Регистрация / Вход
Прислать материал

Закономерности ландшафтно-зонального распределения видов и сообществ в пределах Европейского сектора Российской Арктики и сопредельных таежных регионов

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Проект закончен
Проект
02.740.11.0287
Руководитель работ
Филиппов Борис Юрьевич
Продолжительность работ
2009 - 2011, 26 мес.
Бюджетные средства
12 млн
Внебюджетные средства
2,4 млн

Информация отсутствует

Этапы проекта

1
07.07.2009 - 31.10.2009
Подготовлен аналитический обзор по проблеме фауны и экологии ряда таксонов беспозвоночных животных в пределах различных экосистем подзоны типичных и южных тундр. В результате проанализировано 195 литературных источников. В обзоре представлены основные этапы изучения фауны и экологии беспозвоночных животных на Севере. На примере жуков жужелиц (Coleoptera, Carabidae) отражены основные направления изучения жизненных циклов; изменения физиологических механизмов адаптации жужелиц к низким температурам; изменений термопреферендума в течение сезона и в ходе онтогенеза.
Разработан план экспериментальных исследований фауны и экологии ряда таксонов беспозвоночных животных в пределах различных экосистем подзоны типичных и южных тундр на ключевых участках: остров Колгуев, термальные источники Пым-Ва-Шор. План экспериментальных исследований включал использование методики сбора почвенной мезофауны методом почвенных ловушек Барбера-Гейдеманна. Гидробиологические исследования основывались на методиках В.И. Жадина (1960), Э.И. Поповой (1966), Ю.А. Песенко (1982). Исследование энтомофауны (шмели, булавоусые чешуекрылые) проводились методом безвыборочного сбора всех встреченных экземпляров в исследуемых местообитаниях (Песенко , 1972, 1982; Татаринов, Долгин 2001; Болотов, Подболоцкая, 2003).
Собраны и систематизированы экспериментальные данные по фауне и экологии жуков жужелиц в составе локальной фауны окрестностей поселка Бугрино (о. Колгуев). Методом почвенных ловушек изучено население жужелиц 10 биоценозов и отработано более 23 880 ловушко-суток. Дополнительно экспериментальными исследованиями определены параметры микроклимата различных биоценозов южной части острова Колгуев, а так же в каждом биоценозе проведены геоботанические описания.
В пределах урочища Пым-Ва-Шор отобрано 155 проб пресноводных моллюсков, собран энтомологический материал по шмелям и булавоусым чешуекрылым, жукам жужелицам. В каждом экспериментально изученном биоценозе проведены геоботанические описания. Отмечено, что на относительно небольшой площади урочища формируются участки растительности, соответствующие различным типам фитоценозов (от тундровых сообществ, через лесные к луговым). Исследована структура ландшафтов урочища Пым-Ва-Шор.
Проведены экспериментальные исследования фауны и экологии пресноводных моллюсков, булавоусых чешуекрылых, шмелей в пределах различных экосистем Соловецких островов. Сделаны геоботанические описания всех исследованных биоценозов. Оценены экологические параметры и данные комплексного изучения структуры ландшафтов на Соловецких островах. Все полученные данные систематизированы.
Все выполненные работы соответствуют требованиям технического задания.
Развернуть
2
01.11.2009 - 15.12.2009
АННОТАЦИЯ РАБОТ,
ВЫПОЛНЕННЫХ НА «Теоретические исследования – анализ и обобщение полученных экспериментальных данных по фауне и экологии ряда таксонов насекомых» ЭТАПЕ № 2
государственного контракта с Федеральным агентством по науке
и инновациям от 7 июля 2009 г. № 02.740.11.0287.


Шифр: «2009-1.1-141-063-002»
Период выполнения этапа 01 ноября 2009 – 15 декабря 2009
Исполнитель: Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Поморский государственный университет имени М.В. Ломоносова», адрес 163002 г. Архангельск, пр. Ломоносова, д. 4
Цель работы Выявление основных закономерностей ландшафтно-зонального распределения видов и сообществ в пределах Европейского сектора Российской Арктики и сопредельных таежных регионов.
Выполнение НИР должно обеспечить подготовку и закрепление в сфере науки и образования научных и научно-педагогических кадров и формирования эффективного и жизнеспособного научного коллектива, состоящего из молодых кадров высшей квалификации.


1. Наименование разрабатываемой продукции
Утвержденный ГУ ВПО «Поморский государственный университет имени М.В.Ломоносова» промежуточный научно-технический отчет согласно ГОСТ 15.101-98 и ГОСТ 7.32-2001.
2. Характеристика выполненных на этапе работ по созданию продукции.
2.1. Проведен анализ и монографическое обобщение данных по специфике формирования видового разнообразия беспозвоночных животных в условиях карстовых ландшафтов европейской тайги. Показана специфика фауны и топических комплексов почвеннообитающих жуков-жужелиц для данного региона. Впервые опубликован аннотированный список видов жужелиц для государственного природного заповедника “Пинежский”.
В результате анализа всех имеющихся литературных источников проведено теоретическое обобщение сведений по составу фауны и экологии различных групп насекомых и других беспозвоночных лесотундровой зоны полуострова Канин. Показано, что история изучения фауны беспозвоночных этой территории насчитывает более 100 лет, при этом периоды интенсивного изучения различных таксонов насекомых, пауков и моллюсков пришлись на начало ХХ и XXI веков.
Разработаны научно-методических комплекса дисциплин учебного плана университетских специальностей 020201 “Биология” и 02080 “Экология”, отражающих основные научные достижения коллектива, внедренные в учебный процесс.
Проведено теоретическое обобщение и анализ эмпирического материала первого этапа работ по изучению разнообразия топических комплексов пресноводных моллюсков и ряда таксонов насекомых на Соловецких островах. На примере разных таксонов беспозвоночных животных показана специфика фауны и топических комплексов беломорских островов в условиях северной тайги Архангельской области (на примере Соловецких островов). Показано, что фауна насекомых и моллюсков островов Соловецкого архипелага содержит примерно в два раза меньше видов по сравнению с прилегающими к ней территории материковой части. При этом в условиях низкого видового богатства фауны отмечаются специфические перестройки состава биотопических комплексов. Выявлены компенсационные экологические механизмы устойчивого функционирования сообществ беспозвоночных в условиях островных экосистем при низком видовом богатстве.
Проведено описание климатогенных механизмов многолетней изменчивости островных таксоценов (на примере шмелей). По материалам 6-летних мониторинговых исследований описан климатогенный механизм временной изменчивости компенсационных явлений в таксоценах шмелей на Большом Соловецком острове, связанных с динамикой обилия B. pascuorum и B. jonellus. Доказано, что рассмотренный механизм лежит в основе резких межгодовых перестроек в структуре островных таксоценов шмелей, когда в разные годы облик топических группировок может меняться кардинально.
2.2. Полученные за отчетный период важнейшие результаты являются новыми для науки и соответствуют современному уровню мировой науки. Изучение фауны и экологии ряда таксонов беспозвоночных животных проведено нами на современном научном и методическом уровне и позволили получить приоритетные результаты, поскольку подобных работ в данной природно-климатической зоне до сих пор никто не проводил.
2.3. Для обработки собранного экспериментального материала применялись современные методы статистического анализа и математического моделирования.
Для многомерной классификации изученных топических группировок беспозвоночных был проведен иерархический кластерный анализ на основе расчета евклидова расстояния методом взвешенного парного присоединения объектов. Перед проведением анализа была выполнена струнная трансформация исходных данных (англ. chord transformation). При анализе структуры и разнообразия топических группировок использовали несколько параметров: относительное обилие видов, состав численно преобладающих видов, видовое разнообразие (число видов и набор расчетных индексов), экологическая структура и сходство по видовому составу и обилию.

2.4. Согласно государственному контракту объекты интеллектуальной собственности на втором отчетном этапе исследований не предусмотрены.
3. Области и масштабы использования полученных результатов
3.1. Полученные новые приоритетные результаты будут востребованы в различных областях биологии и экологии. И могут быть использованы специалистами – энтомологами и малакологами при изучении механизмов формирования биологического разнообразия в условиях высоких широт.
3.2. Полученные результаты применены в области высшего образования при разработке содержания курсов “Зоология беспозвоночных”, “Энтомология”, и “Экология животных” вузовских специальностей «Экология» и «Биология».
3.3. К концу второго этапа работ по государственному контракту два человека защитили диссертации на соискание ученой степени кандидат биологических наук, поступили и успешно обучаются в аспирантуре три человека, направлены четыре статьи в рецензируемые журналы, рекомендованные ВАК России. Собранные экспериментальные данные легли в основу курсовых и дипломных работ.
4. Выводы
В ходе выполнения второго этапа работ в рамках федеральной целевой программы по теме «Закономерности ландшафтно-зонального распределения видов и сообществ в пределах Европейского сектора Российской Арктики и сопредельных таежных регионов»:
1. Проведено монографическое обобщение данных по специфике формирования видового разнообразия беспозвоночных животных в условиях карстовых ландшафтов европейской тайги. При этом впервые для указанной территории приводятся сведения о распространении 121 видов жужелиц.
2. Подготовлен аналитический обзор по проблеме фауны и экологии ряда таксонов беспозвоночных животных в пределах различных экосистем лесотундровой зоны полуострова Канин;
3. Разработаны и используется в учебном процессе естественно-географического факультета ГОУ ВПО Поморский государственный университет имени М.В. Ломоносова три учебно-методических комплекса дисциплин учебного плана университетских специальностей 020201 “Биология” и 02080 “Экология”, отражающих основные научные достижения коллектива.
4. Выявлен видовой состав пресноводных моллюсков острова Большой Соловецкий, включающий 20 видов из 14 родов. Выделено пять классов топических группировок, насчитывающих от 12 до 19 видов моллюсков, в зависимости от типа грунтов и гидрологических условий. Для каждого из классов топических группировок характерен специфический набор из одного-трех видов, резко преобладающих по обилию и имеющих достоверную приуроченность к определенному типу местообитаний.
5. Видовое разнообразие топических группировок шмелей на Соловецких островах резко снижено по сравнению с материком. Они насчитывают от 2 до 11 видов шмелей. В количественной структуре большинства группировок присутствуют виды с очень высоким относительным обилием, что можно рассматривать как один из экологических механизмов компенсации видовой обедненности фауны.
6. В основе резких межгодовых перестроек в структуре островных таксоценов шмелей, когда в разные годы облик топических группировок может меняться кардинально, лежит климатогенный механизм, связанный с динамикой обилия двух доминирующих видов шмелей – B. pascuorum и B. jonellus.

Руководитель работ по проекту
Научный координатор _________________ Б.Ю.Филиппов
___ __________ 2009 г.
М.П.
Развернуть
3
10.01.2010 - 30.06.2010
Подготовлен аналитический обзор по проблеме фауны и экологии ряда таксонов беспозвоночных животных в пределах различных экосистем подзоны северных и южных тундр. Показано, что в Арктике и Субарктике выделяются ряд довольно крупных регионов, весьма неполно изученных в энтомологическом отношении. К таким регионам относится Европейский сектор российской части Арктики. Организована комплексная полярная экспедиция по изучению различных экосистем подзоны северных и южных тундр Европейского сектора российской части Арктики: остров Вайгач и бассейн реки Адзьвы. Для этого была разработана программа полевых работ.
Собраны, прошли камеральную обработку и систематизированы экспериментальные данные по фауне и экологии ряда таксонов беспозвоночных животных в пределах различных экосистем подзоны северных и южных тундр. Впервые в истории изучения биоты Вайгача на острове действует сезонный стационар, благодаря работе которого получен большой объем экспериментального материала по фауне и экологии наземных насекомых и пресноводных моллюсков.
Экспедиционные исследования проведены для ряда типов местообитаний в бассейне реки Адзьвы. При систематизации полученных в ходе полевых работ экспериментальных данных показаны важнейшие экологические параметры структуры ландшафтов среднего течения реки Адзьвы, включая геологическое строение, температурные контрасты и расход вод в гидротермальных экосистемах и почвенно-геохимические условия.
Установлен видовой состав модельных групп наземных насекомых и пресноводных моллюсков северной тайги на примере Кенозерского национального парка и Пинежского заповедника. Выявлена специфика энтомофауны и распределения видов исследованных групп насекомых по элементам ландшафта, типам биоценозов. Это позволило осуществить анализ видового разнообразия экосистем Кенозерского национального парка и Пинежского государственного заповедника.
Полученные за отчетный период важнейшие результаты являются новыми и соответствуют современному уровню развития мировой науки. Изучение фауны и экологии ряда таксонов беспозвоночных животных проведено нами на современном научном и методическом уровне и позволили получить приоритетные результаты, поскольку подобных работ в данной природно-климатической зоне до сих пор никто не проводил. Особо следует отметить длительные сроки проведения экспериментальных работ в суровых условиях Арктики, благодаря которым впервые в мировой науке получены данные по изменению активности модельных групп беспозвоночных в течение сезона.
Для обработки собранного экспериментального материала применялись современные методы статистического анализа и математического моделирования. При анализе структуры и разнообразия топических группировок использовали несколько параметров: относительное обилие видов, состав численно преобладающих видов, видовое разнообразие (число видов и набор расчетных индексов), экологическая структура и сходство по видовому составу и обилию.
Развернуть
4
01.07.2010 - 15.12.2010
Проведен анализ закономерностей биотопического распределения и параметров видового разнообразия различных таксономических групп насекомых в условиях северной тайги европейской части России. Показана специфика распределения видов в составе биоценотической мозаики ландшафта.
Для всех изученных групп насекомых зональных биоценозов характерны низкие значения индексов видового разнообразия и богатства и довольно высокие показатели индексов доминирования из-за наличия в их структуре видов, резко преобладающих по численности. Видовое разнообразие топических комплексов насекомых максимально на лугах в долинах крупных рек за счет появления в составе комплексов луговых видов, не свойственных для зональных таежных лесов. Арктические и тяготеющие к Арктике виды насекомых в составе карстового ландшафта преимущественно тяготеют к устьям и бортам карстовых логов, что отражает особенности микроклимата указанных сообществ.
Проведено теоретическое обобщение и анализ эмпирического материала по экологии пресноводных моллюсков в разнотипных озерно-речных системах бассейнов Белого и Баренцева морей.
Показана специфика населения моллюсков островной территории Белого моря, где отмечено, что наряду с ограничением общего видового богатства, происходит снижение числа вариантов структуры озерных топических группировок моллюсков, и сужение диапазона параметров их разнообразия на фоне резкого увеличения плотности особей. Определено, что различия по видовому составу моллюсков островных озер, при относительном сходстве их гидрохимических и морфометрических параметров, определяются историческими причинами (спецификой заселения водоемов) и спектром имеющихся местообитаний. В том числе установлено, что структура топических группировок моллюсков в озерах Соловецких островов и Онежского полуострова достоверно зависит от характера заселяемого субстрата и состава высшей водной растительности.
Разработаны два научно-методических комплекса «Ландшафтная экология» и «Охрана природы» дисциплин учебного плана университетских специальностей 020201 “Биология” и 02080 “Экология”, отражающих основные научные достижения коллектива, внедренные в учебный процесс.
Разработана программа внедрения результатов НИР в образовательный процесс.
Развернуть
5
10.01.2011 - 30.06.2011
5.1. Подготовка аналитического обзора
по проблеме фауны и экологии ряда
таксонов беспозвоночных животных в
пределах различных экосистем подзоны
южных тундр и лесотундры на
ключевых участках: Вашуткины озера,
побережье Чешской губы Баренцева
моря, полуостров Канин.
5.2. Разработка плана
экспериментальных исследований
фауны и экологии ряда таксонов
беспозвоночных животных в пределах
различных экосистем подзоны южных
тундр и лесотундры на ключевых
участках: Вашуткины озера, побережье
Чешской губы Баренцева моря,
полуостров Канин.
: 5.3. Сбор экспериментальных данных по
фауне и экологии ряда таксонов
беспозвоночных животных в пределах
различных экосистем подзоны южных
тундр и лесотундры на ключевых
участках: Вашуткины озера, побережье
Чешской губы Баренцева моря,
полуостров Канин.
5.4. Систематизация полученных данных
и оценка экологических параметров и комплексного изучения структуры
ландшафтов подзоны южных тундр и
лесотундры на ключевых участках:
Вашуткины озера, побережье Чешской
губы Баренцева моря, полуостров
Канин.
5.5. Проведение экспериментальных
исследований фауны и экологии ряда
таксонов беспозвоночных животных в
пределах различных экосистем на
ключевых участках: бассейн реки
Мудьюги, Кожозерский ландшафтный
заказник, район научного стационара в
селе Ломоносово Архангельской
области, бассейн реки Онеги, бассейн
реки Солзы, стационар РАН «Ротковец»
в Коношском районе Архангельской
области.
5.6. Оценка климатических и почвенно-
растительных условий изученных
районов таежной, лесотундровой и
тундровой зон, проведение
сравнительного анализа экологических
характеристик.
Развернуть
6
01.07.2011 - 12.09.2011
1.Формирование компьютерных баз данных экспериментальных материалов.
2.Анализ и обобщение полученных экспериментальных материалов, сопоставление результатов с данными исследований прошлых лет и литературными сведениями
3.Подведение итогов исследований по теме и подготовка обзора современных представлений о закономерностях ландшафтно-зонального распределения видов и сообществ в пределах Европейского сектора Российской Арктики и сопредельных таежных регионов
4.Разработка научно-методических материалов по темам: «Учение о биосфере», «Экология популяций», «Экология сообществ», «Зоология беспозвоночных»
5.Проведение патентных исследований.
6.Технико-экономическая оценка полученных результатов НИР
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
Проведение поисковых научно-исследовательских работ в области естественных наук: 1. Мониторинг и количественная оценка фитомассы лесных насаждений, распространенных в современных антропогенно измененных экосистемах Поволжья; 2. Закономерности локализации и прогноз золотосеребряного оруденения в пределах Безенгийского рудного поля (Черекский район, Кабардино-Балкарская республика); 3. Исследование возможностей геологического дешифрирования данных дистанционного зондирования ГПД-200 на Усинскую площадь для изучения истории и мониторинга геологических процессов; 4. Изучение бассейновых структур для целей эколого-ландшафтного обустройства земель сельскохозяйственного назначения; 5. Определение качественных связей и пространственных закономерностей распределения гидрофизических и энергетических свойств почвогрунтов с использованием методов дистанционного зондирования Земли; 6. Спиновая кинетика ядер гелия-3 в аэрогеле-98 и аэрогеле-95; 7. Исследование методами градиентного ЯМР особенностей молекулярной подвижности низкомолекулярных жидкостей в наноуглеродных материалах, полученных на основе темплата из оксида алюминия; 8. ЯМР релаксация и спектроскопия природных полимеров; 9. Формирования полей с заданной пространственной структурой; 10. Немарковские эффекты в квантовой теории релаксации атомных систем.
Продолжительность работ
2009, 2 мес.
Бюджетные средства
2 млн
профинансировано
Продолжительность работ
2019, 2 мес.
Бюджетные средства
1 млн
Организация
ЯНЦ СО РАН
профинансировано
Продолжительность работ
2009 - 2011, 25 мес.
Бюджетные средства
3,6 млн
Организация
УрГЭУ
профинансировано
Тема
Организация и проведение Международной полевой школы "Таежные лесные экосистемы в условиях вечной мерзлоты"
Продолжительность работ
2019, 2 мес.
Бюджетные средства
1 млн
Количество заявок
1
Тема
Обеспечение организации и проведения международной конференции «Большие морские экосистемы полярных регионов и южных морей в период климатических изменений»
Продолжительность работ
2015, 4 мес.
Бюджетные средства
8 млн
Количество заявок
5
Тема
Изучение формирования и развития разнообразия животных России; выявление закономерностей изменения и факторов формирования современных фаун отдельных регионов Земного шара; разработка методов наблюдения и контроля за распространением организмов (на примере модельных групп) на установке: "Фондовые коллекции Зоологического института, в том числе Кунсткамера Петра Первого (УФК ЗИН) (рег. № 2-2.20)"
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
1 млн
Количество заявок
1
Тема
«Организационно-техническое обеспечение проведения международной молодежной конференции «Экология России и сопредельных территорий».
Продолжительность работ
2012, 5 мес.
Бюджетные средства
0,8 млн
Количество заявок
1
Тема
Оценка влияния природных и антропогенных факторов на динамику морских экосистем как основа для разработки методологии экологической безопасности приморских регионов и технологий сохранения биологических ресурсов морей России.
Продолжительность работ
2011 - 2013, 22 мес.
Бюджетные средства
0 млн
Количество заявок
0