Проанализировано современное состояние, проблемы и перспективы развития фиторемедиации почв и сточных вод, загрязненных тяжелыми металлами. Охарактеризованы основные фиторемедиационные технологии: ризо- и фитофильтрация, фитоэкстракция, фитостабилизация и фитоиспарение. Показано, что для оценки эффективности применения различных растений для фиторемедиации используются индекс толерантности, транслокационный и биоконцентрационный факторы. С использованием данных показателей составлена логическая функция выбора растений для фиторемедиации в зависимости от способа утилизации образующейся биомассы. Проанализированы основные аспекты применения фиторемедиационных технологий in situ посредством ирригации растений сточными водами, содержащими тяжелые металлы. Показано, что стандарты содержания металлов, поступающих со сточными водами в почву, значительно отличаются в разных странах. Проанализированы факторы, требующие контроля при использовании сточных вод для ирригации культурных растений. Приведены критерии оценки экономической эффективности фиторемедиационных процессов: уровень затрат, потребность во времени, возможность получения дополнительного экономического эффекта.
Вестник Удмуртского университета. Серия Биология. Науки о Земле
2016. — Выпуск 3
Содержание:
В работе приведены данные лабораторных исследований качества поверхностных вод основных озер карстового происхождения Национального парка «Марий Чодра» (Кичиер, Яльчик, Глухое), являющихся популярным туристическим местом отдыха с целью проанализировать динамику качества водных ресурсов национального парка имеющих значительное рекреационное воздействие, как важного источника информации для выявления региональных экологических проблем. Дана оценка их современному экологическому состоянию на основе химического состава поверхностных вод. Обоснована необходимость в разработке и проведении постоянного мониторинга качества природной воды на данных водных объектах испытывающих с каждым годом возрастающую антропогенную нагрузку. Изучаемая территория включает в себя природные объекты и комплексы Среднего Поволжья, имеющие особую экологическую, историческую и эстетическую ценность, предназначенную для использования в природоохранных, просветительских, научных, культурных целях, а также для регулируемого туризма и является, крупным узлом природно-культурного каркаса Республики Марий Эл. Исследования проведены в 2015-2016 гг., полученные результаты представлены в сравнении с данными полученными сотрудниками экологического факультета Казанского государственного университета в 2007 г. в Национальном парке «Марий Чодра» при проведении комплексной экологической экспедиции.
Ключевые слова
Работа посвящена изучению особенностей демутационных сукцессий после распашки, выкашивания и огородного использования на территории южной тайги. Объекты исследования расположены в Костромской области и представляют собой три хроноряда, состоящие из разновозрастных постагрогенных фитоценозов. В течение 6 лет проводились мониторинговые наблюдения, которые включали подробные геоботанические описания, учет биомассы древостоя методами аллометрии и учет травяного (травяно-кустарничкового) яруса методами укосов и монолитов. Видовое разнообразие при зарастании пашни и сенокоса на всех стадиях зарастания гораздо выше, чем при зарастании сильно удобренного огорода, особенно на стадии 10-13 лет после прекращения использования. В ходе демутационной сукцессии уменьшается доля видов сорно-рудеральной и нитрофильной свит за счет замещения их луговыми и опушечными, происходит олиготрофизация травяного покрова, увеличивается доля видов растений, которые хорошо переносят повышенную кислотность почвы и низкую обеспеченность азотом. Скорость этой смены зависит как от вида дозалежного использования угодья, так и от его интенсивности. При условии предварительного многолетнего внесения органических удобрений олиготрофизации не наблюдается, а выход сорно-рудеральных и нитрофильных видов из доминантов наступает лишь после 20 лет. Скорость возобновления древостоя и его состав также определяются характером предшествующего использования сельскохозяйственного угодья. Надземная фитомасса травяного (травяно-кустарничкового) яруса быстро уменьшается в ходе лесовосстановления по пашне и по сенокосу, причем уже в первые 5-10 лет. При зарастании огорода на долго удобряемой агродерново-подзолистой почве высокая биомасса травостоя остается сравнительно долго, в результате рудерально-нитрофильное высокотравье блокирует восстановление древостоя как минимум на 20 лет.
Ключевые слова
Работа по созданию, поддержанию и расширению коллекций живых растений относится к основополагающим направлениям научной деятельности и одной из генеральных целей современных ботанических садов. Объект настоящего исследования - коллекционный фонд отдела декоративных растений (ОДР) ГБС РАН. При формировании, поддержании и расширении коллекций сортов декоративных травянистых многолетников используется комплекс методов интродукционных исследований и применяются классические принципы создания коллекций. Предварительный анализ ассортимента и выбор исходного материала для интродукции осуществляются в соответствии с мировыми тенденциями развития селекции той или иной культуры. При этом выбор перспективных садовых классов определяется в первую очередь климатическими условиями пункта интродукции. Коллекционный фонд ОДР ГБС РАН представлен в основном собраниями родовых комплексов. При этом число культигенных форм в его составе - 4709 наименований или 82% от общего объема. В процессе формирования и поддержания коллекций сортов декоративных травянистых многолетников отдела применяются несколько генеральных подходов. Суть основного из них - регулярное пополнение культиварами, ранее не представленными в коллекциях, на базе использования современных общепринятых классификаций садовых форм. Параллельно с базовой классификацией в зависимости от культуры возможна группировка сортов в соответствии с другими критериями. Для формирования, поддержания и расширения коллекций декоративных культур с небольшим объемом мирового ассортимента основной задачей является максимально полное собрание существующих культиваров.
Ключевые слова
Приведены результаты изучения естественного подпологового возобновления пихты сибирской ( Abies sibirica Ledeb.) в подзоне широколиственно-темнохвойных лесов Южного Урала. Показано, что пихта возобновляется достаточно успешно под пологом большинства типов насаждений подзоны широколиственно-темнохвойных лесов Южного Урала. Густота «крупного» подроста пихты достигает под пологом отдельных типов насаждений 5,7 тыс.шт./га, что вполне достаточно для успешной замены древостоя основного полога. Представлена характеристика особенностей семеношения и качества семян, поселения и развития подроста пихты. Установлено, что динамика семеношения пихты имеет неустойчивый характер. Повышенные урожаи семян наблюдались только два года из двенадцати. Качество семян пихты удовлетворительное. На начальных этапах развития подроста пихты наблюдается крайне медленный рост с формированием ксилоризома. Данное явление позволяет подросту длительное время произрастать под пологом древостоев и накапливаться в значительных количествах. В целом позиции пихты в ненарушенных древостоях устойчивы. В производных идет постепенное восстановление лесообразующей роли пихты в древостоях.
Ключевые слова
В условиях потепления климата, начавшегося в конце 1980-х гг., границы зон зимней устойчивости растений (USDA Hardiness Zones) на территории Ленинградской области смещаются. Среднеминимальная температура воздуха по 21 метеостанциям за период 1988-2006 гг. по сравнению с периодом 1961-1987 гг. повысилась в среднем на 2,5°, в Санкт-Петербурге - на 3,2°. На участке протяжённостью 482 км от Кингисеппа до южного побережья Ладожского озера смещение изотермы среднеминимальной температуры воздуха -29°, соответствующей границе зон 4 и 5, по отношению к норме климата второй половины XX в. составляет от 30 км в районе Волосово до 69 км в Приладожье и до 80 км на юго-западе, в среднем около 50 км. Линия смещается на восток и юго-восток в сторону континента, удаляясь от Балтийского моря. Это означает возможность расширения культурного ареала теплолюбивых видов интродуцентов и перспективу продвижения экзотов на новые территории с учётом повышения их зимостойкости. Что касается Санкт-Петербурга, то в условиях климата прошлых лет он относился к 5 зоне (средняя минимальная температура -26,3°), в настоящее время перешёл в 6 зону (-23,1°). Это позволяет расширить ассортимент городских зелёных насаждений Санкт-Петербурга и Лениградской области. Такое районирование может иметь значение при проектировании территорий под питомники древесных растений и применяться в лесопарковом хозяйстве и озеленении на Северо-Западе России.
Ключевые слова
Проанализирована широтная географическая структура 22 региональных фаун дневных чешуекрылых европейской части России, в совокупности охватывающих зональный диапазон от тайги до степной зоны. В её составе выделены следующие ареалографические комплексы: арктический (10 видов), температный (56), суббореальный (116) и полизональный (20). На основании участия и тренда булавоусых на рассматриваемом зональном диапазоне полизональные виды отнесены к константной группе, большая часть температных представителей - к характерным видам, а суббореальные, эвбореальные и арктические виды - к дифференциальному комплексу. Проведённый кластерный анализ региональных фаун показал, что они могут быть подразделены на бореальные (Архангельская область), переходные бореально-суббореальные (Вологодская, Ленинградская, Ярославская, Кировская, Московская, Калужская, Рязанская, Нижегородская, Тульская, Ульяновская, Пензенская, Воронежская, Липецкая, Самарская, Саратовская области, Удмуртия, Чувашия, Мордовия, Татарстан) и суббореальные (Ростовская и Волгоградская области).
Ключевые слова
Несмотря на десятилетия исследований, до сих пор нет согласия в вопросе о том, что же такое природное сообщество. Является ли сообщество группой экологически совместимых видов или же это случайное подмножество регионального пула видов? Цель работы: изучение паттернов совместной встречаемости видов птиц, населяющих основные биоценозы на границе тайги и лесостепи Зауралья. Одним из подходов, позволяющих определить принципы сборки природных сообществ, является изучение совместной встречаемости видов. Использование подходов, основанных на Байесовской статистике, позволяет выявлять неслучайности в распределении видов по местообитаниям. По результатам многолетних исследований строились матрицы присутствия-отсутствия для гнездящихся и возможно гнездящихся видов. Наблюдаемое распределение сравнивалось с ожидаемым при случайном распределении птиц по сайтам. По результатам расчетов выделялись пары, тройки и квартеты видов, образующих статистически значимые положительные ассоциации, а также таксоны, для которых характерна сегрегация близкородственных видов. Полученные данные свидетельствуют о том, что нет какого-либо одного процесса, определяющего распределение видов по сайтам. С одной стороны, большая группа видов распределена по сайтам случайно и независимо от других видов птиц, с другой - наблюдаются статистически значимые положительные ассоциации из нескольких видов, экологическая фильтрация, а также зафиксировано избегание близкородственных видов. Объединение видов в группы происходит за счет включения неродственных видов. Кроме того, трофическая специализация видов может оказывать влияние на распределение птиц по сайтам. Растительноядные виды и миофаги расселяются по сайтам независимо от родственных видов, тогда как для птиц, питающихся мелкими беспозвоночными, может отмечаться территориальная сегрегация.
Ключевые слова
С целью определения интенсивности ядерного этапа биосинтеза белка при измененном типе питания (алиментарная нагрузка холестерином) была проведена оценка морфофункциональной организации ядрышкового аппарата клеток печени (орган, принимающий активное участие в обмене холестерина) и лимфоцитов брыжеечных лимфоузлов (орган-коллектор, испытывающий нагрузку при экзогенном поступлении холестерина и орган периферической иммунной системы). При окраске азотнокислым серебром (AgNOR’s) оценивались: аргентофилия ядрышка, количество, расположение и фенотипическая характеристика (нуклеолонемные, нуклеолонемно-компактные, компактные, кольцевидные, микроядрышки) AgNOR’s, тинкториальные характеристики интрануклеолярных и экстрануклеолярных гранул в клетках, вычислялся интра-экстрануклеолярный индекс. Выяснено, что алиментарная гиперхолестеринемия у лабораторных животных сопровождается реактивной перестройкой нуклеолярного аппарата клеток печени (увеличивается количество мелких, плотных ядрышек, в большем числе присутствуют микроядрышки, кольцевидная структура не отмечена), свидетельствующей о сниженной синтетической активности нуклеолярного аппарата гепатоцитов. В брыжеечных лимфоузлах морфофункциональные перестройки ядрышкового хроматина можно охарактеризовать как интенсификацию синтетических процессов, в связи с выраженной функциональной нагрузкой, что отражается в значительном перераспределении субпопуляций активных форм AgNOR’s с преобладанием доли высокоактивных (компактных) нуклеол (88,5±12,41 %), увеличении популяции трехядрышковых ядер в лимфоцитах, ускорении процессов транспорта прерибосомных частиц (возрастает количество экстрануклеолярных гранул), и, как следствие, индекса интра/экстра, отражающего активность транспортных процессов из ядра в цитоплазму.
Ключевые слова
В статье дана характеристика древних криогенных карбонатов из пещеры Кизеловская (Средний Урал). Приведены отличия в изотопном составе C и O криогенных карбонатов от натечных образований. При помощи метода U/Th датирования получен возраст криогенного минералообразования (434,676±7,276 тыс. лет). Установленные морфологические отличия отдельных кристаллов позволят в дальнейшем отобрать для датировки выявленные типы и установить их возрастные отличия. Совмещение данных датировок криогенного кальцита с геохронологической шкалой позволит точно установить время начала межледниковых периодов в пределах Среднего Урала. В рамках исследования определены структурно-морфологические и изотопно-геохимические признаки криогенного кальцита в пещере Кизеловская (Виашерская). В работе доказано, что отложения в Кизеловской (Виашерской) пещере являются уникальным палеоклиматическим архивом на протяжении более 400 тыс лет, что выводит пещеру в список наиболее ценных пещер Урала. На основе данного исследования возможно составление методики поиска древнего криогенного кальцита, а также разработки специальных правил для посещения таких пещер туристами.
Ключевые слова
Проведен сравнительный анализ агрометеорологических условий теплового периода в Удмуртской Республике за 1976-1985 гг. и 2006-2015 гг. Продолжительность безморозного периода увеличилась на 8 суток. Сумма активных температур за период с 1 мая по 20 сентября возросла с 1975 до 2187, а количество осадков, выпадающих за теплый период, снизилось с 365 до 355 мм. Значительное уменьшение атмосферных осадков произошло в мае и июне. Фактическое значение гидротермического коэффициента в 1976-1985 гг. составляло в среднем 1,38 и изменялось от 0,64 до 1,89 по отдельным вегетационным периодам. В 2006-2015 гг. ГТК снизился до 1,14, что соответствует климатической норме (V=28 %). В эти годы сложились более благоприятные условия для уборки зерновых культур и картофеля, посева озимых. ГТК в августе - сентябре составлял в среднем 1,49. За аналогичный период 1976-1985 гг. этот показатель равнялся 1,94 с варьированием от 0,68 до 4,82 (V = 63 %). В 2006-2015 гг. урожайность ячменя характеризовалась сильной вариабельностью по годам (V=23,0 %). Неустойчивое увлажнение является основным лимитирующим фактором урожайности ячменя. Недостаток влаги для ячменя в условиях Удмуртии проявляется уже в мае (r=0,632), но наиболее сильно влияют на продуктивность культуры осадки в июне - июле (r=0,920). Оптимальное количество осадков для ячменя за период с 11 июня по 20 июля составляет 95 мм (при климатической норме 76 мм). В изменившихся климатических условиях в земледелии Удмуртии необходимо использовать влагосберегающие технологии, и в первую очередь в весенний период: увеличение в структуре посевных площадей озимых и многолетних культур, применение мульчирующих способов обработки почвы, планирование сроков посева и другие известные агроприемы. Следует провести научные изыскания в области стабилизации производства растениеводческой продукции в условиях вариабельности агроклиматических факторов по годам.
Ключевые слова
Определение возраста пойменных генераций у рек с продолжительной историей формирования относится к группе наиболее сложных фундаментальных проблем геоморфологии речных долин. Сложность решения данной проблемы заключается в высокой степени структурной (геосистемной) дифференциации пойменных террас и в значительной доле участия в их морфолитогенезе биотического фактора, сглаживающего особенности рельефа и тем самым усложняющего сам процесс пространственно-временной идентификации его элементов. Периодично-циклическое развитие рельефа в целом и пойменного в частности предопределило существование двух основных подходов в формулировании принципов выделения временных рубежей, которые отечественные геоморфологи предлагают учитывать при установлении его абсолютного возраста. Первый подход основан на выявлении длительности всего отрезка времени, в котором происходит активное формирование рельефа до достижения им современного состояния. Второй базируется на положении о необходимости начала отсчета времени лишь с момента формирования рельефа в его современном виде. Первостепенной задачей для достижения согласия между сторонниками различных подходов следует считать выбор унифицированных критериев окончательного обособления аккумулятивного тела в пойменную генерацию.
Ключевые слова
Статья посвящена эволюции исследований, посвященных территориальной организации туризма в отечественной и зарубежной науке. На протяжении десятилетий данная тема является центральной в географии туризма и рекреационной географии, стремительно развиваются представления о пространственной организации туризма, ее основных компонентах и воздействующих на них факторах. Однако, несмотря на наличие большого количества работ по данной проблеме, многие ее аспекты остаются слабо разработанными, что обуславливает актуальность и теоретическую значимость систематизации существующих научных взглядов. Теоретической основой исследования являются учение о территориальной рекреационной системе (далее - ТРС), концепции о туристской системе, туристско-рекреационных кластерах, а также центро-периферическая модель туристского пространства. На основе проведенного анализа публикаций отечественных и зарубежных авторов в статье выделено 3 этапа исследований, охватывающих период со второй половины XX в. и по настоящее время. Автором дана общая характеристика каждого этапа с анализом ключевых теорий, основных положений и подходов, а также с выявлением главных элементов территориальной организации туризма на данном этапе и факторов, влияющих на их изменения. Среди современных тенденций в пространственной организации туристской деятельности отмечены процесс кластеризации и выделения центро-периферической структуры, а также возрастание роли таких факторов, как глобализация, государственная внешняя и внутренняя политика (в том числе в вопросах экологии и безопасности) и развитие научно-инновационной базы. Результаты исследования могут быть применены для прогнозирования развития туризма и оптимизации организации туристской деятельности в пространстве.
Ключевые слова
Одной из главных тенденций развития транспортных систем в современном мире является инновационность, которая направлена на более эффективное использование ресурсов - как природных, так и человеческих. В статье рассмотрен один из основных факторов развития крупных инфраструктурных проектов, к числу которых относятся и высокоскоростные железные дороги. Высокоскоростное железнодорожное движение конкурентоспособно в транспортной нише 200-800 км, что делает его перспективной основой транспортного каркаса для развития территориальных транспортных систем стран и регионов. Проведен анализ основных количественных показателей, которые необходимо учитывать при проектировании и создании высокоскоростных магистралей. Произведено географическое сравнение следующих показателей (в рамках двух возможных проектов строительства магистралей в России: Москва - Санкт-Петербург и Москва - Казань): валовый региональный продукт, среднедушевые доходы, распределение доходов населения по различным группам, стоимость строительства ВСМ, пассажиропоток, соотношение доходов и расходов от пассажирских перевозок на железнодорожном транспорте и т.п. Сделано заключение о проблемах в обеспечении транспортной сферы полной и актуальной статистической информации. Проанализировано текущее состояние и перспективы развития этих проектов в условиях Российского государства. Сделан вывод о приоритетности развития северо-западного транспортного коридора на основе анализа экономического фактора.
Ключевые слова
На территории Пермского края расположено большое разнообразие природных лечебных ресурсов, которые создают основу для развития рынка санаторно-курортных услуг. К природным лечебным ресурсам региона можно отнести бальнеологические и питьевые минеральные воды, лечебные грязи, ландшафтно-климатические условия местности. Санаторно-курортные организации региона не полностью используют потенциальные ресурсы местности, что снижает их потенциал и привлекательность для отдыхающих. Это зачастую связано с высокими затратами на получение лицензии, поиски и дальнейшую эксплуатацию минерального сырья. Проведена качественная и количественная оценка используемых и потенциальных природных лечебных ресурсов, необходимых для устойчивого развития санаторно-курортной деятельности Пермского края. Выявлено, что территория региона имеет значительный потенциал для развития курортно-рекреационной деятельности за счет местных природно-лечебных ресурсов. На территории Пермского края природные лечебные ресурсы обладают уникальными лечебными свойствами, необходимыми для организации лечебно-профилактической деятельности в санаторно-курортных организациях. Климатические показатели местности позволили сформировать определенный тип погоды на протяжении всего года в разных курортно-рекреационных районах региона, что при рациональном использовании может быть полезным для здоровья населения. В настоящее время необходимо разработать региональную программу по изучению и использованию потенциальных природно-лечебных ресурсов для организации санаторно-курортной деятельности, что позволит повысить качество здоровья населения, увеличить занятость населения, наполняемость бюджетов разного уровня.