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 доктор биологических наук, профессор Андрей Сергеевич Плешанов. С 2009 г. лабораторией заведует доктор биологических наук Татьяна Алексеевна Михайлова.

Основные направления работы лаборатории

• Изучение видового, структурного, функционального разнообразия редких и реликтовых сосудистых растений, растительных сообществ, 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 нагрузке и др.). Оценка уровня загрязнения лесов, их жизненного состояния, степени нарушенности и подавления защитных свойств по комплексу токсикологических, физиолого-биохимических, морфоструктурных, биогеохимических индикаторов.

Основные научные и прикладные разработки лаборатории (2015-2017 гг.)

Проведены детальные многолетние фитоценотические исследования степной растительности острова Ольхон, являющейся экстразональным природным образованием. Выполнена инвентаризация разнородных комплексов фитоценозов степной экосистемы острова. Изучены степные ассоциации, в которых выделены редкие по составу и экологии фитоценотические единицы. Выявлены закономерности пространственного распределения фитоценозов по территории, обусловленные формой рельефа, разновидностями почв и субстратом. Установлено, что на формирование степной ценофлоры в целом, существенное влияние оказывают аридный климат острова и рельеф.

В связи со значительным усилением рекреационной нагрузки и расширением хозяйственной деятельности на острове, нами разработаны рекомендации федеральным и региональным природоохранным органам по организации ландшафтных парков и живых памятников природы, являющихся уникальными ботаническими объектами.

 

Мезокомбинации степных фитоценозов на холмах, склонах и в котловинах: 1. Типчаковые, 2.Колосняковые. 3. Колосняковые и пырейниковые.4. Пырейниковые. 5. Ковыльные. 6.Ковыльные и мятликовые.7. Мятликовые. 8. Тимьяновые.9. Крупно-разнотравные полидоминантные  и тонконоговые.10. Крупно-разнотравные полидоминантные и типчаковые. Мезокомбинации степных фитоценозов на грядах горных пород: 11. Плаунковые.12. Низко-разнотравные полидоминантные: хамеродосово-типчаковые и плаунковые. Мезокомбинации фитоценозов и группировок серийной растительности: 13. Псаммофитные сообщества на подвижных дюнах. 14. Залежь в полынной стадии демутации. 15. Пионерные поселения степных и луговых растений на оползневых структурах пестроцветных глин раннего плиоцена. Дополнительные знаки. 16. Лесная растительность на границе степь ‒ лес. Внемасштабные знаки сообществ, развивающихся локально на нетипичных субстратах: 17. Чиевые на солонцах верхнеплиоценовых кор выветривания. 18. Щучковые на глинах. 19. Ячменевые на глинах.

Проведены исследования альгофлоры в пределах Хэнтэй-Чикойского нагорья (Южная Сибирь, территория России и Монголии). Эта горная система входит в число экорегионов мира, изучение и охрана природы которых имеет важнейшее значение для сохранения биологического разнообразия планеты (Olson, Dinerstein, 2002). Уникальность нагорья обусловлена географическим положением, высоким разнообразием природных экосистем, наличием эталонных экосистем, своеобразием растительного мира, вследствие чего выявляется необходимость создания Кадастра природных ресурсов этой территории и организации природоохранных мероприятий. В то же время в пределах Хэнтэй-Чикойского нагорья еще недостаточно изученными остаются многие группы организмов. Нами исследовались наземные водоросли. Их выявленный комплекс составил 191 таксон видового и внутривидового ранга из шести отделов.

В отсутствие конкуренции со стороны высших растений виды и/или группы видов Cyanoprokaryota, Chlorophyta и Streptophyta способны наращивать значительную биомассу, занимают довольно большие по площади территории, в ряде случаев доминируют среди других криптогамов. Характер распределения водорослей, формирующих макроскопические разрастания в наземных местообитаниях Хэнтэй-Чикойского нагорья, в целом свойственен горным территориям стран с умеренным климатом. Около 100 штаммов изолированы из природной среды нагорья и поддерживаются в коллекции культур водорослей СИФИБР СО РАН – IRK–A.

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.

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.

В степных экосистемах Приангарья выявлены новые местонахождения тюльпана одноцветкового (Tulipa uniflora) – третичного реликта, основная часть ареала которого сосредоточена в Средней и Центральной Азии. В Сибири T. uniflora отмечен на юге Даурии и после большого разрыва в ареале встречается в Приангарских степях на выходах карбонатных пород. Изучены биологические и экологические особенности тюльпана, степень меж- и внутрипопуляционной изменчивости морфологических признаков, собран материал для молекулярно-генетических исследований.

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.

Наши многолетние исследования состояния лесов охватывают Байкальскую природную территорию (БПТ), Братский район, а также западную часть Иркутской области. Общая площадь обследованных лесов превышает 420 тыс. кв. км. Составлены карты-схемы, показывающие степень угнетения лесов на обследованных территориях. Разработана шкала оценки угнетения (ослабления) древостоев на основе изменения комплекса морфоструктурных и физиолого-биохимических параметров.

Проведены комплексные исследования состояния почв и древесных растений на урбанизированных территориях Байкальского региона. Показано, что в системе почва–растение потоки элементов-биогенов нарушаются вследствие миграции и накопления загрязняющих веществ во всех горизонтах почвенного профиля, вплоть до подстилающей породы; связывания биогенов поллютантами в ППК; а также за счет аэрального накопления привносимых из загрязненного атмосферного воздуха поллютантов ассимиляционными органами растений.

В органическом веществе городских почв значительно снижено содержание гумуса, азота, в то время как эмиссия СО2 из верхних горизонтов резко усиливается, что указывает на существенное замедление процесса минерализации органических веществ и нарушение биогенной аккумуляции элементов в почве. Изменение количественного состава обменных катионов в ППК происходит как за счет их связывания поллютантами, так и вследствие смещения реакции среды почвенного раствора (актуальной кислотности) в сторону щелочных значений. Нарушение кислотно-щелочного баланса приводит к изменению миграционных потоков элементов в почвенных горизонтах. При этом элементы-поллютанты (свинец, кадмий, фтор, сера) характеризуются высоким накоплением в гумусово-аккумулятивных горизонтах и интенсивным иллювиальным перераспределением с глубиной.

Практическое применение результатов:

Результаты используются для разработки рекомендаций по оптимизации природопользования на проблемных территориях региона, нуждающихся в корректировке хозяйственной деятельности.

Данные о состоянии урбоэкосистем учтены при разработке программы озеленения промышленных городов Байкальского региона.

На основе результатов инвентаризации редких и реликтовых сосудистых растений и изучения ландшафтных особенностей их территориального размещения даны рекомендации по созданию новых ООПТ в Приангарье.

Осуществляется научное сотрудничество с Прибайкальским национальным парком, в частности по федеральной программе «Деревья – памятники природы», в рамках которой проведены работы по сохранению уникальных деревьев о. Ольхон (проект «Древо Байкала»). Совместно с экспертами Центра древесных экспертиз "Здоровый лес" (Москва) проведена диагностика деревьев для Национального реестра старовозрастных деревьев России.

Результаты изучения наземных водорослей вошли в Летопись Сохондинского государственного биосферного заповедника, включены в Труды Олекминского заповедника, Труды Прибайкальского национального парка.

Коллекционные культуры водорослей используются в биотехнологических целях как источники физиологически ценных веществ.