Механизмы структурно-функциональной организации растительного покрова и рациональное природопользованиеНИР

The mechanisms of structural and functional organization of the vegetative cover and environmental management

Источник финансирования НИР

госбюджет, раздел 0110 (для тем по госзаданию)

Этапы НИР

# Сроки Название
1 1 января 2021 г.-31 декабря 2021 г. Механизмы структурно-функциональной организации растительного покрова и рациональное природопользование
Результаты этапа: 1. Разномасштабная динамика растительных сообществ. 1.1. Изучение растительности лесов Звенигородской биостанции МГУ. Проведен анализ изменения растительности лесов Звенигородской биостанции МГУ в очагах усыхания ели после вспышки численности короеда-типографа в 2012 г. при разных сценариях разработки короедников. На территории Звенигородской биостанции МГУ (Московская область) в 2013 г. рядом заложены три постоянные пробные площади одинакового размера в ельнике зеленчуковом: с погибшим древостоем ели (короедник), на сплошной вырубке сухостоя ели и с живым древостоем ели (контроль). Мониторинговые исследования 2014-2021 гг. выявили различия динамических процессов при сохранении или вырубки сухостоя ели. В сухостойном ельнике травяно-кустарничковом ярусе виды сохранили свое доминирование и их ценотический спектр соответствует спектру исходного леса. Общая динамика развития фитоценоза короедника направлена на восстановление сообщества, близкого к исходному лесному, изменяя лишь соотношение доминирующих пород в древостое. Выявлены механизмы динамических трендов растительности ельников после гибели древостоя при разных сценариях разработки короедников. При полном уничтожении древостоя ели (не только погибшего) в ходе сплошной санитарной рубки происходит трансформация лесных сообществ в травяные и кустарниковые, что ведет к принципиальному изменению растительного покрова ельников. Восстановление леса привело к формированию смешанного липово-кленового фитоценоза с березой и лещиной. Восстановление ельника не произошло. По результатам исследований сделан 1 пленарный доклад на конференции. 1.2. Естественные и антропогенные изменения растительного покрова Европейской части России в голоцене Выполнены полевые работы на охраняемых лесных территориях Московской области (лесопарк Горенки, Салтыковский лесопарк, ООПТ Масловская лесная дача, заказник ЗБС, Приокско-Террасный заповедник), проведены лабораторные исследования по 6 торфяным колонкам, результаты готовятся к публикации. Совместно с ИАРАН проведены полевые палеопочвенные исследования на 2 археологических объектах в Смоленской области (Соборная гора, городище Демидовка) и 3 археологических объектах во Владимирской области (Муром). Совместно с Калмыцким научным центром РАН проведены полевые работы и отбор почвенных и озерных образцов в Ростовской области и республике Калмыкия. Совместно с ИГРАН были продолжены работы по изучению плейстоценовых озерных и торфяных отложений в Московской обл. (Дмитровский карьер) и Курской обл. (Александровский карьер, Пойма р. Суджа), первые итоги доложены на конференциях и готовятся к публикации. По результатам работы сделано 12 докладов на конференциях, из них 11 – на международных. 2. Пластичность популяционных и функциональных признаков растений. 2.1. Популяционная динамика альпийских растений Северо-западного Кавказа В 2021 году продолжены исследования разногодичной динамики альпийских растительных сообществ северо-западного Кавказа на высокогорном стационаре в Тебердинском заповеднике. Учитывали на постоянных площадках общую численности побегов и численность генеративных побегов в четырех сообществах заповедника: альпийских лишайниковых пустошах, пестроовсяницевых лугах, гераниево-копеечниковых лугах и альпийских коврах. На территории Тебердинского заповедника собраны данные с заложенных ранее площадок 11 видов орхидей (Dactylorhiza euxina (Nevski) Czerep., D. viridis (L.) R. M. Bateman, Pridgeon & M. W. Chase, Epipactis helleborine (L.) Crantz, Goodyera repens (L.) R. Br., Gymnadenia conopsea (L.) R. Br., Platanthera chlorantha (Custer) Rchb.), 5 (Cephalanthera longifolia (L.) Fritsch, C. rubra (L.) Rich., Dactylorhiza urvilleana (Steud.) H. Baumann & Kunkele, Epipogium aphyllum Sw., Traunsteinera sphaerica (M. Bieb.) Schltr.) из которых занесены в Красную книгу РФ. Отмечено, что роющая деятельность животных (Sus scrofa Linnaeus, 1758) положительно влияет на возобновление особей в популяциях (увеличивается процент численности особей в ювенильном состоянии). Продолжено изучение онтогенеза Traunsteinera sphaerica. В 2021 г. увеличилось число генеративных особей в популяциях данного вида. В растительных сообществах выявлены «растения-няньки» для ювенильных и имматурных особей орхидей. В большинстве изученных популяций отмечена тенденция роста численности особей. Возрастные спектры полночленны, правосторонние (с преобладанием генеративной группы) или бимодальные (с преобладанием ювенильной или имматурной и генеративной групп). По результатам исследований опубликована 1 статья. 2.2. Изучение функциональных признаков орхидей умеренного климата На территории России были впервые проведены исследования функциональных признаков орхидных. Объектами исследований стали 15 видов (Cephalanthera longifolia, C. rubra, Cypripedium calceolus, Dactylorhiza euxina, D. baltica, D. fuchsii, D. urvilleana, Epipactis helleborine, Hammarbya paludosa, Liparis loeselii, Malaxis monophyllos, Orchis mascula, O. militaris, O. purpurea, Traunsteinera sphaerica). Исследования проведены на территории Европейской части России (Тверская, Калужская, Владимирская, Саратовская, Московская области), на Кавказе (Карачаево-Черкесская Республика) и в Крыму (Республика Крым и Севастополь). После обработки собранных образцов (листьев) анализ данных показал, что практически все изученные виды орхидей не имеют четко выраженную единственную стратегию, а характеризуются смешанными и относятся к двум типам (CR, R/CR). Большинство особей орхидей имеет черты рудеральной и конкурентно-рудеральной стратегий (например, C. rubra, Epipactis helleborine). Исключение составила орхидея - Hammarbya paludosa, которая была отнесена к группе видов с рудеральной стратегией. Выявленная стратегия для данного вида является логичной, так как отмечается, что вид исчезает с мест, где изменяется гидрорежим и появляются другие виды сосудистых растений. Тоже самое происходит и с большинством сорных видов растений, которые заменяются в процессе зарастания нарушенных участков более конкурентоспособными видами. Характерной особенностью для изученных видов можно назвать практически полное отсутствие стресс-толерантной (S) стратегии. Лишь в исключительных случаях у некоторых видов в популяции процент стресс-толерантности варьировал от 1-3% у Epipactis helleborine (Калужская область) до 16% у Cephalanthera longifolia (Республика Крым). Для Dactylorhiza euxina, D. viridis и D. fuchsii также получены данные по изменению функциональных стратегий некоторых видов орхидных в процессе онтогенеза. Предварительная обработка данных показывает существенный вклад рудеральной стратегии на ювенильной стадии у всех изученных видов. По мере роста и развития особей увеличивается процент вклада конкурентной стратегии, который достигает своего максимума на генеративной стадии. 2.3. Биология и экология Ajuga reptans L. Сбор полевого материала по Ajuga reptans в 2021 году не проводился. Обработан ранее собранный материал в трех местообитаниях на Звенигородской биологической станции: ельнике черничном, вейниковой вырубке на месте ельника, березняке с рябиной. Сомкнутость крон на участках составляла 0.7, 0.1 и 0.2 соответственно. В каждом сообществе была заложена площадка 25 м2 и в ее контуре регулярным образом были заложены 5 квадратов размером 1 м2. С каждого квадрата были выкопаны все экземпляры Ajuga reptans. Для них определяли возрастное состояние и календарный возраст, происхождение (семенное, вегетативное), число и длину листьев, число и длину столонов. Растения разделяли на подземные и надземные органы, которые потом взвешивали. Ювенильные (j) растения формировали розеточные побеги с 2-3 парами листьев. Длина листа 24-49 мм. Семядоли отсутствуют. Корневая система представлена небольшим моноподиально нарастающим корневищем с множеством тонких придаточных корней. Продолжительность состояния 2-3 года. Имматурные (im) растения имели листья длиной 1,9-17,8 см, от 2 до 7 пар в розетке, толстые (дву-)многолетние в норме моноподиально нарастающие корневища. Боковые корни утолщены у основания. Продолжительность состояния 2-4 года. Виргинильные (v) особи имели также от 2 до 7 пар листьев в розетке, их длина варьировалась от 5,1 до 16,7 см. У них было от одного до нескольких столонов длиной до 44 см. Корневище толстое, с утолщенными придаточными корнями и следами столонов прошлых лет. Продолжительность состояния 2-4 года. Цветоносы генеративных (g) растений были высотой до 27,6 см. Листья в розетках располагались чаще всего по 4 пары, 5,1-11,5 см в длину. Продолжительность состояния от 2 до 5 лет. В более затененном сообществе цветоносы были выше, чем в менее затененном (в березняке звездчатковом – 27,2 см; в ельнике вейниковом – 14,4 см). Наибольшая численность была на вейниковой вырубке (24 экз./м2), а в двух других она составляла в среднем 4–5 на 1 м2. До 80% приходилось на имматурные особи вегетативного происхождения. Число особей семенного происхождения по всем сообществам составило менее 1%. Доля генеративных особей составляла до 10% в ельнике черничном. Общая биомасса в березняке с рябиной и в ельнике черничном составила 1.5 ± 0.5 г/м2, а на вейниковой вырубке была 8.6 ± 3.5 г/м2. Большая часть биомассы приходилась на листья. Результаты исследования использованы для подготовки практических задач по курсу «Популяционная биология растений». 2.5. Биоморфологическое разнообразие сосудистых растений Европейской равнины Выполнение этой темы предполагает создание электронной базы данных по биоморфологическому разнообразию растений Европейской равнины. В качестве рабочего варианта такой базы создана электронная база данных «Биологическое разнообразие растений и животных г. Дубна (Московская область)» объемом 95,4 МБ (вид и версия системы управления базой данных: MySQL 8.0.24). База данных предназначена для хранения, пополнения, мониторинга и анализа динамики биологического разнообразия г. Дубна, как одного из факторов устойчивого развития урбанизированной территории. База данных содержит 9 связанных между собой таблиц с информацией по таксономическому и типологическому разнообразию растений и животных г. Дубна. Таблицы по биоразнообразию растений состоят из 2337 записей и 3, 6, 12 или 16 полей, в которых отражена информация по таксономии, распространению, биоморфологии и охране. По результатам исследования опубликовано 1 учебное пособие. 2.6. Состояние популяций охраняемых растений на территории г. Дубна (Московская область) На территории г. Дубна (Московская область) произрастает 20 охраняемых видов растений. Продолжены наблюдения за их состоянием, включая определение плотности популяций, соотношения возрастных групп, цветения и плодоношения. Выявлено 8 новых для флоры города видов сосудистых растений, включая редкие и охраняемые (Angelica archangelica, Astragalus glycyphyllos, Campanula trachelium, Chimaphila umbellata, Drosera anglica, Neottia nidus-avis, Zannichellia palustris, Vicia angustifolia). Для 10 редких и охраняемых видов растений обнаружены новые местонахождения на территории города (Dactylorhiza fuchsia, Dactylorhiza incarnata, Dactylorhiza maculata, Epipactis helleborine, Epipactis palustris, Hepatica nobilis, Listera ovata, Platanthera bifolia, Ranunculus lingua, Trollius europaeus) По результатам исследований опубликована 1 статья. 2.7. Изучение организации фитоценотических отношений в эпифитных сообществах Была продолжена обработка материалов, собранных в экспедиции 2018 года в Южный Вьетнам (национальные парки Би Дуп, Кат Тьен). Многочисленные исследования наземных орхидей продемонстрировали широко распространенную частичную микогетеротрофию, особенно возможность получения органического вещества из окружающих деревьев через общую сеть грибов. Грибы также широко распространены в эпифитных корнях орхидей, но не было попыток определить, принимают ли эпифиты органическое вещество от живых стеблей своих форофитов. Мы предполагаем, что такого переноса не существует, потому что эпифиты и форофиты имеют разный грибной состав. Мы не обнаружили перехода метки 13С от форофитов к эпифитам. Численный состав грибных сообществ существенно различается между корнями эпифитов и ветвями форофитов, хотя строгой грибной специфичности на уровне видов не было обнаружено ни у эпифитов, ни у форофитов. По результатам проведения эколого-фитоценотических исследований во Вьетнаме опубликовано 2 статьи и сделано 2 доклада на конференциях. 3. Состав и классификация растительных сообществ. 3.1. Исследование травяной растительности средней России С 11 по 16 июня 2021 года проведено геоботаническое обследование травяной растительности пойменных и суходольных лугов на территории НП «Угра» в Дзержинском районе Калужской области. Обследованы 6 местоположений, выполнено 51 геоботаническое описание лугов на разных элементах рельефа и при разных режимах использования. Измерена вегетативная высота основных луговых видов. Проведена первичная обработка собранного материала, получена предварительная классификационная схема. Опубликована классификационная схема лугового массива в Юхновском районе по материалам 2019 года. На исследованной территории установлены 2 ассоциации, 2 типа сообществ и 1 дериватное сообщество, относящиеся к 3 классам. Выявленные синтаксоны экологически своеобразны, наиболее значимыми факторами их дифференциации являются реакция и влажность почв, их обеспеченность минеральным азотом, а также, нарушенность местообитаний. Обработаны данные и опубликована статья по пространственному распределению синтаксонов травяной растительности Полистовского заповедника. Показано, что наибольшие площади в охранной зоне Полистовского заповедника занимают сообщества класса Molinio-Arrhenatheretea, наиболее ценные луга союза Molinion caeruleae здесь представлены слабо. Большую часть урочищ занимают сообщества союза Convolvulo arvensis-Agropyron repentis, связанные с нарушениями в прошлом и современными травяными палами. Впервые опубликована в GBIF база данных по встречам сосудистых растений в четырёх типах травяной растительности Центрально-Лесного заповедника. База данных создана на основе 209 геоботанических описаний, выполненных в 2013-2014 гг., она включает 8506 встреч видов, в том числе охраняемых и чужеродных. Проведено сравнение скорости разложения стандартного материала в почвах луговых сообществ Звенигородской биостанции МГУ и ЦЛГПБЗ на основе «индекса чайных пакетиков». Скорость разложения была ниже в сообществах ЦЛГПБЗ и была положительно скоррелирована с индикаторными значениями кислотности почвы. Значения фактора стабилизации не зависели от региона и снижались при увеличении влажности и богатства почвы. Суходольные луга ЦЛГПБЗ и луга высокой поймы реки Москвы, относящиеся к союзу Cynosurion cristati, оказались наиболее сходными по параметрам разложения. Продолжено изучение функционального разнообразия травяной растительности Средней России. Обработаны параметры листьев 69 видов растений в 4 сообществах Центально-Лесного заповедника: используемых лугах (51 вид), выведенных из использования лугах (46 видов), субрудеральных сообществах (22 вида) и таволговых сообществах (24 вида), листья ряда видов были измерены в двух и более сообществах. Площадь листа варьировалась от 0,3 см2 у Galium mollugo до 1158 см2 у Angelica sylvestris. Удельная листовая поверхность варьировалась от 115 см2/г у Deschampsia caespitosa до 537 см2/г у Stellaria nemorum. Были рассчитан индекс функционального богатства (Funcional richness, FRic) по этим признакам.. По площади листа функциональное богатство возрастало в ряду используемые луга (0.408) – выведенные из использования луга (0.588) – субрудеральные сообщества (0.889) – таволговые сообщества (0.998) и в целом согласовалось с градиентом продуктивности. Самое низкое функциональное богатство на используемых лугах связано с подавлением крупнолистных видов. По удельной листовой поверхности функциональное богатство возрастало в ряду субрудеральные сообщества (0.550) – используемые луга (0.818) – таволговые луга (0.828) – выведенные из использования луга (0.972), что с одной стороны отражает градиент влажности и отсутствие в самых сухих местообитаниях видов с высокой удельной листовой поверхностью, с другой стороны, отсутствие в богатых субрудеральных сообществах осок и щучки дернистой с низкой удельной листовой поверхностью. Собраны зрелые семена 70 видов травянистых растений для измерения массы 100 семян в рудеральных и субрудеральных местообитаниях на территории пос. Сосенское г. Москвы. По результатам исследования опубликованы 3 статьи в журналах, в 1 статье в сборнике и сделан 1 доклад на конференции. 3.2. Изучение растительности полуостровов Рыбачий и Средний Продолжено изучение растительного покрова полуостровов Рыбачий и Средний (Мурманская область). Проведена работа по определению критических таксонов сосудистых растений (род Draba, Alchemilla). Ведется работа по идентификации мохообразных. Определено 550 образцов. В результате выявлено 10 новых таксонов мохообразных для изучаемой территории. По результатам исследования опубликована 1 статья в журнале.
2 1 января 2022 г.-31 декабря 2022 г. Механизмы структурно-функциональной организации растительного покрова и рациональное природопользование
Результаты этапа: 1. Разномасштабная динамика растительных сообществ. 1.1. Изучение растительности лесов Звенигородской биостанции МГУ В июне-августе 2022 года продолжены мониторинговые исследования растительности лесов Звенигородской биостанции МГУ в очагах усыхания ели после вспышки численности короеда-типографа в 2012 г. при разных сценариях разработки короедников. На территории Звенигородской биостанции МГУ (Московская область) в 2013 г. рядом заложены три постоянные пробные площади одинакового размера в ельнике зеленчуковом: с погибшим древостоем ели (короедник), на сплошной вырубке сухостоя ели и с живым древостоем ели (контроль). Мониторинговые исследования 2014-2022 гг. выявили различия динамических процессов при сохранении или вырубки сухостоя ели. В сухостойном ельнике травяно-кустарничковом ярусе виды сохранили свое доминирование и их ценотический спектр соответствует спектру исходного леса. Общая динамика развития фитоценоза короедника направлена на восстановление сообщества, близкого к исходному лесному, изменяя лишь соотношение доминирующих пород в древостое. Выявлены механизмы динамических трендов растительности ельников после гибели древостоя при разных сценариях разработки короедников. При полном уничтожении древостоя ели (не только погибшего) в ходе сплошной санитарной рубки происходит трансформация лесных сообществ в травяные и кустарниковые, что ведет к принципиальному изменению растительного покрова ельников. Восстановление леса привело к формированию смешанного липово-кленового фитоценоза с березой и лещиной. Восстановление ельника не произошло. По результатам исследований сделано 2 доклада на всероссийских конференциях. 1.2. Естественные и антропогенные изменения растительного покрова Европейской части России в голоцене. После полевых работ был проведен спорово-пыльцевой анализ 5 торфяных колонок (Приокско-Террасный заповедник, Дарвинский государственный природный биосферный заповедник, Московская область, Эстония) и серий погребенных почв (Московская, Курская, Смоленская, Ярославская, Самарская области, Калмыкия). 2. Пластичность популяционных и функциональных признаков растений. 2.1. Популяционная динамика альпийских растений Северо-Западного Кавказа В 2022 году продолжены исследования разногодичной динамики альпийских растительных сообществ северо-западного Кавказа на высокогорном стационаре в Тебердинском национальном парке. Учитывали на постоянных площадках общую численности побегов и численность генеративных побегов 50 видов в девяти сообществах заповедника: альпийских лишайниковых пустошах, пестроовсяницевых лугах, гераниево-копеечниковых лугах, альпийских коврах, пестро-костровые луга, вейниковые субальпийские луга, рододендроновые стланики, субальпийские болота, субальпийское высокотравье. В Тебердинском национальном парке (Карачаево-Черкесская Республика) в июле- сентябре собраны данные с заложенных ранее площадок 11 видов орхидей (Dactylorhiza euxina (Nevski) Czerep., D. viridis (L.) R. M. Bateman, Pridgeon & M. W. Chase, Epipactis helleborine (L.) Crantz, Goodyera repens (L.) R. Br., Gymnadenia conopsea (L.) R. Br., Platanthera chlorantha (Custer) Rchb.), 5 (Cephalanthera longifolia (L.) Fritsch, C. rubra (L.) Rich., Dactylorhiza urvilleana (Steud.) H. Baumann & Kunkele, Epipogium aphyllum Sw., Traunsteinera sphaerica (M. Bieb.) Schltr.) из которых занесены в Красную книгу РФ. Продолжено изучение особенностей онтогенеза Traunsteinera sphaerica, Dactylorhiza euxina и D. urvilleana. Впервые получены данные о состоянии одной из кавказских популяций Epipactis palustris (L.) Crantz, оторванной от основной части ареала. В популяции преобладали вегетативные особи. Отмечено снижение числа генеративных особей в популяциях Epipogium aphyllum. В большинстве изученных популяций отмечена тенденция роста численности особей. Продолжены наблюдения за влиянием роющей деятельности кабанов (Sus scrofa Linnaeus, 1758) на численность и возобновление в популяциях орхидей в альпийских и субальпийских сообществах. 2.2. Изучение функциональных признаков орхидей Средней полосы России, Крыма и Кавказа Продолжено изучение функциональных признаков орхидных. Объектами в 2022 г. исследований стали 15 видов (Cephalanthera longifolia, C. rubra, Cypripedium calceolus, Dactylorhiza euxina, D. baltica, D. fuchsii, D. incarnata, D. urvilleana, Epipactis helleborine, E. palustris, Listera cordata, Liparis japonica, O. militaris, Platanthera bifolia, Traunsteinera sphaerica). Исследования проведены на территории Европейской части России (Тверская, Калужская, Владимирская, Московская области), на Кавказе (Карачаево-Черкесская Республика), а также Дальнем Востоке (Приморский край). Большинство изученных признаков листа у орхидей оказались вариативными и изменялись значимо в зависимости от местообитания или возрастного состояния особей в популяциях орхидей. Наиболее консервативным оказался показатель содержания сухого вещества в листе (LDMC), который имел незначительные различия как в популяциях Cephalanthera longifolia из разных местообитаний, так и в группах особей Dactylorhiza viridis, находящихся в разных онтогенетических состояниях. Собранные образцы также показывают практически полное отсутствие вклада стресс-толерантной (S) стратегии. Изученные виды орхидей на основе функциональных признаков листа характеризуются смешанным или пограничным типом стратегии (СR, R/CR) с преобладанием вклада R- или C- стратегий. Для Platanthera bifolia и Epipactis palustris получены данные по изменению функциональных стратегий в процессе онтогенеза. Для них, как и у ранее изученных видов (Dactylorhiza euxina, D. viridis, D. fuchsii), характерны существенный вклад рудеральной стратегии на ювенильной стадии и увеличение процента вклада конкурентной стратегии при переходе в генеративную стадию. По результатам работы сделан 1 доклад на всероссийской конференции, опубликована 1 статья. 2.3. Биология и экология Ajuga reptans L. В 2022 году была подсчитана семенная продуктивность Ajuga reptans. Побеги собирали 1 июля в березняке с рекреационным использованием (Москва, пос. Сосенское, дер. Столбово, СНТ Лесная Поляна 1). Высота генеративных побегов составила от 22 до 30 см. Число мутовок с цветками – от 9 до 13, число цветков на побег – от 47 до 92. Реальная семенная продуктивность составила от 71 до 180 семян на побег, а доля завязавшихся семян была от 30 до 58% потенциальной семенной продуктивности, рассчитанной как произведение числа цветков на число эремов (4). Результаты исследования использованы для подготовки практических задач по курсу «Популяционная биология растений». 2.4. Биология и экология крапивы двудомной Urtica dioica L. Проведены полевые работы по сбору материала. Особое внимание было уделено генеративной сфере крапивы двудомной. Механизм детерминации этого вида изучен не до конца, однако в том числе он детерминируется генетически. Для проверки связан ли признак пола, а таже другие генеративные признаки, в большей степени с генами или же они могут определяться и другими факторами было выкопано более 50 корневищ крапивы с подробным описанием и измерением всех рамет на нем. По результатам исследований готовится к публикации статья. 2.5. Биоморфологическое разнообразие сосудистых растений Средней России Продолжено создание базы данных по биоморфологическому разнообразию сосудистых растений Средней России. База данных, состоящая из 9 связанных между собой таблиц, содержит информацию по таксономии, распространению, биоморфологии и охране (более 2000 записей). По результатам исследования опубликовано 2 статьи. 2.6. Изучение организации фитоценотических отношений в эпифитных сообществах Был продолжен разбор, определение и этикетировка гербария, собранного в экспедициях 2015 и 2018 гг. в Южный Вьетнам (нац. парки Би Дуп, Кат Тьен). Начата обработка материалов (гербарий и коллекция плодов), собранных в экспедиции 2022 г. в Камбоджу (нац. парк Пном Бокор) и Южный Вьетнам (нац. парк Кон Дао). 2.7. Исследование эдификаторной роли эпифитов, их участие в циклизации питательных веществ и накоплении биогенного органического вещества в кронах тропических лесов Проведен анализ химического состава и структуры гуминовых веществ (13С ЯМР) подвешенных почв из 5 нац. парков Южного Индокитая (всего изучено 19 параметров). Изучены тенденции распределение изотопной подписи углерода у эпифитов Южного Вьетнама, проведен статистический анализ. По результатам исследований сделаны 2 доклада на международных конференциях, готовятся публикации. 3. Состав и классификация растительных сообществ. 3.1. Исследование травяной растительности Европейской части России Продолжено изучение функционального разнообразия травяной растительности Средней России. На примере травяных сообществ Центрально-Лесного заповедника была проверена гипотеза о том, что направление изменчивости признаков по экологическому градиенту одинаково у всех видов, входящих в функциональную группу. Были рассмотрены следующие группы видов: традиционные функциональные группы – злаки, осоки, бобовые, разнотравье; жизненные формы Х. Раункиера, И.Г. Серебрякова; ценотические группы по Н.Г.Улановой и др. (2020), эколого-ценотические группы по В.Э. Смирнову и др. (2006). Были изучены два признака: площадь листа, отражающая размерные характеристики растения, и удельная листовая поверхность (УЛП), связанная с его «экономическим спектром». Для этих признаков у каждого вида, встречающегося в двух сообществах, была рассчитана величина эффекта (mean difference) при переходе из одного сообщества в другое и доверительный интервал. Анализ был проведен по всем группам. Показатель Q был рассчитан как мера гетерогенности между группами. При переходе от используемых к заброшенным лугам у граминоидов уменьшалась площадь листа, но не менялась УЛП. При разделении граминоидов на злаки и осоки, эта закономерность сохранялась у злаков (а именно у рыхлодерновинных злаков), но не у осок. Разнотравье имело тенденцию к увеличению УЛП при неизменной площади, но выделенные из разнотравья группы однолетников и бобовые этой тенденции не следовали. Среди жизненных форм разнотравья увеличение УЛП оказалось значимым только для эпигеогенно-короткокорневищных растений. Из эколого-ценотических групп, группа лугово-болотных видов, представленная всего тремя видами (Carex nigra, Filipendula ulmaria и Geum rivale), показала согласованную изменчивость с увеличением УЛП и уменьшением площади листа при переходе от используемых к заброшенным лугам, а сорные растения, также представленные тремя видами (Galeopsis bifida, G. speciosa и G. tetrahit), увеличивали площадь листа на этом градиенте. Для дополнения базы данных по высоте вегетативных органов растений измерена высота 15 видов в опушечных и рудеральных местообитаниях пос. Сосенское г. Москвы. Собраны зрелые семена Tussilago farfara для измерения массы 100 семян в рудеральных местообитаниях на территории пос. Сосенское г. Москвы. С 15 по 22 июня 2022 года проведено геоботаническое обследование травяной растительности на территории Жиздринского участка национального парка «Угра» в Козельском районе Калужской области. Обследованы 7 местоположений в долине р. Жиздра, выполнено 60 геоботанических описаний лугов на разных элементах рельефа и при разных режимах использования. Собрано 83 листа гербария сосудистых растений и 52 конверта мохообразных. Проведена первичная обработка собранного материала, получена предварительная классификационная схема. На исследованной территории установлены 7 синтаксонов, относящиеся к 5 классам. Установлено 4 ассоциации, 2 базальных сообщества и один тип сообществ. Выявленные синтаксоны экологически своеобразны, наиболее значимыми факторами их дифференциации являются свойства почв их местообитаний. Выявлены наиболее ценные участки, даны рекомендации по их поддержанию и охране. Составлен и опубликован конспект флоры сосудистых растений окрестностей города Пущина (фактически – крайнего севера Среднерусской возвышенности), включающий аннотированный список 1136 таксонов сосудистых растений, встреченных вне условий культуры, из которых 499 являются заносными. Кроме того, указаны 147 таксонов культивируемых растений, пока не обнаруживающих тенденции к дичанию, и 64 вида, известных близ границ флоры. Упомянуты также гибриды, оба родительских вида которых встречаются на изученной территории, и таксоны, исключаемые из флоры. Обнаружен и охарактеризован (с точки зрения таксономии, фитогеографии, фитоценологии, популяционного анализа, биоморфологии) новый для флоры средней полосы Европейской России вид Botrychium lanceolatum. Находка была совершена в ходе флористических работ на территории ГПЗ «Кологривский лес» им. М.Г. Синицына (Костромская область). Сведения о находке опубликованы. По результатам исследования защищена выпускная квалификационная работа аспиранта (Т.М. Гаврилова), сделан 1 доклад на межрегиональной научной конференции, опубликована 1 книга. 3.2. Растительный покров г. Дубна (Московская область) На территории г. Дубна (Московская область) продолжено изучения флоры и растительности г. Дубна. Продолжен включая мониторинг состояния популяций охраняемых растений, включая определение плотности популяций, соотношения возрастных групп, цветения и плодоношения. По результатам исследований опубликовано 2 статьи. 3.3. Изучение растительности полуостровов Рыбачий и Средний В рамках изучения флоры и растительности полуостровов Рыбачий и Средней подготовлен набор данных с точками встреч сосудистых растений и некоторых мхов. Набор данных опубликован в базе GBIF. По результатам исследования опубликована 1 статья в журнале Biodiversity Data Journal.
3 1 января 2023 г.-31 декабря 2023 г. Механизмы структурно-функциональной организации растительного покрова и рациональное природопользование
Результаты этапа: 1. Разномасштабная динамика растительных сообществ. 1.1. Изучение растительности лесов Звенигородской биостанции МГУ. В июне-августе 2023 года продолжены мониторинговые исследования растительности лесов Звенигородской биостанции МГУ в очагах усыхания ели после вспышки численности короеда-типографа в 2012 г. при разных сценариях разработки короедников. На территории Звенигородской биостанции МГУ (Московская область) в 2013 г. рядом заложены три постоянные пробные площади одинакового размера в ельнике зеленчуковом: с погибшим древостоем ели (короедник), на сплошной вырубке сухостоя ели и с живым древостоем ели (контроль). Мониторинговые исследования 2014-2023 гг. выявили различия динамических процессов при сохранении или вырубки сухостоя ели. В сухостойном ельнике травяно-кустарничковом ярусе виды сохранили свое доминирование и их ценотический спектр соответствует спектру исходного леса. Общая динамика развития фитоценоза короедника направлена на восстановление сообщества, близкого к исходному лесному, изменяя лишь соотношение доминирующих пород в древостое. Выявлены механизмы динамических трендов растительности ельников после гибели древостоя при разных сценариях разработки короедников. По результатам исследований сделано 4 доклада на международных и всероссийских с международным участием конференциях. 1.2. Естественные и антропогенные изменения растительного покрова Европейской части России в голоцене. Проведены полевые работы в ООПТ Московской области (природный резерват «Масловская лесная дача», заказники «Курочкино болото» и «Леса и болота водораздела рек Жуковки и Поноши»), а также на заболоченной окраине Тростенского озера. Продолжена совместная работа с ИА РАН, проведен отбор образцов торфяных отложений в болоте «Казимирово» (Смоленская область) и палеопочвенные исследования поселения «Лагирево-1» в Масловском лесу, а также на археологических стоянках в окрестностях г. Смоленска. Совместно с сотрудниками кафедры Общей экологии и гидробиологии организована экспедиция на п-ов Камчатка, в ходе которой были собраны поверхностные образцы и выполнено бурение болота близ пос. Сокоч. Выполнены лабораторные исследования 4 торфяных колонок, результаты которых находятся в процессе подготовки к публикации. Результаты работы были представлены в 13 докладах на конференциях (из них 7 – на международном уровне), а также опубликована 1 статья. 2. Пластичность популяционных и функциональных признаков растений. 2.1. Популяционная динамика альпийских растений Северо-Западного Кавказа. В 2023 году продолжены учеты общей численности побегов и численности генеративных побегов 50 видов в 5 сообществах на территории Тебердинского национального парка: альпийских лишайниковых пустошах, пестроовсяницевых лугах, гераниево-копеечниковых лугах, альпийских коврах, субальпийских болотах. В Тебердинском национальном парке (Карачаево-Черкесская Республика) в июле- сентябре собраны данные с заложенных ранее площадок 11 видов орхидей (Dactylorhiza euxina, D. viridis, Epipactis helleborine, Goodyera repens, Gymnadenia conopsea, Platanthera chlorantha, 5 (Cephalanthera longifolia, C. rubra, Dactylorhiza urvilleana, Epipogium aphyllum, Traunsteinera sphaerica) из которых занесены в Красную книгу РФ. Получены новые данные по индивидуальному развитию особей в популяциях Traunsteinera sphaerica, Dactylorhiza euxina и D. urvilleana. Продолжено изучение одной из кавказских популяций Epipactis palustris, оторванной от основной части ареала. Как и в 2022 г. отмечено снижение числа генеративных особей в популяциях Epipogium aphyllum и увеличение площадей с пороями кабанов (Sus scrofa Linnaeus, 1758). Впервые получены данные по численности и возрастной структуре популяции G. conopsea на влажном лугу правого берега р. Кичи-Муруджу (недалеко от места впадения в р. Клухор) в Гоначхирском ущелье, а также подтверждено нахождение редкого вида Dactylorhiza romana ssp. georgica (Klinge) Soó ex Renz & Taubenheim. Отмечена тенденция роста численности особей в большинстве изученных популяций. На альпийском стационаре наблюдали увеличение численности генеративных особей T. sphaerica, которые аспектировали во время цветения на некоторых участках. Продолжены наблюдения за влиянием роющей деятельности кабанов на численность и возобновление в популяциях орхидей в альпийских и субальпийских сообществах. 2.2. Изучение функциональных признаков орхидей России. Продолжено изучение функциональных признаков орхидных. Объектами в 2023 г. исследований стали 18 видов (Cephalanthera longifolia, C. rubra, Dactylorhiza euxina, D. baltica, D. fuchsii, D. incarnata, D. urvilleana, D. viridis Epipactis helleborine, E. palustris, Goodyera repens, Gymnadenia conopsea, Listera cordata, L. ovata, Liparis japonica, Orchis militaris, Platanthera bifolia, Traunsteinera sphaerica). Исследования проведены на территории Европейской части России (Тверская, Калужская, Владимирская, Саратовская, Московская области), на Кавказе (Карачаево-Черкесская Республика). Большинство изученных признаков листа у орхидей имели сильную вариабельность в зависимости от местообитания или возрастного состояния особей в популяциях. Вклад стресс-толерантной (S) стратегии был минимальным или отсутствовал у большинства изученных особей. Полученные данные (параметры листа) показывают, что орхидеи, как и большинство других видов, не имеют первичной стратегии, а сочетают в себе признаки двух стратегий и относятся к 3 функциональным типам растений. На горе Литовка (Приморский край) в лесном поясе собраны данные по морфометрии (высота побегов, размеры плодов) и плоды Liparis japonica (предположительно). Более точную идентификацию образцов можно будет сделать после молекулярно-генетического анализа (образцы листьев собраны и готовятся к обработке). Для Gymnadenia conopsea, Dactylorhiza viridis и Traunsteinera sphaerica собран материал (образцы листьев) в субальпийском поясе на Кавказе (Карачаево-Черкесская Республика) для оценки изменчивости функциональных стратегий в зависимости от местообитаний. Было показано, что масса и площадь листа у растений исследуемых видов в субальпийском поясе была выше на 40 – 70%, чем у особей тех же видов в сообществах альпийского пояса. Также отмечено, что у особей из субальпийского пояса возрастает вклад С-стратегии и снижается вклад R-стратегии на 10 – 15%. Продолжен мониторинг популяций орхидей на территории Дюкинского карьера (Судогодский район, Владимирская область). На постоянных площадках получены данные о численности и возрастной структуре ценопопуляций. Проведен сбор материала и данных по функциональным признакам видов растений (высота побегов, масса и площадь листа), который находится на стадии обработки и анализа. Проведена оценка состояния самой северной популяции Orchis militaris на территории Московской области. Сделаны геоботанические описания фитоценоза, оценена численность и возрастная структура популяции. Собран материал по функциональным признакам генеративных особей орхидеи (высота побега, масса и площадь листа). Популяцию можно отнести к полночленной с преобладанием вегетативных особей. Даны рекомендации по охране. По результатам исследований готовится публикация. По результатам работы сделан 1 доклад на всероссийской конференции, опубликованы 2 статьи. 2.3. База данных по функциональным признакам растений Средней России. База данных по признакам листьев растений Средней России была дополнена 20 видами с верхового и низинного болота из окрестностей Звенигородской биологической станции (данные Т.М. Гавриловой и студентов 1 курса). В настоящее время она содержит данные по 123 видам (с повторностью не менее 10 листьев). В том числе с территории Московской области есть данные для 86 видов со Звенигородской биологической станции и 8 видов из окрестностей Пущино, что составляет всего около 6% видов, отмеченных на территории области по данным iNaturalist, а также 52 вида из Центрально-Лесного заповедника (Тверская область). Собраны зрелые семена Melilotus albus для измерения массы 100 семян в рудеральных местообитаниях на территории пос. Сосенское г. Москвы. 2.4. База данных по функциональным признакам растений Крыма. Начато создание базы данных по функциональным признакам растений, отмеченных на территории Крымского полуострова. На данный момент таблицы содержат информацию по таксономии, биоморфологии, охране, массе диаспор, параметрам листьев (масса и площадь) 127 видов (более 2500 записей). 2.5. Биология и экология крапивы двудомной Urtica dioica L. В июле 2023 года было проведено изучение полового полиморфизма в вегетативной сфере крапивы двудомной: собраны изображения около 500 листьев разных половых форм крапивы двудомной для дальнейшего анализа, собран материал по архитектуре и высоте побегов, измерены удельная листовая поверхность и плотность трихом на листьях. Изучены жизненные стратегии разных половых форм крапивы двудомной. Материал находится в стадии статистической обработки. Завершен анализ данных по половому полиморфизму генеративной сферы крапивы двудомной и ее вариабельности. По результатам исследований готовится к публикации статья. 2.6. Биология и экология Tragopogon dubius. Завершено комплексное многолетнее исследование Козлобородника сомнительного, Tragopogon dubius. Работа выполнена специалистами нескольких профилей: морфологами (Алексеев Ю.Е.), цитологами и молекулярными генетиками (Soltis D., Мавродиев Е.В. и другие). Установлено, что у данного вида, считавшегося ранее диплоидом, могут спонтанно и политопно возникать полиплоиды. По результатам исследований опубликована 1 статья. 2.6. Изучение организации фитоценотических отношений в эпифитных сообществах В мае – июне 2023 г. в рамках научно-исследовательской (производственной) практики магистров первого года обучения (Е.А. Фароновой, Т.В. Полошевец, А.С. Карташёвой) в национальном парке Кат Тьен (Южный Вьетнам) произведен сбор данных по функциональным признакам растений из разных типов тропических лесных сообществ. Обследованы 6 сообществ: первичные тропические леса трех типов, восстановленные лесные сообщества в окрестностях кордона Ta Lai (французские посадки), лесопосадки около кордона Nui Tuong, а также лесополоса вдоль дороги от конторы национального парка до грасслендов. В каждом сообществе были заложены по 3 пробные площади и выполнены геоботанические описания. Для измерения функциональных признаков обработано 750 образцов форофитов, эпифитов и наземных трав; всего изучено порядка 130 видов. Ведется обработка собранных материалов, по результатам которой будут написаны 2 магистерские работы. Собран 101 гербарный лист для последующей точной видовой идентификации растений. Продолжена камеральная обработка (определение и этикетирование образцов) гербария, собранного в экспедициях 2015 и 2018 гг. в Южный Вьетнам (нацпарки Би Дуп, Кат Тьен, Бинь Тяу) и обработка материалов (гербарий и коллекция плодов), собранных в экспедиции 2022 г. в Камбоджу (нацпарк Пном Бокор) и Южный Вьетнам (нацпарк Кон Дао). 180 листов гербария, собранного в экспедиции 2015 г., переданы на хранение в Гербарий МГУ (MW). По результатам исследований опубликована 1 статья. 2.7. Исследование эдификаторной роли эпифитов, их участие в циклизации питательных веществ и накоплении биогенного органического вещества в кронах тропических лесов Оценено содержание P, К, Ca, Mg, в тканях эпифитов, форофитов и почвах мест их произрастания было определено путем сжигания пробы в муфельной печи в фарфоровом тигле при температуре 500–600°С. Фосфор был определен по методу Лоури и Лопеса в модификации В.Н. Скулачева, основанной на превращении фосфорно-молибденового комплекса в «синь» под действием аскорбиновой кислоты. Для 89 форофитов из 3 национальных парков Южного Вьетнама (Бидуп, Фу-Куок, Катьен) были получены значения сухого вещества P, K, Ca, Mg, Na (в %), а также значения подвижного фосфора (в пересчете на Р2О5, мг/кг) и подвижного калия (в пересчете на К2О, мг/кг). Для 341 образца эпифитов, собранных с данных форофитов были получены значения сухого вещества P, K (в %). По результатам исследований опубликовано 2 статьи. 3. Состав и классификация растительных сообществ. 3.1. Исследование травяной растительности Европейской части России. Продолжено изучение функционального разнообразия травяной растительности Средней России. Проведена статистическая обработка данных о жизненных формах видов растений четырех типов травяных сообществ Центрально-Лесного государственного природного биосферного заповедника. Список растений, встречающихся в травяных сообществах четырех типов, был составлен на основе 209 геоботанических описаний, выполненных О. В. Чередниченко и В. П. Бородулиной в 2013–2014 гг. в 16 местоположениях на территории заповедника. Для каждого вида была установлена жизненная форма по системам Х. Раункиера и И. Г. Серебрякова с дополнениями П. Ю. Жмылева (Жмылев и др., 2017). Для каждого описания и для сообществ в целом было рассчитано видовое богатство и богатство жизненных форм, а также составлены биоморфологические спектры. По результатам полученных данных готовится публикация. Продолжено геоботаническое обследование травяной растительности на территории Жиздринского участка национального парка «Угра» в Козельском районе Калужской области. В ходе полевого выезда в июне 2023 г. обследовано 5 местоположений. В результате анализа собранного материала установлены 5 ассоциаций, 9 вариантов и 1 тип сообществ, относящиеся к 2 классам. Описаны экологические особенности исследованных лугов. Выявлено 2 охраняемых вида сосудистых растений (Красная книга Калужской области, 2015). Даны рекомендации по охране наиболее ценных луговых участков. По результатам исследования сделан 1 доклад на всероссийской научной конференции. 3.2. Изучение флоры и растительности Мурманской области. Собраны данные по флоре и растительности тоневых участков Кандалакшского и Терского берегов Белого моря. Изучены вторичные растительные сообщества, сформированные в ходе многолетнего рыболовного промысла. В результате инвентаризации выявлены общие закономерности формирования различных типов растительности в зависимости от типа хозяйственного использования территории. В ходе полевых работ и последующий камеральной обработки были найдены новые виды для флоры Мурманской области, а также отмечены новые точки встреч редких видов, занесенных в Красную книгу Мурманской области. Всего по теме выполнено 2 доклада и опубликовано 3 статьи.
4 1 января 2024 г.-31 декабря 2024 г. Механизмы структурно-функциональной организации растительного покрова и рациональное природопользование
Результаты этапа: 1. Разномасштабная динамика растительных сообществ. 1.1. Изучение растительности лесов Звенигородской биостанции МГУ В июне-августе 2024 года продолжены мониторинговые исследования растительности лесов Звенигородской биостанции МГУ в очагах усыхания ели после вспышки численности короеда-типографа в 2012 г. при разных сценариях разработки короедников. На территории Звенигородской биостанции МГУ (Московская область) в 2013 г. рядом заложены три постоянные пробные площади одинакового размера в ельнике зеленчуковом: с погибшим древостоем ели (короедник), на сплошной санитарной вырубке сухостоя ели и с живым древостоем ели (контроль). Выявлены механизмы динамических трендов растительности ельников после гибели древостоя при разных сценариях разработки короедников. Мониторинговые наблюдения в течение 10 лет на постоянных пробных площадях выявили главную особенность фитоценоза после сплошной вырубки. Первые шесть лет сукцессия прошла через травяную и кустарниковую стадии с резким увеличением видового и структурного разнообразия фитоценозов. Только в лесной стадии восстановился видовой состав, характерный для исходного леса. В сухостойном же фитоценозе сохранился лесной фитоценоз и отличий от динамики видового богатства исходного ненарушенного леса не выявлено. Изменилось лишь доминирование видов в древостое и травяно-кустарничковом ярусе. В сухостойном ельнике травяно-кустарничковом ярусе виды сохранили свое доминирование и их ценотический спектр соответствует спектру исходного леса. Общая динамика развития фитоценоза короедника направлена на восстановление сообщества, близкого к исходному лесному, изменяя лишь соотношение доминирующих пород в древостое. Если не расчищать сухостойные и ветровальные участки ельников, то в результате образуются смешанные леса с повышенной устойчивостью к вредителям и болезням леса. На смену монокультурам ельников приходят сложные по структуре леса, повышая их разнообразие (Уланова, Каплевский, 2024). По результатам исследований сделано 4 доклада на международных и всероссийских с международным участием конференциях, опубликовано 2 статьи. 1.2. Естественные и антропогенные изменения растительного покрова Европейской части России в голоцене. Летом 2024 г. были проведены разведочные исследования в двух районах Смоленской области – Хиславическом и Дорогобужском совместно с сотрудниками Института Географии РАН. В ходе полевых работ был выполнен отбор отложений для проведения палеогеографических и археологических исследований. Всего изучено пять разрезов. Из палеогеографических шурфов Дорогобуж-3 и Прослище отобрано по два монолита отложений (по 50 см каждый). В археологическом шурфе Дорогобуж-3 проведен послойный отбор 11 образцов из культурного слоя. В шурфе Терехово отобрано 4 образца, а на обрыве берега р. Сож – 14 образцов из погребенной почвы. Также 7 образцов получено из археологического шурфа у пос. Хиславичи. В настоящее время начат процесс пробоподготовки для спорово-пыльцевого анализа образцов из разрезов Дорогобуж-3 и Терехово. Проведен предварительный анализ слоя детрита из палеогеографического разреза Дорогобуж-3. Дальнейшая работа предусматривает завершение палеоэкологического анализа всех образцов и определение возраста отложений. Полученные данные будут использованы для реконструкции ритмики паводковой активности Днепра и Сожа и особенностей адаптации древнего населения к процессам природно-климатических изменений. В августе-сентябре 2024 года совместно с сотрудниками Белгородского государственного национального исследовательского университета были отобраны образцы почвы из заполнения слепышин из 7 опорных участков (21 образец) и поверхностные образцы из верхних горизонтов почвы. Работы проводили на территории Ракитянского района Белгородской области. Спорово-пыльцевой анализ отобранных материалов был выполнен в октябре 2024 г. Полученные результаты будут использованы для реконструкции динамики растительности и сельскохозяйственного освоения на северо-западе Белгородской области. В августе 2024 года совместно с сотрудниками Института Археологии и Института Географии РАН были отобраны образцы из погребенных поверхностей и насыпей под курганами Аргуново и Власьево. Всего получено 29 образцов, выполнен спорово-пыльцевой анализ. Результаты дополнили данные археологии и других палеоэкологических индикаторов при реконструкции строительства насыпей в древних курганах. Также сотрудниками кафедры вместе с коллегами из Института Археологии РАН были проанализированы зоогенные и торфяные отложения, отобранные в Карачаево-Черкессии. Комплексный палеоэкологический анализ отложений будет применен для реконструкции динамики выпаса в условиях высокогорий. По результатам исследований сделан 1 доклад на международной конференции, итоги спорово-пыльцевого анализа торфяных отложений болота Мшары (Смоленская область) были представлены в статье (журнал Grana). 2. Пластичность популяционных и функциональных признаков растений. 2.1. Популяционная динамика альпийских растений Северо-Западного Кавказа В отчетный период проведен комплекс мониторинговых исследований в альпийских сообществах 4 типов (альпийские лишайниковые пустоши, пестро-овсяницевые луга, гераниево-копеечниковые луга, альпийские ковры) на территории Тебердинского национального парка (Онипченко и др., 2024). Всего была подсчитана численность вегетативных и генеративных побегов на 960 постоянных площадках в ненарушенных условиях, а также более 500 площадок в условиях долгосрочных экологических экспериментов. Они включали долговременные эксперименты по изменению уровня доступности элементов минерального питания в почве, зоогенные нарушения (порои полевок и кабанов), эксперименты с трансплантацией участков дернины. Динамика генеративных побегов в четырех сообществах обработана методами многомерного анализа. Выявлено отсутствие глобального лимитирования семенной продукции альпийских растений элементами минерального питания и подтвержден закон Либиха для генеративных побегов растений альпийских лишайниковых пустошей. Показана положительная роль снижения кислотности почвы для численности генеративных побегов. Пополнена база данных по функциональным признакам альпийских растений (масса, площадь, содержание сухого вещества, удельная листовая поверхность – 20 видов, высота растений – 30 видов). Описано функциональное разнообразие субальпийских сообществ пестро-костровых лугов. Отмечается повышенный вклад растений со стресс-толерантной стратегией в формировании их состава и доминировании. Выявлена сопряженность химического состава растений с их эколого-ценотическими стратегиями: повышенная концентрация кремния и углерода в стресс-толерантах и повышенное содержание большинства других биогенных элементов в видах рудеральной стратегии. Показано, что на альпийских пустошах и пестроовсяницевых лугах происходят умеренные флуктуации без направленных изменений. За время наблюдений увличилось сходство между двумя участками гераниево-копеечникового луга, верхним и нижним, которые отличаются по параметрам снегонакопления. Динамика двух участков альпийских ковров направлена на увеличение сходства с гераниево-копеечниковыми лугами. Таким образом, сообщества в пониженных элементах рельефа оказались более динамичными в условиях современных изменений климата и режима землепользования, что согласуется с данными литературы по динамике высокогорных сообществ в Альпах. По результатам сделан доклад на конференции «Ломоносовские чтения» в апреле 2024 г. «Методы изучения разногодичной динамики на примере альпийских сообществ северо-западного Кавказа». В Тебердинском национальном парке (Карачаево-Черкесская Республика) был продолжен сбор данных с заложенных ранее площадок 11 видов орхидей (Dactylorhiza euxina, D. viridis, Epipactis helleborine, Goodyera repens, Gymnadenia conopsea, Platanthera chlorantha, 5 (Cephalanthera longifolia, C. rubra, Dactylorhiza urvilleana, Epipogium aphyllum, Traunsteinera sphaerica) из которых занесены в Красную книгу РФ. Продолжено изучение онтогенеза в альпийских и субальпийских сообществах у Traunsteinera sphaerica, Dactylorhiza euxina, D. urvilleana D. viridis, Gymnadenia conopsea. Получены данные по состоянию кавказкой популяции Epipactis palustris. В популяциях Epipogium aphyllum отмечено снижение числа генеративных особей, что, вероятно, связано с роющей деятельностью кабанов (Sus scrofa Linnaeus, 1758). На левом берегу р. Хаджибей в пихтово-буковом лесу выявлен новый для Карачаево-Черкесской Республики вид орхидеи – Dactylorhiza saccifera (Brongn.) Soó, получены данные по численности и возрастной структуре популяции. Продолжено изучение функциональных признаков и выявление стратегий орхидей (Хомутовский, 2024). В большинстве изученных популяций отмечена тенденция роста численности особей. Град, прошедший в первой декаде июля, уничтожил от 40% до 80% генеративных побегов в популяциях видов из альпийских и субальпийских сообществ, что в последствии негативно отразилось на уровне плодоношения. Продолжены наблюдения за влиянием роющей деятельности кабанов на численность и возобновление в популяциях орхидей. По результатам работы сделано 2 доклада на всероссийской и международной конференциях, опубликованы 2 статьи. 2.2. Изучение функциональных признаков растений России и сопредельных территорий Продолжено изучение функциональных признаков растений. Объектами в 2024 г. исследований стали 68 видов. Материал собран на территории Европейской части России (Тверская, Калужская, Владимирская, Саратовская, Московская области), на Кавказе (Карачаево-Черкесская Республика, Краснодарский край). Для 2-х видов (Acer platanoides L., Fraxinus excelsior L.) оценили изменчивость признаков листа у особей, находящихся на разных стадиях онтогенеза. Большинство изученных признаков у них имели сильную вариабельность. Было выявлено, что по мере взросления размеры клеток эпидермы листа у особей этих видов уменьшаются, а устьичный индекс увеличивается. Вклад конкурентной стратегии был выше у генеративных особей Acer platanoides по сравнению с ювенильными, тогда как стресс-толерантная (S) стратегия на всем протяжении онтогенеза у особей сохранялся примерно на одном уровне (27-33%). Полученный материал пополнил базу данных по функциональным признакам растений, которая в настоящий момент насчитывает 454 вида, из них для 72 видов получены данные из 2-х и более местообитаний (точек ареала). Продолжен мониторинг популяций орхидей на территории Дюкинского карьера (Судогодский район, Владимирская область), техногенных территорий Калужской области, а также в Тверской, Московской и Саратовской областях (получены данные о численности и возрастной структуре популяций, семенной продуктивности). Начато составление раздела “Дополнения и уточнения по флоре Нижнего Поволжья “, предназначенного для Тома 3 монографии “ Флора Нижнего Поволжья”. По результатам работы сделан 1 доклад на всероссийской конференции, опубликованы тезисы. 2.3. База данных по функциональным признакам растений Средней России В 2024 году для измерения массы были собраны диаспоры (семена, односеменные плоды – зерновки, семянки, орешки, односеменные бобы и стручочки, мерикарпии) травянистых растений в трех районах Москвы и Московской области. На территории Звенигородской биостанции МГУ (Одинцовский район) в пойме было собрано 8 видов: Aegopodium podagraia, Anthriscus sylvestris, Arrhenatherum elatius, Bunias orientalis, Heracleum sibiricum, Leontodon hispidus, Ranunculus polyanthemos, Seseli libanotis. В окрестностях деревни Привалово (Домодедовский район) в пойменных сообществах собрано 6 видов: Angelica sylvestris, Calamagrostis epigeios, Leontodon autumnalis, Leontodon hispidus, Phleum pratense, Plantago major. На территории поселения Сосенского собрано 9 видов: Arabis glabra, Carex sylvatica, Medicago lupulina, Melilotus albus, Melilotus officinalis, Pastinaca sativa, Silene alba, Solidago virgaurea, Tussilago farfara. В настоящий момент база данных содержит данные о массе диаспор более 80 видов травянистых растений, главным образом, из луговых, опушечных, субрудеральных и рудеральных местообитаний, и включает в себя как виды природной флоры, так и адвентивные виды. Для отдельных видов есть данные за разные годы и из разных местообитаний (Anthriscus sylvestris, Arabis galbra, Geum urbanum, Leontodon autumnalis, Leontodon hispidus, Melilotus albus, Plantago major, Tussilago farfara). Среди изученных видов масса 100 диаспор варьировалась от 1,08±0,04 мг у семян Campanula patula и 2.32±0,10 мг у семян Juncus bufonius до 2,52±0,15 г у семян Vicia cracca и 2,90±0,03 г у односеменных стручочков Bunias orientalis. 2.4. Биология и экология двудомных растений. Крапива двудомная (Urtica dioica L.) — широко распространенное двудомное, длиннокорневищное растение. В пределах одной популяции, произрастающей на территории Звенигородской биологической станции МГУ имени М.В. Ломоносова, в зарослях крапивы двудомной было выбрано восемь участков для изучения изменчивости генеративной сферы у U. dioica в зависимости от различных внутренних и внешних факторов. Поскольку в исследуемой популяции относительно часто встречаются и однодомные раметы, по соотношению мужских и женских цветков были выделены четыре половые формы. На 156 раметах разных половых форм и 36 меригенетах (корневищах с раметами) показано, что преимущественно мужские растения имеют более короткие, а преимущественно женские — более крупные и широко раскинутые соцветия по сравнению с другими половыми формами. Наибольшую повторяемость в пределах меригенеты показывает тип опушения (отстоящие или прижатые простые волоски), по этому признаку можно отличать раметы принадлежащие к разным разным меригенетам. Истинная моноэция у крапивы распространена широко: у 10 из 36 генет обнаружены мужские и женские цветки разной половой формы. Наиболее распространенными типами архитектуры соцветий в изученной популяции были проксигинный и базигинный. На одной рамете могут встречаться как нормальные пестичные, так и нормальные тычиночные цветки, а также цветки с морфологическими аномалиями (тераты), образованные на основе цветков разного пола, что позволяет предположить наличие парадиэцичной лабильности. Отклонения от строгой двудомности у U. dioica могут проявляться на разных уровнях: гермафродитные тератные цветки, ветви соцветия с тычиночными и пестичными цветками, мужские и женские ветви в разных узлах одного и того же соцветия, мужские и женские раметы на одной генете. Экспрессия мужских и женских генеративных структур у U. dioica является количественным признаком с непрерывной изменчивостью, хотя и с четкой тенденцией к бимодальности. Различные морфологические признаки могут определяться на разных уровнях: например, высота и число узлов соцветия определяются на уровне рамет и зависят от фенотипического выражения пола, в то время как другие, как тип опушения, определяются на уровне генеты. По результатам исследований опубликована статья (Popova et al., 2024). 2.5. Изучение организации фитоценотических отношений в эпифитных сообществах Был продолжен разбор, определение и этикетировка гербария, собранного в экспедициях 2015 и 2018 гг. в Южный Вьетнам (нацпарки Би Дуп, Кат Тьен, Бинь Тяу), обработка материалов (гербарий и коллекция плодов), собранных в экспедиции 2022 г. в Камбоджу (нацпарк Пном Бокор) и Южный Вьетнам (нацпарк Кон Дао) и экспедиции 2023 г. в Южный Вьетнам (нацпарк Кат Тьен). 2.6. Исследование эдификаторной роли эпифитов, их участие в циклизации питательных веществ и накоплении биогенного органического вещества в кронах тропических лесов Исследовали содержания P, К и ряда других нелетучих элементов в тканях эпифитов, форофитов и почв пяти нацпарков Южного Индокитая и их связи с параметрами, характеризующими изотопный состав углерода и азота (δ13С, δ15N, %С, %N, C/N). Сборы осуществлялись в ряде экспедиций в 2015-2022 гг. в Южный Вьетнам. Для части выборки были получены значения Ca, Mg и Na. Всего было проанализировано 730 эпифитов с 142 форофитов 9 экосистем 5 национальных парков. Рассчитаны индексы функционального разнообразия. Выявлены связи признаков листьев эпифитов с соответствующими признаками форофитов. Данный анализ проводился для всех эпифитов и отдельно для разных групп по разным признакам и их сочетаниям. По полученным результатам готовится публикация. 3. Состав и классификация растительных сообществ. 3.1. Исследование травяной растительности Европейской части России В 2024 г. были обработаны данные за 2022-2023 гг., собранные на Жиздринском участке национального парка «Угра» (Калужская область, Козельский район). Проведён синтаксономический анализ луговой растительности поймы р. Жиздра. На исследованной территории выявлено 4 класса, 6 порядков, 6 союзов, 7 ассоциаций, 3 субассоциации и 12 вариантов луговой растительности. Большая часть выявленных ассоциаций и все субассоциации впервые были установлены на территории соседней Брянской области. Региональные особенности растительности исследованной нами территории отражены на уровне вариантов. Установленные синтаксоны экологически своеобразны приурочены к разным элементам пойменного рельефа. Выявлены наиболее ценные участки лугов, определены угрозы их существованию. Даны рекомендации национальному парку «Угра» по сохранению ценных лугов. В июле 2024 г. было проведено обследование растительности Залидовских лугов, которые являются уникальным природным, научным и историческим объектом (Угорский участок национального парка «Угра», Калужская область Дзержинский район). В ходе полевого выезда было выполнено 51 геоботаническое описание, из них 3 на постоянных пробных площадях на сенокосах национального парка. А также, было заложено 4 новых постоянных пробных площади для изучения влияния выпаса. Описания выполнены в разных экологических условиях и под разными режимами использования: сенокошение, выпас, забрасывание. Для каждого описания дополнительно были определены толщина подстилки и температуры почвы на разных глубинах. Проведён ординационный анализ исследованной растительности, выявлена связь разных типов лугов с градиентами экологических факторов: влажностью и богатством почвы, гранулометрическим составом, температурным режимом, интенсивностью и частотой нарушений. В четырех типах травяных сообществ Центрально-Лесного государственного природного биосферного заповедника и его окрестностей (Тверская область) были проанализированы структура надземной фитомассы, свойства почв (влагоемкость, pH, содержание лабильного углерода и азота) и параметры микроклимата – температуры почвы на поверхности и на глубине 8 см. Надземная фитомасса возрастала в ряду заброшенные луга (930±53 г/м2, среднее и ошибка среднего) – используемые луга (1111±40 г/м2) – таволговые сообщества (1357±155 г/м2) – субрудеральные высокотравные сообщества (1726±188 г/м2). Подземная фитомасса в слое 0–5 см изменялась в среднем от 614±102 г/м2 в субрудеральном сообществе до 1254±448 г/м2 в таволговом сообществе. Общая фитомасса была положительно скоррелирована с pH почвы (R=0.814, p<0.001, n=16), а также с индикаторными оценками богатства почвы (R=0.528, p=0.029). Во всех сообществах пик температуры почвы приходился на июнь – июль, что соответствовало ходу температур воздуха. Зимой почвы на глубине 8 см не промерзали, а на поверхности в отдельные дни были возможны отрицательные температуры. Влагоемкость почвы была значимо отрицательно скоррелирована со средними температурами на глубине 8 см за июль, август и сентябрь. Связь с температурой поверхности почвы была аналогичной, но слабее выраженной. Температуры почвы в пик вегетационного периода и в последующие месяцы не были значимо скоррелированы с показателями надземной фитомассы. Таким образом, в лесной зоне даже на относительно небольшой территории травяные сообщества хорошо различаются по фитомассе. Температура почвы под пологом травяной растительности дифференцируется в большей степени в зависимости от физических свойств почвы, а не от надземной биомассы (Елумеева и др., 2024). По результатам исследования сделано 3 доклада на всероссийских научных конференциях, а также опубликована 1 статья (Сибирский экологический журнал). 3.2. Изучение флоры и растительности Мурманской области Для ряда редких видов сосудистых растений, включенных в красную книгу Мурманской области изучены особенности экологии, биологии и распространения. Из 180 видов было изучено 11 (Chrysosplenium alternifolium L., Chrysosplenium tetrandrum (N.Lund) Th.Fr., Galium triflorum Michx., Cherleria biflora (L.) A.J.Moore & Dillenb., Polemonium boreale Adams, Gentianopsis detonsa (Rottb.) Ma, Lomatogonium rotatum (L.) Fr., Eritrichium villosum (Ledeb.) Bunge, Antennaria alpina (L.) Gaertn., Helianthemum nummularium (L.) Mill., Silene wahlbergella Chowdhuri [Gastrolychnis apetala (L.) Tolm. & Kozhanch.] Изучены микоризные статусы по данным литературы для всех видов, включенных в новое издание Красной Книги Мурманской области. Для 57 видов достоверно установить микоризный статус не удалось. Среди остальных 123 видов 32% были безмикоризными на всех этапах онтогенеза, 22% – облигатно образуют везикулярно-арбурскулярную микоризу, 27% – могут образовывать везикулярно-арбускулярную микоризу, 9% – образуют или может образовывать микоризу орхидных, 3% – образуют чехольчатую эктомикоризу, 6% – могут образовывать эндо- и эктомикоризу.
5 1 января 2025 г.-31 декабря 2025 г. Механизмы структурно-функциональной организации растительного покрова и рациональное природопользование
Результаты этапа:
6 1 января 2026 г.-31 декабря 2026 г. Механизмы структурно-функциональной организации растительного покрова и рациональное природопользование
Результаты этапа:
7 1 января 2027 г.-31 декабря 2027 г. Механизмы структурно-функциональной организации растительного покрова и рациональное природопользование
Результаты этапа:

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".