• Россия, 664033, г. Иркутск,
    ул. Лермонтова, д.132
  • (3952) 42-67-21
Михайлова Татьяна Алексеевна, д.б.н.
Заведующая лабораторией "Природных и антропогенных экосистем"
e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
телефон: (3952) 42-45-95

Лаборатория является одной из старейших в Институте. Она существует со дня его основания. Первым ее заведующим был Анатолий Сергеевич Рожков – выдающийся сибирский ученый, заслуженный деятель науки РФ, доктор биологических наук, профессор. Долгое время лабораторией руководил д.б.н., проф. А.С. Плешанов. С 2009 г. лабораторией заведует доктор биологических наук Татьяна Алексеевна Михайлова.

В начальный период своего создания традиционным направлением исследований лаборатории являлось изучение состава и экологии энтомоконсорций лесных пород Байкальской Сибири. Крупный вклад в эти исследования внесли Д.Н. Флоров, А.С. Рожков, Е.В. Полякова, С.Г. Плугарь, Л.М. Волкова, И.А. Райгородская, И.В. Бялая, Б.Н. Вержуцкий, А.С. Плешанов, Т.А. Агафонова, позже – В.И. Эпова, Е.Д. Бережных, С.Ю. Тощаков. Детально были изучены консорции хвойных и лиственных пород. Впервые разработаны целевые определители по большинству экологических групп насекомых, изданы фаунистические конспекты. В 1990-х гг. в этом плане А.Н. Петровым, Т.И. Морозовой и Т.А. Пензиной проведены широкомасштабные исследования фитопатогенных грибов и грибов-микоризообразователей.

По результатам исследований было издано несколько монографий, в том числе: «Сибирский шелкопряд» (Рожков, 1963); коллективная монография «Вредители лиственницы сибирской» (Рожков, Райгородская, Бялая, Плешанов и др. 1966), которая была дважды переиздана за рубежом; «Насекомые-дефолианты лиственничных лесов Восточной Сибири» (Плешанов, 1982); «Черный пихтовый усач» (Исаев, Рожков, Киселев, 1988); «Зоны вредоносности насекомых-филлофагов Азиатской России» (Эпова, Плешанов, 1995); «Практический определитель синантропных насекомых Восточной Сибири» (Плешанова, Плешанов, 2006).

Другое крупное направление исследований лаборатории – патофизиология и механизмы резистентности растений при воздействии негативных природных и антропогенных факторов. В связи с быстрой и мощной индустриализацией Байкальского региона в 1960-х гг. главнейшим из таких факторов становится атмосферное промышленное загрязнение, вызывающее ослабление и отмирание лесов на больших площадях. Были изучены особенности патогенеза хвойных при поражении фтор- и серосодержащими эмиссиями, показаны видовые изменения метаболизма сосны, лиственницы, ели с момента их начального поражения токсикантами до необратимого ослабления, выявлены ключевые этапы проявления защитных механизмов, направленных на детоксикацию загрязнителей. Для этих целей лаборатория одной из первых в стране наряду с натурными наблюдениями использовала искусственную фумигацию растений токсическими соединениями. Эти исследования получили дальнейшее развитие с разработкой методологии комплексного эколого-фитотоксикологического картографирования лесов, подверженных атмосферному загрязнению.

К числу крупных монографических обобщений по этой тематике относятся «Смолистые вещества хвойных и насекомые-ксилофаги» (Рожков, Массель, 1982); «Действие фторсодержащих эмиссий на хвойные деревья» (Рожков, Михайлова, 1989), эта монография была переиздана за рубежом; «Восстановительные процессы у хвойных при дефолиации» (Рожков, Хлиманкова, Степанчук, 1991); «Комплексная экологическая оценка состояния лесов Тайшетского района перед запуском алюминиевого производства» (Михайлова, Бережная, Плешанов и др., 2005); «Элементный состав хвои и морфофизиологические параметры сосны обыкновенной в условиях техногенного загрязнения» (Михайлова, Бережная, Игнатьева, 2006); «Микромицеты пихты сибирской и атмосферное загрязнение лесов» (Плешанов, Морозова, 2009).

С 2000-х гг. в лаборатории начаты исследования экологии городов Восточной Сибири, в этом направлении выделяются работы к.б.н. О.В. Шергиной. Ею разработан новый методологический подход оценки состояния урбоэкосистем, основанный на исследовании комплекса параметров растительности и почв на профильно-генетическом уровне и учитывающий взаимообусловленное изменение этих компонентов при техногенной нагрузке. Результаты комплексной оценки нарушенности почв и растительности в урбоэкосистемах, а также рекомендации по оптимизации их состояния, изложены в монографии «Состояние древесных растений и почвенного покрова парковых и лесопарковых зон г. Иркутска» (Шергина, Михайлова, 2007).

Большой блок исследований лаборатории связан с изучением биологического разнообразия Байкальской Сибири. Разработан метод картографического построения реперных сетей для инвентаризации и мониторинга биологического разнообразия крупных регионов. Верификация этого метода проводится на примере Байкальской природной территории. На основе ГИС-технологий разрабатываются подходы к созданию информационной поддержки комплексных междисциплинарных научных исследований биологического разнообразия Байкальской Сибири.

Основные направления работы лаборатории

 – Изучение видового, структурного, функционального разнообразия редких и реликтовых сосудистых растений, альгофлоры, бриофлоры, энтомофауны, микобиоты на территории Байкальской Сибири в естественных условиях и при воздействии негативных факторов. Разработка ГИС-технологий для анализа, обобщения и хранения данных по биоразнообразию.

 – Исследование лесных экосистем Байкальского региона, подвергающихся воздействию антропогенных факторов (техногенного загрязнения, урбанизации, высокой рекреационной нагрузки и др.). Оценка уровня загрязнения лесов, степени их нарушенности и подавления защитных свойств по комплексу токсикологических, физиолого-биохимических, морфоструктурных, биогеохимических индикаторов.

Основные научные и прикладные разработки лаборатории

На основе ГИС-технологий создана региональная информационно-аналитическая система (ИАС) для оценки и мониторинга биоразнообразия Байкальской Сибири. Апробация ИАС показала высокую эффективность в исследовании биоразнообразия (на примере мирмекокомплексов). Разработанная ИАС имеет универсальный характер, вследствие чего может применяться в других регионах для изучения α-, β-, γ-разнообразия, в том числе для создания тематических карт разного масштаба.

Структура региональной информационно-аналитической системы.

Структура региональной информационно-аналитической системы.

Каталог насекомых-ксилофагов хвойных пород байкальской сибири и северного приамурьяОпубликован каталог насекомых-ксилофагов, зарегистрированных в хвойных лесах Сибири и Дальнего Востока. Составлены видовые списки распространения и экологии каждого вида, приведены данные для прогнозирования районов возможных вспышек массового размножения насекомых-ксилофагов. В книгу включены сведения о 141 виде насекомых-ксилофагов из десяти семейств. Для каждого вида указаны ареалогическая группа, даты и места сборов, кормовая порода, фаза развития насекомого в момент сбора, биотоп (состав и тип леса) и фамилии коллекторов.

Впервые проведены исследования уникальных в структурно-функциональном отношении псаммофитных сообществ, формирующихся на подвижных (дюнных) песках о. Ольхон, являющихся редкостным азональным явлением для зоны бореальных хвойных лесов. Показано, что процессы образования дюнного ландшафта на о. Ольхон по своему генезису близки береговым песчаным дюнам, формирующимся на побережьях морей и океанов. В составе псаммофитной ценофлоры отмечается 20 эндемиков и реликтов, в целом она включает 126 видов сосудистых растений, относящихся к 33 семействам и 78 родам.

Количественный состав видов растений редких псаммофитных фитоценозов подвижных (дюнных) песков о. Ольхон

Диаграмма. Количественный состав видов растений редких псаммофитных фитоценозов подвижных (дюнных) песков о. Ольхон.

Наступление дюны на лес

Наступление дюны на лес.

Для территории Приангарья проведена инвентаризация редких и реликтовых сосудистых растений, выяснены ландшафтные особенности их территориального размещения. Составлен конспект, включающий 43 неморальных, 25 степных реликтовых и 72 редких вида.

Карта-схема распространения неморальных реликтовых сосудистых растений Приангарья

На Ангарском кряже впервые обнаружены 2 вида реликтовых сосудистых растений: щитовник мужской (Dryopteris filix-mas (L.) Schott) – неморальный реликт, мак Попова (Papaver popovii Sipl.) – редкий горностепной вид, ледниковый реликт, узколокальный эндемик Прибайкалья.

Щитовник мужской
Щитовник мужской
Мак Попова
Мак Попова

Ранее в Байкальском регионе наземные эпифитные водоросли, в том числе ассоциированные с мохообразными, оставались совершенно неизученными. В результате проведенных исследований составлен список видов, наиболее полный для Азиатской России, включающий 257 видов (268 видовых и внутривидовых таксонов). Комплекс видов образуют представители шести отделов, преобладают цианопрокариоты и зеленые водоросли.

Представленность отделов в комплексе видов наземных водорослей, ассоциированных с высшими растениями

Представленность отделов в комплексе видов наземных водорослей, ассоциированных с высшими растениями.

В составе наземной альгофлоры Байкальской Сибири зарегистрировано 20 новых видов, в том числе: Kentrosphaerawillei Reichardt, Chlorococcum pleiopyrenigerum (Moewus) Ettl et Gärtner, Spongiochloris cf. irregularis Kostikov.

Новые виды в составе наземной альгофлоры Байкальской Сибири

Новые виды в составе наземной альгофлоры Байкальской Сибири:
а. – Chlorococcum pleiopyrenigerum, б. – Kentrosphaera willei, в. – Spongiochloris cf. irregularis.

Получены монокультуры водорослей, представляющие интерес для исследований фундаментального и прикладного характера, в том числе, для разработки экобиотехнологий культивирования водорослей, перспективных как источник ценных веществ.

Показано, что одним из сильных факторов дестабилизации состояния лесных экосистем Байкальского региона является техногенная нагрузка. Подробно исследовано техногенное загрязнение лесов неорганическими и органическими поллютантами в пределах Иркутско-Саянского территориально-промышленного комплекса. Загрязнение лесов оценивалось по содержанию элементов-поллютантов (серы, фтора, тяжелых металлов) и ПАУ в хвое сосны, лиственницы, лесной подстилке, горизонтах почвенного профиля.

Коэффициенты концентраций (Kc) элементов-поллютантов в хвое сосны

Коэффициенты концентраций (Kc) элементов-поллютантов в хвое сосны, отражающие перенос неорганических загрязнителей от промцентров до побережья оз. Байкал. На врезке – коэффициенты концентрации органических загрязнителей (ПАУ) в хвое сосны.

Разработана методология оценки экологического состояния урбоэкосистем в пределах крупных промышленных городов. Для «Атласа развития Иркутска» (2011) созданы карты, отражающие уровень загрязнения древесной растительности и почв города.

Карта загрязнения растительности г. Иркутска

Карта загрязнения растительности г. Иркутска.

Карта загрязнения почв г. Иркутска

Карта загрязнения почв г. Иркутска.

Результаты исследования экологического состояния растительного покрова и почв г. Иркутска опубликованы в коллективной монографии «Экологическая безопасность города Иркутска» (2013).

Выявлены древесные растения, пригодные для озеленения урбанизированных техногенно загрязняемых территорий Приангарья – городов Иркутска, Шелехова, Ангарска, Усолье-Сибирское.

Исследовано состояние почв и растительности в пределах промышленного отвала крупного химического производства (г. Усолье-Сибирское). Выделено несколько типов эмбриоземов: инициальные, органо-аккумулятивные, дерновые, гумусово-аккумулятивные, которые можно рассматривать как последовательные стадии техногенного почвообразования.