Основные результаты работ по программам
Федеральная целевая научно-техническая программа "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники гражданского направления" Направление "Технология живых систем" Подпрограмма "Биологическое разнообразие" Тема 122. Разработка концептуальных основ и приемов восстановления биоразнообразия как ресурсной основы управления хозяйственным развитием территорий Крайнего Севера. Выявлены закономерности формирования и преобразования биоразнообразия, связанного с этапами развития самовосстановительной сукцессии в таежной зоне в зависимости от антропогенного (техногенного) воздействия. На техногенном субстрате период формирования травянистой экосистемы с присущим ей уровнем биоразнообразия (52 вида сосудистых растений) продолжается до 15-20 лет, при формировании лиственного насаждения (ольха) — более 30 лет. На послерубочной площади при достижении мелколиственным насаждением возраста 80-100 лет в напочвенном покрове отмечено 42 вида сосудистых растений, сформирован второй ярус из хвойных пород, в группах ели отмечается изменение видового разнообразия растений в сторону, характерную для ельников. Почва в этих группах приобретает черты типичной подзолистой, свойственной хвойным (ельники), мохово-кустарниковым лесам. Изучен видовой состав почвенных микромицетов во вторичных биогеоценозах зоны средней тайги. Максимальная численность грибов (до 0.4 млн. шт./г почвы) выявлена в мелколиственных насаждениях на слабонарушенных подзолистых почвах березняков и ольшаников.
Подпрограмма"Российский лес" Раздел № 1.02.1 Лесоводственно-экономическая оценка смены сосняков на ельники, разработка шкалы оценки естественного последующего возобновления (количественные и качественные параметры). Проведено массовое единовременное обследование вырубок из-под сосняков в условиях Республики Коми. Выявлено, что на песчаных дренированных почвах в боровых условиях произрастания восстановление сосны на сплошных концентрированных вырубках происходит удовлетворительно за счет сохранившегося подроста и последующего возобновления. В наиболее производительных зеленомошных типах условий местопроизрастания наблюдается послерубочная смена сосны лиственными породами и елью, что крайне нежелательно как с эколого-лесоводственной, так и с хозяйственно-экономической точек зрения. Для обеспечения надежного восстановления сосны на вырубках зеленомошной, долгомошной и сфагновой групп типов леса необходимо проводить сплошные узколесосечные рубки с сохранением подроста и семенных деревьев сосны. При отсутствии достаточного количества подроста сосны целесообразно ориентироваться на постепенные рубки. В качестве эталонов высокой продуктивности и хозяйственной ценности выделены сосняки зеленомошной группы типов леса 4-7 классов возраста послепожарного происхождения, находящиеся на определенных стадиях послепожарных сукцессий. Высокая производительность и хорошее качество древесины сосны в таких древостоях обусловлены, в первую очередь, огневым пожарным воздействием, в результате которого на начальных этапах сукцессии отмечается подавление конкуренции других видов древесных растений и улучшение стартовых условий роста для сосны. Следствием этого воздействия является формирование одновозрастных высокополнотных сосняков, достигающих высокой продуктивности стволовой древесины к 80-140-летнему возрасту. Продуктивные вторичные насаждения с преобладанием сосны в составе древостоев распространены преимущественно на вырубках с огневой очисткой лесосек, которая широко применялась в 1950-1960-х годах. Для сохранения позиций сосны в зеленомошных типах условий произрастания на дренированных песчаных и супесчаных почвах необходимо отказаться от технологии сплошных рубок с сохранением хвойного подроста, как это предусматривают "Правила рубок в равнинных лесах Европейской части России" (1996). Успешное естественное возобновление сосны может быть обеспечено за счет внедрения постепенных рубок в сосняках зеленомошных с применением огневой очистки лесосек или минерализации поверхности почвы с целью содействия последующему естественному возобновлению сосны. Тема 08.06.04.01 Разработка многофункциональной и многоуровневой системы мониторинга лесных экосистем Раздел 4.01.03.4 Провести оценку годичной продукции фитомассы и углерода по лесам России. Определена величина годичного прироста органической массы и углерода в лесных фитоценозах всего Северного района в целом и каждой из его областей и республик. В лесных фитоценозах Северного экономического района ежегодно формируется 311x106 тонн фитомассы и депонируется 133x106 тонн углерода. Ведущее значение в накоплении углерода выполняют лесные сообщества Республики Коми и Архангельской области. В экосистемах Республики Карелия главная роль в накоплении углерода принадлежит сосновым, в Республике Коми и Архангельской области – еловым, в Вологодской области – лиственным фитоценозам. В Мурманской области в стоке углерода сосна, ель и лиственные породы выполняют почти равноценную роль. В целом, по Северному району ежегодно депонируется в еловых насаждениях 48.5, сосновых – 26.7, лиственных – 24.0, лиственничных – 0.5, пихтовых – 0.2, кедровых – 0.1% от общего количества углерода, накопленного в годичном приросте фитомассы лесных сообществ. Подпрограмма "Химия и технология растительного сырья"
Тема: 8.1.37.Разработка научных основ технологии получения в опытно-промышленном масштабе растительного стимулятора биосинтеза белка для повышения продуктивности птицеводства и пушного звероводства. Разработаны научные основы технологии опытно-промышленного производства кормовой добавки для цыплят-бройлеров из надземной массы растения-интродуцента серпухи венценосной. Осуществлены биологические и производственные испытания кормовой добавки. Установлено, что кормовая добавка "Метаверон" при малых суточных дозировках (1.0 мг/кг живой массы цыплят) является эффективным стимулятором биосинтеза белка в организме птицы и обладает иммуностимулирующими свойствами. Федеральная целевая программа "Уничтожение запасов химического оружия в Российской Федерации" Тема: Оценка воздействия строительства и эксплуатации объекта 1726 (площадки № 2 и № 5) на окружающую среду. Объектом исследования являлись территории двух альтернативных участков размещения объекта по уничтожению химического оружия в Оричевском районе Кировской области – участки № 5 (п. Марадыковский) и № 2 (д. Денисенки). Выполнен аналитический обзор состояния природных сред и объектов, социальной среды и здоровья населения на изучаемых территориях. Дана оценка состояния и техногенной нагрузки на окружающую среду. Проведены расчеты воздействия проектируемого ОУХО на атмосферный воздух, поверхностные и подземные воды, почвы, биоту, социальные условия жизни и здоровье населения при штатных и аварийных ситуациях. Сделан прогноз изменений природной среды и предложения по ее реабилитации. Тема: Разработка программы локального экологического мониторинга в зоне объекта УХО в Оричевском районе Кировской области. Предложена программа локального комплексного экологического мониторинга объекта уничтожения химического оружия (ОУХО) № 1726 (Марадыковский) в Оричевском районе Кировской области, включающая концепцию комплексного экологического мониторинга объектов уничтожения химического оружия, обоснование системы показателей мониторинга объекта № 1726 и собственно программу. В концепции изложены общие подходы к разработке конкретных программ мониторинга ОУХО. Обоснована система показателей, пространственная структура сети мониторинга и периодичность наблюдений по трем подсистемам – производственному контролю, экологическому мониторингу окружающей природной среды, мониторингу здоровья персонала ОУХО и населения, проживающего в зоне влияния объекта № 1726 (Марадыковский). Программа мониторинга устанавливает перечень показателей, подлежащих контролю, сроки наблюдений, исполнителей работ, содержит оценку сметной стоимости системы локального комплексного экологического мониторинга ОУХО № 1726. Тема: Корректировка размеров (площади) зоны защитных мероприятий, устанавливаемой вокруг объекта по хранению химического оружия Марадыковский в Оричевском районе Кировской области. Для обоснования размера зоны защитных мероприятий применена "Методика прогнозирования масштабов заражения сильнодействующими ядовитыми веществами при авариях (разрушениях) на химически опасных объектах и транспорте". Показано, что с учетом топографических условий местности при наиболее неблагоприятных погодных условиях для максимальной гипотетической аварии на объекте хранения химического оружия радиус зоны поражения на уровне пороговой токсической дозы зомана составляет 22.3 км. На основании расчета определена граница зоны защитных мероприятий, в пределы которой попадают 196 населенных пунктов с общим населением 54590 человек. Подготовлен проект постановления Правительства РФ "Об утверждении площади зоны защитных мероприятий вокруг объекта по хранению химического оружия Марадыковский в Оричевском районе Кировской области". Федеральная целевая программа "Государственная поддержка интеграции высшего образования и фундаментальной науки на 1997-2001 гг." Грант А0010 Научно-образовательный центр БИОГИС. В рамках Программы с целью интеграции в области биологии и экологии с 1997 г. организован и действует Научно-образовательный центр БИОГИС. Результативно работают 4 кафедры-лаборатории (беспозвоночных животных, экспериментальной ботаники и биотехнологии, экологической химии) и центр ГИС-технологий. В 2001 г. организовано новое структурное подразделение – кафедра-лаборатория экологической генетики. Головной исполнитель Институт биологии и вузы (СГУ, КГПИ, СЛИ) проводят совместные исследования по следующим направлениям: фауна и экология наземных и почвенных беспозвоночных лесных и тундровых экосистем; адаптация и репродукция растений в холодном климате; физико-химические основы природовосстановления (почвы и почвенный покров); структура и динамика ненарушенных таежных древостоев; кадастры природных ресурсов. Тематика объединена общей целью получения новых фундаментальных знаний для разработки эколого-биологических основ рационального природпользования и охраны природной среды на европейском Северо-Востоке. В текущем году результаты совместных исследований были обобщены в монографии по морфофизиологии клубнеобразующих растений и сборнике трудов по фауне и экологии беспозвоночных животных, опубликовано около 50 статей и тезисов докладов. На базе Центра проходят специализацию более 100 студентов вузов. В образовательном процессе, руководстве дипломными и курсовыми проектами участвуют 18 научных сотрудников. Разработаны новые курсы и спецкурсы (6), подготовлено 12 учебно-методических пособий. Совместными усилиями проведены VIII молодежная научная конференция «Актуальные вопросы биологии и экологии», 3 студенческих конференции. В работе экспедиционных отрядов Института биологии участвовало 14 студентов и аспирантов вузов. Подготовлены 8 проектов по 6 направлениям ФЦП "Интеграция науки и высшего образования России на 2002-2006 гг.". Гранты РФФИ и регионального конкурса РФФИ-Коми
№ 99-04-49263 и 01-04-06339. Комплексная оценка продукционного процесса и устойчивости лесных экосистем Севера. Выявлено, что в условно одновозрастных сосняках лишайниковых распределение деревьев по классам роста и развития по Крафту сильно изменяется: I класс – 7-52, II – 27-37, III – 9-35, IV – 1-16, V – 6-18%. В черничных типах сообществ вариабельность менее выражена: I класс – 16-27, II – 21-35, III – 19-33, IV – 5-16, V – 10-22%. Периодический пятилетний радиальный прирост сосны в сосняках лишайниковых изменяется от 4 до 10, в сосняках черничных – от 8 до 13 мм и имеет тенденцию к снижению с возрастом. Установлена динамика содержания основных питательных элементов в связи с ростом вегетативных органов хвойных древесных растений. Проведен сравнительный анализ структурных параметров и углекислотного газообмена ассимиляционного аппарата хвойных. Выявлено, что хвоя сосны отличается более высокими показателями массы, длины, толщины покровных тканей, имеет более мелкие устьица, чем у пихты и ели. Сосна характеризуется более высокой скоростью фотосинтеза при световом насыщении и скоростью темнового дыхания хвои, чем ель и пихта. Более широкий оптимум температурных кривых фотосинтеза выявлен у ели.
№ 01-04-48082. Мониторинг состава фитоэкдистероидов растений серпуха венценосная и рапонтик пленчатый при интродукции и изучение влияния экдистероидов на адаптацию млекопитающих и птиц. Выявлено, что основными компонентами фитоэкдистероидов (ФЭС) серпухи венценосной являются: 20-гидроксиэкдизон – экдистерон (20Е), 25S-инокостерон (ИН), альфа-экдизон (ЭЗ). В период от начала формирования бутонов до массовой бутонизации в листьях наблюдается максимальное накопление ФЭС, к фазе массового плодоношения оно постепенно снижается. Массовая доля ФЭС в цветочных корзинках максимальна в фазу массовой бутонизации, затем снижается к фазе цветения и вновь возрастает к фазе массового плодоношения. Содержание ФЭС в стеблях наибольшее в фазу массовой бутонизации и составляет 0.32%. Соотношение между 20Е и ИН в органах растений в течение вегетационного периода существенно не меняется и составляет 5:1. Урожайность сухого сырья серпухи венценосной в фазу начала бутонизации составляет 0.7 кг/м2, в фазу массовой бутонизации она возрастает до 1.8 кг/м2. Сбор ФЭС из листьев в эту фазу составляет не менее 13.7 г/м2. Наиболее высокая урожайность и сбор ФЭС приходятся на период от начала бутонизации до массовой бутонизации. Проведен эксперимент с пролонгированным воздействием препарата метаверона (75 дней), содержащего 5-7% 20-гидроксиэкдизона, который добавляли в корм беспородным белым мышам в концентрации 1, 10 и 100 мг/кг веса. Выявлено, что препарат вызывает стимуляцию увеличения веса тела при действии средней и максимальной дозы. В то же время, исследуемый препарат оказывает мутагенное действие на половые и соматические клетки – выявлено повышение количества клеток, содержащих микроядра (1 и 10 мг/кг), частоты АГС (10 мг/кг) и уровня общей эмбриональной смертности (10 и 100 мг/кг). Тема: 99-04-48621. Полигенез и эволюция почв южных субарктических тундр. Изучены среднеголоценовые палеоподзолы бассейна р. Ортина на северной границе южных гипоарктических тундр, вблизи дельты р. Печора, под островками реликтовых еловых лесов и тундровой растительностью. Резкие перерывы в почвообразовании в холодные фазы голоцена, чередование педогенеза и морфокриолитогенеза вызвали формирование под тундровой растительностью погребенных педостратиграфических комплексов, перекрытых современным профилем подбура. Монопрофиль палеоподзола наблюдается под лесными островками. Микростроение иллювиальных горизонтов палеопочв отражает криогенные черты и слабо выраженное иллювиирование гумусо-Fe соединений. По диагностическим показателям погребенные почвы соответствуют подзолам иллювиально-гумусовым. Согласно радиоуглеродному датированию формирование почв относятся к атлантическому периоду голоцена. При близком строении и свойствах погребенных подзолов бассейнов рек Ортина и Хоседа-ю, они отличаются возрастом (средний и поздний голоцен, соответственно). Тема: 01-04-96432. Буферная способность – индикатор почвообразовательных процеесов в таежной зоне. Поступление кислых атмосферных осадков рассматривается как дополнительная кислотная нагрузка к существующему в почвах естественному процессу кислотообразования. Экспериментально доказана роль реакций катионного обмена и диссоциации Al-органических и Mn-органических комплексов в создании буферности к кислоте органогенных горизонтов. При титровании кислотой элювиальных горизонтов автоморфной почвы основными буферными реакциями являются вытеснение протоном обменных катионов и реакции, обеспечивающее переход в раствор Al: растворение прослоек гидроксида Al в почвенных хлоритах, вытеснение протоном Al из тетраэдров трехслойных глинистых минералов, протонирование поверхностных гидроксильных групп на частицах гидроксидов Fe и Al. При титровании кислотой горизонтов В2 и С подзолистых и болотно-подзолистых почв главной буферной реакцией является вытеснение протоном обменных Са и Mg. Тема: 01-04-96442. Структурно-функциональные параметры гумусовых веществ подзолистых и болотно-подзолистых почв европейского северо-востока России. Методами ИК-спектроскопии и люминесцентного анализа исследованы подзолистые и болотно-подзолистые почвы. Получены зависимости между общей массой экстрагируемых органических веществ, соотношением ароматических и алифатических фрагментов, карбонильных групп, флуоресцентного фона. Установлено, что при общем уменьшении массы экстрагируемых органических веществ по профилю почв сохраняется соотношение между ароматическими и алифатическими фрагментами. Исследования люминесцентных свойств органического вещества показали, что флуоресценция находится в соответствии с общей массой распределения гумусовых веществ по профилю почв. Флуоресцентный фон почв, главным образом, связан с ароматическими фрагментами молекул.
Тема: 01-04-96435.Состояние популяций редких видов растений Республики Коми, их распространение, воспроизводство, экология. Изучены эколого-фитоценотические условия произрастания, состояние ценопопуляций и размножение редких видов сосудистых растений: Adonis sibirica (2 ценопопуляции), Anemone sylvestris (2), Botrychium virginianum (1), Chimaphila umbellata (1), Crepis praemorsa (1), Cypripedium calceolus (8), Cypripedium guttatum (3), Dactylorhiza cruenta (1), Dianthus fischeri (1), Dracocephalum ruyschiana (1), Epipactis atrorubens (1), Iris sibirica (2), Isoetes setacea (2), Malaxis monophyllos (1), Ophioglossum vulgatum (1), Paeonia anomala (2), Pteridium aquilinum (1), Pulmonaria obscura (2), Pulsatilla patens (5), Ranunculus lingua (2), Scorzonera ruprechtiana (1), Trifolium montanum (2), Thelipteris palustris (1), Veronica spicata (4), Viola mirabilis (4), Viola selkirkii (1) в Сысольском, Койгородском, Усть-Куломском, Сыктывдинском районах Республики Коми. Отмечено критическое состояние ценопопуляций Adonis sibirica, Scorzonera ruprechtiana в окрестностях п. Пузла (флористический памятник природы "Пузлинский"), Dianthus fischeri в окрестностях с.Ужга из-за их крайней малочисленности. Выявлено, что популяция Adonis sibirica в окрестностях д. Краснояр почти уничтожена в результате заготовки этого лекарственного растения местным населением. Изучение состояния ценопопуляций Cypripedium calceolus, вида, внесенного в Международную Красную Книгу, показало, что на исследованной территории и на Среднем Тимане (в Усть-Цилемском районе) вид встречается в основном в труднодоступных местах, где отсутствует активное антропогенное воздействие. Вместе с тем, его ценопопуляции устойчивы и активно возобновляются благодаря вегетативному и семенному размножению растений. Тема: 01-04-96434. Структурно-функциональная организация подземного побегового комплекса корневищных травянистых многолетних растений и их продуктивный потенциал. Заложен временный питомник для выращивания рассады костреца безостого (Bromopsis inermis (Leyss.) Holub.) и канареечника тростниковидного (Phalaroides arundinaceae (L.) Rauschert.). В фазе кущения высота растений костреца безостого составила в среднем 47 см, длина подземных побегов – 16 см, число надземных побегов – 4, а подземных – в среднем 6-7 штук. Длина надземных и подземных побегов растений канареечника тростниковидного была меньше по сравнению с кострецом, и составляла 41 и 14 см, соответственно. У канареечника формировалось меньше подземных побегов (в среднем 4), чем у костреца. У исследуемых видов наблюдали 2 типа подземных побегов: корневища с горизонтальной ориентацией роста и сарменты с диатропно-ортотропной ориентацией роста, которые формировали надземный побег, минуя период покоя. Разработаны методики работы с подземными побегами растений, облегчающие наблюдение и различные манипуляции с корневищами и столонами.
№ 01-04-96436Создание и сохранение генетического разнообразия полезных растений (кормовых, декоративных, лекарственных, плодово-ягодных) и выявление путей их адаптации к условиям Севера. Проведена работа по пополнению коллекционного фонда полезных растений за счет экспедиций и по заявкам на семена через делектусы. В 2001 г. коллекции живых растений были пополнены более, чем 200 видами и сортообразцами. Осуществлена разработка методических подходов на сохранение живых коллекций полезных растений, выявление закономерностей изменчивости морфологии растений от погодных и атмосферных воздействий. Гранты молодых ученых РАН по фундаментальным и прикладным исследованиям (6-й конкурс-экспертиза 1999 г.)
№ 283.Адаптация и репродукция растений природной флоры средней тайги европейского северо-востока России. Исследование структурно-функциональной организации ассимилирующих органов представляет большой интерес для выявления путей адаптации растений. Изучена мезоструктура листьев аркто-бореального горного вида Rhodiola rosea L. (Crassulaceae D.С.) двух географических групп. Растения арктического (о-ва Вайгач и Южный) и уральского (бассейны рек Торговая и Кожим) происхождения выращивали вблизи г. Сыктывкара. Особи R.rosea разного происхождения при произрастании в одинаковых экологических условиях отличались между собой по анатомическим показателям листьев. Арктические растения имели в 1.5-2 раза меньшую, но более толстую листовую пластинку. Мезофилл четко дифференцирован на палисадную и губчатую паренхиму. Губчатая ткань по толщине превышает палисадную почти в два раза. Число слоев клеток палисадной и губчатой ткани на срезе листа у обеих групп растений одинаково. Клетки палисадного мезофилла содержат 55-70 хлоропластов, губчатого – несколько меньше (45-60). В губчатой и палисадной ткани листьев арктических
растений объем клетки, приходящийся на хлоропласт, выше, чем у уральских растений. У уральских растений число устьиц на верхнем эпидермисе листа значительно больше, чем на нижнем, тогда как у арктических, более адаптированных к неустойчивому водоснабжению, их примерно равное количество. Предположили, что генетически закрепленные различия в структуре ассимилирующих тканей арктических и уральских особей носят адаптивный характер и способствуют приспособлению растений к короткому вегетационному периоду, низким положительным температурам, недостатку влаги.
№ 282.Синезеленые водоросли в структурно-функциональной организации экосистем восточно-европейских тундр. Выявлено флористическое разнообразие и структура альгогруппировок синезеленых водорослей типичных арктических и субарктических тундровых фитоценозов. Исследованы эколого-биологические особенности доминирующих видов. Изучены биологические особенности и азотфиксирующая активность ряда видов-доминантов, а также нормы реакции азотфиксирующих синезеленых водорослей естественных и трансформированных фитоценозов к факторам окружающей среды.
№ 286.Изучение гумусовых веществ почв европейского Северо-Востока России современными физико-химическими методами. Выявлены особенности качественного состава гумуса болотно-подзолистых почв, формирующихся в биоклиматических условиях средней тайги. Показано возрастание общего содержания органического вещества, группы гуминовых кислот, степени гидролизуемости гумусовых веществ и снижение прочности связи гуминовых (ГК) и фульвокислот (ФК) с минеральной частью почвы по мере усиления степени гидроморфности болотно-подзолистых почв. Методами 13С-ЯМР и ЭПР спектроскрпии изучен качественный и количественный состав гумусовых веществ, выделенных из генетических горизонтов болотно-подзолистых почв. Установлено, что в условиях избыточного переувлажнения формируются гумусовые вещества, обогащенные алифатическими структурами.
Региональная комплексная программа "Урал" Тема: 4/99 (3.7/99)Мониторинг и управление лососевых рыб в Уральских притоках р. Печора. Показано, что большинство лососевых водотоков сохраняет в целом благоприятный гидробиологический и гидрохимический режим для воспроизводства лососевидных рыб. Вместе с тем в водах отмечены химические вещества (гексахлоран, линдан, СПАВ), которые проникают сюда с воздушными потоками. Для горных рек Урала характерен средний уровень продуктивности донных биоценозов, распределение кормовых ресурсов, их сезонное и межгодовое развитие обеспечивает устойчивую и стабильную кормовую базу для лососевидных рыб. Экологическая емкость водотоков по данному фактору позволяет рассматривать уральский регион как один из важнейших на европейском Северо-Востоке по воспроизводству лосося и промысловому потенциалу хариусовых и сиговых рыб. Воспроизводительный потенциал всех лососевидных рыб в настоящее время в разной степени подорван вследствие нерационального природопользования по субъективным причинам. Их исключение связано с применением в практической деятельности стратегии природопользования, исходящей из условия
сохранения структурно-функциональной оригинальности экосистем, борьбой с экологическим невежеством, правовым нигилизмом.
Межрегиональная НТП "Биологические ресурсы северо-востока европейской части России и их рациональное использование в продовольственном комплексе" Тема: Выявить новые виды биологических ресурсов кормовых, декоративных, лекарственных растений на территории России, пригодных для культивирования их в условиях европейского Cеверо-Востока. Продолжены работы по привлечению исходного материала кормовых, декоративных, лекарственных растений и изучению их в условиях коллекционного питомника. В результате экспедиционных выездов сотрудников отдела Ботанический сад в текущем году коллекции полезных растений пополнились более 150 образцами плодово-ягодных и декоративных растений.
В стационарных условиях продолжено изучение возрастного и сезонного ритма роста и развития растений, их сырьевой и семенной продуктивности. В связи со сложившимися благоприятными метеоусловиями отмечено более раннее наступление основных фаз развития и их плодоношение у таких многолетних видов, как борщевик Сосновский, б. Мантегацци, б. шероховато-окаймленный, б. жесткий, горец Вейриха, как на многолетней плантации, так и в коллекции образцов. Высота растений достигала 2.5-3.6 м, урожайность надземной массы – 60.0-120.0 т/га и облиственность ее – до 40-50%.
Установлено, что в условиях интродукции все образцы валерианы лекарственной завязывали полноценные семена. Показана зависимость продуктивности корневищ с корнями валерианы лекарственной от возраста особей. Отмечено увеличение урожайности ее подземных органов при вершковании в условиях Севера. Выявлена высокая фенотипическая изменчивость количественных морфологических признаков растений, что дает реальную возможность для целенаправленного отбора форм по хозяйственно ценным признакам. Определено содержание эфирного масла в лекарственном сырье валерианы лекарственной. Результаты исследований дополняют сведения о биологических особенностях культивируемой валерианы и могут быть использованы для разработки агротехнических приемов возделывания этого вида в условиях среднетаежной подзоны Республики Коми.
Тема:Физиолого-биохимические аспекты продуктивности разных видов и сортов растений в условиях холодного климата. Дана сравнительная физиолого-биохимическая характеристика интенсивных сортов ячменя при выращивании в разных климатических зонах (Кировская обл., Республика Коми). Выявлены диапазон варьирования СО2-газообмена, температурный оптимум фотосинтеза, интенсивность и направленность метаболизма. Рассмотрены пути оптимизации продукционного процесса с учетом климатических и эдафических условий.
Почвы Республики Коми характеризуются высокой кислотностью, которая во многом определяется наличием подвижного алюминия. Исследования влияния разных концентраций алюминия на физиологические показатели устойчивого сорта ячменя Новичок выявили, что ионы алюминия, стимулируя рост корневой системы, подавляют рост надземной части. В то же время в листовых пластинках усиливается синтез хлорофиллов, активизируются метаболические процессы.
Международные гранты и проекты
Проект ENV4-CT97-0522"Деградация тундры в Российской Арктике (TUNDRA)" Впервые изучены почвы бассейна р. Уса в верхнем течении р. Хоседаю. Дана оценка их морфологическим и физико-химическим свойствам как факторам, поддерживающим биологическое разнообразие растительных сообществ. Мозаичность и комплексность почвенного покрова, связанные с криолитогенной пестротой пород, объясняют биоразнообразие и устойчивость растительного покрова. В виде систематического списка обобщены сведения о составе почвенных и пресноводных синезеленых водорослей фитоценозов техногенно-измененных территорий тундры. Исследованы флора диатомовых водорослей и структура их сообществ в прикрепленных альгоценозах тундровых стоячих водоемов, испытывающих влияние промышленного загрязнения. Анализ сезонного изменения структуры и состава надземной и подземной фитомассы ряда типичных сообществ воркутинской тундры показал, что наибольшей первичной продуктивностью обладали кустарничково-моховые и осоковые сообщества. Использование ГИС-методов позволило вычислить сезонное увеличение азотного и углеродного пула данного района, составившее 0.44±0.17 г N/м2 и 8.78±2.47 г С/м2 соответственно. Оцифровкой опубликованных и неопубликованных почвенных карт масштаба 1:1 млн. из фондов Института биологии создана почвенная ГИС бассейна р. Уса. Содержание карт переведено из национальной в международную почвенную классификацию (World Reference Base for Soil Resources, 1998). Выполнен расчет запасов почвенного углерода на территории бассейна р. Уса. Бассейн рассматривается как модельный для европейской Субарктики, и рассчитанные запасы использованы другими участниками проекта «TUNDRA» для расчета баланса углерода и прогнозирования чувствительности этого баланса к изменениям климата. С помощью ГИС выполнен расчет площадей различных почв на территории бассейна. Проект EC N ICA2-СТ-2000-10018 "Устойчивое развитие Печорского региона в изменяющихся условиях природы и общества (SPICE)". Впервые исследованы водные сообщества ряда водотоков Малоземельской тундры. В донном населении бассейна р. Нерута установлены 17 групп беспозвоночных. Среди низших ракообразных, олигохет, моллюсков, жуков выявлено 56 видов. Максимальное число видов зарегистрировано для ветвистоусых (16) и веслоногих (11) рачков и олигохет (9 видов). (К.б.н. О.А. Лоскутова) Рыбное население исследованных водоемов представлено 9 видами, относящимися к 7 семействам – Salmonidae (горбуша), Coregonidae (сибирский сиг-пыжьян и пелядь), Esocidae (щука), Cyprinidae (язь и плотва), Balitoridae (голец усатый), Casterosteidae (колюшка девятииглая) и Percidae (окунь). При этом особое внимание привлекает факт обнаружения горбуши, которая после акклиматизации в водоемах Кольского полуострова в 60-х годах распространилась далеко на восток. (К.б.н. В.И.Пономарев) Получены новые данные об альгофлоре разнотипных водоемов в бассейнах рек Нерута и Ортина. Установлено значительное флористическое богатство диатомовых, более разнообразных в ледниковых и пойменных озерах. Всего определено 318 видов с разновидностями из 36 родов и 17 семейств, десять видов являются очень редкими для России. В таксономическом спектре преобладают семейства Naviculaceae и род Navicula. Сравнительный анализ диатомовых в двух пойменных озерах басссейна р. Ортина под влиянием предшествующего нефтеразведочного бурения выявил преимущественные различия экологической структуры доминирующих комплексов при незначительных отличиях видового состава, коэффициенты сходства составляют 0.64-0.65. Проведены исследования разнообразия синезеленых водорослей в водоемах Малоземельской и Большеземельской тундры в фоновых и антропогенно измененных условиях. В результате исследований водоемов бассейнов рек Ортина и Нерута отмечено 90 видов с внутривидовыми таксонами из 4 порядков, 13 семейств, 25 родов; 8 видов являются новыми для региона исследований. В таксономической структуре исследованных водоемов по числу видов преобладают представители родов Anabaena, Nostoc, Microcystis. В водоемах бассейна реки Ортина выявлено 69, в водоемах бассейна р. Нерута – 53 вида синезеленых водорослей, общими являются 25 видов. На примере двух пойменных озер изучено влияние нефтяного загрязнения на синезеленые водоросли. В импактном озере отмечено незначительное снижение видового разнообразия синезеленых. Показатель сходства доминирующих комплексов фонового и импактного озер составил 0.26, что свидетельствует о перестройке комплекса доминантов в условиях нефтяного загрязнения. В импактных условиях наблюдается уменьшение в доминирующем комплексе доли видов, способных фиксировать молекулярный азот, смене гетероцистных видов хроококковыми водорослями. По показателям сапробности в озере-отстойнике отмечено незначительное повышение доли b, b-a, a-мезосапробов в составе водорослевых сообществ разных экологических групп в целом и составе доминирующих комплексов. (к.б.н. Е.Н. Патова, н.с. А.С. Стенина). Продолжены исследования по выявлению местонахождений реликтовых еловых островов, изолированных от основного ареала Picea obovata в суббореальный период Голоцена (бассейн р. Море-Ю). Изучена изменчивость ферментов SOD, EST и PER хвои ели сибирской (Picea obovata). Описана аллозимная изменчивость двух диаллельных локусов (Per-3 и Per-4), которые могут быть использованы в дополнение к ранее описанным полиморфным локусам ели сибирской при популяционно-генетических исследованиях. Показано, что в процессе естественного отбора в популяции ели на территории тундры сохранились только два полиморфных локуса пероксидаз из четырех, обнаруженных у ели из таежной популяции. Установлено, что длительная изоляция популяции ели сибирской на территории тундры не привела к достоверному снижению уровня гетерозиготности в двух полиморфных локусах пероксидаз (средняя гетерозиготность в тундровой популяции 44.05%, в таежной – 44.95%). Информация об уровне и организации генетической изменчивости ели сибирской в изолированных субпопуляциях позволит получить новые данные о происходящих в них микроэволюционных процессах. (Докторант И.А. Лавриненко, к.б.н. О.В. Лавриненко). Проект CALM "Циркумполярный мониторинг деятельного слоя почв и грунтов" Продолжены наблюдения на CALM-площадке (замеры глубины протаивания, влажность почв, съемка снежного покрова, инструментальное нивелирование с целью определить величину усадки/пучения почвы, описание почвенных разрезов). Проведена статистическая обработка данных, готовится раздел в совместную публикацию.
Проект SCOPES 2000-2003.Генетическое разнообразие, популяционная биология и статус охраны исчезающего лишайника Lobaria pulmonaria по трансекте с запада на восток через Евразию. В ключевом местообитании в окрестностях г. Сыктывкар проведен отбор образцов лишайника Lobaria pulmonaria для определения генетического разнообразия и выявления специфичности популяций среди исследованных территорий. Генетический анализ, основанный на последовательности ДНК ITS1 и nLSU, будет осуществлен на базе WSL. Для определения экотипной дифференциации и адаптации лишайника Lobaria pulmonaria к различным климатическим районам отобраны и высланы в другие регионы образцы для трансплантации. Полученные от других команд образцы трансплантированы для проверки гипотезы о том, связаны ли экотипы с генотипами и включает ли Lobaria pulmonaria различные экотипы. Метод трансплантации взрослых талломов и диаспор позволяет увеличить размеры небольших и находящихся под угрозой исчезновения популяций лишайников.
Грант ИНТАС-РФФИ № 97-10984.Проект PERUSA. Многолетняя мерзлота в бассейне р. Уса: распространение, характеристика, динамика и влияние на инфраструктуру. Создана ГИС многолетней мерзлоты в бассейне р. Уса, отражающая состояние мерзлоты в период последней четвертьвековой фазы потепления климата (масштаб исходной карты 1:1 000 000, масштаб ключевых участков 1:200 000). Применена специальная методика фильтрации данных температурных наблюдений в скважинах, позволяющая отобрать только данные, отражающие среднюю ситуацию на период 25-летнего потепления. ГИС включает 3 картографических слоя (стратиграфия, литология, температура и распространение мерзлоты), точечный слой (криогенные явления и опорные скважины), стандартные атрибутивные файлы и каталог опорных скважин, содержащий информацию 11 типов для каждой из 137 скважин. Закончены и обработаны данные логгерных наблюдений, сформирован пакет данных, на основе которого американским участником проекта выполнено математическое моделирование динамики мерзлоты. В модели использован 30-летний ряд наблюдений за температурой мерзлоты на разных глубинах. Калибровка модели проведена на основании данных двухлетних логгерных наблюдений за температурами в деятельном слое грунта и верхнем слое мерзлоты, проводимых с интервалом 3 часа. Прогноз по изменению климата в предстоящие 85 лет сделан зарубежными партнерами с использованием одной из глобальных циркуляционных моделей климата (GCM) на базе месячных трендов с учетом естественной вариабельности климата, зафиксированной в данных метеорологических наблюдений. Моделирование показало, что мерзлота будет реагировать на потепление климата довольно быстро, однако, эта реакция долгое время будет связана лишь с изменением температур в пределах отрицательных. Таяние мерзлоты и формирование 5-метрового талика (при современном протаивании 130-160 см) произойдет лишь через 60 лет с момента начала потепления.
Логотип -
Начало -
Общие
сведения -
Структура -
Научная деятельность 10056 посещений с 14.02.2002 |