![]() |
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИСТИНА ЦЭМИ РАН |
||
ОСНОВНАЯ ЦЕЛЬ ПРОЕКТА – комплексное исследование закономерностей формирования пресноводных сообществ в арктоальпийских экосистемах под воздействием экстремальных факторов среды. Проект направлен на решение следующих конкретных задач: - Ревизовать общее таксономическое разнообразие основных групп зообентоса и зоопланктона дельты реки Лена, составить сводный аннотированный список водной фауны района. - Выделить базовые типы бентосных и планктонных сообществ в модельных водоемах дельты реки Лена и альпийских районах разных широтных зон (плато Путорана, Полярный Урал, Западный Кавказ, хребет Терскей-Алатау). - Охарактеризовать сукцессионный ряд сообществ от стадии образования водоема до стабилизации его экосистемы, на примере модельных арктоальпийских озер и ручьев. - Выявить основные закономерности формирования устойчивых видовых комплексов разных экологических (зообентос и зоопланктон) и размерных (микро-, мейо- и макробентос) групп организмов в арктоальпийских водоемах. - Оценить биогеографическую изменчивость структуры арктических и высокогорных водных сообществ на основе оригинальных материалов и литературной базы данных.
The main goal of the project is investigation and comparative analysis of similar, at first sight, water communities existing under the extreme environmental conditions – the Arctic (specific factors of high latitudes) and alpine (specific highland factors). The objectives of the project are comparison of the effects of these factors on freshwater ecosystems, both acting separately (high-latitude plain areas vs. mountain regions with temperate climate) and in combination (high-latitude mountain regions). Different ecological groups and size classes will be studied: zooplankton, micro-, meio- and macrobenthos. Existing gaps in the knowledge about Arcto-Alpine ecosystems’ functioning, together with increasing impacts of climate change and human activities, determine actuality of the project. Comparative studies of typical Arctic and alpine ecosystems are of special importance for assessing the long-term changes and their underlying drivers. Analysis of various components of these ecosystems in their long-term dynamics should allow us to estimate their resistance to a number of natural and anthropogenic factors. During the project, composition and structure of the Lena Delta freshwater and estuarine communities, both benthic and planktonic, will be studied in detail for the first time. For the first time, the succession series for different ecological groups will be analyzed, from formation of water body to ecosystem stabilization . Such research for different water bodies from the same typical region is unique and has no analogues in the literature. For the first time, on the basis of original and published data, the contribution of the ecological and evolutionary components in variability of biogeographic structure of the Arctic and Alpine faunas will be estimated. Subject, integrative approach involving various ecosystem components, wide geographical and taxonomical coverage are the distinctive features of the project, which determine its novelty.
Ожидаемые научные результаты в 2020 г.: - Выполнение описания состава зоопланктона и зообентоса из дельты реки Лена, решение сопутствующих таксономических проблем; составление предварительных видовых списков по разным таксономическим группам на основе оригинальных и литературных данных. - Составление классификации основных типов сообществ зоопланктона и зообентоса в озерах и ручьях дельты реки Лена. - Определение общих принципов формирования сообществ зообентоса в высокогорных водотоках на примере Западного Кавказа и хребта Терскей-Алатау (оригинальные данные по этим регионам накоплены ранее). - Подготовка статьи (в изданиях, индексируемых международными библиографическими системами Scopus и WoS), посвященной новым фаунистическим находкам в дельте реки Лена, уточнение биогеографического статуса региона с учетом новых данных. - Подготовка статьи (в изданиях, индексируемых международными библиографическими системами Scopus и WoS), посвященной структуре и закономерностям формирования сообществ зоопланктона арктических озер.
Коллектив проекта имеет значительный опыт как организации и проведения арктических и горных экспедиций, так и анализа соответствующих данных по различным группам гидробионтов. Ниже приводится краткий перечень обследованных нами регионов и соответствующих публикаций по оригинальным данным. Арктические острова (исследования мейобентоса и зоопланктона): Шпицберген (Dimante-Deimantovica et al., 2018; Jensen et al., 2019; Walseng et al., 2018); Исландия (Novichkova et al., 2014); остров Врангеля (Novichkova, Chertoprud, 2015b); остров Шокальского (Novichkova, Chertoprud, 2017); острова Вайгач и Долгий (Лешко и др., 2008; Фефилова, 2008); остров Беринга (Novichkova, Chertoprud, 2015a). Материковая равнинная и горная Арктика (исследования мейобентоса и зоопланктона): Большеземельская тундра (Fefilova et al., 2008, 2012, 2013); плато Путорана (Fefilova et al., 2013). Материковая Арктика (исследования макрозообентоса): Шпицберген (Chertoprud et al., 2017); полуостров Ямал (Палатов, Чертопруд, 2012); Кольский полуостров (Чертопруд, Палатов, 2013). Высокогорные регионы (исследования макрозообентоса): Кавказ и Закавказье (Палатов и др., 2016; Палатов, Чертопруд, 2018); Гималаи (Чертопруд и др., 2018); плато Путорана (Fefilova et al., 2013). Таким образом, уже накоплен и в основном проанализирован значительный массив данных по сообществам арктического зоопланктона и макробентоса, а также высокогорного реофильного макробентоса. Имеется также обширный сравнительный материал по сообществам других регионов. Комплексные исследования для разных экологических и размерных групп организмов одновременно были проведены коллективом проекта на Шпицбергене (Walseng et al., 2018). В выбранных для проведения исследований в рамках проекта регионах: дельта реки Лена, Западный Кавказ, Полярный Урал и хребет Терскей-Алатау коллективом проекта уже выполнены съемки проб макрозообентоса и зоопланктона в период 2010-2019 гг.
В результате выполнения проекта: 1. Будет получен и проанализирован уникальный материал по структуре сообществ зообентоса и зоопланктона из ряда высокогорных (плато Путорана, Полярный Урал, Западный Кавказ и хребет Терскей-Алатау) и равнинных арктических регионов (дельта реки Лена); 2. Впервые будет выполнена детальная ревизия фауны и оценка разнообразия пресноводных и солоноватоводных сообществ зоопланктона и зообентоса дельты реки Лена; 3. Будут выявлены основные этапы сукцессионной изменчивости сообществ зоопланктона и зообентоса в водоемах (озера) и водотоках (ручьи) высокогорных и арктических регионов; 4. Будут описаны специфические черты формирования сообществ разных экологических и размерных групп организмов под действием экстремальных факторов среды. Оценено влияние на сообщества таких характеристик водоема как: высота над уровнем моря, возраст, степень изолированности. 5. Будет выполнено сопоставление общих принципов формирования сообществ микро-, мейо-, макрозообентоса и зоопланктона типовых полигонов горных и высокоширотных регионов. Особое внимание будет уделено различиям в факторной регуляции сукцессионных процессов в водных сообществах высокогорий и Арктики. 6. Впервые будет выполнена оценка вклада в биогеографическую структуру фаун арктических и альпийских регионов экологической и эволюционной компонент изменчивости. Результаты, которые ожидается получить в рамках проекта, позволят прояснить вопросы касающиеся закономерностей формирование сообществ разных размерных и экологических на градиенте экстремальных факторов среды. Комплексный анализ структуры экосистем является одним из актуальных направлений современной экологии. Помимо фундаментального интереса, эта информация приобретает все большее прикладное значение при проведении мониторинга арктоальпийских сообществ в условиях глобальных изменений климата. Предлагаемый проект имеет цель не только описать структурное разнообразие арктоальпийских сообществ, но и заложить основы последующих наблюдений за состоянием водных экосистем. Сложившееся у коллектива проекта сотрудничество с рядом заповедников и национальных парков (ГПЗ «Остров Врангеля», ГПБ «Командорский» и ГПЗ «Усть-Ленский») позволяет внедрить разработанные в ходе проекта подходы и методы в практику экологического мониторинга, проводимого на федеральных особо охраняемых природных территориях.
МГУ | Соисполнитель |
грант РФФИ |
# | Сроки | Название |
1 | 1 января 2020 г.-26 декабря 2020 г. | Закономерности формирования водных сообществ при комбинированном действии экстремальных факторов среды (на примере арктоальпийских экосистем) |
Результаты этапа: За отчетный период собран и в основном обработан материал по зоопланктону, микро-, мейо- и макрозообентосу Западного Кавказа и дельты реки Лена. Кроме того, обработаны пробы микробентоса из Северной Якутии. Впервые изучена фауна микроракообразных архипелага Северная Земля, а также микроракообразных и макрозообентоса острова Колгуев. Выявлено три новых для науки вида Harpacticoida (Copepoda) в Большеземельской Тундре и дельте реки Лена. В рамках исследований микробентоса, впервые выполнено сопоставление фаун раковинных амеб (Testacea) из полигональных болот Якутии и горных болот Кавказа, выявлены параллели в организации видовых комплексов. Изучена фауна Cladocera и Copepoda реликтовых горных болот Кавказа. Показано, что горные водоемы, могут являться рефугиумами обитания северных видов, даже в южных широтах. Описаны общие закономерности формирования планктонных сообществ в Арктике, и предложена гипотеза о двух типах экологических фильтров, определяющих структуру сообществ. Впервые, для малых озер разных природных зон проведен сравнительный анализ структуры макрозообентосных сообществ, выявлены параллели в организации сообществ, отмечен нелинейный характер изменений суммарной биомассы организмов на градиенте широт. | ||
2 | 1 января 2021 г.-28 декабря 2021 г. | Закономерности формирования водных сообществ при комбинированном действии экстремальных факторов среды (на примере арктоальпийских экосистем) |
Результаты этапа: Путорана, содержащий значительное число таксонов, новых как для региона, так и для науки. Впервые детально изучена факторная регуляция распределения видового богатства и разнообразия микроракообразных (Cladocera и Copepoda) в циркумполярной арктической зоне. Выявлено, что распределение фауны определяется в первую очередь климатическим (температурным) фактором. Кроме того, отмечено снижение видового богатства в островных сообществах зоопланктона, обусловленное барьерами расселения видов. Охарактеризованы общие тенденции изменений видового богатства и структуры сообществ реофильного макрозообентоса в зависимости от широты и высоты над уровнем моря. Выявлены четыре основных структурных типа сообществ, соответствующие разным температурным зонам, как высотным, так и широтным. Показано, что общее таксономическое разнообразие снижается вместе с увеличением высоты над уровнем моря, а также с увеличением широты. Впервые, описаны структурные особенности сообществ зоопланктона, микро-, мейо- и макрозообентоса, характерные для разных стадий развития арктического водоема, на примере термокарстовых озер дельты реки Лена. Выявлены общие закономерности формирования сообществ зоопланктона, микро- и макрозообентоса в горных водоемах Западного Кавказа. Впервые выполнен сравнительный анализ факторной регуляции сообществ зоопланктона, микро-, мейо- и макрозообентоса в малых водоемах тундры и альпийской зоны. Показано, что при формировании сообществ планктона наибольшую роль играет температурный фактор, косвенно связанный с высотой над уровнем моря, и гидрохимические параметры вод. Для донной фауны большее значение имеют характеристики донного субстрата, тип детрита и отдельные гидрохимические показатели вод. Характерно, что возраст водоема оказывает влияние на структуру сообществ, как зоопланктона, так и бентоса. Показано, что в зависимости от стадии развития арктического термокарстового водоема в нем происходит сукцессионная смена видовых комплексов. Для макробентоса как горных, так и тундровых экосистем важно постоянство гидрологии водоема, а его промерзание или высыхание приводят к значительному обеднению фауны или даже полному ее исчезновению. Полученные результаты будут использованы при мониторинге изменчивости арктических и горных водных экосистем в условиях растущей антропогенной нагрузки и климатических изменений. | ||
3 | 1 января 2022 г.-31 декабря 2022 г. | Закономерности формирования водных сообществ при комбинированном действии экстремальных факторов среды (на примере арктоальпийских экосистем) |
Результаты этапа: За отчетный период собран уникальный материал по водной фауне Западного Кавказа, плато Путорана и дельты реки Лена, содержащий значительное число таксонов новых для науки. Выполнено описание трех новых видов Harpacticoida (Copepoda), двух новых видов и одного нового рода пиявок Glossiphoniidae. Впервые детально изучена факторная регуляция распределения видового богатства и разнообразия микроракообразных в циркумполярной арктической зоне. Выявлено, что распределение фауны определяется в первую очередь климатическим фактором. Описаны общие закономерности формирования планктонных сообществ в Арктике, и предложена гипотеза о двух типах экологических фильтров, определяющих структуру сообществ. Выявлено, что фауна ракообразных плато Путорана выделяется высоким видовым богатством и существенно отличается от фауны как западных, так и восточных районов Арктики. Специфика фаунистического состава региона связана с климатическими особенностями Средней Сибири и сохранением плейстоценовой фауны в ледниковых рефугиумах. Охарактеризованы общие тенденции изменений видового богатства и структуры сообществ реофильного макрозообентоса в зависимости от широты и высоты над уровнем моря. Выявлены четыре основных структурных типа сообществ, соответствующие разным температурным зонам, как высотным, так и широтным. Показано, что общее таксономическое разнообразие снижается вместе с увеличением высоты над уровнем моря, а также с увеличением широты. Данная закономерность проявляется в более резкой температурной изменчивости сообществ в низких широтах, и высоком таксономическом богатстве умеренно-холодноводных сообществ южных регионов. Впервые, для малых озер разных природных зон проведен сравнительный анализ структуры макрозообентосных сообществ, выявлены параллели в организации, отмечен нелинейный характер изменений суммарной биомассы организмов на градиенте широт. Впервые, описаны структурные особенности сообществ зоопланктона, микро-, мейо- и макрозообентоса, характерные для разных стадий развития арктического водоема, на примере термокарстовых озер дельты реки Лена. Выявлены общие закономерности формирования сообществ зоопланктона, микро- и макрозообентоса в горных водоемах Западного Кавказа. Впервые выполнен сравнительный анализ факторной регуляции сообществ зоопланктона, микро-, мейо- и макрозообентоса в малых водоемах тундры и альпийской зоны. Показано, что при формировании сообществ планктона озер наибольшую роль играет температурный фактор, косвенно связанный с высотой водоема над уровнем моря, и ряд гидрохимических параметров вод. Для донной фауны горных и арктических водоемов большее значение имеют характеристики донного субстрата, тип детрита и отдельные гидрохимические показатели вод. Для донной макрофауны горных ручьев и рек основными факторами, определяющими смену сообществ на протяжении русла водотока, являются температура воды и скорость течения. Одним из наиболее важных факторов при формировании арктоальпийских сообществ является кислотность среды, которая косвенно характеризует переход водоема от олиготрофных к эвтрофным условиям. Возраст водоема также оказывает влияние на структуру сообществ, как зоопланктона, так и бентоса. В ходе развития арктического термокарстового или горного приледникового водоема в нем происходит сукцессионная смена видовых комплексов населяющих его организмов. Для макрозообентоса как горных, так и тундровых экосистем важно постоянство гидрологии водоема, а его промерзание или высыхание приводят к значительному обеднению фауны или даже полному ее исчезновению. У зоопланктона, микро- и мейофауны выработан ряд приспособлений для переживания неблагоприятных периодов. Сообщества горных водоемов проявляют значительное сходство с таковыми, характерными для тундровых водоемов, и являются форпостами распространения северных таксонов в южных широтах. В свою очередь, арктические водоемы обычно содержат скрытый пул покоящихся стадий видов типичных для более южных регионов, которые, в случае благоприятных условий, активно встраиваются в нативное сообщество. Полученные результаты будут использованы при мониторинге изменчивости арктических и горных водных экосистем в условиях растущей антропогенной нагрузки и климатических изменений. |
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".