя рядами клеток, расположенными очень рыхло и перемежающимися крупными зернами пигмента и многочисленными воздушными полостями. У основания волоса и в области шейки сердцевина однорядная, и в самом кончике вообще не выражена. Мышовка же, предпочитающая покрытые густой травой лесные редины и прогалины и, единственная из всех мелких зверьков впадающая в зимнюю спячку приобрела в процессе эволюции более редкий и грубый, но длинный и менее выровненный, чем, например, у землероек и полевок, шерстный покров, характеризующийся трехслойностью. Более редкий поверхностный слой образуют относительно толстые и длинные направляющие волосы, средний, построен из зонально окрашенных остевых а нижний из тонких и волнистых пуховых. Волосяной стержень, не образуя сужений сердцевины, утолщается от основания к хорошо выраженной гранне, а затем переходит в тонкий нитевидный кончик. Форма стержня веретеновидная, без изгибов, продольных поворотов и перетяжек, а корковый слой в нем не меняется по толщине почти на всем протяжении стержня и состоит из расположенных рядами чечевицеобразных клеток. Особи в состоянии линьки встречаются в течение всего лета. У взрослых, перезимовавших, она проходит в июне-июле, а у прибылых - в августе-сентябре.
Бесплатно
