Наука и техника в решении проблем охраны окружающей среды и обеспечения экологической безопасности (стр. 1 )

Раздел 10

Наука и техника в решении проблем охраны окружающей среды и обеспечения экологической безопасности

Российская академия наук (РАН)

В 2004 г. научные учреждения и организации Российской академии наук проводили научные исследования в рамках программ фундаментальных исследований Российской академии наук, а также федеральных целевых и президентских программ.

В 2003 г. Научный совет РАН по проблемам экологии и чрезвычайным ситуациям издал Тематический справочник “Проблемы экологии. 2000–2005 годы”. В таблице приведены сведения о количестве тем экологической направленности, выполняемых институтами всех отделений РАН.

Отделение РАН	Число институтов	Число тем
1. Отделение математических наук	6	23
2. Отделение физических наук	21	86
3. Отделение энергетики, машиностроения, механики и процессов управления	148	29
4. Отделение информационных технологий и вычислительных систем	15	41
5. Отделение химии и наук о материалах	32	206
6. Отделение биологических наук	65	641
7. Отделение наук о Земле	85	613
8. Отделение общественных наук	22	81
9. Отделение историко-филологических наук	10	82

В настоящем докладе приведены только наиболее важные результаты фундаментальных и прикладных исследований экологической направленности в области естественных, технических, гуманитарных и общественных наук, полученные в 2004 г. в научных учреждениях РАН, а также членами Академии и возглавляемыми ими коллективами в отраслевых академиях наук, университетах и других вузах, государственных научных центрах, отраслевых научных учреждениях.

Биологические науки

Опубликована сводка данных о генетических последствиях антропогенных воздействий на популяции растений, животных и человека (монография “Динамика популяционных генофондов при антропогенных воздействиях”). Эти результаты составляют основу предложенной концепции эколого-генетического мониторинга и принципиально важны для решения проблемы сохранения биологического разнообразия (ИОГЕН РАН).

Разработана концепция компенсации видового обеднения биоты. В числе форм компенсации тех механизмов, которые проявляются в экстремальных условиях, ограничивающих видовое разнообразие: повышение популяционной плотности, расширение экологических ниш и мультидоминантность, увеличение относительного видового богатства таксоценов, конкретных флор и фаун, интенсивные микроэволюционные процессы, внутривидовая адаптивная радиация и “взрывное” видообразование, резкая морфологическая дифференциация видов в родовых группах и т. д. Высказана гипотеза, согласно которой именно эти явления обусловливают повышенные темпы эволюции и сингенеза, характерные для ранних этапов биотогенеза и филоценогенеза (ИПЭЭ РАН).

Установлена нелинейная связь параметров ростовых процессов и минерального питания ели сибирской с воздушным загрязнением медно-никелевым производством. Охарактеризованы стадии дигрессионных техногенных сукцессий ельников зеленомошных и сосняков лишайниковых. Обоснована концепция функционирования почвенной микобиоты как ведущего фактора процессов минерализации и гумификации растительных остатков в почвах Фенноскандии. Впервые выявлены биологические ритмы в развитии мицелия почвенных микроскопических грибов в период полярного дня, что имеет существенное прикладное значение для расчетов скорости миграции биогенных элементов и загрязняющих веществ, иммобилизованных мицелием (ИППЭС КНЦ РАН).

Анализ сукцессий почвенно-растительного покрова на южной границе бореальных лесов Восточно-Азиатского сектора лесостепей свидетельствует о коренной перестройке экосистем в современный период аридизации климата. В отличие от типичных таежных лесов, восстанавливающих свой потенциал через вторичные леса, здесь исключается вероятность массового семенного возобновления не только хвойных, но и мелколиственных пород. Вместе с тем на всех стадиях сукцессионного процесса условия благоприятны для развития мезоксерофитных и ксерофитных кустарников, в связи с чем формируемые ими сообщества занимают лесные биотопы и отодвигают южную границу лесов на север (ИПЭЭ РАН).

На Полярном Урале в экотоне верхней границы леса реконструирована возрастная структура и продуктивность притундровых pедколесий за последнее тысячелетие, выявлена их связь с изменениями климата (ИЭРиЖ УрО РАН).

Впервые показано, что в зависимости от типа жизненной стратегии трансформация популяций эпифитных лишайников под действием химического загрязнения проходит по двум принципиально различным путям: более устойчивые к токсической нагрузке виды-эксплеренты с преобладанием полового воспроизводства реагируют на загрязнение “старением” популяции, тогда как менее устойчивые виоленты с преобладанием вегетативного размножения – “омоложением” (ИЭРиЖ УрО РАН).

Опубликован первый том монографии, в котором обобщены уникальные данные многолетних исследований, проводившихся в Дальневосточном морском биосферном заповеднике, в заливе Петра Великого (Японское море); полученные результаты стали отправной точкой для дальнейшего изучения антропогенного влияния на морскую среду и биоту в этом регионе (ИБМ ДВО РАН).

На основе изучения особенностей миграции разных изотопов плутония в наземных экосистемах 30-километровой зоны Белоярской АЭС впервые количественно оценен вклад жидких сбросов в загрязнение этим радионуклидом компонентов болотно-речной экосистемы и субаквальных почв (ИЭРиЖ УрО РАН).

Методами биогеохимической индикации осуществлена оценка загрязнения природных и техногенных экосистем в бассейне р. Амур; установлены уровни концентрации тяжелых металлов в сосудистых растениях, мхах, водорослях, перифитоне, гидробионтах, донных отложениях водоемов (ИВЭП ДВО РАН).

Проведена интегральная оценка атмосферного потока тяжелых металлов из промышленных центров в экосистему Баренцева моря (ММБИ КНЦ РАН).

Обобщены и опубликованы результаты многолетнего изучения формирования биоразнообразия в водных и наземных экосистемах под влиянием чужеродных видов. Развито представление о биологических инвазиях и оценены масштабы этого явления, проанализированы основные причины и закономерности процесса антропогенного расселения видов в сравнении с естественным. Особое внимание уделено значению видов-вселенцев в формировании фаун и флор и их влиянию на структурно-функциональные характеристики экосистем (ЗИН РАН).

Выявлена временная цикличность структуры и численности популяций ресурсных видов охотничьих животных в течение ХХ столетия: наличие многолетних (вековых) и кратковременных ритмических и аритмических изменений, определяемых антропогенными факторами и внутрипопуляционными процессами (ИБ КарНЦ РАН).

Завершен важный этап в изучении биологии и таксономии двукрылых Дальнего Востока (2 тыс. видов), длинноусых прямокрылых (100 видов) и многоножек (100 видов) азиатской части России, многие из которых известны как вредители растений или паразиты животных. Составлены определительные таблицы, не имеющие аналогов в России и за рубежом. Полученные результаты служат основой для сохранения биоразнообразия насекомых и многоножек России и сопредельных стран и разработки мер борьбы с вредными видами (БПИ ДВО РАН).

Впервые для территории Западной Сибири на ландшафтной основе составлены карты населения земноводных, птиц и мелких млекопитающих масштаба 1 : 10 000 000. Составлена карта населения птиц в масштабе 1 : 1 000 000, охватывающая всю территорию Алтайской горной области, включая российскую и казахстанскую части. Карты могут быть использованы при планировании мероприятий по сохранению биоразнообразия и при эколого-экономической оценке крупных хозяйственных проектов (ИСиЭЖ СО РАН).

Исследован важнейший аспект экологических отношений хищник – жертва – нелетальные взаимодействия, регулирующие функционирование водных экосистем. Впервые показано, что косвенные сигналы опасности ингибируют пищевую и исследовательскую активность рыб не менее эффективно, чем прямые сигналы. Косвенными сигналами служат условия среды (уровень освещенности, элементы окружающей обстановки), при которых уже происходили встречи с хищником. Важнейшими прямыми признаками опасности служат зрительные и химические сигналы присутствия хищника (ИПЭЭ РАН).

Для Карелии составлен список грибов, включающий 855 видов и внутривидовых таксонов. Выявлены 1040 видов лишайников, изучено их распространение в основных типах леса, определены виды-индикаторы промышленного загрязнения среды (ИЛ КарНЦ РАН).

Завершено создание единой базы данных по редким видам растений флоры России, культивируемым в ботанических садах. В настоящее время в ней имеются сведения о 288 видах, выращиваемых в ботанических садах России, и 351 виде покрыто - и голосеменных растений, включенных в Красную книгу Российской Федерации (63% всего числа видов Красной книги). Таким образом, отечественные ботанические сады выполнили задачу Глобальной стратегии по охране растений Конвенции о биологическом разнообразии – довести коллекции редких видов растений в ботанических садах к 2010 г. до 60% в стране их происхождения (Совет ботанических садов России).

Изучены информативные возможности современных спутниковых систем AVHRR/NOAA, MODIS/TERRA и SPOT VEGETATION для мониторинга крупномасштабных процессов в лесах и оценки их воздействия на состояние биосферы. Разработан комплекс геоинформационных технологий детектирования и картографирования лесных пожаров и гарей, очагов массового размножения вредных насекомых, выделения зон пространственной концентрации вырубок разных лет давности по спутниковым изображениям с пространственным разрешением от 250 м до 1 км. Проведена апробация разработанных технологий аэрокосмического мониторинга лесных пожаров и очагов массового размножения вредных насекомых в тестовых регионах Сибири и Дальнего Востока. Даны оценки масштабов негативного воздействия лесных пожаров и рубок главного пользования на состояние и динамику лесного фонда, разработаны предложения по использованию дистанционных методов для учета текущих изменений в лесах (ЦЭПЛ РАН, ИКИ РАН).