Раздел 10 Часть VI
Раздел 10 |
Наука и техника в решении проблем охраны окружающей среды и обеспечения экологической безопасности |
Российская академия наук (РАН)
В настоящий раздел включены наиболее важные результаты фундаментальных и прикладных исследований, полученные в 2009 г. в научных учреждениях РАН, а также членами Академии и возглавляемыми ими коллективами в других академиях наук, имеющих государственный статус, университетах и других вузах, государственных научных центрах, отраслевых научных учреждениях.
Биологические науки
Разработаны концептуальные основы национальной лесной политики Российской Федерации, определены основные направления развития лесного законодательства и совершенствования государственного управления лесами, обоснованы приоритетные направления развития лесного хозяйства. Представленные предложения учтены при разработке “Стратегии развития лесного комплекса Российской Федерации на период до 2020 года”. Разработана технология динамического картографирования наземных экосистем с ежегодным выявлением крупномасштабных изменений в структуре растительного покрова России. Совместно с ИКИ РАН создана карта растительности России на основе данных спутниковой съемки Terra-MODIS среднего пространственного разрешения 250 м (ЦЭПЛ РАН).
Многолетними комплексными стационарными исследованиями в лесах Центра Русской равнины выявлена устойчивая тенденция негативного изменения породного состава древостоев. Увеличивается доля лиственных древостоев, сокращаются площади сосняков и ельников, в южных районах дуб сменяется менее ценными древесными породами. Причинами этих процессов являются снижение интенсивности ведения лесного хозяйства, загрязнение атмосферы и почвы токсическими веществами; повышение рекреационной нагрузки на леса; зарастание брошенных сельскохозяйственных угодий; изменение климатических условий последних десятилетий (ИЛАН РАН). На основе 30-летних исследований динамики бореальных лесных экосистем на территориях Мурманской и Новгородской областей, испытывающих воздействие хронического аэрогенного загрязнения, разработан прогноз возможности и скорости восстановления лесов при разных сценариях антропогенного воздействия (БИН РАН).
В 2009 г. изданы:
“Красная книга Самарской области”, в которой завершен обзор редких и нуждающихся в охране видов фауны с указанием и систематизацией данных о распространении, экологии и биологии, лимитирующих факторах и необходимых мерах охраны 272 таксонов (ИЭВБ РАН);
“Красная книга Магаданской области”, содержащая сведения по 134 видам сосудистых растений, лишайников и грибов и по 113 видам млекопитающих, птиц, рептилий, моллюсков и насекомых (ИБПС ДВО РАН);
“Красная книга Республики Коми”. К числу охраняемых в регионе отнесено 42 вида настоящих грибов, 82 – лишайников, 4 – водорослей, 71 – мохообразных, 236 – сосудистых растений, 100 видов животных. Обобщены все имеющиеся к настоящему моменту сведения о распространении, численности, лимитирующих факторах и угрозах, принятых и необходимых мерах охраны редких видов (ИБ КомиНЦ УрО РАН).
Разработана принципиально новая карта почвенно-агроэкологического районирования территории Республики Дагестан (М: 200 000). Осуществлен мониторинг почвенного покрова в приморской части Терско-Кумской низменности. В результате понижения уровня Каспия (40 см за 20 лет) до 30% уменьшилась площадь почв со щелочным резервом и до 20% увеличилась площадь непочвенных образований с нейтрально-кислой реакцией (ПИБР ДагНЦ РАН).
Издан “Атлас почв Республики Коми” и серия крупномасштабных векторных карт ключевых участков, характеризующих ландшафты с различным характером распространения многолетнемерзлых пород (сплошная, островная мерзлота, преимущественно талые грунты) европейского Северо-Востока России. Карты предназначены для прогноза изменения компонентов наземных экосистем северных широт в условиях меняющегося климата (ИБ КомиНЦ УрО РАН). Разработана серия почвенно-экологических карт для Северо-Востока России; предложены новые подходы к оценке эколого-ресурсного потенциала почв зоны многолетней мерзлоты (ИБПС ДВО РАН). Выявлены закономерности формирования почвенного покрова в антропогенно измененных и искусственно созданных техногенных ландшафтах (ПАБСИ КНЦ РАН).
Оценен запас углерода в почвах бореальной зоны Западной Сибири; он составляет 4,6% от мирового запаса. Составлена карта величин первичной продукции и запасов живой фитомассы в разных типах болот Западной Сибири. В изученных экосистемах выявлена сильная функциональная связь между ростом первичной продукции болот и потерями из них углерода при разложении фитомассы (ИПА СО РАН). Предложен новый подход к натурной оценке современного (последние 20–30 лет) баланса углерода болотных биогеоценозов (ИЛАН РАН). Разработана методика ландшафтно-экологического прогнозирования углеродного баланса в лесных экосистемах при изменениях климата (ИЭВБ РАН). На основе количественных данных составлена схема резервуаров и потоков углерода в содовых озерах Забайкалья (ИОиЭБ СО РАН). Обобщены многолетние данные о динамике растительной массы и биологическом круговороте веществ в ландшафтах горных и зональных тундр, кедровостланиковых комплексов, лиственничных лесов и редколесий, горных и равнинных болот крайнего Северо-Востока России (ИБПС ДВО РАН). Сформирована база данных о запасах фитомассы в насаждениях основных лесообразующих древесных видов Урала и прилегающих к нему регионов (БС УрО РАН). Установлены закономерности, экологические особенности и индикационные свойства биоты дальневосточных широколиственно-кедровых и пихтово-еловых лесов (БПИ ДВО РАН). Установлено, что восстановление разнообразия почвенной биоты (беспозвоночных и микроорганизмов) на антропогенно нарушенных территориях происходит за счет локально ненарушенных участков, возникающих вследствие пространственной неоднородности распределения как загрязняющего вещества, так и популяций. Наличие таких микрорефугиумов служит важным фактором устойчивости почвенной биоты к нарушениям (ИБМ ДВО РАН).
По результатам многолетних исследований опубликована монография “Научное обоснование развития сети особо охраняемых природных территорий в Республике Карелия”. Сформулированы основные критерии выделения ООПТ и принципы формирования их региональной сети. Выявлены эталонные, уникальные и редкие почвы ООПТ Карелии. Составлены крупномасштабные почвенные карты (ИЛ КарНЦ РАН).
В монографии “Волжский бассейн: на пути к устойчивому развитию” подведены итоги многолетних исследований экосистем этой территории и даны прогнозы биопродуктивности экосистем и устойчивого развития социо-эколого-экономической системы Волжского бассейна (ИЭВБ РАН). Получен обширный материал о современном состоянии природной среды Российской части бассейна р. Амур (ИВиЭП ДВО РАН).
Обобщены многолетние материалы о распространении, динамике численности, особенностях питания, структуре популяций, плодовитости, смертности и др. четырех видов копытных Урала. Полученные данные составляют основу эффективной стратегии восстановления и неистощительной эксплуатации охотничьих ресурсов Уральского региона (ИЭРиЖ УрО РАН). Исследованы факторы и механизмы, определяющие половозрастную, социальную и пространственную структуру кабана Восточного Кавказа. Дана оценка кормовых ресурсов, обоснованы закономерности стациального распределения различных популяционных групп кабана в предгорьях (ПИБР ДагНЦ РАН).
Обоснована возможность использования актинобактерий рода Rhodococcus для утилизации непригодных к использованию лекарственных средств. Созданные биокатализаторы могут быть востребованы при разработке экологически безопасной технологии утилизации фармацевтических отходов (ИЭГМ УрО РАН). Выявлены иммунобиологические механизмы коадаптации в системе растения – паразитические нематоды, антистрессовые свойства стероидных фуростаноловых гликозидов, которые позволяют отнести их к новому классу природных адаптогенов и рассматривать как новое средство для защиты растений. Работа выполнена совместно с ИНБИ РАН (ИПЭЭ РАН). Выявлена уникальная “пассивная” стратегия адаптации к повышенному накоплению тяжелых металлов в теле моллюсков из зон апвеллинга Курильских островов (ИБМ ДВО РАН). Для исследования механизмов формирования устойчивости к патогенам экспериментально созданы линии большой пчелиной огневки Galleria mellonella с повышенной устойчивостью к энтомопатогенному грибу Beauveria bassiana и бактерии Bacillus thuringiensis. Полученные результаты позволяют скорректировать состав и регламент применения биопестицидов для более эффективного их использования (ИСиЭЖ СО РАН).
Впервые на примере флоры Курильских островов проведена монографическая ревизия видового состава крупного архипелага океанических островов; обобщен материал, накопленный за 250-летний период исследований. Конспект флоры, составляющий основу монографии, включает более 1400 видов. Проведено согласование российских и японских таксономических систем. Определено место Курильской флоры среди островных флор северо-западной Пацифики, выявлены закономерности ее формирования и развития (БПИ ДВО РАН). В коллективной монографии “Травянистые декоративные многолетники Главного ботанического сада им. Н. В. Цицина РАН: 60 лет интродукции” обобщены результаты многолетних исследований. Определены перспективы использования этих растений в культуре в средней полосе России (ГБС РАН). Завершена инвентаризация и создан коллекционный фонд – 114 наиболее ценных плодовых культур народной селекции (ГБС ДагНЦ РАН).
На основе 13-летних мониторинговых исследований в полевых и экспериментальных условиях проведена оценка состояния популяций крупных дальневосточных хищников – амурского тигра и дальневосточного леопарда, а также копытных в Приморском крае. Анализ данных по динамике их численности выявил жесткую тенденцию снижения численности тигров и копытных в последние 5 лет и необходимость разработки новой Стратегии по сохранению амурского тигра (БПИ ДВО РАН, ТИГ ДВО РАН). С помощью фотоловушек и спутникового слежения выявлены особенности использования тигром территории Уссурийского заповедника имени В. Л. Комарова. Показано, что участок обитания этого подвида в южной части ареала вдвое больше площади заповедника; это требует дополнительных мер по охране (ИПЭЭ РАН).
Установлено расширение на запад ареала таежного клеща Ixodes percsulcatus, захватывающее не только Карелию, но и приграничные территории Финляндии. Карелия из симпатрической зоны обитания таежного и лесного клещей – основных векторов клещевого энцефалита, становится однодоминантной – зоной распространения таежного клеща. Завершена инвентаризация таксономического разнообразия наземных моллюсков территории России и сопредельных стран. Опубликован иллюстрированный атлас, включающий описания 780 видов и подвидов с указанием географического распространения и экономического значения (ИПЭЭ РАН, Зоомузей МГУ). Впервые выполнены расчеты скорости сукцессии биоразнообразия сообществ животных континентальных водоемов (ЗИН РАН).
Установлены пути проникновения и распространения аборигенных видов рыб и видов-вселенцев на территории Карелии. Дана оценка риска инвазий в естественные экосистемы региона. На фоне существенного снижения ресурсного потенциала аборигенных лососеобразных рыб р. Печора выявлена натурализация “новых” видов – горбуши, сибирского осетра и стерляди, достигшей промысловой численности (ИБ КомиНЦ УрО РАН). Исследована динамика флористического разнообразия растительности всех водохранилищ Волжского каскада с учетом гибридной составляющей. Вследствие экспансии инвазийного северо-американского вида череды Bidens frondosa исчезла ранее широко распространенная на этих водохранилищах, используемая в фармакопеи местная B. Tripartite (ИБВВ РАН). Выявлены 57 очагов инвазии агрессивного сорного растения Ambrosia trifida на территории Республики Башкортостан; показана эффективность химического метода борьбы с ее распространением (БСИ УНЦ РАН).
Обобщены сведения об изменении разнообразия рыб Азово-Донского и Волго-Каспийского бассейнов (ИАЗ ЮНЦ РАН). Показан современный статус ресурсообразующих видов рыб залива Петра Великого, дан анализ причин изменения их запасов (ИБМ ДВО РАН). Проведена оценка обилия и биоразнообразия зообентоса в районах труднодоступных арктических архипелагов Шпицберген, Земля Франца-Иосифа и Новая Земля (ММБИ КНЦ РАН). Установлена зависимость наблюдаемых изменений от видовых особенностей рыб и сходный характер влияния кортизола с таковым у высших позвоночных животных (ИБВВ РАН).
В Якутии выявлено 14 новых таксонов сосудистых растений, 3 – мохообразных и 5 – лишайников, фауна птиц региона обогатилась в целом на 50 видов из 12 отрядов (или на 20% видового состава). Показано, что эндемичные таксоны сосудистых растений Якутии составляет 9,2% от флористического разнообразия региона со значительным преобладанием территориально специфичных видов и подвидов. Подготовлена номинация по включению мерзлотных экосистем природного парка “Ленские Столбы” в список всемирного природного наследия ЮНЕСКО (ИБПК СО РАН).
Обобщен материал по биологии, экологии и распространению 130 “краснокнижных” видов насекомых юга России. Составлен уточненный конспект флоры высших растений (930 видов) Кабардино-Балкарского высокогорного заповедника (ИЭГТ КБНЦ РАН).
В целях изучения биосферной роли лесов разработана методология мониторинга и картографирования надземной биомассы древостоев по материалам лидарной и мультиспектральной космосъемок. Установлено, что лидарное зондирование позволяет исследовать вертикальную структуру древостоев, измерять средние высоты древесных растений и определять величину надземной биомассы (в диапазоне до 600 м3/га). Полученные результаты картографирования биомассы удовлетворительно согласуются с данными традиционной таксации леса. Методология представляет основу применения лидарной съемки в картировании биомассы древостоев и оценке составляющих углеродного баланса лесных территорий на субконтинентальном уровне, а также в оценки лесных ресурсов удаленных и труднодоступных регионов (ИЛ СО РАН).
Создана векторная картографическая модель пространственной организации растительности Алтае-Саянской горной области (М 1:10000000) с использованием спектрозональных космических снимков высокого разрешения. Создана ГИС “Пространственная организация растительного покрова Алтае-Саянской горной области”. Полученные результаты послужат основой для проведения мониторинга фитосистем Алтае-Саянской горной области и оценки еe биоразнообразия ((ЦСБС СО РАН).
Разработан тестовый вариант “Карты экосистем Западной Сибири”, на основании космических снимков мелкого пространственного разрешения (MODIS, 250–500 м) создана иерархическая легенда карты, отражающая широтно-зональное деление территории, сукцесионные связи растительных сообществ в рядах антропогенной трансформации и демутации растительного покрова, а также существование рядов экосистем, связанных с процессами заболачивания (ЦСБС СО РАН).
Уточнен видовой состав листостебельных мхов Карелии; в настоящее время он насчитывает 497 видов (ИБ КарНЦ РАН). Изучен видовой состав и видовое разнообразие лишайников Ханты-Мансийского автономного округа (915 видов из 187 родов и 67 семейств), выявлено 6 новых видов для этой территории; обнаружено 1146 видов из 158 родов и 41 семейства агарикоидных и гастероидных грибов в Западной Сибири. В водоемах Западной Сибири к нестоящему времени обнаружено и изучено 2238 видов водорослей, относящихся к 13 отделам (ЦСБС СО РАН).
Завершен мониторинг сибирского белого журавля-стерха Crus lecogeranus, черного журавля Crus monacha, клоктуна Anas Formosa и других редких и исчезающих птиц, обитающих в Восточной Азии. С помощью спутниковой пеленгации установлены новые ключевые орнитологические территории транзитных остановок стерха во время миграций в бассейне Среднего Алдана и в Северо-Восточном Китае. Совместно с американскими и китайскими орнитологами подготовлены рекомендации по включению данных территорий в Международную сеть охраняемых местообитаний редких видов журавлей Северо-Восточной Азии (ИБПК СО РАН). Для территории полуострова Ямал, Полярного Урала и Нижнего Приобья охарактеризовано современное состояние популяции особо охраняемого вида – сокола-сапсана (ИЭРиЖ УрО РАН).
Разработан и испытан экспериментальный комплект биотехнологического оборудования серии “Ока-02”, составляющий основу новой технологической платформы, ориентированной на реализацию комплексных технологий переработки растительного сырья (ИБП РАН). Проведена оценка эффективности биодеградации нефти и нефтепродуктов микроорганизмами – деструкторами. Отобраны устойчивые к загрязнению нефтью виды растений. Установлено, что при совместном применении ассоциации микроорганизмов и растений эффективность деградации нефти возрастает (ИБФМ и ИБФРМ РАН). Проведена систематизация коллекции штаммов микроорганизмов-деструкторов ксенобиотиков (толуол, ксилол, стирол, этилбензол, этилацетат, бутилацетат, фенол, бензол, бутилфталат, метилэтилкетон, метанол, формальдегид, дихлорметан, нафталин), присутствующих в промышленных выбросах. Отобраны новые штаммы, использующие в качестве единственного источника углерода толуол, бензол, стирол, дихлорметан, бутилфталат (ИНБИ РАН).