Статьи журнала - Принципы экологии
Все статьи: 552
Изменчивость температуры поверхностных слоев в береговой зоне северо-западной части Японского моря
Статья научная
Исследована изменчивость температурного режима поверхностных вод в береговой зоне и на шельфе в северо-западной части Японского моря. Градиент температуры ограничивается морфоструктурными районами, где главной фундаментальной единицей считается морской ландшафт. В береговой зоне в исследуемой части моря наблюдения за изменчивостью температуры в поверхностном слое проводились и продолжают вестить сотрудниками ТОИ им. В. И. Ильичева ДВО РАН, Тихоокеанского филиала ВНИРО, ИВЭП ДВО РАН и др., но сбор данных осуществляется нерегулярно и in situ, исследователи не учитывают ландшафтный фактор. Актуальность данной статьи заключается в комплексном подходе при помощи метода ландшафтно-экологического районирования и данных космического мониторинга. Типизация берегов в северо-западной части Японского моря позволяет отмечать районы с разной температурой поверхности воды, а дистанционное зондирование океана со спутника помогает определять их пространственно-временное распределение c 2003 по 2022 г. На сегодняшний день нельзя с уверенностью сказать, что есть подобный и подробный алгоритм обработки спутниковых данных с использованием программных обеспечений Surfer, SeaDAS и ArcGIS. В дальнейшем полученные данные будут использоваться для изучения влияния температуры на динамику продуктивности фитопланктона. Обработанные данные позволят показать вероятность изменчивости климата региона и динамику биологической продуктивности в морской экосистеме в пределах береговой зоны моря.
Бесплатно
Статья научная
Изучали особенности территориального поведения славок в местообитаниях, населяемых с разной плотностью. Обнаружено, что территориальное поведение славок пластично и зависит не только от положения в ареале, но и в значительно большей степени от плотности населения (ПН) и характера местообитаний. Как правило, с ростом ПН размеры территорий и расстояния между ними сокращаются. При высокой ПН наблюдается максимальное разнообразие вариантов поведения, в т. ч. нетипичные. При очень высокой и низкой ПН территориальность редуцируется (редукция продолжительности и активности пения, агрессивности и степени защиты территорий). Редукция территориальности при низкой ПН в северных регионах, по-видимому, направлена на оптимизацию бюджета времени и энергии птиц. Редукция территориальности при высокой ПН способствует участию в размножении большего числа особей популяции. Вариация территориального поведения способствует максимальной реализации репродуктивного потенциала особей в разных условиях среды.
Бесплатно
Статья научная
Метод мечения с повторными отловами использовали для изучения сезонной динамики пяти видов дневных бабочек. Абсолютную численность и ход процессов элиминации и пополнения популяции оценивали методом Джолли – Себера. В статье обобщен опыт полевых исследований и обработки полученных выборок. Рассмотрен способ оптимизации модельных параметров в среде MS Excel.
Бесплатно
Статья научная
Филогеографический анализ, проведенный с помощью маркеров митохондриальной и ядерной ДНК, показал, что до последнего оледенения ряпушка постепенно расселялась из Сибири в Европу, при этом «типично сибирские» варианты генов заменялись «типично европейскими». Кроме того, в ходе расселения происходило изменение морфологических признаков, причем, что касается пропорций тела, данный процесс, по-видимому, был адаптивен и отражал переход ряпушки от полупроходного к озерному образу жизни, более характерному для европейской формы. Таким образом, адаптивная природа процесса видообразования в случае европейской ряпушки, по крайней мере для некоторых признаков, проявляется достаточно четко. Однако нельзя не отметить, что факты, обнаруженные в ходе работы, заставляют усомниться в том, что европейская ряпушка полностью обособилась от сибирской и процесс видообразования в данном случае завершился.
Бесплатно
Статья научная
Проанализированы материалы по температуре поверхности воды Онежского озера за период 35 лет (с 1985 по 2020 г.). Использованы данные дистанционного зондирования из двух интернет-источников со свободным доступом. Выполнена верификация данных относительно натурных измерений температуры, сделанных с борта судна. Составлена база данных по температуре поверхности воды для 142 ячеек акватории озера размером 8*8 км. Рассчитаны уравнения линейных многолетних трендов в увеличении среднемесячных показателей температуры поверхности воды. Оценки, полученные методами дистанционного зондирования за изученный период для Онежского озера, оказались близки к результатам натурных наблюдений. Построены картограммы, демонстрирующие выраженность указанных трендов в разных районах акватории Онежского озера. Наиболее существенные изменения коснулись Повенецкого залива и центрального плеса. Здесь озерные воды стали быстрее нагреваться ранним летом и дольше остывать осенью.
Бесплатно
Статья научная
В статье описывается история и закономерности исследований по термобиологии рептилий за рубежом. Первые публикации на эту тему появились в 40-х годах XIX века. Дается их общий анализ вплоть до настоящего момента. Более чем за 180 лет изучения термобиологии рептилий был накоплен огромный фактический материал полевых и лабораторных наблюдений, специальных лабораторных опытов. Изучены экология, географическое распространение, биотопическое размещение, термобиология, особенности физиологии и физиологической экологии многих видов пресмыкающихся. Однако, к сожалению, из-за применяемых уже более 100 лет старых, недостаточно корректных методов сбора и обработки первичных данных получаемые материалы и выводы зачастую оказываются ошибочными. Кроме того, до сих пор нет общей концепции этого направления науки, разработанного, унифицированного понятийного аппарата и системы показателей.
Бесплатно
Изучение термобиологии рептилий в мире и в СССР/РФ 2. Изучение термобиологии рептилий в СССР/РФ
Статья научная
В статье описывается история и закономерности исследований по термобиологии рептилий в СССР/РФ. Первые работы на эту тему были опубликованы в начале 30-х годов ХХ в., т. е. примерно на 100 лет позже, чем за рубежом. Дается их общий анализ вплоть до настоящего момента. Самые первые серьезные публикации по этой теме в СССР, датируемые первой половиной 30-х - началом 40-х годов XX в., сразу несли на себе отпечаток классической российской биологической школы, стали серьезным, но еще недостаточно оцененным вкладом в термобиологию рептилий и в биологическую науку в целом. Именно публикации И. Д. Стрельникова, А. В. Рюмина, А. М. Сергеева, В. В. Черномордикова, С. С. Либерман и Н. В. Покровской можно по праву считать историческим началом этого направления биологических исследований.
Бесплатно
Изучение траекторий сезонной динамики планктона с помощью метода двойного сглаживания
Статья научная
Для исследования сезонных процессов в зоопланктоне Онежского озера и изменения его величин был проведен анализ данных методом двойного сглаживания. Серия сглаженных кривых описывает траектории изменения численности и биомассы зоопланктона и его основных групп в течение вегетационного периода (с мая по октябрь). Они отражают основные закономерности динамики сообщества, форму траекторий сезонной динамики, фенологию или даты важных явлений, периоды и скорости роста и снижения количества планктеров, сезонные изменения в структуре сообщества.
Бесплатно
Статья научная
Водоемы северной части Карелии загрязняются отходами Костомукшского железорудного горно-обогатительного комбината, главным компонентом которых являются ионы калия. С использованием методов имитационного моделирования изучены процессы распространения калия в озерно-речной системе р. Кенти и выполнена реконструкция данных для водоемов, где химические наблюдения не проводились. Рассчитаны параметры модели (константы переноса калия для семи озер), которые отражают характер гидрологического режима водоемов и характеризуют высокую интенсивность переноса калия в верхнем и нижнем течении и низкую – в среднем течении. Показано, что основное количество калия (около 70 %) выносится за пределы системы р. Кенти и поступает в оз. Среднее Куйто.
Бесплатно
Статья научная
Целью исследований являлось определение экологического состояния почв промышленной, селитебной и рекреационной зоны города Астрахани. В результате работы изучена биологическая и ферментативная активность исследуемых почвенных образцов. Низкую биологическую активность показали почвы территории нефтебазы № 5 ООО «ЛУКОЙЛ-НВНП». Низкую ферментативную активность - почвы селитебной зоны. Используя полученные результаты, рассчитали интегральный показатель биологического состояния исследуемых почв по 15 биологическим и биохимическим показателям. Максимальные значения ИПБС отмечены для почвы рекреационной зоны, минимальные - для почвы промышленной зоны (нефтебаза № 5 ООО «ЛУКОЙЛ-НВНП»), 81.2 и 26.2 % соответственно. Для обработки и анализа данных использовали кластеризацию по комплексу химических и микробиологических показателей. В результате образовалось три кластера. Минимальные различия химических и микробиологических показателей показаны для почв, отобранных на территории нефтебазы № 5 ООО «ЛУКОЙЛ-НВНП». Второй кластер образовали почвы селитебной зоны и ООО «Кондитерская фабрика "Карон"», третий - почвы, отобранные в рекреационной зоне города. Также установлено, что для определения экологического состояния городских почв промышленной и селитебной зон наиболее применимы микробиологические показатели по сравнению с биохимическими. Полученные результаты свидетельствуют, что экологическое состояние почв промышленной, селитебной зон и парка им. В. И. Ленина по значениям интегральных показателей можно характеризовать как высокоопасное.
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
