Лаборатория приактических лесных экосистем
Заведующий лабораторией |
На основании решения Ученого Совета 11 апреля 1994 года приказом директора Института экологических проблем Севера Уральского отделения Российской академии наук чл.-корр. Ф.Н. Юдахина была создана лаборатория экологической биологии. В 2012 году, в связи с расширением тематики проводимых исследований, лаборатория была переименована в лабораторию экологии популяций и сообществ. Свое настоящее название, лаборатория приарктических лесных экосистем, получила в 2021 году. |
Основные научные направления:
- Исследования в области популяционной морфологии и репродуктивной биологии основных лесообразующих видов на приарктических территориях России.
- Изучение биоразнообразия дереворазрушающих грибов и отдельных таксономических групп насекомых на Севере.
Важнейшие результаты фундаментальных исследований лаборатории:
Показано, что долгосрочные отклики в лесных экосистемах связаны не только с термическими сдвигами, но и со сменой режимов увлажнения, инсоляции, распространением патогенов и др. Установлено, что у лесообразующих древесных пород проявятся краткосрочные отклики, связанные с географическим положением популяции и климатическими условиями, в которых сформировались данные растения за время стабильного климатического периода после расселения в голоцене. В то же время наследственно закрепленные показатели роста и развития откликнутся на смену климатических параметров.
Изучены особенности метаболизма различных видов и климатипов сосны (Pinus sylvestris L.) и ели (Picea abies L. (Karst.), P. obovata Ledeb.), произрастающих в географических культурах Архангельской области. Установлено, что в условиях выравненности экологических условий уровень метаболизма определяется генотипом растений. Показано, что северотаежные популяции лиственницы (Larix sibirica Ledeb., L. decidua Mill.) на Европейском Севере имеют крайне низкий уровень генетической изменчивости.
Обобщены результаты многолетних исследований репродуктивной биологии популяций хвойных на севере Архангельской области. Исследована генетическая структура северотаежных популяций сосны (Pinus sylvestris L.), ели (Picea abies L. (Karst.) × P. obovata Ledeb.), лиственницы (Larix sibirica Ledeb.) и можжевельника (Juniperus communis L., J. sibirica Burgsd.). Разработан экспресс-метод оценки доброкачественности пыльцы хвойных видов методом окрашивания пыльцевых зерен флуоресцеин диацетатом. Получены новые результаты по компонентному составу пыльцы и пыльцевых трубок хвойных видов in vitro.
Расширены знания о внутривидовой изменчивости сосны (Pinus sylvestris L.) в условиях изменения климата на севере Европейской части России. Дана оценка влияния метеорологических факторов на содержание фотосинтетических пигментов, стрессовых метаболитов в хвое и выявлена динамика роста наследственных форм сосны с разным типом апофиза семенных чешуй в условиях длительного избыточного увлажнения почв.
Установлено, что хронологические ряды радиального прироста древесины популяций сосны (Pinus sylvestris L.) обладают высокой синхронностью в пределах одного физико-географического района и незначительной – при сопоставлении районов с различными климатическими условиями и аэротехногенной нагрузкой в северной и средней тайге на северо-востоке Европейской части России. Для проведения дендрохронологических анализов создана коллекция кернов древесины, которая содержит более 7 тыс. образцов.
Изучена динамика комплекса биохимических показателей, отражающих адаптивные изменения у краснопыльниковой и желтопыльниковой форм сосны. Установлено сходство в характере сезонных изменений абсолютных и относительных показателей содержания фотосинтетических пигментов, свободного пролина, аскорбиновой кислоты и водорастворимых белков в одно-, двух-, трехлетней хвое у сосны с разным цветом микростробилов. Амплитуда колебаний этих показателей связана с адаптацией разных форм сосны к экологическим условиям в высоких широтах.
Проведена сравнительная оценка состояния (морфологических изменений, патологий, плотности и энтропии повреждения, процессов отпада и лесовозобновления) хвойных насаждений Северо-Двинского бассейна с учетом формового разнообразия в различных лесорастительных условиях и при разной степени аэротехногенного воздействия. Установлены закономерности распространения и развития стволовых гнилей хвойных и лиственных пород в насаждениях северной и средней тайги, вызванных дереворазрушающими грибами. Определен перечень грибных болезней и вредителей ассимиляционного аппарата деревьев и кустарников и составлен гербарий в количестве более 500 листов.
Изучены закономерности пространственно-временных изменений сосновых древостоев на Соловецких островах. Выявлены лесотипологические особенности сосновых экосистем. Это позволяет оценивать сукцессионные изменения в будущем. Взаимосвязи ростовых процессов с возрастом деревьев ослаблены по сравнению с материковыми экосистемами. Для оценки продуктивности сосняков существующие таблицы хода роста непригодны.
Изучено видовое разнообразие афиллофоровых грибов на территории Архангельской области и на островах архипелага Земля Франца-Иосифа. Исследованы таксономическая, экологическая и географическая структура, состав и распространение трофических групп. Создана микологическая коллекция, включающая более 3 тыс. экземпляров. Гербарию присвоен международный акроним.
Установлено, что на островных приарктических территориях Европейского Севера России характерен обедненный видовой состав насекомых из отряда Hymenoptera. На острове Колгуев представлено только пять видов рода Bombus (шмели). Эти виды имеют низкую степень молекулярно-генетических различий с материковыми популяциями. Для изучения распространения и экологии шмелей (Bombus) создана коллекция, включающая более 20 тыс. экземпляров.
Предложено и внедрено на практике использование препарата нефтеокисляющих бактерий для биологической очистки сточных вод от нефтепродуктов.
