Статьи журнала - Принципы экологии
Все статьи: 561
Статья научная
Обсуждается возможность использования оценки состояния окружающей среды по уровню флуктуирующей асимметрии у бесхвостых земноводных. На основании собственных результатов и материалов литературных источников делается вывод, что подобные работы должны сопровождаться продуманным выбором объектов исследования и используемых признаков, а также объективным поиском причин с учетом всей совокупности экологических факторов, действующих на развитие организмов.
Бесплатно
Об элементаризации экосистемных подходов
Статья научная
В процессе эволюции биосферы можно выделить микро- и макро- уровни. На уровне микроэволюции возможно выделение элементарных эволюционных единиц, материала, факторов, событий и качественных этапов. Такая элементаризация может оказаться полезной для выяснения путей перехода к управляемой эволюции биосферы.
Бесплатно
Статья научная
Настоящая работа посвящена изучению экологических особенностей вида каляноидных копепод Jaschnovia brevis, обнаруженного в районе границы распространения ледового покрова в северо-западной части Баренцева моря в ходе двух экспедиций на НИС «Дальние Зеленцы» в июле и ноябре 2017 г. В Баренцевом море данный вид зарегистрирован впервые. Отмечены существенные отличия в пространственном распределении J. brevis и ледовых амфипод, обнаруженных на исследованной акватории. На основании полученных данных и доступных литературных сведений обсуждается обоснованность причисления данного вида к автохтонной ледовой фауне. Рассматривается связь особенностей экологии J. brevis с такими абиотическими факторами, как глубина, диапазон температур и солености, а также их роль в распространении вида.
Бесплатно
Обработка результатов токсикологических исследований в статистической программе R
Статья научная
Представленная статья посвящена анализу экспериментальной ценности и приемлемости результатов токсикологических исследований в статистической среде R. Эта свободно распространяемая программа обладает большими функциональными возможностями и алгоритмической продуманностью, что делает ее «…безусловным лидером среди свободно распространяемых систем статистического анализа…». Данными служили результаты экспериментов по оценке токсичности образца высокоминерализованных отходов промышленного производства. Оценивали две тест-функции: изменение прироста численности клеток и уровня флуоресценции лабораторной культуры морских диатомовых водорослей Phaeodactylum tricornutum. В статье представлен подробный алгоритм анализа, а именно: инициализация данных, оценка выборочных параметров описательной статистики, оценка токсичности, однофакторный дисперсионный анализ, множественные сравнения Тьюки и Даннета, оценка корреляции наблюдаемых переменныx (коэффициенты Пирсона и Спирмена). Полный перечень скриптов позволит воспроизвести подобный анализ.
Бесплатно
Статья научная
В настоящее время ландшафтный дизайн не является в строгом смысле научной дисциплиной, представляя собой суперпозицию декоративно-прикладного садово-паркового искусства и методов графического архитектурного проектирования. Обслуживая интересы заказчика, он не сообразуется с собственными потребностями участка, обусловленными геохимией и экологией ландшафта, и, как следствие, приводит к появлению множества не связанных друг с другом по биогеохимическим критериям участков. Во многих случаях при этом происходит полная замена грунта, изоляция естественных гидродинамических стоков, интродукция экзотических растений, вступающих в биоценотические отношения с имеющимся окружением (включая абиотические связи) и, как следствие, смещение равновесия на данном участке. Возникающая необходимость в постоянном искусственном поддержании функциональности экологической системы не свидетельствует в пользу её стабильности. Иными словами, без поддержания достаточных условий для её существования, она будет с течением времени подвергаться сукцессии как частному случаю выравнивания градиента потенциала. Следовательно, в текущий период весьма остро стоит проблема создания такого концепта ландшафтного дизайна, который, удовлетворяя экологические потребности заказчика, одновременно являлся бы массовым, не создающим эффектов градиентной изоляции, и экологически самоподдерживающимся в данной среде. Очевидно, что для выполнения этих условий, такой концепт должен быть не продуктом субъективного видения автора, а непосредственно вытекающим следствием из геофизического и геохимического состояния ландшафта, с теоретической проработкой, допускающей расчетную прогонку на любом масштабе географической зональности.
Бесплатно
Статья научная
Авторами были ранее допущены ошибки при расчетах объема яиц в кладках ужей рода Natrix. В настоящей статье проведена работа над ошибками. В результате проведенной работы у обыкновенного и водяного ужей выявлена положительная корреляция объема откладываемых яиц с длиной самки, ее массой, а также с количеством яиц в кладке. Параметры новорожденных ужей (длина и масса) положительно коррелируют с объемом яиц, из которых они вылупились.
Бесплатно
Определение возраста перезимовавших водяных полевок, обитающих на садово-огородных участках
Статья научная
Роль долгоживущих особей в функционировании популяций грызунов не выяснена, что связано с трудностью определения возраста. Для изучения возрастного состава перезимовавших особей природных популяций разработан метод определения возраста по промерам костей тазовых конечностей, с точностью до года, с использованием дискриминантного анализа. Дискриминантная функция найдена на контрольной выборке виварных животных (41 самец и 42 самки известного возраста). С использованием дискриминантной функции 100 % особей контрольной выборки классифицированы правильно. Точность определения возраста особей проверочной выборки, не входящих в состав контрольной, - 89.7 % для самцов (n = 29) и 81.5 % для самок (n = 27). Надежность метода подтвердили и результаты определения возраста животных третьей группы (7 самцов и 7 самок), отловленных в природе с известным относительным возрастом и умерших в виварии, - 85.7 % правильных определений. Используя разработанный метод, сравнили возрастной состав перезимовавших водяных полевок из двух популяций, обитающих на садово-дачных участках в окрестностях Оёша и Академгородка (Новосибирская область). Численность первой популяции снижалась на протяжении нескольких лет, а второй - увеличивалась. Выяснено, что в популяции со снижающейся численностью доля особей, проживших более двух зим, была несколько выше (33.3 %), чем в популяции с нарастающей численностью (18.8 %). Обнаружены статистически значимые возрастные различия по краниометрическим и репродуктивным признакам у перезимовавших самцов. Сделан вывод, что долгоживущие особи могут играть заметную роль в поддержании длительного существования популяций в пессимальных экологических условиях.
Бесплатно
Определение динамических характеристик зоопланктона Онежского озера
Статья научная
Определение динамических характеристик компонентов зоопланктона Онежского озера в годовом цикле производилось на основе среднемноголетней траектории сезонной динамики показателей. Анализ показал, что характер сезонных кривых отражает особенности биологии представителей рачкового и ротаторного зоопланктона. Максимальные относительные скорости прироста биомасс соответствуют среднесуточным P/B-коэффициентам массовых видов рачков и коловраток. Температура воды влияет на динамические параметры зоопланктона весной больше, чем в остальные сезоны.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрено изменение интенсивности свечения пелагического сообщества в прибрежных водах на юго-западном шельфе Крыма. Установлено, что нарастания и спады интенсивности свечения гидробионтных сообществ, связанные с функционированием пелагической системы, периодически повторяются в одно и то же время. Отмечено, что биомасса светящихся организмов тесно коррелирует с биомассой планктона и других обитателей пелагиали, включая промысловые пелагические виды рыб, поэтому интенсивность свечения гидробионтов является весьма важной информационной характеристикой биологических процессов жизнедеятельности морских сообществ. Измерения интенсивности свечения организмов могут производиться быстродействующими биофизическими приборами в природных условиях без нарушения структуры и межвидовых связей гидробионтных сообществ. Использование метода преобразования Фурье позволило найти параметры основных биологических ритмов планктонных сообществ, приводящих к изменению интенсивности свечения гидробионтов. Показано, что изменение интенсивности свечения организмов с периодом 14 часов характеризует циркадные ритмы светового и темнового периодов. Изменения интенсивности свечения организмов с периодом 4.7 и 2.8 часа обусловлены ультрадианными эндогенными ритмами пелагического сообщества, связанными с интенсивностью деления клеток фитопланктона и скоростью их выедания зоопланктоном. Приведены графики изменения интенсивности свечения организмов в темное время суток, построенные по найденной модели, а также экспериментальные данные и погрешности их определения. Расчеты показали, что коэффициент корреляции между измеренными значениями интенсивности свечения организмов и расчетными по полученной математической модели с учетом влияния трех основных биологических ритмов составляет r = 0.906, что подтверждает правильность принятых предложений.
Бесплатно
Статья научная
В окружающую среду постоянно поступают и циркулируют в ней вещества, искусственно синтезированные человеком и, следовательно, не свойственные природе. Одним из наиболее массовых отходов производства фторкаучука СКФ-26 являются маточные растворы, попадающие в окружающую среду вместе со сточными водами химических предприятий. До настоящего времени для этих соединений предельно допустимые концентрации не установлены, т. к. их считают практически безопасными. Определение степени токсичности отходов производства фторполимеров, проведенное по реакции почвенных водорослей, цианобактерий и микромицетов, показало, что отходы производства фторкаучука СКФ-26 не являются безопасными или нейтральными для данных групп микроорганизмов. Особенно ярко токсичность высоких концентраций маточного раствора СКФ-26 проявляется в водной среде по губительному воздействию на тест-организм Nostoc paludosum. Полевые опыты подтвердили токсичность не только самих маточных растворов, но и возможных продуктов их превращений, что четко иллюстрирует изменение структуры микоценозов, в которых происходит прогрессирующее нарастание популяций с меланизированным мицелием.
Бесплатно
Статья научная
В статье использована методика оценки состояния бентосных сообществ на основании биотического индекса Вудивисса. Выявлено влияние урбанизации на качество воды водных объектов г. Петрозаводска. Также возникла задача минимизации числа проб, которая решалась изучением особенностей накопления таксономического богатства сообществ донных беспозвоночных в разных местообитаниях (фоновых участках и участках с непосредственным воздействием). Для анализа таксономического богатства (s) использована степенная модель накопления таксонов s = anb, где a - ожидаемое значение таксономического богатства в первой исследованной пробе, b - скорость накопления таксономического богатства, обусловленная увеличением числа проб (n). Установлено, что фоновые участки водных объектов были значимо богаче по таксономическому составу, чем участки в зоне непосредственного воздействия. Сообщества разных местообитаний значимо различались по обоим модельным параметрам на основании D-теста (критерий Колмогорова - Смирнова). В статье показана надежность результатов оценки состояния водных объектов с использованием индекса Вудивисса. Предложено усовершенствование методики биоиндикации путем минимизации выборочного усилия и увеличения репрезентативности данных для оперативного мониторинга, позволяющего увидеть очаги бедности таксономического состава бентосных сообществ.
Бесплатно
Статья научная
На примере двух равнинных рек бассейна Средней Волги показаны результаты использования принятых в странах Европы (WDF) и РФ подходов к оценке качества вод и их вероятная связь. Применение функциональной классификации фитопланктона выявило преобладание в планктоне рек водорослей из кодонов TB, D, часто при сопутствии в летний период групп, показателей эвтрофирования вод (P, H1, W2, L0). Продемонстрирована более высокая чувствительность индексов сообщества Q и EQR как показателей экологического состояния в сравнении с сапробиологическим анализом и индексом УКИЗВ.
Бесплатно
Статья научная
Абсолютную численность популяций животных оценивают по результатам экспериментов с мечением особей. Популяции дневных чешуекрылых обычно изучают методом Джолли – Себера, использующем в качестве математической основы стохастическую модель. Однако не всегда удается получить исходные данные, удовлетворяющие минимальным требованиям к объему выборок, периодичности и пропорциональности отловов. В таких случаях остается возможность оценить абсолютную численность по одному из известных законов распределения частот. В данной работе рассмотрены способы оценки абсолютной численности популяций. Исходные выборки получены методом мечения с повторными отловами по схеме Джолли – Себера в пространственно обособленных группировках бабочек-перламутровок рода Boloria. Исследования проводили на болотах Близкое и Осоковое в заповеднике «Кивач» летом 1995, 1996 и 2016 гг. Всего помечено 261 имаго Boloria freija и 3628 имаго B. aquilonaris, число повторных отловов составило 274 и 968 соответственно. В качестве теоретических платформ взяты распределение Пуассона и геометрическое распределение. Общая задача состояла в том, чтобы по доле меченых особей в отловах определить число особей, которые не попались ни разу. Предложен скрипт для расчета абсолютной численности и ее доверительных интервалов по Пуассонову и геометрическому распределениям и оценки адекватности эмпирических частот теоретическим моделям на языке R. Установлено, что Пуассонова модель, предполагающая равную вероятность отлова любой особи, более адекватна экспериментальным данным. Соответствие эмпирических частот этому распределению можно рассматривать в качестве меры изолированности популяции. Сходство Пуассоновых значений абсолютной численности с оценками, сделанными по модели Джолли – Себера, которая предполагает наличие входящих и выходящих потоков особей, ставит под сомнение рекомендации по изначальному выбору определенных методов для «закрытых» и «открытых» популяций. Геометрическую модель используют для описания процессов с непостоянной вероятностью совершения событий, т. е. она должна лучше соответствовать «открытой» системе Джолли – Себера, но на практике эта модель дала сильно завышенные оценки, особенно в приложении к большим по объему выборкам.
Бесплатно
Опыт оценки рекреационного воздействия на пригородные зеленые насаждения современными методами
Статья научная
Городские зеленые насаждения и территории лесопарков вне границ населенных пунктов выполняют многообразные функции, одна из которых - рекреационная. Однако отдыхающий на природе человек становится фактором, нарушающим или даже разрушающим такие экосистемы. В связи с этим рекреационные территории нуждаются в проведении мониторинга состояния и регулировании рекреационных нагрузок. Обычно для оценки состояния таких территорий используются геоботанические обследования. Однако подобные исследования возможны только при участии специалистов и требуют значительного времени. Целью нашей работы является оценка рекреационной нарушенности территории по характеристикам геоботанических исследований и доле площадей, занятых тропиночными сетями. Основные исследования были проведены в сосновых и сосново-березовых насаждениях на мониторинговых пробных площадях, заложенных на территории парка «Гремячая грива» (граница и пригород г. Красноярска), имеющих разную степень рекреационного воздействия. Для количественной оценки доли тропиночной сети использовалась съемка с квадрокоптера DJI Mavic 2. Изображения мониторинговых территорий получены с высоты 300 м с разрешением 0.15 х 0.15 м. Изображения территорий были контрастированы с помощью графического редактора. Далее была рассчитана доля площади на изображениях для тропинок в лесном массиве. Для сравнения проводилась инвентаризация видового состава растений с использованием общепринятых геоботанических методов. Соотношение площадей территорий, покрытых и не покрытых тропиночной сетью, использовано в мониторинге рекреационных территорий. Для реализации предложенного метода требуется одноразовая съемка территории, обработка изображений, а расчеты не требуют значительного времени.
Бесплатно
Опыт проведения локальных рекультивационных мероприятий по восстановлению техногенно-засолённых почв
Статья научная
В настоящем исследовании проведен детальный анализ различных методов ремедиации почв, подвергшихся техногенному галогенезу, с особым акцентом на процессы засоления и загрязнения хлорид-ионами. Представлена оригинальная авторская концепция восстановительных мероприятий, направленная на эффективное восстановление почвенного покрова до его естественного состояния и функциональности. Экспериментальная часть работы основана на результатах рекультивационных мероприятий, выполненных на конкретном техногенно-засоленном участке в пределах Среднего Приобья. Подробно описаны методики и технологии, примененные на каждом этапе восстановительных работ, включая подготовку территории, использование специализированных реагентов и материалов, а также организацию систематического мониторинга параметров почвы в процессе ремедиации. Проведенный анализ динамики изменения концентрации хлорид-ионов в почвенных горизонтах за период с 2009 по 2023 год продемонстрировал значительное снижение содержания хлоридов. Количественные данные свидетельствуют о более чем двадцатикратном уменьшении концентрации Cl⁻ в верхних слоях почвы, что подтверждает высокую эффективность предложенной технологии ремедиации. Установлено, что применение разработанных методических рекомендаций не только способствует эффективному снижению концентрации ионов хлора, но и обеспечивает восстановление растительного покрова на рекультивированной территории. Это, в свою очередь, приводит к существенному уменьшению экологического ущерба, наносимого почвенным экосистемам, как в краткосрочной, так и в долгосрочной перспективе. Предложенный подход обладает высоким потенциалом для широкого внедрения в практику восстановления территорий, пострадавших от техногенного засоления, и представляет значимый вклад в повышение экологической безопасности и устойчивости окружающей среды.
Бесплатно
Опыт фрактального анализа населения микромаммалий мозаичных ландшафтов Карелии
Статья научная
Для территории с длительной историей лесопользования выполнили мультифрактальный анализ структуры сообщества мелких млекопитающих, исследованного в 1996–2015 гг. Скейлинг показал ухудшение свойств самоподобия териоценозов при уменьшении масштаба (объема выборок), что мы связывает с асимметричной реакцией разных видов зверьков на мозаику вторичных антропогенных стаций. Для получения значимых результатов требуются недоступно большие объемы данных. Время, затраченное на освоение технологии и выполнение расчетов мультифрактального анализа, не оправдалось скромностью выводов, полученных в этой работе.
Бесплатно
Организация и динамика органогенного рельефа верхового болота
Статья научная
Работа посвящена исследованию организации структуры и динамики рельефа верхового болотного массива на основе многократных измерений на трансекте с регулярным шагом 5 м и длиной 575 м. Трансект субширотно пересекает склон болотного массива с перепадом высот около 1 м от краевых частей к его центру. Многолетние измерения высот показали их значительное варьирование с амплитудой до 40 см. Для выявления возможных механизмов, определяющих варьирование высот, в течение 5 лет измерялись приросты мха и уровень болотных вод по точкам измерения высот рельефа. На основе измерений высот рельефа с помощью факторного анализа выделены его инвариантная и динамическая компоненты в пространстве-времени. Получено, что для средне-низкочастотных составляющих спектра инвариантной и динамической компонент высот рельефа размерность является топологической. Высокочастотная составляющая спектра инвариантной компоненты рельефа имеет размерность немного ниже топологической, а для динамической компоненты она немного выше бурого шума. По измерениям приростов мха и уровня болотных вод также выделены их инвариантные и динамические компоненты, размерность спектра которых для всех частот сходна и немного выше бурого шума. Совместный анализ измерений высот поверхности болота, приростов мха и уровня болотных вод показал, что инвариантная и динамическая компоненты рельефа практически полностью описываются от уровня болотных вод и приростов мха. При этом инвариантные и динамические компоненты приростов мха и уровня болотных вод определяются от остальных переменных только для больших и средних периодов их варьирования. Таким образом, выделяется два основных механизма организации рельефа поверхности болота, различающихся для его микро- и мезомакроформ. Для приростов мха и уровня болотных вод возможно наличие дополнительных механизмов организации и динамики для малых периодов их варьирования.
Бесплатно
Статья научная
Недостаток знаний о причинах отрицательного прироста населения обуславливает актуальность исследований, направленных не только на решение экономических проблем (прежде всего повышения уровня доходов населения), развитие здравоохранения и социального обеспечения, но и ставящих целью изучение и, соответственно, эффективное преодоление экологических рисков и связанных с ними рисков для здоровья человека. На региональном уровне высока значимость получения новых знаний как в фундаментальном плане, так и в части улучшения демографической ситуации путем решения экологических проблем. Новизна исследований заключается в разработке основ региональной экологической стратегии на базе предложенной и развиваемой для Республики Карелия классификации факторов, влияющих на формирование экологических рисков и рисков неблагоприятных воздействий на человека через измененную среду его обитания. В части загрязнения атмосферного воздуха предлагается использовать одновременное многолетнее изменение структуры выбросов загрязняющих веществ и структуры смертности населения Республики Карелия. Формируется новый подход к региональным экологически ориентированным исследованиям, который нацелен на качественное решение экологических проблем наиболее коротким по времени экологически и экономически эффективным путем.
Бесплатно
Статья научная
Изучение особенностей ассоциативного симбиоза выполнено на примере кишечной бактериофлоры трех возрастных групп радужной форели, выращенной в условиях садкового содержания в акватории Ладожского озера. Для описания структуры ассоциативного симбиоза кишечника форели использованы методы микробиологического анализа и полногеномное секвенирование по Сенгеру. Для выявления значимости различных таксонов бактерий в ассоциативном симбиозе выполнена серия экспериментов по сокультивированию и оценка жизнеспособности ассоциантов. В результате микробиологического анализа и генотипирования описано 310 видов бактерий, принадлежащих к 37 родам. Благодаря сравнительному изучению состава интестинальной микрофлоры обнаружено, что в возрастной группе 1+ доминируют фирмикутные бактерии, а в возрастных группах 2+ и 3+ - протеобактерии. К константным таксонам отнесены представители 11 родов, для которых описана последовательная смена доминантных, субдоминантных и минорных микросимбионтов в зависимости от возрастной группы форели. Для возрастной группы 1+ очередность смены таксонов состояла из последовательности Eubacterium > Bacteroides > Micrococcus > Proteus > Fusobacterium, для возрастной группы 2+ Bacillus > Propionibacterium > Bacteroides > Fusobacterium > Citrobacter, а для возрастной группы 3+ Bacillus > Proteus > Flexibacter > Campylobacter > Cetobacterium. В результате эксперимента по сокультивированию кишечной бактериофлоры однолетних и двухлетних особей форели описан взаимостимулирующий эффект между ассоциантами, о чем свидетельствуют высокие значения оптической плотности культурального раствора, длительный линейный характер роста, постоянство скорости накопления биомассы и достижение большого числа жизнеспособных клеток в ассоциации.
Бесплатно
Особенности воздействия ионов меди и стронция на ряску малую (Lemna minor L.)
Статья научная
В данной работе изучены морфометрические изменения и уровень окислительного стресса при воздействии ионов стронция и меди на лабораторную культуру ряски малой (Lemna minor L.). Медь обладает чрезвычайной реакционной способностью, поэтому более токсична для ряски, чем стронций. Показано, что угнетение удельной скорости роста относительно контроля произошло при внесении 0.6 ммоль/л стронция и 3.15 мкмоль/л меди (p ≤ 0.05). Повреждения в виде хлорозов появились при 0.3 ммоль/л стронция, 0.21 мкмоль/л меди. В градиенте концентраций при воздействии стронция изменилась окраска растений от зелено-желтой до желтой. Медь привела к побурению листовых пластинок (фрондов), корни побелели и отмерли при низких концентрациях (от 0.3 мкмоль/л). При высоких концентрациях ионов меди и стронция все растения некротически повреждены. Установлено, что при воздействии тяжелых металлов сократилась средняя площадь фрондов. Минимальная площадь наблюдалась при внесении 1.1 ммоль/л стронция и 5 мкмоль/л меди (начальная площадь уменьшилась на 23 и 42 % соответственно). Увеличение внутриклеточного уровня тяжелых металлов привело к нарушению окислительно-восстановительного баланса и накоплению активных форм кислорода. Уровень малонового диальдегида, маркера окислительного стресса, возрастал при увеличении концентрации металлов в среде (p ≤ 0.05). Медь является более редокс-активным металлом, чем стронций. Установлено, что уровень МДА статистически значимо выше по сравнению с контролем начиная с 0.63 ммоль/л стронция и 5 мкмоль/л меди (p ≤ 0.05).
Бесплатно
