Разнообразие, динамика и мониторинг экосистем в условиях изменений окружающей среды (ГЗ)НИР

Diversity, dynamics and monitoring of the ecosystems under the conditions of changing environment (GM)

Источник финансирования НИР

госбюджет, раздел 0110 (для тем по госзаданию)

Этапы НИР

# Сроки Название
1 1 января 2016 г.-31 декабря 2016 г. Разнообразие, динамика и мониторинг экосистем в условиях изменений окружающей среды (ГЗ)
Результаты этапа: Достигнуты следующие значимые результаты: • получены базовые модели формирования и трансформации ареалов цветковых на основе молекулярно-генетических методов; • выполнено обоснование системы биоиндикаторов газодобычи газа на полуострове Ямал; • впервые описано явление образования перфугиумов при лесных пожарах и их значение для послепожарного восстановлении экосистем; • собран материал для составления кадастра и карт биоразнообразия ландшафтов юга Архангельской области; • получены типичные распределения площадных характеристик экосистем эрозионно-термокарстовых равнин, получено распределение возраста экосистем, возникших при развитии очага экзогенных геологических процессов с циклическим развитием (на примере оползневого очага); • сформирован информационный блок по биоразнообразию обширных областей суши Северной Евразии; • впервые опубликованы актуальные сведения по авторским материалам для регионов, которые представляют собой обширные «белые информационные пятна» (сборник научных статей и монография «Природа гор Северной Азии»), • выявлены критерии оценки состояния охраняемых видов растений и животных на модельных территориях; • выполнены работы по мелкомасштабному картографированию биоты для обеспечения биогеографической информацией атласного картографирования - серии научно-справочных карт биоты в общем контексте отображения природных особенностей территории; • получены оригинальные карты среднего и крупного масштабов для обеспечения работ по изучению географии отдельных видов и экосистем; • выявлены и отобраны ведущие природные факторы риска для здоровья и жизнедеятельности населения на различных территориальных уровнях; • усовершенствована методика ландшафтно-маляриологического районирования территории для оптимизации методов борьбы и контроля за малярией, составлена карта маляриологического районирования; • впервые разработана геоинформационная система «Здоровье населения в городах России» и создана серия оценочных и прогнозных карт по состоянию здоровья городского населения; • предложен пилотный вариант комплексной информационной системы медико-географических данных, включающих показатели здоровья населения и характеристики природных факторов на территории России.
2 1 января 2017 г.-31 декабря 2017 г. Разнообразие, динамика и мониторинг экосистем в условиях изменений окружающей среды (ГЗ)
Результаты этапа: Созданы серии мелкомасштабных карт нового поколения для обеспечения биогеографической информацией атласного картографирования. Создан информационный блок по биоразнообразию обширных неисследованных областей суши Северной Евразии. Впервые разработана геоинформационная система «Здоровье населения в городах России» и на ее основе создана серия оценочных и прогнозных карт по состоянию здоровья городского населения. На основе молекулярно-генетических методов получены базовые модели формирования ареалов цветковых растений семейства монимиевых.
3 1 января 2018 г.-31 декабря 2018 г. Разнообразие, динамика и мониторинг экосистем в условиях изменений окружающей среды (ГЗ)
Результаты этапа: Проведена региональная оценка биоразнообразия равнинных биомов России. Создан информационный блок по биоразнообразию обширных неисследованных областей суши Северной Евразии. Выполнена дифференциация территории России по степени опасности заражения наиболее актуальными природноочаговыми инфекциями и определен эпидемический потенциал регионов. На основе молекулярно-генетических методов получены базовые модели формирования ареалов и расселения «морских трав».
4 1 января 2019 г.-31 декабря 2019 г. Разнообразие, динамика и мониторинг экосистем в условиях изменений окружающей среды (ГЗ)
Результаты этапа: В результате выполнения работ по теме НИР были достигнуты следующие значимые результаты. Анализ проведенной реконструкция истории расселения базального семейства порядка Pandanales – веллозиевые (Velloziaceae) позволил о прийти к следующим заключениям. Анализ полученной оригинальной комплексной морфолого-молекулярно-генетической кладограммы позволяет предположить, что местом гипотетического возникновения семейства Velloziaceae, скорей всего, являются Гималаи (единственный азиатский род семейства – Acanthochlamys – занял на кладограмме базальное положение). Дальнейшие бифуркации интерпретируются как расселение дальним транспортом из Гималаев в Америку по существовавшему мосту между Азией и Северной Америкой и последующее расселение через зарождающийся в Западную Африку и далее в восточном и в северном (вплоть до Аравийского полуострова). Представленный выше вероятный сценарий расселения и гипотетическое положение места возникновения Velloziaceae позволяют сделать вывод о том, что веллозиевые имеют, наиболее вероятно, лавразийское происхождение. Сформулирована также альтернативная гипотеза расселения Velloziaceae. В настоящее время более 90% представителей семейства распространены в Новом свете, лишь небольшая часть видов (около 30) распространены в Африке, на Мадагаскаре, на юге Аравии и (один вид) в Гималаях. Исходя из этого, можно предположить, что родиной веллозиевых являются Неотропики. Проанализирована самая большая в мире база данных о дождевых червях. Показано, что умеренных широтах локальное разнообразие дождевых червей выше, чем в тропиках. Дождевые черви встречаются во многих типах экосистем. За исключением пустынь и слишком влажной и кислой почвы, дождевые черви в значительной степени определяют функционирование экосистем. Модели почвенного биоразнообразия не соответствуют тем, моделям наземного биоразнообразия. Разнообразие растений, насекомых или птиц обычно увеличивается от высоких до низких широт, достигая максимума в тропиках. Однако для дождевых червей установлена противоположная закономерность. Наибольшее разнообразие дождевых червей было обнаружено в Европе, на северо-востоке США и в Новой Зеландии. Выявление закономерностей формирования и динамики ценотического и флористического разнообразия в бореальных экосистемах в центральном секторе европейской тайги на юге Кольского полуострова. Проведено исследование пространственно-функциональной неоднородности растительных сообществ, формирующихся в ходе поствырубочной сукцессии в Центрально-Лесном заповеднике. Выполнен анализ поствырубочных сообществ. Выполнены карты ареалов 72 официнальных видов растений. Охарактеризовано распространение официнальных растений по округам и субъектам РФ, их культивирование, состояние и степень охраны. Проанализирован природно-ресурсный потенциал официнальных лекарственных растений степных биомов России. Представлены ранее неизвестные данные по структуре фауны и населения птиц, существенно расширяющие знания об эколого-географических закономерностях формирования биоразнообразии арктических горных регионов: плато Путорана и Хибиннского горного массива. Получена, обобщена и проанализирована подробная оригинальная информация о современном состоянии видового состава, характере широтной, меридиональной и высотно-поясной дифференциации фауны и населения птиц. Структура гнездовой авифауны гор заполярья соответствует зональным и ландшафтным особенностям рассматриваемой части Северной Евразии, а ее качественная однородность во всех обследованных пунктах обусловлена повсеместным преобладанием представителей одних и тех же отрядов, фаунистических комплексов и зонально-ландшафтных групп. Общность структуры фауны птиц поддерживается в горизонтальной плоскости видами, распространенными одновременно во всех обследованных пунктах, а в вертикальной – одновременно населяющими два, обычно смежных, высотно-ландшафтных уровня. Ареалы видов, обитающих в широком диапазоне высот, охватывающем не менее двух высотных поясов, имеют явно выраженный трехмерный характер. В зоогеографическом отношении авифауна гольцового пояса имеет специфичные черты за счет арктоальпийских и альпийских видов, экологически связанных с горными ландшафтами. Горную специфику авифауны гольцового пояса определяют виды, экологически тесно связанные с сухопутными или водно-околоводными элементами альпинотипного ландшафта на всем пространстве своего ареала или значительной его части. В рамках разрабатываемых новых биогеографических подходов, обобщены результаты мониторинга популяций, сообществ и биологического разнообразия в целом. Новые подходы применены с учетом биогеографических и экологических концепций: эталонных участков, островной биогеографии, ключевых видов и сообществ, а также современные приемы географического анализа и картографирования. Это обеспечивает ведение более эффективного мониторинга и всестороннюю оценку уникальности и биогеографической специфики территорий. Практический результат исследований имеет научную и общественную ценность, так как позволяет планировать, размещать и управлять охраняемыми территориями с учетом приоритетов охраны биоразнообразия. Проведена региональная оценка горных биомов России в соответствии с разрабатываемой концепцией разнообразия экосистем. Проведен анализ высотно-поясной структуры растительности Северовосточно-Забайкальского оробиома, Северо-Западного Кавказа, отрогов Монгольского Алтая. В пределах господствующей высотно-поясной структуры и ботанического разнообразия выявлен комплекс редких и реликтовых компонентов растительного покрова. Проанализированы градиенты эколого-географических факторов, обуславливающих разнообразие растительного покрова. Установлены закономерности пространственного распространения и выявлен уровень охраны редких видов птиц в аридных и семиаридных региональных биомах России. Дан анализ растительности более 15 районов Московской области как основы мониторинга состояния редких видов в регионе. Проведен анализ многолетней динамики фиторазнообразия, фитомассы и NDVI долинных лугов среднего течения реки Протвы по материалам, собранным в течение 2008–2016 гг., на полигоне Сатинской УНС географического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова. Разработан новый картографический алгоритм исследования структуры ареалов таежных видов млекопитающих и на его основе в пределах Уральского региона установлены оптимум ареала и структура экологической ниши модельного вида, таежного эндемика Палеарктики – лесного лемминга. В соответствии с концепцией «Одно здоровье» разработана методология выявления, оценки и картографирования взаимосвязей между состоянием здоровья животных и особенностями географической среды. В составе междисциплинарной группы закончено исследование по выявлению долговременных тенденций изменения благоприятствования климатических условий передаче трехдневной малярии в Москве и их сравнению с фоновыми значениями. Установлено, что основными предпосылками восстановления передачи были высокий уровень завоза инфекции из неблагополучных стран и влияние региональных изменений климата и городского острова тепла, которые послужили пусковым механизмом возникновения вспышки. Подтверждено влияние климатических изменений на распространение природнообусловленных болезней в Российской Арктике. Проведен обзор биоклиматических показателей, включенных в фактологическую основу геопространственного анализа изменения нозоареалов природнообусловленных болезней. Опубликована монография на английском языке “Mapping Russia's Natural-Focal Diseases. History and Contemporary Approaches” (издательство Springer) – первая современная монография на английском языке, знакомящая зарубежную аудиторию с вопросами распространения природноочаговых болезней в России. Выявлены закономерности географии новых и возвращающихся (эмерджентных) природноочаговых болезней на территории России. Проведена оценка риска заболевания населения этими инфекциями на европейской территории России и проведено их картографирование в границах естественных природных выделов (биомов). На основе информации о существующих скотомогильниках, а также климатических и эдафических данных было проведено моделирование возможного распространения сибирской язвы на территории России в условиях изменяющейся природной среды. На основе модели была создана карта благоприятности условий для возникновения новых и реактивации старых очагов сибирской язвы на территории России. Изучена география лекарственных растений; проанализированы растения южных регионов России, влияющие на здоровье населения. Дана оценка влияния климатического фактора на возможность передачи природнообусловленных болезней в России в условиях региональных и глобальных изменений окружающей среды. На примере лихорадки Западного Нила (ЛЗН) и модельной территории южной части Европейской территории России – проведено моделирование с целью анализа потенциальных изменений в распространении инфекции можно на основе детальной оценки степени благоприятности термических условий для развития возбудителя. Разработан алгоритм автоматизированного расчета эпидемиологических параметров, связанных с температурными условиями развития возбудителя ЛЗН. Проведен анализ распространения туляремии и картографирование очагов на территории Владимирской области и Южного федерального округа Российской Федерации. Продолжено наполнение данными Комплексной информационной системы медико-географических данных (DB). Поставленные задачи государственного задания выполнены. Научно-техническая разработка темы государственного задания соответствует мировому уровню и опирается на достижения российской географической, медико-географической и биологической школ и на международный опыт. Полученные результаты в виде разработок, карт, являются современными оригинальными научно-справочными произведениями, составленными высококвалифицированными специалистами-биогеографами, обладающими оригинальным материалом и собственным опытом изучения биоты, сюжеты многих карт разработаны впервые, что делает карты ценными пособиями для большого круга не только отечественных, но и зарубежных специалистов, которым необходимы сведения о биогеографическом покрове. Исследования в рамках темы НИР будут продолжены в начатых направлениях Приоритетное направление научных исследований: Изменения природной среды, общества и проблемы природопользования ПН России: Рациональное природопользование.
5 1 января 2020 г.-31 декабря 2020 г. Разнообразие, динамика и мониторинг экосистем в условиях изменений окружающей среды (ГЗ)
Результаты этапа: В результате выполнения работ по теме НИР были достигнуты следующие значимые результаты. Анализ проведенной реконструкция истории расселения семейства Hamamelidaceae s. l., Saxifragales позволил о прийти к следующим заключениям. Hamamelidaceae s. l. образует парафилетическую группу, включающую две монофилетичных группы – Altingiaceae и Hamamelidaceae s. s. На основании синтеза филогенетических и палеоботанических данных предложена модель расселения Hamamelidaceae s. l. Семейство Altingiaceae обособилось на территории Северной Америки около 95 млн. лет назад и оттуда расселилось по Берингийскому мосту в Восточную Азию, а затем по Североатлантическому мосту – в Европу. Семейство Hamamelidaceae s. s. сформировалось около 90 млн. лет назад на территории современной Европы и имеет сложную биогеографическую историю, которая включает заселение Африки и Мадагаскара, Австралии и 4 независимых случая заселения Северной Америки таксонами из разных триб подсемейства Hamamelidoideae. Проанализирована обширная база данных о насекомых. Были проанализированы результаты 166 долгосрочных исследований, проведенных в 1676 локалитетах по всему миру в период 1925–2018 гг. Показано, что численность наземных насекомых в мире сокращается в среднем на 0,92% в год, а численность насекомых, обитающих в пресной воде, ежегодно увеличивается в среднем на 1,08%. Несмотря на средние значения, тенденции на разных континентах сильно различаются, а в районах, где воздействие человека минимизировано, тенденции выражены слабее. Проведены исследования формирования ценотического и флористического разнообразия в бореальных экосистемах европейской части России. Продолжены работы по исследованию структуры ареалов типичных бореальных видов растений (Maianthemum bifolium (L.) F.W. Schmidt, Linnaea borealis L. на основе анализа индекса постоянства и экологических амплитуд, завершено составление базы данных точек местонахождений видов для территории Европейской России на основе собственных полевых материалов и научных публикаций для пространственного моделирования пригодности местообитаний. Выявлены закономерности распределения фитомассы и эколого-географической дифференциации растительного покрова тундр Западной Сибири (составлена характеристика видового состава растительных сообществ типичных и южных тундр). Установлены характеристики фракционного состава фитомассы тундровых сообществ Западной Сибири. Выполнена характеристика биоразнообразия равнинных биомов таежной зоны, составлено описание флористического и ценотического разнообразия трех полярных оробиомов: высокоарктических островов, Хибино-Североуральского и Среднесибирского. Представлены ранее неизвестные данные по структуре фауны и населения птиц, существенно расширяющие знания об эколого-географических закономерностях формирования биоразнообразии островных территорий южной части Большой курильской гряды: внутренних частей и побережья о. Уруп, и сопредельной морской акватории. Получена, обобщена и проанализирована подробная оригинальная информация о современном состоянии видового состава, характере широтной, меридиональной и высотно-поясной дифференциации фауны и населения птиц. Структура гнездовой авифауны о. Уруп соответствует зональным и ландшафтным особенностям островных территорий, расположенных у восточных окраин Северной Евразии, а ее качественная однородность во всех обследованных пунктах обусловлена повсеместным преобладанием представителей одних и тех же отрядов, фаунистических комплексов и зонально-ландшафтных групп. Авифауна о. Уруп, формирующаяся в системе общих зонально-ландшафтных и высотно-поясных закономерностей, объединяет экологические группы морских и сухопутных, в т.ч. горных видов. Горную специфику авифауны о. Уруп определяют виды, экологически тесно связанные с сухопутными или водно-околоводными элементами альпийского ландшафта на всем пространстве своего ареала или значительной его части. Зоогеографическая оригинальность местной авифауны обусловлена сочетанием элементов дальневосточного островного, пацифического, сибирского, китайского фаунистических комплексов, сибирско-американских и широкораспространенных видов, а также японских островных эндемиков. Установлено, что наряду со специализированными морскими птицами, связанными в основном с окружающими архипелаг акваториями, значительное число сухопутных и околоводных видов освоили внутриостровные и прибрежные местообитания, зачастую находя здесь широтные пределы своего распространения, образуя крупные скопления на послегнездовых кочевках или сезонных миграциях. Миграционные пути многих птиц связывают Курильские острова с Арктикой и тропическими регионами Юго-Восточной Азии. Выявленная динамика границ ареалов указывает на продолжение расселения видов и формирования авифауны гор Северо-Восточной Азии в условиях изменения климата. На северо-востоке Азии для одной группы видов впервые обнаружены значительные по площади очаги устойчивого гнездования с относительно высокой численностью, позволяющие считать их частями основной области гнездования. Для других выявлены лишь локальные изолированные территориальные группировки, площадь обитания которых не превышает 50–100 км2, образующие самую окраину ареала вида в Северо-Восточной Азии. Горы Северо-Восточной Азии являются форпостом распространения целого ряда видов. В рамках разрабатываемых новых биогеографических подходов, обобщены результаты мониторинга популяций, сообществ и биологического разнообразия в целом. Новые подходы применены с учетом биогеографических и экологических концепций: эталонных участков, островной биогеографии, ключевых видов и сообществ, а также современные приемы географического анализа и картографирования. Это обеспечивает ведение более эффективного мониторинга и всестороннюю оценку уникальности и биогеографической специфики территорий. Практический результат исследований имеет научную и общественную ценность, так как позволяет планировать, размещать и управлять охраняемыми территориями с учетом приоритетов охраны биоразнообразия. Проведена региональная оценка равнинных и горных биомов России в соответствии с разрабатываемой концепцией разнообразия экосистем. Проведен анализ высотно-поясной структуры растительности 31 оробиома и определены площади высотных поясов, получены данные по биоклиматическим показателям биомов. На региональном уровне проведен анализ ботанического разнообразия Северовосточно-Забайкальского оробиома. Выполнена оценка биоразнообразия Крымско-Новороссийского оробиома. На примере Утришско-Туапсинского географического варианта оробиома раскрыта высотно-поясная структура растительного покрова, в соответствии с которой складывается пространственная дифференциация флоры и растительных сообществ. Проведен анализ растительного покрова и мониторинга редких видов растений Московской области. Картографически отображено распространение лекарственных растений России. Картографически обобщено пространственное разнообразие редких видов разных систематических таксонов животных для территории Новой Москвы и нового природного парка «Устьянский» в средней тайге в междуречье Ваги и Северной Двины (Архангельская область). Проведены полевые работы по исследованию состояния растительного покрова, фауны млекопитающих и птиц в кластере «Научный» планируемого природного парка «Устьянский» в Архангельской области. Выявлены и картогафически отображены исторические изменения размещения степного сурка. Проведено моделирование распространения новых и возвращающихся инфекций на европейской территории России. Разработана автоматизированная версия типологической классификации нозологических профилей по набору болезней и динамики заболеваемости по пяти нозологическим единицам (геморрагическая лихорадка с почечным синдромом, иксодовые клещевые боррелиозы, клещевой энцефалит, туляремия, лептоспироз). На основе созданной рабочей классификации новых и возвращающихся инфекций построена серия карт, отражающих текущую ситуацию с заболеваемостью шестью наиболее важными природноочаговыми болезнями из этой группы в России и создана итоговая карта риска. Установлено, что наиболее высокий риск заражения наблюдается в северо-западных регионах европейской части России, Предуралья и Поволжья, связанных с лесными биомами, а также в южных степных районах междуречья Волги и Дона и предгорий Северного Кавказа. В составе междисциплинарной группы закончено исследование по выявлению долговременных тенденций изменения благоприятствования климатических условий передаче трехдневной малярии в Москве и их сравнению с фоновыми значениями. Установлено, что основными предпосылками восстановления передачи были высокий уровень завоза инфекции из неблагополучных стран и влияние региональных изменений климата, которые послужили пусковым механизмом возникновения вспышки. Проведен анализ эпидемиологической ситуации по лихорадке Западного Нила в России и оценен вклад климатических переменных в распространение болезни. Установлено, что наиболее вероятные места инфицирования вирусом Западного Нила – окраинные части города, застроенные частными домами и расположенные вдоль балок и рек. Они имеют озелененную территорию, которая притягивает к себе водоплавающих и синантропных птиц, приносящих вирус и являющихся его резервуарами. Проведено моделирование пространственного распределения благоприятности ландшафтно-климатических условий для передачи дирофиляриоза в Европейской части России с целью выявления параметров климата, влияющих на его распространение. Установлено, что наиболее важным климатическим фактором, влияющим на распространение дирофиляриоза, является температура воздуха. К наиболее благоприятным территориям Европейской части России с точки зрения распространения дирофиляриоза можно отнести Черноземье, Ростовскую область, Краснодарский край и Крым. Изучена география лекарственных растений; проанализированы растения аридных и семиаридных регионов России, влияющие на здоровье населения. Разработана типологическая классификация здоровья населения городов на основе показателей смертности в городах с численностью населения свыше 100 000 человек в целях выявления региональных особенностей уровня и структуры смертности городского населения Росии. Проведен медико-географический анализ региональных особенностей распространения первой волны COVID-19 по территории России. Поставленные задачи государственного задания выполнены. Научно-техническая разработка темы государственного задания соответствует мировому уровню и опирается на достижения российской географической, медико-географической и биологической школ и на международный опыт. Полученные результаты в виде разработок, карт, являются современными оригинальными научно-справочными произведениями, составленными высококвалифицированными специалистами-биогеографами, обладающими оригинальным материалом и собственным опытом изучения биоты, сюжеты многих карт разработаны впервые, что делает карты ценными пособиями для большого круга не только отечественных, но и зарубежных специалистов, которым необходимы сведения о биогеографическом покрове. Исследования в рамках темы НИР будут продолжены в начатых направлениях Приоритетное направление научных исследований: Изменения природной среды, общества и проблемы природопользования ПН России: Рациональное природопользование.

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".