Исследование биологического разнообразия Байкальской Сибири на территориях разной степени нарушенности природными и антропогенными факторами

Цель исследования – изучение состава, структуры, динамики биоразнообразия Байкальской Сибири на уровне видов, биоценозов, экосистем, выявление ответных реакций организмов на изменение условий среды при воздействии антропогенных факторов. Объектами исследования служили природные и природно-антропогенные экосистемы, включая такие их компоненты, как лесные и степные фитоценозы, сообщества наземных водорослей, лесная энтомофауна, лесообразующие виды древесных растений, почвенный покров. Использованы методы и подходы, принятые в экологии, биогеоценологии, биогеохимии, физиологии и биохимии растений, а также оригинальные авторские разработки (Егорова и др., 2020; Шергина и др., 2018; Chernysheva et al., 2018; Antonov, 2019; Михайлова и др., 2020). Продолжен анализ динамики фиторазнообразия в степных экосистемах Приангарья и на территориях с измененными гидрологическими условиями в зоне влияния Братского водохранилища. Выделено 32 вида редких сосудистых растений, составлена карта их местонахождений на степных и лесостепных территориях, прилегающих к водохранилищу. Выделены территории, рекомендованные к созданию ООПТ. Впервые охарактеризовано разнообразие почвенных водорослей естественных и антропогенно-нарушенных экосистем Предбайкальского краевого прогиба, компенсационного по отношению к горным хребтам западного побережья озера Байкал и представляющего собой важный полигон для выявления вектора изменений в биогеоценозах всего региона. Выявлено 315 таксонов рангом ниже рода из шести отделов. В исследованных экосистемах зарегистрировано высокое разнообразие представителей Bacillariophyta и Ochrophyta, в антропогенно нарушенных местообитаниях значительно усилена роль диазотрофной цианопрокариоты Nostoc commune. Методами электронной микроскопии и молекулярной филогении изучен штамм хлореллоподобной микроводоросли IRK-A 230, установлена его видовая принадлежность, показана перспективность использования в целях биотехнологии для получения жирных кислот. Исследовано видовое разнообразие группы насекомых-вредителей леса Coleoptera, Curculionidae, на территории Байкальской Сибири зарегистрировано 398 видов из 122 родов 44 триб и 10 подсемейств. Впервые создана региональная карта-схема, охватывающая 1729 мест сбора 66 видов жуков-долгоносиков. По материалам энтомологической коллекции ЦКП «Биоресурсный центр» СИФИБР СО РАН создана реляционная база данных по этой группе насекомых. Изучены видовые особенности морфолого-анатомических изменений ассимиляционного аппарата хвойных древесных растений в условиях хронического влияния высокотоксичных техногенных эмиссий алюминиевого производства. Показано, что изменения могут свидетельствовать о развитии патологического процесса в тканях хвои или носить адаптивный характер. В хвое сосны регистрируется максимальное количество негативных изменений, в хвое лиственницы в большей степени выражены адаптивные изменения как при слабом, так и при среднем и сильном уровнях загрязнения, в хвое ели подобные изменения морфолого-анатомической структуры проявляются при слабом и среднем уровнях загрязнения. Проведена оценка регулирующей экосистемной функции городских лесов по очищению воздушной среды урбанизированных территорий на примере г. Ангарска и г. Усолье-Сибирское. Показано, что высокая способность к очищению атмосферного воздуха городскими биогеоценозами обусловлена двумя процессами – аккумуляцией и детоксикацией техногенных поллютантов. При этом лидирующие позиции в аккумуляции занимают ассимилирующая фитомасса (хвоя и листья) древесных растений и лесная подстилка, в то время как ведущая роль в детоксикации загрязняющих веществ принадлежит верхним горизонтам почвенного профиля, где происходит активная хемосорбция элементов-токсикантов в составе труднорастворимых комплексных соединений с гуминовыми кислотами.