ОБЩИЕ ВОПРОСЫ
Цель – разработка модели инновационного профиля как способа оценки инновационной устойчивости региона (Воронежская область).
Материал и методы. В работе применены системный, сравнительный и экономико‐статистический методы. Расчеты проведены с использованием программных пакетов MS Excel и Statistica. База данных выполнена в ретроспективе за период 2010‐2017 гг. Проведена оценка инновационной устойчивости на основе ресурсного подхода, используя четыре группы ресурсных показателей, характеризующих состояние технологического, кадрового, финансового и научного секторов. Рассчитана результативная компонента.
Результаты. Результаты расчетов обобщающего показателя свидетельствуют о достаточно развитой региональной инновационной системе, имеющей как потенциал для реализации эффективной инновационной устойчивой деятельности, так и уже достигнутые эффективные результаты. Однако имеются кризисные значения показателей, таких как доля внутренних затрат на научные исследования и разработки, индекс физического объема инвестиций в основной капитал и доля исследователей, имеющих ученую степень. В свою очередь кризисность результативной компоненты требует разработки определённых рекомендаций, способствующих эффективному использованию имеющегося потенциала.
Заключение. В работе решена актуальная практико‐ориентированная задача в области социально‐экономико‐географических исследований – разработана модель инновационного профиля, которая дает возможность оперативно и достоверно определить степень инновационной устойчивости региона. Проведенная оценка показателей инновационного потенциала региона позволила комплексно и адекватно выявить «сильные и слабые» стороны региональной инновационной системы Воронежской области и определить основные стратегические задачи.
Цель. Изучить состояние морских экосистем рекреационно‐туристической зоны Кавказа на примере пляжа, расположенного вблизи устья реки Агой.
Материал и методы. Фитопланктон, гетеротрофный бактериопланктон, инфузории, голопланктон, меропланктон, ихтиопланктон, зообентос рыхлых грунтов и гидрохимию воды и донных осадков собирали в июне 2012 г. на трех разрезах от устья реки Агой до берегового стока (глубины 2,5‐7,5 м). Определение видов планктона и зообентоса, содержания химических параметров в воде и грунтах выполняли по стандартным методикам.
Результаты. Выявлено удовлетворительное состояние большей части пляжной зоны, где располагались псаммофильные биоценозы Lucinella divaricata, Chamelea gallina (Bivalvia). Отмечено возрастание плотности редкого вида в конце 1990‐х гг. Lucinella divaricata. На участке берегового стока обнаружено появление цианобактерий и угнетение зообентоса, которое выражалось замещением биоценозов моллюсков биоценозом многощетинковых червей Capitella capitata с биомассой на два порядка ниже средней по району. Высокие показатели численности гетеротрофного бактериопланктона (4,5 млн кл/мл) и инфузорий (64 млн экз./м3) могли свидетельствовать о микробном загрязнении этого района. Негативное влияние сточных вод на планктон проявлялось в снижении численности популяции сетного зоопланктона, его аномальном развитии и возрастании роли микрогетеротрофов.
Выводы. Полученные результаты дают представление о состоянии морских прибрежных экосистем рекреационно‐туристических и охраняемых зон Кавказа и могут быть полезны для дальнейшего мониторинга этого района.
ЭКОЛОГИЯ ЖИВОТНЫХ
Целью данной работы стала оценка современного состояния популяций раков (Astacidae) на восточном шельфе Каспийского моря в местах их массового обитания (залив Александра Бековича‐Черкасского). Сбор исследовательского материала осуществлялся в марте‐апреле 2018 г.
Материал и методы. В основу полевых работ легли методы подводных исследований с применением легководолазной техники. Сбор исследовательского материала осуществлялся методом маршрутного учета на трансектах площадью 100 м2. Собранные раки идентифицировались по видам, измерялись, взвешивались, оценивалась плодовитость и состояние панциря. После измерений раки в живом виде выпускались в море. Расчет общей численности осуществлялся на основе определения плотности скоплений (экз./м2) с дальнейшим пересчетом на полезные площади биотопов. Оценку промысловых запасов проводили на основе размерно‐весовых характеристик собранных особей. Для обобщения материалов и выводов использован сравнительный анализ результатов современных исследований и архивные данные 70‐90‐х годов прошлого столетия.
Результаты анализа показали, что в составе популяций произошли существенные изменения. Доминантным видом стал Caspiastacus pachypus Rathke, который в значительной степени вытеснил доминирующего ранее Pontastacus eichwald Воtt.
Заключение.Анализ современного состояния астакофауны на восточном шельфе и исторических данных свидетельствует о существенных изменениях структуры популяции каспийских раков. Стенобионт C. pachypus стал доминирующим видом. Его малые размеры снизили хозяйственную ценность раков по сравнению с предыдущим периодом. При этом запасы раков сохраняют промышленный потенциал для освоения этих биоресурсов Каспийского моря.ЭКОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ
Цель. Выявить современное фитоценотическое и флористическое разнообразие Западного Кавказа, показать особенности флороценокомплексов.
Материал и методы. Статья написана на основе многолетних маршрутно-экспедиционных и стационарных исследований с использованием классических геоботанических методов.
Результаты. Согласно исследованиям флора региона насчитывает около 3500 видов сосудистых растений из 178 семейств и 936 родов, что свидетельствует о высоком уровне флористического разнообразия. Спектр ведущих семейств Западного Кавказа приближается к средиземноморскому типу. Флора региона имеет высокий показатель эндемизма. Растительный покров подчиняется широтной зональности и высотной поясности. Показана созологическая значимость ценокомплексов. Рассматриваются основные типы растительности: древние плавнево‐литоральные ландшафты дельты р. Кубань, псаммофильной литоральной растительностью со специфическими редкими видами Азовского и Чёрного морей, степные сообщества, горные леса, экотонная зона криволесий и субальпийских лесов, субальпийские и альпийские луга и ковры. В каждом высотном поясе представлен петрофитный флорокомплекс (Petrophyton). Для высокогорных петрофитных ценозов приводится ценотическая структура и эндемичные виды. Рассматривается флористическая и ценотическая дифференциация лесов Западного Кавказа.
Выводы. Западный Кавказ – это один из центров флористического и ценотического разнообразия Кавказского экорегиона. Характерно высокое популяционное и видовое разнообразие, большое число эндемиков и своеобразие ценокомплексов. Западный Кавказ является рефугиумом древних экосистем колхидского и средиземноморского корня.
Цель. В зоне рискованного земледелия особенно актуально выращивание сельскохозяйственных культур с высокой урожайностью и оптимальной адаптивной приспособленностью к стрессовым факторам окружающей среды. В связи с этим цель настоящей исследовательской работы заключается в определении экологической устойчивости сортов ярового тритикале к неблагоприятным факторам Среднего Приамурья.
Материал и методы. В опыте использовали множество статистических и математических методов определения адаптивного потенциала сортов ярового тритикале по урожайности. В качестве объекта исследований использовали 40 сортов и селекционных линий ярового тритикале различного эколого-географического происхождения.
Результаты. С помощью кластерного анализа образцы тритикале ранжированы на 5 групп с различной реакцией на спектр изменений условий окружающей среды. В результате исследований установлено, что сорт Скорый (Россия) и сорт Виктория (Украина) максимально реализуют свой потенциал урожайности в сочетании со способностью нейтрализовать негативное воздействие почвенно‐климатических факторов внешней среды.
Заключение. Установлена сортовая реакция тритикале на конкретные условия вегетации. Выделены образцы ярового тритикале с высокой экологической устойчивостью, пластичностью и стабильностью для хозяйственного использования и дальнейшей селекционной работы.
ГЕОЭКОЛОГИЯ
Цель. Лабораторная оценка особенностей пространственного распределения и миграции тяжелых металлов (ТМ) в модельных профилях почв различного генезиса по изменению электрокинетических свойств в почвенных растворах.
Материал и методы. Исследовались фоновые ненарушенные почвы лесопарковых ландшафтов и материковых пойменных лугов Курской агломерации. Опыт проводился в лабораторных условиях. Исследовалась краткосрочная временная динамика вертикального распределения и миграции внесенных ТМ в модельных почвенных колонках, являющихся имитациями почвенных профилей.
Результаты. Анализ кинетики почвенных растворов и лизиметрических вод контрольных и загрязненных почв показал, что модельный профиль темносерой типичной почвы отличался наименьшей способностью к извлечению ионов свинца из загрязненного почвенного раствора. Минимальная сорбционная способностью по отношению к цинку характерна для профиля дерновоподзола песчаного иллювиально‐железистого. Максимальная способность закреплять изучаемые ТМ (Zn и Pb) выявлена у чернозема выщелоченного среднесуглинистого.
Заключение. Динамика и кинетика свинца и цинка в рассмотренных почвах Курской агломерации имеют существенные отличия и зависят от ряда почвенных факторов. В изучаемых почвах характер пространственного распределения и интенсивность миграции свинца и цинка была обусловлена показателями емкости и контрастности внутрипочвенных геохимических барьеров. Торможение процессов вертикальной миграции Pb и Zn в почвах изучаемых модельных профилей отмечается как в гумусированных гумусово‐аккумулятивных генетических горизонтах, так и в минеральных горизонтах с высокой контрастностью кислотно‐основных и окислительно‐восстановительных условий. Зоны выноса свинца и цинка формируются при значимом укрупнении гранулометрического состава и снижение показателя рНKCl.
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ ЭКОЛОГИЯ
Цель. Работа направлена на определение тенденций в динамике продуктивности пастбищных ландшафтов Волгоградской области. Определение направления трендов и величин коэффициентов пропорциональности позволяет выявить территории, на которых увеличивается или снижается продуктивность естественной зональной растительности с 2000 года по настоящее время.
Материал и методы. Определение продуктивности пастбищ основывается на анализе вегетационного индекса NDVI, широко применяемого в подобных исследованиях. Для анализа естественных зональных пастбищ территории были вычленены по данным Global Land Cover, разбиты регулярной сеткой и пересечены слоями‐масками с границами муниципальных образований и ландшафтов.
Результаты. Наибольшие площади естественных зональных пастбищ находятся в Заволжье и на песчаных массивах долины Дона. Около 60% пастбищных земель имеют средневзвешенные среднемноголетние значения NDVI от 0,3 до 0,4, примерно четверть – от 0,4 до 0,5. На большей части области характерны отрицательные тренды NDVI. Наибольшая скорость деградации отмечена в Заволжье. Это связано с большими пастбищными нагрузками, чем на территории остальной области, а также с регулярными степными пожарами.
Заключение. В результате исследований определены тенденции изменения продуктивности зональных пастбищ Волгоградской области, выявлены территории с разным направлением и скоростью динамики NDVI. Применение результатов на практике позволит прогнозировать продуктивность пастбищ в различных муниципальных районах и ландшафтах области, что даст возможность правильно регулировать нагрузки на пастбища для предотвращения деградации.
Цель. Верификация научных представлений о пространственной гетерогенности полевых агроценозов. Выявление вариабельности фитометрических и структурных показателей посевов и определение степени их влияния на урожайность и качество зерна озимой пшеницы в степной зоне Оренбургского Предуралья.
Материал и методы. Закладка полевых опытов, сопутствующие наблюдения и учёт в соответствии с методикой государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур и методическими указаниями Б.А. Доспехова. Мониторинг посевов озимой пшеницы путём измерения вегетационного индекса (NDVI) ручным сенсором Green Seeker Handheld Crop Sensor, Model HCS – 100 (Trimble, USA). Определение показателей качества зерна по ГОСТ 9353‐2016 Пшеница – Технические условия. Корреляционный и регрессионный анализ опытных данных в Microsoft Office Excel.
Результаты. Проведён анализ внутрипольной гетерогенности агроценозов озимой пшеницы по урожайности и качеству зерна. Определены и выражены в виде уравнений регрессии зависимости урожайности и качества зерна от основных фитометрических и структурных параметров посевов.
Заключение. Результаты проведённых исследований свидетельствуют о резервах роста урожайности зерна до 3,0 т/га и качества зерна до I‐II класса при нивелировании почвенной гетерогенности полей путём восстановления антропогенно‐дергадированного почвенного плодородия, внедрения ландшафтноадаптивных ресурсосберегающих систем земледелия, почвозащитных и почвовосстановительных севооборотов, дифференцированного внесения удобрений, подбора наиболее адаптивных сортов. Целесообразно и внедрение интеллектуальных «цифровых технологий», направленных на более полную реализацию генетического потенциала возделываемых сортов при бережном отношении к природным ресурсам и сохранении биологического разнообразия.
МЕТОДЫ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
Цель работы – на основе морфологических характеристик плавательного пузыря байкальского омуля оценить коэффициенты уравнения TSmax=f(SL) с учетом особенностей модели акустического рассеяния.
Материал и методы. Материалом для работы послужили 99 живых особей байкальского омуля. Для каждого экземпляра проводили измерения силы цели в садке с помощью эхолота EY500 фирмы Kongsberg Simrad и исследования морфологии плавательного пузыря. Измерения, анализ изображений и данных проводили с использованием программных ресурсов Image Pro 6.0,Exel и SciLab.
Результаты. Определены основные морфологические характеристики плавательного пузыря байкальского омуля и установлены зависимости размеров и его пропорций от длины тела рыб. Рассчитанные на основе результатов модели акустического рассеяния вытянутого сфероида коэффициенты уравнения TS=20log(SL)–60 хорошо согласуются с коэффициентами по максимальным значениям, полученными в условиях садкового эксперимента. При пересчете коэффициентов с учетом аллометрических изменений длины плавательного пузыря относительно длины рыбы получено уравнение TS=23,2log(SL)–64,4. Выполнен сравнительный анализ имеющихся уравнений силы цели для байкальского омуля с полученным в данной работе.
Заключение. Уравнение, полученное на модели плавательного пузыря как вытянутого сфероида, адекватно описывает зависимость максимальных значений силы цели от длины тела байкальского омуля, подтверждает полученную ранее зависимость по максимальным значениям TS в условиях садкового эксперимента и может служить основой для дальнейших теоретических изысканий.
Цель. Важными задачами эколого‐генетического мониторинга являются оценка и последующее длительное динамическое наблюдение за возможными отрицательными генетическими последствиями воздействия поллютантов на определенные звенья метаболизма. Цитогенетические и биохимические биомаркеры используются в биомониторинговых исследованиях с целью анализа генотоксичности загрязняющих факторов водной среды. Целью является анализ использования маркеров оксидативного стресса и цитогенетических нарушений у бычковых рыб, выловленных на мелководных и глубоководных станциях Северного Каспия, в системе эколого‐генетического мониторинга.
Материал и методы. Исследование проведено на 227 экземплярах рыб бычковой породы, методом цитогенетического и биохимического анализа.
Результаты. Выявлена корреляционная зависимость между эритроцитами с микроядрами и эритроцитами с суммированным количеством нарушений ядра R=‐0,83 (p˂0,05). Представлены результаты корреляционного анализа между показателями оксидативного стресса и количеством деструктивных изменений в ядре эритроцитов. Таким образом, проведенный анализ позволяет сделать вывод, что соматический мутагенез (образование микроядер) после воздействия свободных радикалов может являться адаптивной реакцией на данный стрессовый фактор.
Заключение. Проведенный анализ позволяет сделать вывод, что соматический мутагенез (образование микроядер) после воздействия свободных радикалов может являться адаптивной реакцией на стрессовый фактор в условиях обитания в районе ликвидированных поисково‐оценочных скважин «ЛУКОЙЛ‐Нижневолжскнефть» в Северном Каспии.
Цель. Разработать унифицированные методические рекомендации по объявлению дерева или группы деревьев памятниками природы, ведению мониторинга их состояния, составлению кадастрового дела и паспорта природоохранного объекта.
Материал и методы. На основе эколого‐флористических исследований и опубликованных данных выполнено описание старовозрастного экземпляра Juniperus excelsa M. Bieb. вблизи мыса Сарыч. С учетом нормативных документов подготовлены методические рекомендации для отнесения уникальных деревьев к особо охраняемым природным территориям.
Результаты. Установлено, что J. excelsa является одним из самых старовозрастных экземпляров в границах ареала вида на территории Российской Федерации, обосновано создание памятника природы федерального значения «Патриарх Тавриды» (г. Севастополь). Показано, что при отнесении дерева или группы деревьев к природоохранным объектам необходимо охарактеризовать биологические и таксационные параметры, обосновать перечень природоохранных мероприятий и типов природопользования.
Заключение. Разработаны методические рекомендации, позволяющие унифицировать описание дерева или группы деревьев при их отнесении к особо охраняемым природным территориям. В материалы обоснования по созданию таких объектов целесообразно включать данные по 10 основным разделам: общая характеристика; местонахождение; цели создания и ценность; природные особенности территории; оценка современного природопользования и состояния территории; таксационная характеристика; оценка природоохранной значимости, рекреационных ресурсов и возможности их использования; негативные факторы и угрозы; обоснование оптимальных границ; особые рекомендации для режима охраны и использования.
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ТОКСИКОЛОГИЯ
Цель. Изучить возможность использования визуальных признаков патологии у рыб для выявления наиболее чувствительных мониторных видов, которые можно использовать для оценки экологического состояния прибрежных акваторий Севастополя.
Материал и методы. Внешнему осмотру и патологоанатомическому вскрытию подвергли 461 экз. одиннадцати массовых видов рыб, отловленных из акватории Севастополя в 2018 г. Для оценки состояния организма рыб на основе клинического и патологоанатомического обследования проведена полуколичественная градация выявленных патологий с использованием индекса оценки здоровья (HAI).
Результаты. Отмечали повреждения кожных покровов, жабр, альтерации плавников, скелетные деформации, патологии печени, селезенки, гонад, паразитарные инвазии. Всего зафиксировано 23 визуально определяемых патологических изменений. Анализ обнаруженных аномалий с использованием индекса оценки здоровья (HAI) показал, что наиболее показательными биомониторными видами были придонные и донные рыбы: бычок‐мартовик Mesogobius batrachocephalus Pallas, 1814, бычок‐кругляк Neogobius melanostomus Pallas, 1814 и зеленушка рулена Symphodus tinca Linnaeus, 1758. У этих трех видов рыб были выявлены альтерации печени, что может свидетельствовать о хроническом воздействии ксенобиотиков, и эктопаразиты, что указывает на ослабление иммунного статуса исследуемых особей.
Выводы. Патоморфологические исследования рыб в прибрежной зоне Севастополя показали, что состояние органов и тканей связано с особенностями экологии и чувствительностью исследуемых рыб к загрязнению среды обитания. Результаты исследования представляют интерес при разработке монито‐ринговых программ биотестирования и биоиндикации гидробионтов с помощью биомаркеров состояния здоровья рыб.
КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ
Цель. Оценка воздействия наночастиц оксидов кобальта, никеля, меди, цинка на биологическое состояние чернозема обыкновенного.
Материал и методы. Исследование влияния наночастиц Co3O4, NiO, CuO и ZnO на биологические свойства почвы проводили на черноземе обыкновенном (Россия, г. Ростов‐на‐Дону). Исследовали воздействие различных концентраций загрязняющих веществ в зависимости от содержания их в почве – 3, 10, 30 фонов. Использовали наночастицы Co3O4, NiO, CuO и ZnO размером < 50 нм, TiO2 – < 100 нм.
Результаты. Загрязнение чернозема обыкновенного Co3O4, CuO, NiO, ZnO и их наночастицами приводит к ухудшению его биологических свойств: снижаются показатели общей численности бактерий, обилия бактерий рода Azotobacter, активности каталазы, активности дегидрогеназ, всхожести семян и длины корней редиса. Оксиды исследуемых элементов оказали примерно равное негативное влияние на данные показатели, в то время как среди нанопорошков наиболее токсичными оказались оксиды меди и цинка, наименее — оксид кобальта. Установлено, что нанопорошки Co3O4, CuO, NiO и ZnO снижают биологические показатели чернозема обыкновенного в большей степени, чем «обычные» формы оксидов. Стимулирующего действия исследуемых веществ на биологические свойства чернозема обыкновенного зафиксировано не было. Это свидетельствует о высокой токсичности исследуемых веществ, что характерно и для наночастиц других элементов.
Заключение. Загрязнение наночастицами оксидов кобальта, никеля, меди, цинка оказывает негативное воздействие на биологическое состояние чернозема, более выраженное, чем загрязнение «обычными» формами этих оксидов.
Цель. Магнитная восприимчивость – это быстрый, недорогой и надежный метод оценки и мониторинга антропогенного загрязнения почв тяжелыми металлами. Однако важно определить факторы, влияющие на магнитную восприимчивость, прежде чем применять этот метод к экологическим исследованиям. Целью настоящего исследования явилось изучение влияния материнских пород и землепользования на магнитную восприимчивость и концентрации Ni, Pb, Cr, Cd, Cu и Zn, и применения магнитной восприимчивости как показателя антропогенного загрязнения тяжелыми металлами почв г. Вольска Саратовской области Российской Федерации.
Материал и методы. Было взято 50 поверхностных образцов почвы (0‐10 см). 1M HNO3 экстрагировали Ni, Pb, Cr, Cd, Cu и Zn определяли методом атомно-абсорбционной спектроскопии. В почве определялась концентрация органического вещества. Измеряли магнитную восприимчивость на низких и высоких частотах (xlf и xhf) и рассчитывали частотно‐зависимую восприимчивость (xfd).
Результаты. Магнитная восприимчивость варьирует от 1,34 до 29.6 × 10‐7 м3 кг−1. Между Pb и xlf получена положительная сильная корреляция (P=0,01, r=0,55). Существуют значительные взаимосвязи между Pb и xlf, поэтому представляется, что на магнитную восприимчивость существенно повлияла антроогенная деятельность, которая увеличила концентрации Pb в городских почвах.
Выводы. В исследованных почвах магнитная восприимчивость может использоваться в качестве индикатора антропогенного загрязнения почв тяжелыми металлами.
Цель. Обобщение данных по фенологии гнездования гусеобразных птиц на территории Байкальской Сибири – на примере собственно озера Байкал.
Материал и методы. При подготовке материалов использовались данные собственных наблюдений по результатам маршрутных пеших и автомобильных учетов и других авторов за весь известный период исследований птиц на Байкале, в т. ч. и по литературным данным. В работе использованы стандартные орнитологические визуальные методы учетов, регистраций и описаний.
Результаты. Экология гнездования гусеобразных достаточно изучена, но сведения по фенологии яйцекладки не обобщены. Сроки гнездования гусеобразных на Байкале, в частности, откладка яиц растянута во времени. Такая растянутость сроков откладки яиц – явление нормальное и вызвано гибелью кладок от подтопления и повторным гнездованием части уток, что приводит впоследствии, к более позднему подъему на крыло молодых птиц.
Заключение. Самые ранние кладки встречаются у кряквы и огаря с конца апреля, когда водоемы еще скованы льдом. Самые поздние – у свиязи, горбоно‐сого турпана, длинноносого крохаля. Массовая яйцекладка всех видов идет в период с середины мая и до середины июня. В целом, период откладки яиц у гусеобразных Байкала занимает от 20 дней и до 3,1 месяца. Сроки и период откладки яиц зависит от региональных экологических условий, специфики экологии и биологии видов. Если яиц гусеобразных растянут, то период массовой откладки яиц достаточно компактен и укладывается в период 20‐30 дней.
ISSN 2413-0958 (Online)