Регистрация / Вход
Прислать материал

Экологические механизмы функционирования и эволюции биологических систем надорганизменного уровня

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Проект закончен
Проект
02.740.11.0279
Организация
ИЭРиЖ УрО РАН
Руководитель работ
Большаков Владимир Николаевич
Продолжительность работ
2009 - 2011, 25 мес.
Бюджетные средства
13,5 млн
Внебюджетные средства
3 млн

Информация отсутствует

Этапы проекта

1
07.07.2009 - 20.10.2009
Цель работы - раскрытие экологических механизмов функционирования и эволюции популяций и сообществ модельных групп биоты путем изучения их реакции на действие природных (повышенные и пониженные температуры, избыточное и недостаточное увлажнение) и антропогенных (химическое и радиационное загрязнение, выпас, эксплуатация ресурсов) факторов разного генезиса в широком диапазоне пространственных (от локальных до региональных) и временных (от сезонных до исторических) масштабов. Объекты исследований - наземные и пресноводные экосистемы Урала и Западной Сибири, популяции и сообщества модельных видов сосудистых растений, лишайников, миксомицетов, грибов и животных (наземные беспозвоночные, рыбы, амфибии, птицы, насекомоядные, грызуны, крупные млекопитающие).
Исследования выполнены на трех уровнях организации живой материи – организменном, популяционном и ценотическом – при сочетании натурно-описательных и экспериментальных подходов с использованием классических зоологических и геоботанических методов, популяционного, генетического и эволюционно-экологического анализа, методов геометрической морфометрии; для статистического анализа результатов использованы современные параметрические, непараметрические и многомерные методы (метод главных компонент, дисперсионный, дискриминантный и кластерный анализы).
Проведена инвентаризация фауны гнездящихся и пролетных видов ржанкообразных (Charadriiformes) в лесостепном Зауралье, уточнены характер пребывания и распространение редких и краеареальных видов. Изучены параметры аллозимного разнообразия в популяциях малой лесной мыши (Apodemus uralensis Pall., 1811), обитающей на территории Среднего Урала и северной части Южного Урала. Выделены и описаны основные этапы развития современной фауны крупных млекопитающих Урало-Поволжья в голоцене. Для Ямала в пределах всего голоцена проведена реконструкция истории климата и динамики древесной растительности, представленной лиственницей сибирской (Larix sibirica Ledeb.), елью сибирской (Picea obovata Ledeb.) и березой извилистой (Betula tortuosa Ledeb.).
В рамках выполнения НИР подготовлены 2 монографии; 10 статей в рецензируемых журналах, в том числе одна в иностранном; 5 статей в сборниках и материалах конференций, 3 тезисов.
Развернуть
2
21.10.2009 - 15.12.2009
Создано 49 информационных массивов данных, содержащих информацию о состоянии сообществ и популяций модельных видов сосудистых растений, лишайников, миксомицетов, грибов и животных (наземные беспозвоночные, птицы, насекомоядные, грызуны, крупные млекопитающие) в различных условиях.
Проверена гипотеза о возрастании морфоразнообразия в тех сообществах, в которых происходит снижение таксономического разнообразия при пессимизации условий обитания. Проведен анализ параметров мутационного процесса и стабильности развития в природных популяциях мелких млекопитающих при разных уровнях техногенного загрязнения среды тяжелыми металлами. Уточнена северная граница распространения на Урале формы obscurus M. arvalis. Проанализированы показатели морфотипической изменчивости у обыкновенной полевки и оценен вклад климатической компоненты в эту изменчивость.
На Полярном Урале проведена оценка высотного положения верхней границы леса за последние 1400 лет. Для высокогорий Южного Урала установлено, что начало заселения и массовое появление деревьев на безлесных местообитаниях положительно коррелирует со снегонакоплением. Выявлены основные закономерности влияния климатических параметров на радиальный прирост сосны обыкновенной в условиях лесостепной и степной зон Южного Урала. Выполнен анализ восстановления напочвенного покрова после пожаров на песчаных дренированных субстратах в северо-таежных лесах Западной Сибири. Охарактеризована температурная зависимость СО2- и СН4-эмиссии, связанной с активностью дереворазрушающих грибов.
Изучено совместное влияние температуры и загрязнения почвы фторидами на ранние этапы роста и развития модельного вида растений. Получены данные по динамике прорастания семян, численности разных генераций, времени перехода к репродукции и скорости смены генераций в популяциях растений, произрастающих в загрязненных фтором местообитаниях. Оценена скорость восстановления видового разнообразия сосудистых растений после механических нарушений разной жесткости в техногенно деградированных лесных сообществах. Установлено, что разнообразие сообществ эктомикоризных грибов, миксомицетов и беспозвоночных-хортобионтов с ростом токсической нагрузки снижается. Показано, что воздействие факторов техногенной природы приводит к сокращению общего обилия, биомассы, видового разнообразия, а также к трансформации структуры населения птиц и мелких млекопитающих.
Разработаны методические рекомендации по определению хронологической однородности костных остатков из захоронений в карстовых полостях. Выявлены новые диагностические признаки для определения европейского и азиатского барсуков, соболя, каменной и лесной куницы, а также степного и серого сурков. На основе анализа аномальных анатомических структур в годичных кольцах деревьев с полуострова Ямал проведена самая длительная (4400 лет) для территории Евразии реконструкция экстремальных температурных событий.
В рамках выполнения НИР подготовлены четыре монографии; 12 статей в рецензируемых журналах, в том числе три в иностранном; 20 статей в сборниках и материалах конференций, 7 тезисов.
Развернуть
3
01.01.2010 - 20.10.2010
Закладка пробных площадей на территории Приполярного и Северного Урала и сбор полевого материала по модельным объектам на новых и ранее заложенных пробных площадях.
Определение содержания приоритетных поллютантов в пробах листьев березы; проведение экспериментов по проникновению в костную ткань и вымыванию из нее различных элементов в разных условиях среды
Закладка пробных площадей на Приполярном Урале и сбор полевого материала по модельным объектам
Развернуть
4
21.10.2010 - 15.12.2010
Дополнены 42 информационных массива данных, содержащих информацию о состоянии сообществ и популяций модельных видов сосудистых растений, лишайников, миксомицетов, грибов и животных (наземные беспозвоночные, птицы, насекомоядные, грызуны, крупные млекопитающие) в различных условиях обитания.
Продолжено изучение динамики и морфологической изменчивости модельных сообществ (таксоценов) грызунов на территории Восточно-Уральского радиоактивного следа. Установлено, что динамика населения грызунов сопровождается циклическими перестройками морфооблика таксоцена в соответствии с фазами спада, депрессии, подъема и пика численности. С помощью методов геометрической морфометрии проанализирована изменчивость формы головной капсулы в западно-сибирской популяции муравьев Formica lemany за последние 1000 лет. Продолжен анализ границы распространения на Урале формы obscurus обыкновенной полевки Microtus arvalis.
Установлено, что за последние 1500 лет в высокогорьях Полярного Урала формировалось три поколения лиственницы сибирской, что соответствует трем благоприятным климатическим периодам. Для высокогорий Южного Урала установлено, что образование многоствольных деревьев ели происходит за счет укоренения приземных ветвей ранее одноствольных форм. Получены оценки запаса и структуры лишайникового покрова на разных стадиях послепожарного восстановления в сосновых и лиственничных лесах Западной Сибири. Показано внутридревесинное происхождение метана, выделяемого живыми хвойными и лиственными деревьями. Установлено, что доля эмиссии метана в газообмене живой стволовой древесины составляет около 1%. Обобщены данные по динамике ихтиофауны р. Соби за последние 35 лет.
Получены новые данные по металлоустойчивости потомства Deschampsia caesptosa из популяций, произрастающих в зонах с разным уровнем промышленного загрязнения. На примере Crepis tectorum L. получена оценка чувствительности растений из загрязненных местообитаний к действию различных стрессирующих факторов естественного происхождения. Показано существование полного спектра возможных вариантов сопряженностей между разнообразием и функциональными характеристиками сообществ модельных групп организмов. Изучены закономерности миграции тяжелых металлов по пищевым цепям. Установлено, что потоки металлов через локальные группировки модельного вида птиц на импактной территории меньше, чем на фоновой, поскольку плотность населения птиц вносит наибольший вклад в изменение общего потока химических элементов по сравнению с остальными показателями.
Продолжено изучение последствий действия хронического облучения на травянистые растения в зоне ВУРСа. У всех изученных видов не выявлено определенной связи между выживаемостью проростков и дозовыми нагрузками в местах произрастания материнских растений. Хроническое облучение в широком диапазоне доз индуцирует генетическую нестабильность, проявляющуюся в повышении частоты морфозов.
Получены характеристики упорядочения неорганической компоненты, ионности химических связей, содержания и межпозиционного распределения карбонат-ионов в структуре костных остатков млекопитающих позднеплейстоценового и голоценового возраста. На примере барсуков азиатского (Meles leucurus) и европейского (M. meles) установлен факт сопряженного изменения ареалов и относительно быстрого замещения одного вида другим в голоцене. Охарактеризованы изменения границ ареалов соболя (Martes zibellina), каменной (Martes foina) и лесной (Martes martes) куниц на Урале в голоцене.
На основе анализа массовых дендрохронологических датировок полуископаемой древесины полуострова Ямал выявлены высокая амплитуда изменений густоты древостоев в речных долинах и периоды повышения доли ели сибирской в составе древостоев.
Развернуть
5
01.01.2011 - 31.05.2011
Проведен сбор и анализ собранного полевого материала по модельным объектам; определено содержание тяжелых металлов Ni, Cd, Cu, Pb, Fe, Zn в биологических объектах и органической компоненты и элементного состава костных остатков грызунов из навеса Устиново и пещеры Сыртинская; проведены исследований вариабельности жизнеспособности и мутабильности семенного потомства модельных видов растений, произрастающих в градиенте радиоактивного загрязнения.
Развернуть
6
01.06.2011 - 14.08.2011
1. Описание экологических механизмов функционирования и эволюции популяций и сообществ модельных групп биоты.
2. Подготовка научно-методических материалов к публикациям в сборниках научных трудов и рецензируемых отечественных и зарубежных журналах.
3. Разработка программы внедрения результатов НИР в образовательный процесс.
Развернуть

Программа

Программа "Научные и научно-педагогические кадры инновационной России" на 2009 - 2013 годы

Программное мероприятие

1.1 Проведение научных исследований коллективами научно-образовательных центров
Продолжительность работ
2012 - 2013, 13 мес.
Бюджетные средства
0,65 млн
профинансировано
Продолжительность работ
2009 - 2011, 25 мес.
Бюджетные средства
12,6 млн
профинансировано
Тема
Разработка новых технологий мониторинга природных процессов в экологически уязвимых зонах взаимодействия пресных и морских вод с ис-пользованием биологических индикаторов.
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
6 млн
Количество заявок
2
Тема
Разработка научно - технологических и технических решений в области создания методов диагностики и мониторинга технологических процессов на объектах ТЭК
Продолжительность работ
2013, 2 мес.
Бюджетные средства
16 млн
Количество заявок
32
Тема
Научно-методическое обеспечение создания в Российской Федерации биоресурсных центров, как элементов инфраструктуры развития биотехнологии на основе ведущих биологических коллекций
Продолжительность работ
2013, 2 мес.
Бюджетные средства
12 млн
Количество заявок
8
Тема
Комплексные исследования природы Баренцева и Белого морей в целях эффективного использования биологических и минеральных ресурсов и минимизации природных рисков.
Продолжительность работ
2011 - 2013, 22 мес.
Бюджетные средства
0 млн
Количество заявок
0
Тема
Совершенствование организационных и нормативно-методических механизмов непрерывного образования
Продолжительность работ
2013, 5 мес.
Бюджетные средства
15,4 млн
Количество заявок
2