Статьи журнала - Принципы экологии
Все статьи: 483
Биотестирование почв на основе фрактальных характеристик растений
Статья научная
Интенсивное техногенное воздействие на компоненты окружающей среды очередной раз объясняет необходимость детального анализа взаимодействия человека и природы. Оценка степени загрязнения окружающей среды может быть построена на реакции биологических тест-объектов на внешнее воздействие, в том числе и на такое, как химическое, реализуемое через поступление из почвы в вегетативные части растений широкого спектра загрязняющих веществ. Целью исследования является разработка новых моделей, повышающих информативность биотестирования почв за счет описания самоорганизации как переходного процесса. При этом одним из перспективных методов определения загрязнения почвы является метод биотестирования, при котором оценивается динамика изменения параметров структуры тест-объекта во времени (длина проростка, развитость корневой системы). В этом аспекте фракталы оказались чрезвычайно удобным математическим инструментом описания динамики развития природного объекта в изменяющихся условиях среды, в которых природный объект сохраняет свое самоподобие, т. е. ведет себя как одно целое. В отличие от детерминированного подхода, который позволяет оценить лишь вероятность наступления кризисного состояния в развитии растения, предложенное авторами моделирование показывает динамику и направление развития процесса: либо синтез, либо деструкция. Эта особенность является методической основой оценки влияния техногенного загрязнения почв на динамику метаболизма используемого тест-объекта. В данной работе исследовалась зависимость фрактальных характеристик проростков овса в зависимости от места его прорастания и почвы. В нашем случае фрактальные параметры позволяют судить о степени развитости растения и о том, насколько благоприятны внешние условия для его роста.
Бесплатно
Статья научная
Впервые на основе подробного исследования биологии сига Coregonus lavaretus субарктического оз. Куэтсъярви (нижнее течение р. Пасвик, Мурманская область), являющегося одним из наиболее техногенно загрязненных природных водоемов Евро-Арктического региона, выделены четыре внутривидовые группировки рыб: медленнорастущий малотычинковый сиг, быстрорастущий малотычинковый сиг, медленнорастущий среднетычинковый сиг, быстрорастущий среднетычинковый сиг. Специализация этих сигов на определенном виде ресурсов обусловливает их морфологические и поведенческие различия, пространственную дифференциацию и, в конечном итоге, различные экологические ниши.
Бесплатно
Статья научная
Содержание белка и глутатиона в тканях мальков трехиглой колюшки, а также активность глутатион-S-трансферазы и гваякол-пероксидазы изменялись в процессе роста от июля к августу и отличались у личинок из лагуны Колюшковая от рыб из губы Сельдяная и пролива Сухая Салма. В губе Сельдяная и проливе Сухая Салма кормовая база достаточна для питания и роста мальков, в то время как биоразнообразие и численность пищевых объектов в лагуне чрезвычайно низки, что оказало негативное воздействие на личинок из лагуны Колюшковая, которое отразилось на весовых характеристиках, накоплении белка и приводило к активации обоих ферментов антиоксидантной защиты (глутатион-S-трансферазы и гваякол-пероксидазы). Изменение таких показателей, как снижение среднего веса, уровня глутатиона и активности глутатион-S-трансферазы, выявленное у личинок из пролива Сухая Салма, связано, вероятно, с более низким температурным режимом в этом биотопе. Поэтому в августе превалировали мальки, вылупившиеся в июле, для которых характерны более низкие значения вышеуказанных показателей.
Бесплатно
Варианты фотометрического определения селена
Статья научная
В обзоре обобщен материал по различным вариантам фотометрического определения селена в природных объектах и биологических материалах.
Бесплатно
Вероятностная оценка видового состава бентосных сообществ с использованием байесовских моделей
Статья научная
Рассматриваются результаты использования унифицированной байесовской модели для оценки компонентов видового разнообразия на примере донных сообществ малых и средних равнинных рек. Построение модели осуществляли по данным о встречаемости 147 таксонов макрозообентоса на 132 участках водотоков в бассейне Средней и Нижней Волги. Были рассчитаны и интерпретируются оценки экологического сродства (affinity) к феномену "темного разнообразия", полученные двумя моделями логистической регрессии: для каждого вида по их 4 основным биологическим свойствам и каждого участка по 7 абиотическим факторам. Оценивалась также пригодность (suitability) каждого вида для каждого участка, рассчитываемая как стандартизованное отклонение частот совместно встречающихся видов от ожидаемых вероятностей согласно гипергеометрическому распределению. На основе этих модельных оценок рассчитывались унифицированные (объединенные) оценки вероятности Pij обнаружить i-й вид на j-м участке. Рассматривается точность и эффективность построенной модели, а также высказываются соображения по улучшению ее качества.
Бесплатно
Статья научная
Важную роль в процессах адаптации животных к загрязнению окружающей среды радионуклидами занимают процессы перекисного окисления липидов. Изучены некоторые механизмы регуляции клеточного метаболизма у полевки-экономки, обитающей в условиях радиоактивного загрязнения среды (Республика Коми, Ухтинский р-н) в разные периоды численности популяции (фазы пика и спада). Сравнительный биохимический анализ позволил установить зависимость характера и направленности взаимосвязей между основными и минорными фракциями фосфолипидов, обобщенными показателями состава фосфолипидов печени полевок-экономок от физико-химических характеристик липидов. Эти различия зависели от фазы популяционного цикла, радиоактивности участка обитания полевок, выраженность которых обусловлена исходным состоянием параметров перекисного окисления липидов и степенью ненасыщенности липидов в исследуемой ткани. Увеличение коэффициента корреляции между сравниваемыми фракциями фосфолипидов происходит по мере загрязненности участка, наблюдаемой в обе фазы численности (пика и спада). Техногенное радиоактивное загрязнение среды обитания у полевок радиевого участка способствует модификации свойств липидного бислоя клеточных мембран печени, изменяет их физико-химические свойства, нарушает в некоторых случаях взаимосвязь между скоординированными в норме показателями и обеспечивает на клеточном уровне процессы адаптации. Внутрипопуляционные факторы оказывают модифицирующее действие на интенсивность отдельных звеньев процессов перекисного окисления липидов печени полевок-экономок. Отмеченные особенности системы регуляции перекисного окисления липидов в печени полевок-экономок не являются специфичными и характерными для воздействия только радиационной природы. Они могут проявляться и при действии факторов физической и химической природы низкой интенсивности.
Бесплатно
Видовая структура и разнообразие фитопланктона дельты реки Великой (Псковская область, Россия)
Статья научная
В статье рассматривается видовая структура и временная динамика некоторых показателей альфа- и бета-разнообразия фитопланктона дельты реки Великой (Псковская область, Россия) в летний период 2016-2017 гг. Микроводоросли являются важными компонентами водных экосистем, поскольку формируют значительную часть первичной продукции. Они первыми реагируют на любые перестройки в экосистемах, поэтому, кроме ценотического, имеют важнейшее мониторинговое значение. Цель работы состояла в изучении видовой структуры и некоторых параметров разнообразия фитопланктона дельты реки Великой на пяти заданных станциях. Дельта реки Великой представляет собой уникальный природный комплекс, где основное русло реки распадается на несколько рукавов, разделенных низкими, заросшими макрофитами островами. Благодаря особенностям гидрологического и климатического режимов в дельте создаются уникальные условия среды, что отражается на структуре и видовом богатстве населяющих ее фитопланктонных сообществ. В ходе исследований выяснено, что на всех станциях отбора проб на протяжении 2016-2017 гг. доминировал хлорофитово-диатомовый комплекс микроводорослей. При сравнении видового состава микроводорослей 2016-2017 гг. с данными 1990-2000 гг. выявлено значительное увеличение общего видового богатства, что может быть связано как с изменением условий существования экосистемы дельты, так и с методологией получения данных. Средние численность и биомасса микроводорослей в 2016 г. составляли 1.6 млн кл./л и 0.94 мг/л соответственно, в 2017 г. - 460.1 тыс. кл./л и 0.16 мг/л соответственно. Количественные показатели фитопланктона в 2016 г. были значительно выше, чем в 2017 г., что связано с температурными условиями и колебанием уровня воды в дельте. Значения обобщенных индексов альфа-разнообразия в отдельно рассмотренных отделах имели существенные отличия. Полученные данные свидетельствуют о наличии ежегодных перестроек в сообществах микроводорослей, причем внутри отдельно взятых отделов они выражены сильнее.
Бесплатно
Статья научная
Малые реки обладают большим биотопическим разнообразием за счет развития разнотипных зарослей высшей водной растительности в прибрежье. Зоопланктоценозы малых рек изучены слабее, чем озер. В связи с этим актуальным является изучение видовой структуры сообществ зоопланктона в зарослях макрофитов малых рек. В работе дана характеристика видовой структуры и количественного развития сообществ зоопланктона медиальной зоны и зарослей высшей водной растительности малой реки Сережа Нижегородской области. На основе иерархической кластеризации в медиальной зоне реки выделены два сообщества зоопланктона - речного участка и переходного участка. Показаны отличия видовой структуры сообществ зоопланктона разнотипных зарослей макрофитов и медиальной зоны реки. Установлено, что в зарослях высшей водной растительности формируется высокое видовое богатство и количественное развитие сообществ зоопланктона. В разнотипных по морфологическому строению зарослях макрофитов установлены различия в количественном развитии и соотношении таксономических групп зоопланктона по численности и биомассе. Показано, что наибольшее влияние на зарослевый зоопланктон оказывает архитектоника макрофита и густота зарослей. В густых зарослях погруженных растений отмечены максимальные значения численности и биомассы зоопланктона. По результатам анализа избыточности показано влияние абиотических и биотических факторов среды на видовую структуру сообществ зоопланктона медиали и рипали реки. В медиальной зоне реки значительное влияние на видовую структуру сообществ зоопланктона оказывали скорость течения и рН воды, в прибрежье - проективное покрытие растений.
Бесплатно
Статья научная
Цель работы - изучение видового состава, относительной численности и биотопического распределения личинок малярийных комаров в местообитаниях Верхневолжской низменности и на сопредельных возвышенностях. Определение видов проводили по морфологическим признакам и структуре политенных хромосом. Установлено, что на изучаемой территории обитают пять видов комаров рода Anopheles: An. beklemishevi, An. claviger, An. daciae, An. messeae s. s., An. maculipennis s. s. Комары An. claviger были найдены только в водоеме родникового типа. Виды An. beklemishevi и An. maculipennis являются редкими в местообитаниях Верхневолжской низменности. Личинки An. beklemishevi предпочитают затененные водоемы, их доля среди других личинок малярийных комаров составляла 0.7-2.6 %. Комары An. maculipennis найдены с повышенной частотой на грядах, окружающих Верхневолжскую низменность. Комары An. messeae s. l. преобладали во всех биотопах и были представлены двумя криптическими видами - An. daciae и An. messeae. Доля личинок An. messeae повсеместно превышала долю An. daciae. Установлено, что Верхневолжская низменность является зоной межвидовой гибридизации An. daciae и An. messeae. Межвидовые гибриды были найдены в большинстве изученных мест выплода малярийных комаров с частотой 0.4-7.8 %.
Бесплатно
Видовой состав и распространение рукокрылых (Chiroptera, Vespertilionidae) в Карелии
Статья научная
Статья посвящена наименее изученной систематической группе млекопитающих Карелии – рукокрылым (Chiroptera, Vespertilionidae). Цель исследований – определение статуса видов в процессе их инвентаризации традиционными и современными методами исследований. Впервые для Карелии дается комплексная оценка видового состава, относительного обилия (%) и относительной численности (экз./км маршрута) летучих мышей в период гибернации и летней активности. Мониторинг зимних подземных убежищ проведен в 2009–2018 гг. Он показал, что в Карелии зимует 5 видов рукокрылых (северный кожанок, ночницы Брандта, усатая, водяная и бурый ушан), из которых доминирует северный кожанок: относительное обилие – 65.3 %. В летний период с использованием статического ультразвукового детектора Song Meter SM2 Bat+ и программного обеспечения Kaleidoscope Pro (ver. 3.1.1.) на автомобильных маршрутах в широтном направлении кроме отмеченных зимующих видов зарегистрированы рыжая вечерница, двуцветный кожан, ночницы Наттерера и прудовая. В летних учетах также преобладал северный кожанок – относительное обилие 70.4 %, относительная численность – 0.413 экз./км маршрута. Он зарегистрирован до 66°11´ с. ш. Другие виды встречаются значительно реже, северные границы их регистрации расположены южнее, а относительная численность составляет 0.001–0.028 экз./км. Исследования показали абсолютное доминирование северного кожанка в сообществах летучих мышей, как на зимовках, так и в период летней активности. Определены северные границы регистрации видов, что меняет прежние представления об их распространении на Европейском Севере России.
Бесплатно
Статья научная
В статье представлены результаты натурной инвентаризации видового состава и структуры населения булавоусых чешуекрылых в природных сообществах национального парка «Нечкинский», расположенного на юго-востоке Удмуртской Республики. В июне – июле 2020 г. в Закамском районе парка был зарегистрирован 91 представитель надсемейства (более 70 % состава региональной фауны), еще два вида известны по литературным данным. Были проведены визуальные учеты численности имаго на восьми трансектах в основных типах местообитаний. Установлен высокий уровень видового разнообразия булавоусых чешуекрылых на участках остепненных сосново-широколиственных лесов и суходольных лугах. Отмечено значение видов семиаридного суббореального комплекса для формирования характерной ландшафтно-зональной структуры фауны и пространственно-типологической структуры населения булавоусых чешуекрылых Закамского ландшафтного района. Количественные учеты позволили сформировать представление о ландшафтной активности видов булавоусых чешуекрылых в условиях ограниченного антропогенного воздействия на природные сообщества. Это может послужить основой для оценки состояния популяций и организации мониторинговых наблюдений за динамикой состава и структуры населения булавоусых чешуекрылых на неохраняемых территориях Удмуртской Республики. В ходе полевых работ были выявлены местообитания четырех охраняемых и семи бионадзорных видов, включенных в республиканскую Красную книгу. В том числе подтверждено сохранение в лесных и болотных природных сообществах парка локальных популяций гипоаркто-бореальных видов Colias palaeno и Clossiana eunomia. По результатам проведенной натурной инвентаризации сделан вывод, что национальный парк «Нечкинский» выполняет важную функцию сохранения состава и структуры типичных и уникальных видовых комплексов, популяций редких видов булавоусых чешуекрылых Удмуртской Республики и всего Вятско-Камского ландшафтного региона.
Бесплатно
Статья научная
Известно, что величины альфа-разнообразия в основном формируются небольшим числом относительно обычных видов. В данной работе мы ставили задачу обрисовать список таких видов и определить итоговую величину коэффициента детерминации R2, которую они обеспечивают при помощи сортировки видов в таблице по признаку максимального R2 между индексами альфа или бета-разнообразия и числом модельных видов или их суммарным обилием. Работа была выполнена на основе анализа данных по флоре и растительности 146 луговых выделов в среднетаежной части Республики Карелия. Оказалось, что итоговая величина альфа-разнообразия на 80 % зависит от наличия 27 % встреченных на лугах региона видов и на 86 % - от обилия немного меньшего числа видов. При этом на 74 % она зависит от наличия около 7 % видов и на 81 % от обилия примерно такого же числа видов. Виды, детерминирующие паттерны альфа-разнообразия, в основном являются луговыми, а градиент альфа-разнообразия во многом определяется экологическим и синтаксономическим градиентом между сообществами. Бета-разнообразие гораздо сильнее зависит от стохастических процессов, максимальная величина R2 не достигает 0.5. Виды, определяющие паттерны бета-разнообразия, в основном являются относительно редкими и по биотопическому признаку в основном не относятся к луговым. Предположительно в значительной степени бета-разнообразие луговой растительности формируют антропогенные нарушения, в меньшей степени - природная топическая неоднородность луговых сайтов.
Бесплатно
Статья научная
Одним из механизмов снижения токсического действия при избытке тяжелых металлов является продукция у растений фитогормонов брассиностероидов. Экзогенное применение 24-эпибрассинолида оказывало положительное влияние на рост и развитие различных видов растений при действии абиотических факторов. В данном исследовании изучены возможности 24-эпибрассинолида смягчать фитостресс у ряски малой при избыточном поступлении меди, кадмия, цинка, стронция. Предварительное культивирование лабораторной культуры ряски малой в среде с 24-эпибрассинолидом позволило увеличить скорость роста и снизить долю поврежденных растений в экспериментах с цинком (6.3-79 мкмоль/л), медью (12.6 мкмоль/л) и кадмием (5, 12.6 мкмоль/л). Ряд эффективности при экзогенном поступлении брассиностероида по снижению токсичности тяжелых металлов для ряски малой выглядит следующим образом: Zn > Cd > Cu > Sr. На фоне улучшения ростовых и морфометрических параметров ослабление окислительного стресса произошло только в экспериментах с высокой концентрацией стронция (1580 мкмоль/л). Уровень малонового диальдегида (МДА) у растений при совместном воздействии 24-эпибрассинолида и ионов меди был выше, чем только при добавлении металла (p ≤ 0.05). Произошло изменение содержания каротиноидов и хлорофиллов. Применение брассиностероида позволило уменьшить потери хлорофилла а и каротиноидов при действии 12.6 мкмоль/л кадмия и цинка (р ≤ 0.05). Но при отдельных концентрациях тяжелых металлов (например, 12.6 мкмоль/л меди) у предварительно обработанных 24-эпибрассинолидом растений содержание фотоассимилирующих пигментов и каротиноидов было ниже, чем у необработанных (р ≤ 0.05).
Бесплатно
Статья научная
Согласно многолетним (1965-2013 гг.) стационарным и экспедиционным исследованиям в Восточной Фенноскандии, разные виды землероек-бурозубок по-разному реагируют на сплошные рубки и формирование трансформированного антропогенного ландшафта. Доминирующий вид (обыкновенная бурозубка) увеличивает в этих условиях численность, однако население его становится нестабильным и численность резко колеблется по годам и сезонам (Курхинен и др., 2006), второстепенные же виды - малая и средняя бурозубки реагируют на рубки иначе. Первая несколько снижает численность, особенно в сильно трансформированных местообитаниях, но в целом ее популяции приобретают необходимую стабильность и устойчивость, тогда как на среднюю бурозубку массовые рубки воздействуют в целом отрицательно, и тем не менее она регулярно встречается в формирующихся после сведения коренных древостоев молодых хвойных насаждениях.
Бесплатно
Статья научная
Целью данного исследования было оценить воздействие биоугля, полученного из илов сточных вод при разной температуре пиролиза, на высоту и биомассу растений овса и горчицы, а также на микробиологические показатели серой лесной почвы. Биоуголь был получен на установке быстрого пиролиза FPP02 при температуре 300 + 20 °С и 500 + 20 °С. При проведении лабораторного вегетационного опыта в почву вносили 2 %, 5 % и 10 % биоугля от веса почвы. Растения выращивались в течение 42 дней. Высота и биомасса растений горчицы белой увеличились по сравнению с контролем при добавлении 2 % и 5 % биоугля, полученного при 500 °С, и 2 % биоугля, полученного при 300 °С. При внесении в почву 10 % трехсотградусного биоугля продуктивность овса и горчицы снижалась по сравнению с контролем. Внесение биоугля из илов сточных вод способствовало увеличению содержания валового азота в почве. Численность большинства трофических групп микроорганизмов при внесении в почву биоугля из илов сточных вод возрастала, причем более значительно - при внесении трехсотградусного биоугля. Наибольшая корреляция между концентрацией трехсотградусного биоугля и численностью микроорганизмов наблюдалась для микроскопических грибов, наименьшая - для группы педотрофных микроорганизмов.
Бесплатно
Статья научная
Защита насаждений от их повреждения во время вспышек массового размножения лесных насекомых-филлофагов и дальнейшего усыхания является одной из основных задач лесозащиты. Непарный шелкопряд (Lymantria dispar (L.)) относится к весенне-летней фенологической группе насекомых-филлофагов. Дефолиация насаждений во время вспышек массового размножения этого вида на основной части ареала, как правило, происходит в июне, начале июля, и листва после дефолиации успевает восстанавливаться в течение вегетационного сезона. Значительный интерес представляет исследование влияния дефолиации на северной границе этого вида в связи с более низкой теплообеспеченностью вегетационных сезонов в этих районах по сравнению с другими частями ареала. Целью данного исследования был мониторинг насаждений после дефолиации непарным шелкопрядом и анализ ее влияния на санитарное состояние насаждения в зависимости от степени и кратности дефолиации на северной границе вспышек (юг Свердловской области). Мониторинг проводили в течение 7 лет после окончания вспышки. Анализ изменения санитарного состояния насаждений и отдельных деревьев проводили на основе глазомерной оценки категорий состояния деревьев. Для статистической обработки материала использованы методы непараметрического анализа. Анализ последствий дефолиации непарным шелкопрядом насаждений в период вспышки массового размножения на северной границе ареала показал, что данное явление приводит к значительному ослаблению насаждений даже в наиболее благоприятных, устойчиво свежих лесорастительных условиях. Полученные результаты свидетельствуют о том, что вспышки массового размножения на северной границе ареалов лесных насекомых-филлофагов и их последствия требуют более детального изучения в связи с высоким уровнем их экологической и хозяйственной значимости.
Бесплатно
Влияние загрязнения серой на радиальный прирост Pinus sylvestris L. в Республике Карелия
Статья научная
Изучено влияние серы, являющейся исторически важным поллютантом в регионе Карелия, на радиальный прирост (ширину годичных колец) деревьев сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.). Тесные отрицательные корреляционные связи между S и усредненными по пятилетиям значениями ширины годичных колец характерны для периода 1977–2001 гг. (в отличие от 1952–1976 гг.). Некоторые индивидуальные образцы из северных местообитаний имеют отклонения от этой тенденции, в том числе связанные, по всей видимости, со сравнительно бόльшим влиянием на рост растений тяжелых металлов. Это касается и таких сильных ингибиторов, как Ni и Cu. Самые большие изменения прироста растений, очевидно обусловленные совместным влиянием S и F при повышенном содержании тяжелых металлов, зафиксированы в зоне воздействия выбросов Надвоицкого алюминиевого завода.
Бесплатно
