ДИНАМИКА ПОЧВЕННОГО И РАСТИТЕЛЬНОГО ПОКРОВА КОНТИНЕНТАЛЬНЫХ И ОСТРОВНЫХ ТЕРРИТОРИЙ ВОСТОЧНОЙ АЗИИ В УСЛОВИЯХ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ НЕСТАБИЛЬНОСТИ

Впервые были получены реконструкции осадков на основе измерений ширины годичных колец кедра корейского для Сихотэ-Алиня за периоды от 155 до 411 лет. Установлено, что важным лимитирующим фактором роста кедра являются осадки в весенний период, когда континентальные воздушные течения сменяются на океанические. В реконструкциях выявлена цикличность изменений осадков, которая указывает на влияние Эль-Ниньо и Тихоокеанской декадной циркуляции на климат региона. Были выявлены климатические параметры, влияющие на радиальный прирост ели аянской. Показано, что величины коэффициента корреляции хронологий с максимальными температурами быстро уменьшаются с увеличением высоты над уровнем моря. Полученные результаты показывают сложность взаимосвязей между радиальным ростом ели аянской и климатическими переменными и позволяют говорить о том, что в южном Сихотэ-Алине климатические изменения окажут наибольшее отрицательное воздействие на рост деревьев данного вида на высотах до 600–650 м над ур. м. Установлено, что активность происходивших в прошлом естественные нарушений древостоев можно установить на основе сравнения различных типов стратегий роста (достижения полога) преобладающих видов деревьев. Показано, что на формирование популяционных мозаик клена мелколистного (Acer mono) и клена желтого (Acer ukurunduense) ключевое влияние оказывают те же факторы, которые действуют в случае преобладающих видов кедрово-широколиственных лесов, т.е. режим естественных нарушений и формирование окон в пологе древостоя. Установлено, что режим нарушений в древостоях с елью аянской сходен с наблюдаемым в древостоях с преобладанием кедра корейского. Это проявляется в том, что, во-первых, не происходят массовые распады древостоя и выявляются только частичные распады. Во-вторых, ель аянская не формирует одновозрастных поколений. Важным полученным результатом является и то, что с 2001 г наблюдается устойчивый тренд на уменьшение прироста ели аянской у 75 % деревьев. Этот тренд может быть связан не с возрастными сменами в древостое, а обуславливаться реакцией ели на глобальное изменение климата. Сохранение подобной тенденции может оказать существенное влияние на распространение ели аянской. Получены новые данные по содержанию и выносу химических элементов с почвенными водами растительных сообществ склоновых и долинно-пойменных ландшафтов в горнолесных бассейнах. Оценка концентраций и выноса элементов с водами горно-долинных почв проведена для региона впервые. Обобщены данные десятилетнего мониторинга гидрометеорологических, геохимических и почвенно-растительных характеристик в экспериментальных бассейнах верховьев р. Уссури. Использование имитационного гидрологического моделирования и данных гидролого-геохимического мониторинга позволило на новом уровне детализации исследовать процессы формирования стока в горнолесных бассейнах и выявить роль почвенных вод гумусово-аккумулятивного и минерального горизонтов как двух самостоятельных источников питания речных вод. Разработана оригинальная методика качественно-количественной оценки функциональной эффективности городских зеленых насаждений, которая позволяет организовать оперативный мониторинг за состоянием городского зеленого фонда, управлять его качеством и оценивать экономически на основе современных комплексных подходов. Получены оценки вулканической опасности для территории и экосистем острова Матуа (Курилы), основанные на изучении динамики растительности. Помимо явлений, зафиксированных в ходе сильного извержения вулкана Пик Сарычева в 2009 г. (а также в ряде извержений XX в.), масштаб и диапазон воздействия которых на природу острова недостаточно изучен, выявлены новые признаки потенциальных опасностей. Это газовые эмиссии, вызвавшие поражение древесной растительности в 2007 г., а также данные о масштабной гибели древесной растительности, произошедшей около 150 лет назад. В ходе сильных извержений может внезапно и непредсказуемо сложиться комбинация неблагоприятных факторов, приводящая к разрушительным последствиям в юго-восточной половине острова. В аспекте нового этапа освоения острова, потенциальную опасность может представлять сход пирокластических потоков и волн по юго-восточным склонам вулкана, лахары, а также воздействие сильных газовых эмиссий. Мощный пеплопад может вызвать поражение экосистем, в том числе загрязнить и отравить доступные источники воды, повредить инфраструктуру. Полученные данные позволяют сделать вывод о том, что в перспективе 30-50 лет никакая часть острова не может считаться безопасной. Впервые изучена динамика растительного покрова в зоне воздействия крупнейшего извержения новейшего времени (последние 500 лет) на территории России. Гигантское извержение вулк. Безымянный (1956 г., Камчатка) – аналог знаменитого и хорошо изученного экологами извержения вулк. Сент-Хеленс (США): однако российское извержение в экологическом аспекте малоизучено, данных о сукцессиях до сих пор фактически не было. Извержение Безымянного уничтожило и сильно разрушило растительность на территории площадью 600 кв. км, перекрыв ее различными вулканическими отложениями (отложения обвальной лавины, пирокластической волны направленного взрыва, пирокластических потоков, пеплопадов, лахаров). Восстановление растительности до прежнего состояния займет от 50 до ~ 500 лет на разных отложениях и в разных частях зоны воздействия. Исследовано воздействие лавовых потоков на растительный покров Камчатки за последние 100 лет. В 6 вулканических районах произошли десятки излияний, в ходе которых была перекрыта территория более 125 км кв. Потоками были уничтожены леса на площади около 28 км2 (половина из них – хвойные, а другая половина – из березы каменной), а также около 20 км2 субальпийских зарослей ольхового и кедрового стлаников и лугов. Становление лесной растительности на лаве происходит в течение крайне длительного периода (до 2000 лет), пеплопады в этот период могут ускорять или замедлять ход течения сукцессии. Исследована флора уникальных природных территорий на юге Хабаровского края: верховье р. Ярап на Баджальском хребте и известняковые обнажения в среднем течении р. Амгунь. Баджал – один из очагов эндемизма на Дальнем Востоке. Изучение флоры и растительности Баджальского хребта особенно важно, поскольку он рассматривается в качестве перспективного района горнорудного и лесопромышленного освоения. Ранее с верховий р. Ярап были описаны 3 вида из родов селезеночник, смолёвка и вейник в качестве новых для науки. В теоретическом отношении изучение флоры исследованных районов важно для понимания становления современного облика растительного покрова на юге Дальнего Востока, для разработки охранных мероприятий. Предложены номенклатурные комбинации и новые названия для 12 видов сосудистых растений, необходимые для подготовки нового издания «Флора сосудистых растений Азиатской России», включающей Урал, Сибирь и Дальний Восток. Обнаружены новые для флоры России виды: ива Ферри (Salix farriae C. Ball) и осока Энандера (Carex enanderi Hulten), ранее известные в Северной Америке. Исследования в области почвоведения, проводимые в ФНЦ Биоразнообразия ДВО РАН в 2021-2023 гг. были направлены на изучение основных трендов почвообразования как в антропогенно-измененных, так и в естественных экосистемах, что позволило впервые выявить ключевые процессы, определяющие поддержание уровня плодородия почв и сохранение баланса вещества и энергии в экосистемах. Актуальность подобных исследований определяется ярко выраженным почво- и природоохранным аспектами. В отчетном периоде проведены масштабные исследования изменений в составе органического вещества, специфики гумусообразования и гумусонакопления, биохимических параметров и оптических показателей почв природных и антропогенных ландшафтов обширной территории дальневосточного региона. Впервые установлены основные направления изменений основных свойств и уровня плодородия почв региона в результате длительного использования почв в сельскохозяйственном производстве и в ходе постагрогенеза, исследовано влияния внесения биоугля на поток парниковых газов, урожайность сельскохозяйственных культур и плодородие агропочв региона. Обобщены материалы изучения особенностей развития растительного и почвенного покрова при самозарастании и рекультивации отвалов угольных месторождений юга Дальнего Востока, выявлены основные факторы, влияющие на темпы развития растительного и почвенного покрова, обоснована целесообразность проведения биологической рекультивации на территории изученных месторождений. Выявлены особенности пространственного распределения загрязнения тяжелыми металлами почв различных функциональных зон городов и прибрежных районов Приморского края дана оценка их современного экологического состояния. На основании исследования различных параметров почвенных Fe-Mn конкреций впервые установлена взаимосвязь между составом и свойствами почв и накопительной способностью конкреций в отношении тяжелых металлов и литофильных элементов в почвах зон с различной техногенной нагрузкой. Установлены особенности профильного распределения нефти и нефтепродуктов в почвах различных ландшафтов Приморского края, северо-восточной части Приамурья и таежной зоны Северного Сахалина, для исследованных участков впервые установлен фоновый уровень содержания нефтепродуктов. Из донных осадков (аквапочв) залива Петра Великого Японского моря выделены аборигенные культуры психротрофных углеводородокисляющих бактерий, определена их таксономическая принадлежность и оценена способность к окислению нефтяных углеводородов. Дополнительно на основе оценки жизнеспособности почвенной микрофлоры доказана эффективность метода сорбционного извлечения Sb3+ из почвенной суспензии с использованием биогенного алюмосиликата натрия. Особую актуальность представляет разработка методов биоремедиации и рекультивации антропогенно-нарушенных территорий и повышения плодородия почв агроэкосистем. На основе полученных результатов были предложены наиболее эффективные сочетания фитомелиорантов и показатели индикации деятельности микрофлоры, а также разработаны микробные препараты, на основе комбинации аборигенных эффективных штаммов микроорганизмов, улучшающие питание растений, повышающие урожай зерновых культур и способствующие оздоровлению агробиоценоза.