Оригинальные исследования. Рубрика в журнале - Принципы экологии
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 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
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
Статья научная
В условиях возрастающей антропогенной нагрузки на экосистемы особую актуальность приобретает изучение особенностей изменения водных сообществ под воздействием неблагоприятных факторов. При оценке состояния водоемов используются биоиндикационные свойства зоопланктонных организмов. Для каждого водоема важно учитывать интенсивность и продолжительность воздействия неблагоприятных факторов. На примере реки Ижора (Ленинградская область, бассейн Балтийского моря), в течение длительного периода испытывающей значительный пресс со стороны промышленных предприятий и сельскохозяйственного производства, в 2014 г. исследовалось сообщество зоопланктона. Результаты сравнивались с данными 1973-1975 гг., причем схема и методы отбора проб совпадали в оба периода исследований. Показано, что на протяжении всего района исследования произошло значительное сокращение численности и биомассы коловраток и ракообразных (более чем в сто раз) по сравнению с исследованиями 40-летней давности. Снижение количественных показателей и нарушение структуры - признаки угнетенного состояния сообщества зоопланктона. По мере увеличения степени загрязнения и обеднения видового состава уменьшалось разнообразие типов питания. В наиболее загрязненных участках оставались собиратели-полифаги и небольшое количество хватателей. Среди ракообразных полностью исчезали виды-фильтраторы, способствующие повышению роли зоопланктона в очищении вод реки от взвешенных веществ. Анализ трофической структуры ракообразных (с учетом типов питания), проведенный в 2014 г., а также использование индекса сапробности позволяют рассматривать качество вод на исследованном участке реки (протяженность 26 км) как «умеренно загрязненные» и «загрязненные воды» органическим веществом. В то же время наблюдались признаки, свидетельствующие о токсическом загрязнении. В ходе работы установлено, что зоопланктонное сообщество реки Ижора продолжает испытывать значительное воздействие неблагоприятных факторов.
Бесплатно
Статья научная
Под влиянием пестицидов происходит трансформация почвенных микробных комплексов. При хроническом воздействии пестицидов в районе Кильмезского захоронения ядохимикатов (Кировская область) изменяется видовой состав почвенных фототрофов и количественные характеристики почвенных альго-циано-микологических комплексов. Содержание цианобактерий в структуре фототрофных комплексов почв и степень меланизации популяций микромицетов могут быть использованы как биоиндикаторные показатели загрязнения почв, дополняя комплекс показателей аттестованных лабораторных методов биотестирования.
Бесплатно
Статья научная
Известно, что в городских ландшафтах часто происходят резкие изменения природных условий, которые могут негативно сказываться на жизнеспособности обитающих здесь популяций. Это в свою очередь вызывает сокращение биоразнообразия в целом. Одним из эффективных методов анализа степени деградации экосистемы является изучение трофических связей животных. Особый интерес в этом отношении вызывают бесхвостые земноводные, в частности зеленые лягушки, которые являются толерантными к антропогенному прессу и часто используются в качестве биоиндикаторов. Одним из таких видов является озерная лягушка (Pelophylax ridibundus). Данный вид обладает высокой экологической пластичностью и часто заселяет как антропогенно измененные, так естественные ландшафты. В работе представлены данные о пищевых предпочтениях озерной лягушки в условиях урбанизированных территорий г. Белгорода. На основе проведенного исследования 46 желудков было выявлено, что наиболее предпочтительными объектами питания являются представители отрядов Перепончатокрылые (Hymenoptera, в 43 % желудков), двукрылые (Diptera, 32.6 %), жуки (Coleoptera, 30 %), а также личинки различных насекомых (28 %). Кроме того, в желудках присутствовали представители отряда Полужесткокрылые (Hemiptera), а также Брюхоногие моллюски (Gastropoda), Дождевые черви (Lumbricina) и Стрекозы (Odonata), Мокрицы (Oniscidea), Уховертки (Dermaptera), Поденки (Ephemeroptera). Несмотря на присутствие в изучаемой популяции разновозрастных особей, следов каннибализма обнаружено не было. Полученные данные свидетельствуют о хорошей кормовой базе у изученного вида, несмотря на антропогенную трансформацию прибрежных биотопов.
Бесплатно
Особенности проявления очагов туляремии на территории Вологодской области
Статья научная
На территории Вологодской области наиболее активно очаги туляремии проявляются в лугополевых и пойменно-болотных биотопах. За период с 1958 по 2012 год от мелких млекопитающих, объектов окружающей среды было выделено 434 культуры возбудителя туляремии и зарегистрировано 379 случаев заболевания среди людей. Заболевания туляремией людей и выделение культур туляремии происходят нерегулярно, но эпизоотии среди разных видов мелких млекопитающих протекают постоянно. Развитию интенсивных эпизоотий и росту выделения культур от объектов окружающей среды способствует резкое нарастание численности мелких млекопитающих и распространение бактерий туляремии по водотокам. Наиболее активные природные очаги туляремии отмечены в Присухонской низине, долине р. Ухтомка и в пойме р. Малая Северная Двина. Максимальный риск заражения туляремией в Вологодской области связан с ландшафтами озерно-ледникового типа.
Бесплатно
Особенности радиационно-химического воздействия на щитовидную железу мелких млекопитающих
Статья научная
В настоящее время остро стоит проблема оценки многофакторных антропогенных воздействий на популяции животных. Способность токсикантов перемещаться на значительные расстояния от источника загрязнения и непредсказуемость их совместного действия требуют более детального исследования формирования эффектов при поступлении в течение длительного времени факторов в организм млекопитающих. Щитовидной железе принадлежит существенная роль при адаптации организма к постоянно изменяющимся условиям окружающей среды, при этом она является лабильной и отвечает на антропогенную трансформацию среды изменением структурно-функциональных характеристик составляющих ее компонентов. Цель исследования - изучить особенности хронического действия факторов радиационной и химической природы на формирование ответной реакции щитовидной железы мышей и определить морфологические критерии тиреоидной ткани, по которым можно оценить характер таких воздействий у млекопитающих, обитающих на техногенно загрязненных территориях. Для этого были проведены эксперименты на половозрелых самцах мышей линии СВА, сначала были изучены эффекты раздельного действия факторов, а потом варианты их совместного действия. Животных подвергали γ-облучению в течение 30 суток (226Ra) при мощности экспозиционной дозы 2000-2500 мкР/ч (1.6 сГр). Нитрат натрия мыши получали перорально также 30 суток в концентрациях 10 и 45 мг/л. С применением морфологических методов исследования показана высокая чувствительность щитовидной железы мышей к хроническому низкоинтенсивному γ-облучению и нитрату натрия в дозах и концентрациях, реально встречающихся в окружающей среде, что позволяет предложить показатели ее морфофункционального состояния для использования в качестве критерия оценки биологического действия радиационно-химических воздействий. Совместное действие исследуемых факторов оказывало большее влияние на тиреоидную паренхиму по сравнению с их раздельным действием. Полученные результаты необходимо учитывать при оценке многофакторных антропогенных воздействий на щитовидную железу млекопитающих и при экологическом нормировании техногенной нагрузки на наземные экосистемы.
Бесплатно
Статья научная
В данной статье рассматриваются результаты деятельности ботанических садов в области интродукции и акклиматизации растений, проявляющиеся: в распространении видов за пределы их естественного экологического оптимума; в создании коллекций близкородственных перекрестноопыляющихся видов и сортов; в формировании источников инвазионных видов. Подчеркивается значение ботанических садов как антропогенных центров распространения и эволюции растений.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассматриваются отличия основных аспектов репродуктивной биологии зарянки в естественных и антропогенных стациях Рязанской области. Показано, что у зарянки имеется ряд антропогенных трансформаций гнездовой биологии, часть из которых адаптивны, другие представляют собой экологическую ловушку для синантропных популяций.
Бесплатно
Особенности сезонных явлений в зоопланктоне Петрозаводской губы Онежского озера
Статья научная
Фенологические фазы или сезоны были выделены для зоопланктона Петрозаводской губы Онежского озера с помощью метода дискриминантного анализа. На основе данных по численности и биомассе основных таксономических групп зоопланктона с 1988 по 2010 г. были выделены 4 сезонных состояния сообщества, определены их сроки и продолжительность. В среднем летний период для зоопланктона в Петрозаводской губе продолжается 66 суток, что на 24 суток дольше, чем в центральном районе озера. Рассматривается связь фенологии с гидродинамическим и термическим режимом.
Бесплатно
Особенности состава некрофильных двукрылых на урбанизированных территориях южной Карелии
Статья научная
Изучен комплекс синантропных некрофильных двукрылых и воздействие урбанизации на их состав и структуру. На трупах людей найдено девять видов мух, относящихся к четырем семействам. Основу населения составляют красноголовая синяя падальница (Calliphora vicina), зеленая падальница (Lucilia caesar) и мясная муха новоземельская (Protophormia terraenovae). Ведущую роль в формировании комплекса некрофильных двукрылых играют сезонные аспекты изменения видового состава, условия нахождения трупа и его состояние. Наиболее успешными в размножении, развитии и колонизации трупа являются экологически пластичные виды с широким трофическим спектром.
Бесплатно
Статья научная
Были выполнены исследования по изучению процесса сульфатредукции в пресноводном озере Назаровское (Коношский район Архангельской области). Полевые работы проводились в зимний (март) и летний (июль) сезоны с 2013 по 2017 г. Определены биогеохимические показатели (содержание сульфатов, железа, органического вещества, форм серы) и скорость бактериального процесса сульфатредукции в отобранных образцах с использованием общепринятых или апробированных методик. Вода в озере была охарактеризована как пресная, гидрокарбонатного класса кальциевой группы. В водной толще максимальные количества сульфатов 107 мг/л и сероводорода 1355 мкг/л были отмечены в зимний период. В донных отложениях оз. Назаровское более интенсивно восстановление сульфатов осуществлялось в летний период (максимальная скорость процесса составляла 555 мкг S/дм3 сут). В отличие от большинства ранее исследованных нами пресноводных озер на территории Архангельской области, в данном водоеме отмечены наибольшие содержания сульфатов и сероводорода в воде, при этом зафиксирована наименьшая скорость бактериального процесса сульфатредукции как в воде, так и донных отложениях. Однако среди производных сероводорода в донных осадках из сульфидных форм в оз. Назаровском доминировала пиритная сера, что может косвенно свидетельствовать о довольно активном протекании процесса сульфатредукции в отложениях этого неглубокого водоема. Можно предположить, что, несмотря на большую скорость процесса, летом образующиеся сульфидные формы в верхних слоях отложений могут окисляться из-за проникновения кислорода до дна водоема ввиду небольшой глубины озера, а накапливаются соединения восстановленной серы в донных осадках в зимний период (в водоеме отмечены анаэробные условия даже в водной толще).
Бесплатно
Оценка биоразнообразия жесткокрылых-некробионтов в Карелии
Статья научная
В работе дана оценка биотопической специфики фауны некробионтов с помощью разнообразных математических средств обработки данных по встречаемости этих животных на трупах. Представлен список видов жесткокрылых-некробионтов.
Бесплатно
Оценка видового богатства паразитофауны рыб: экологический подход
Статья научная
Изучали биологическое разнообразие паразитофауны щуки в четырех местообитаниях северных озер Карелии. Построены кривые зависимости ожидаемого видового богатства от затраченного выборочного усилия (числа исследованных особей). Предложен универсальный подход к описанию динамики пополнения видового списка – поиск (путем комбинаторики) срединных значений между самой быстрой и самой медленной траекториями прироста видового богатства с последующей аппроксимацией логарифмической функцией. Анализ показал, что в число важнейших экологических факторов формирования богатства фауны паразитов данного водоема входят богатство инфрасообществ и возрастной состав выборки хозяина. Выборка объемом 15 экз. хозяина содержит не менее 80 % всех видов паразитарного сообщества.
Бесплатно
Статья научная
В настоящей статье обсуждаются вопросы влияния строительства крупных гидрообъектов на состояние охотничьих угодий на затопляемых территориях. Проблема освещена на примере возведения Крапивинского гидроузла на реке Томь. Обсуждаются модели развития устойчивого охотничьего хозяйства на базе полиотраслевого территориального лесопользования. В частности, это касается водохранилищ и сопутствующих им гидроэлектростанций (ГЭС), поскольку это крупнейшие сооружения со значительным влиянием на животный мир на больших площадях. Целью настоящей работы является оценка воздействия строительства крупных гидрообъектов на состояние охотничьих ресурсов (на примере достройки Крапивинского гидроузла в Кемеровской области - Кузбассе). Установлено, что достройка Крапивинского гидроузла связана с потерями капитала и доходов в охотничьем хозяйстве Кемеровской области - Кузбасса, которые должны быть учтены, компенсированы и приняты во внимание при расчете коммерческой эффективности проекта. Результаты исследований устанавливают зоны затопления Крапивинского водохранилища, что является ориентиром для дальнейшего мониторинга состояния затопленных земель и других связанных с ними биологических ресурсов. Полученные результаты могут быть использованы для оценки и прогнозирования влияния других крупных низменных водоемов лесной зоны на природные ресурсы, в том числе (с определенными изменениями) водоемов Сибири и Дальнего Востока.
Бесплатно
Статья научная
Предложено использование пивной дробины в качестве источника ростовых веществ для ацетонобутилового сбраживания гидролизатов лигноцеллюлозного сырья с целью снижения себестоимости производства биобутанола и возможной утилизации отхода пивоварения. В серии опытов по оценке влияния пивной дробины на сбраживаемость углеводов штаммом бактерий Clostridium acetobutylicum АТСС 824 определены лимитирующая и ингибирующая концентрации пивной дробины в среде, которые составляют 2 и 20 об. % соответственно. Выявлена оптимальная доза пивной дробины, составившая 6 об. %. Установлено, что в ацетонобутиловом брожении может быть использована как свежая, так и закисшая пивная дробина.
Бесплатно
Оценка восстановления сообщества зоопланктона озера Чишмяле после мероприятий по экореабилитации
Статья научная
Озеро Чишмяле расположено в г. Казани, в районе с многоэтажной жилой застройкой. В 2010-х гг. озеро было полностью засыпано в связи с планируемой застройкой территории. Однако работы были прекращены, на участке наблюдалась аккумуляция поверхностных вод, что привело к повторному формированию малого водоема. В 2015 г. было принято решение восстановить озеро и создать сквер. Мероприятия по экореабилитации включали восстановление озера в прежних границах, создание искусственной подпитки водоема, укрепление берега с помощью габионов. Цель работы – оценить восстановление сообщества зоопланктона после осуществления мероприятий по экореабилитации. На протяжении вегетационных периодов 2016–2018 гг. измеряли физико-химические показатели воды, отбирали пробы зоопланктона. Полученные данные сравнивали с результатами исследований, выполненных до восстановления. Анализ космоснимков показал, что площадь вновь созданного водоема меньше ранее существовавшего на 46 %. Вода в озере имеет среднюю минерализацию, среда нейтральная. Выявлен дефицит растворенного кислорода в воде, развивающийся в июле – августе. В зоопланктоне за послереабилитационный период обнаружен 51 вид. Среднее число видов в пробе увеличилось с 4.8 ± 0.7 в 2016 г. до 7.9 ± 0.8 в 2018 г. Сравнение видового богатства до и после восстановления демонстрирует статистически значимое увеличение этого параметра. Количественные показатели зоопланктона в постреабилитационный период были низкими, средняя за вегетационный период численность изменялась по годам от 10.59 ± 3.15 до 40.24 ± 24.56 тыс. экз./м3, а биомасса – от 0.031 ± 0.010 до 0.098 ± 0.050 г/м3. Величины индекса видового разнообразия Шеннона были невысокими. Значения индекса сапробности соответствовали β-мезосапробной зоне. Таким образом, несмотря на положительные моменты, связанные с восстановлением озера и благоустройством прибрежной зоны, сообщества зоопланктона все еще отличаются невысоким видовым богатством, низкими количественными показателями.
Бесплатно
