2023 год

1.6.2. Экология организмов и сообществ. Долговременные наблюдения за реакцией на интенсивную выборочную рубку коренного разновозрастного смешанного ельника показало устойчивость насаждения к внешним нарушениям. Восстановление исходного запаса после разреживания интенсивностью до 70% происходит через 25–30 лет. Через 40 лет запас древостоя превышает дорубочное значение на 20–40%; текущее изменение запаса в целом по древостою составляет в среднем 5.2 м3/га/год, в том числе по ели – 2.3 м3/га/год. Динамика радиального прироста ели свидетельствует, что реакция насаждения на разреживание продолжается 20–25 лет. Равномерно распределенный по площади подрост численностью в 3–4 раза выше, чем до рубки представляет собой надежный резерв восстановления елового древостоя в случае экзогенных нарушений. Состав и структура живого напочвенного покрова не препятствуют процессу возобновления ели. Для поддержания устойчивости и выполнения экосистемных функций пройденных выборочной рубкой ельников через 25–30 лет можно рекомендовать очередной прием разреживания (ИЛ КарНЦ РАН: к.с.-х.н. Синькевич С.М.).

Впервые у сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) разного возраста в зависимости от лесорастительных условий дана характеристика транзитной зоны– зоны перехода от ядровой древесины к заболони. Показано, что ширина транзитной зоны у всех исследованных деревьев независимо от возраста дерева и типа лесорастительных условий составила от одного до двух, в редких случаях трех, годичных колец, что указывает на то, что переход заболонной в ядровую древесину регулируется эндогенными механизмами развития. Впервые для лесов Северо-Запада России в градиенте климатических (средняя подзона тайги – северная подзона тайги – зона перехода тайги в лесотундру) и эдафических (сосняк черничный – сосняк брусничный – сосняк лишайниковый) условий у сосны обыкновенной изучены особенности накопления экстрактивных веществ в ядровой древесине. Показано, что у доминирующих 80-летних деревьев сосны обыкновенной, произрастающих в разных типах леса средней подзоны тайги, содержание экстрактивных веществ в ядровой древесине превышало таковое в заболонной древесине на 4.2, 5.0 и 9.6 % соответственно. В градиенте климатических условий содержание экстрактивных веществ в ядровой древесине также превышает таковое в заболонной древесине. Экстрактивные вещества – это богатые углеродом полимеры, в связи с чем возрастание их содержания сопровождается увеличением содержания углерода в древесине. Данные о накоплении экстрактивных веществ, в зависимости от условий произрастания, могут быть использованы для оценки вклада ядровой древесины в аккумуляцию углерода лесными экосистемами (ИЛ КарНЦ РАН, д.б.н. Галибина Н.А.).

Установлены разные стратегии реализации гидравлической эффективности у березы (изогидрическая – «избегающая засуху»), осины и сосны (анизогидрические – засухоустойчивые). На основе сопряженного анализа анатомических признаков и гидравлических характеристик вторичной ксилемы, показателей СО2/Н2О-газообмена лиственных и хвойного видов древесных растений в разных экологических условиях выявлена видоспецифическая координация структурно-функциональных характеристик ксилемы и параметров газообмена листа. Участившиеся в высоких широтах периоды аномальной жары и засухи повышают конкурентоспособность сосны и осины, формирующих более эффективную и безопасную гидравлическую структуру, относительно березы, ксилема которой более уязвима к кавитации при засухе. Результаты исследования важны для прогнозирования изменения структуры растительного покрова на Европейском Севере в условиях меняющегося климата (ИЛ КарНЦ РАН, к.б.н. Придача В.Б.).

1.6.3. Биологическое разнообразие и биоресурсы.
Международным коллективом исследователей проанализированы, обобщены и опубликованы материалы по европейской фауне трех семейств комаров Cylindrotomidae, Pediciidae и Tipulidae, включающих 602 вида. Приводятся новые данные по распространению 86 видов, впервые отмеченных в последнее десятилетие на территории 21 страны, в том числе 6 видов на севере европейской части России. Значительный прогресс в исследованиях достигнут в Норвегии, Португалии, а также в центре и на востоке европейской части России (ИЛ КарНЦ РАН, к.б.н. Полевой А.В., в кооперации с Университетом Эхиме, Япония; Центром изучения биоразнообразия, Нидерланды; Биофокус, Норвегия; ЗИН РАН, МГУ и др., всего 17 организаций).

Обобщены данные о флоре западной части национального парка «Онежское Поморье». Выявлены 352 таксона сосудистых растений, в том числе 4 вида, внесенные в Красную книгу Архангельской обл. Проанализированы видовые списки 9 географических пунктов (пробы флоры), в которых число видов варьирует от 161 до 232. Состав флор географических пунктов связан во многом с характером береговой линии (изрезанность, тип литорали, экспозиция и т.п.). По соотношению в пробах флоры видов преимущественно северного и преимущественно южного распространения предложено биогеографическое разделение территории по широте мыса Чесменский (64°43' с.ш.) (ИЛ КарНЦ РАН, к.б.н. Кравченко А.В.).

Исследована эпифитная бриофлора среднетаёжных ельников, насчитывающая 60 видов мхов, 7 из которых являются облигатными эпифитами на данной территории. Биоразнообразие эпифитных мхов определяется составом (56 видов мхов отмечены на осине (Populus tremula), 20 на берёзе (Betula sp.) и 18 на ели (Picea abies)) и структурой древостоя. Для формирования сообщества на стволе значение имеют физические и химические свойства коры, наклон ствола и структура кроны форофита. В пределах каждого эпифитного обрастания видовое разнообразие определяется также и ценотическими свойствами видов – формируется плотное сообщество мохообразных, максимально использующее ресурсы среды (ИЛ КарНЦ РАН, Обабко Р.П.).

1.6.5. Почвы как компонент биосферы.
Проведена оценка состояния микробоценоза текстурно-дифференцированных почв различных типов землепользования (пашня/сенокос – березняк 15 лет – ельник 60 лет – ельник 110 лет) в южном агроклиматическом районе Карелии (средняя подзона тайги). Установлено, что происходит преобразование морфологических, физико-химических свойств почв и экосистемных запасов углерода в ходе агрогенной и постагрогенной трансформации среды. Данные изменения хорошо идентифицируются микробиологическими показателями (численность микроорганизмов важнейших эколого-трофических групп, функциональная активность микробного сообщества). Полученные результаты можно использовать при проведении прогностического мониторинга природной среды в связи с глобальными изменениями климата, могут стать основой при анализе потоков углерода в естественных и агрогенно нарушенных экосистемах (ИЛ КарНЦ РАН, ИБ КарНЦ РАН к.б.н. Медведева М.В.).

1.6.8. Биохимия, биофизика и структурная биология.
В экспериментах с клеточными культурами сосны проведена комплексная оценка изменений, происходящих при потемнении каллуса, полученного из вегетативных почек деревьев сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L). Потемнение в культуре in vitro – это признак прекращения роста и дифференцировки клеток. Выявлено, что оно сопровождалось снижением синтетических процессов (снижение активности сахарозосинтазы, цитоплазматической инвертазы), напряженностью окислительно-восстановительных процессов (снижение активности пероксидазы), возрастанием роли шикиматного пути (увеличением активности фенилаланинаммиак-лиазы) и темпов окисления фенолов до хинонов (увеличением активности полифенолоксидазы). Результат важен для определения биохимических маркеров смены стадий развития при работе с клеточными культурами сосны и может использоваться при организации массового тиражирования ценных генотипов хвойных растений (ИЛ КарНЦ РАН, д.б.н. Галибина Н.А.).