Важнейшие результаты научных исследований сотрудников Ботанического сада УрО РАН,

полученные в 2023 году

Направление 1.6.2. Экология организмов и сообществ

Проведены феромонный мониторинг и сравнение фенологии лета самцов непарного шелкопряда (Lymantria dispar (L.)) в северных частях евразийского и североамериканского ареалов этого вида. На основе сравнения с историческими данными показано, что ареал L. dispar в Евразии в настоящее время достигает 61-й параллели и продвигается в сторону тайги со средней скоростью 50 км/год. Установлено что медианная дата лета самцов существенно не различается между северными и южными районами ареала непарного шелкопряда. Синхронизация полета на разных широтах ареала связана с ускорением развития личинок северных евразийских популяций(рис.1). (д.б.н. Пономарев В.И., к.б.н. Напалкова В.В., Клобуков Г.И.)

Ponomarev V.I., Klobukov G.I., Napalkova V.V., AkhanaevYu.B., Pavlushin S.V., Yakimova M.E., Subbotina A.O., Picq S., Cusson M., Martemyanov V.V. PHENOLOGICAL FEATURES OF THE SPONGY MOTH, LYMANTRIA DISPAR (L.) (LEPIDOPTERA: EREBIDAE), IN THE NORTHERNMOST PORTIONS OF ITS EURASIAN RANGE// Insects. 2023. Т. 14. № 3.С. 276. DOI: 10.3390/insects14030276

Впервые проведен анализ всех известных данных о комплексе паразитоидов инвазионного вида Phyllonorycter platani (Staudinger, 1870) (Lepidoptera, Gracillariidae). В общей сложности минера атакуют 72 вида из 7 семейств Hymenoptera. В Европе выявлено 62 вида, в Северной Америке, на Кавказе, в Передней и Средней Азии – 5, 3, 12 и 1 вид, соответственно. На основании анализа структуры комплексов паразитоидов популяций Ph. platani впервые сделано предположение, что первичный ареал вида находится в Северной Америке. (к.б.н. Ермолаев И.В.)

Ермолаев И.В. Паразитоиды (Hymenoptera) Phyllonorycterplatani (Staudinger, 1870) (Lepidoptera, Gracillariidae) // Российский журнал биологических инвазий. − 2023. − № 2. − С. 56-67. [перевод на англ.: Ermolaev, I.V. Parasitoids (Hymenoptera) Phyllonorycter platani (Staudinger, 1870) (Lepidoptera, Gracillariidae) // Russian Journal of Biological Invasions. − 2023. − Vol. 14. – no. 3. − P. 312-321.

Разработаны модели зависимостей численности и возрастной структуры подроста Picea obovata Ledeb. и Abies sibirica Ledeb. от возраста и состава древостоя условно-коренных и производных лесов в наиболее распространенном и продуктивном типе леса западных низкогорий Южного Урала (ельниках мелкотравно-зеленомошных). Данные модели можно рекомендовать для совмещения с данными лесоустройства с целью получения широкомасштабных данных о количестве и возрастной структуре подроста Picea obovata и Abies sibirica, что необходимо для разработки сценариев устойчивого лесопользования и сохранения темнохвойных лесов на Южном Урале (д.б.н. Иванова Н.С., д.б.н. Петрова И.В.)

Ivanova N., Petrova I. Relationship between stand and regeneration of PiceaobovataLe-deb.andAbiessibiricaLedeb. in the primary and secondary forests of the Southern Ural Mountains // BIO Web Conf. – 2023. – 67. – 03012. https://doi.org/10.1051/bioconf/20236703012

С использованием методических рекомендаций PRISMA проведен глобальный обзор современных исследований динамики растительности, выполненных с использованием экологических шкал Элленберга и Ландольта. Выявлена их высокая эффективность и широкая география использования. Точность оценок факторов среды признается высокой и достаточной для мониторинга состояния среды обитания и индикации естественных и антропогенных смен биогеоценозов. Результаты исследования будут способствовать дальнейшему развитию концепции экологических индикаторов, помогут исследователям ориентироваться в современном состоянии проблемы и принять обоснованное решение о целесообразности их практического применения (Иванова Н.С.)

Ivanova, N.; Zolotova, E. Landolt Indicator Values in Modern Research: A Review // Sustainability. - 2023. - Vol.15. - № 12. - e9618. https://doi.org/10.3390/su15129618
Zolotova E, Ivanova N, Ivanova S. Global Overview of Modern Research Based on Ellenberg Indicator Values // Diversity. - 2023. - Vol. 15. - №1. - е14.https://doi.org/10.3390/d15010014

На примере родов Picea L. и Abies Mill. установлено, что в холодных регионах при повышении осадков биомасса снижается, но по мере перехода к теплым регионам она характеризуется противоположным трендом, т. е. закономерность меняет знак. При повышении температуры во влажных регионах биомасса увеличивается, но по мере перехода в сухие условия начинает снижаться и на предельном значении климатического фактора меняет знак. Показано, на сколько кг произойдет увеличение надземной биомассы деревьев при изменении температур и осадков на предельных значениях их территориальных градиентов. (д.с.-х.н. Усольцев В.А., к.с.-х.н. Цепордей И.С.)

Цепордей И. С., Усольцев В. А., Норицин Д. В. Обоснование использования зимней температуры при прогнозировании климатически обусловленных изменений биомассы лесов Евразии // Хвойные бореальной зоны. 2023. Т. 41. № 3. С. 243-247. DOI: 10.53374/1993-0135-2023-3-243-247.

Впервые  на территории Свердловской области проведено исследование лесных культур из сеянцев, выращенных с применением экологически безопасных регуляторов роста.  Показано, что однократная обработка семян  биопрепаратами (Вэрва и Вэрва-ель),  обеспечила высокую приживаемость и адаптацию сосны при пересадке ее в лесную среду. Сделан вывод, что биостимуляторы, полученные из хвойного сырья, рекомендуются для выращивания сосны обыкновенной в питомниках. Получен патент на изобретение №2790667 (д.с.-х.н. Терехов Г.Г., к.б.н. Андреева Е.М., к.с.-х.н. Стеценко С.К., д.с.-х.н. Ермакова М.В.).

Andreeva E.M., Stetsenko S.K., Terekhov G.G., Khurshkainen T.V., Kutchin A.V. Possibility the use biopreparations from coniferous raw materials in artificial reforestation of Scots pine. Pro-ceedings of Universities.Applied Chemistry and Biotechnology. – 2023 – N 13(1). – C. 99-106. https://doi.org/10.21285/2227-2925-2023-13-1-99-106

Установлено, что в условиях роста на загрязненной пестицидами почве высота сеянцев снижается, а базисная плотность древесины стволика увеличивается. Применение ростостимулирующих препаратов, в основном, приводит к быстрому увеличению размеров стволиков, но при этом, показатель плотности древесины уменьшается, что в после-дующем вызывает необходимость в корректирующих агротехнических мероприятиях при использовании биостимуляторов для получения сосны с требуемыми физическими каче-ствами древесины. Лесная подстилка из смешанного насаждения при внесении ее в почву лесного питомника позволяет увеличивать высоту сеянцев и не оказывает существенного влияния на процесс формирования физико-механических свойств их древесины (д.с.-х.н. Терехов Г.Г., к.б.н. Андреева Е.М., к.с.-х.н. Стеценко С.К., д.с.-х.н. Ермакова М.В.)
 

Ермакова М.В., Стеценко С.К., Андреева Е.М. Влияние высокоактивных соедине-ний на механические свойства древесины двухлетних сеянцев сосны обыкновенной в лес-ных питомниках // Известия вузов. Лесной журнал. – 2023. –  N 1. – С. 88–99. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2023-1-88-99   

Проведены исследования сезонных изменений характеристик водного обмена и компонентов антиокислительной системы хвои сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.), произрастающей в градиенте условий среды, формируемых в зоне влияния теплового поля газового факела на территории Ханты-Мансийского АО – Югры. Установлено, что влияние локального потепления климата  проявляется на фоне отсутствия признаков окислительного стресса в виде увеличения значений пероксидазной активности, общей оводненности и содержания каротиноидов, а также снижения содержания флавонолов и аскорбиновой кислоты. Температура среды оказывает непрямое действие на регуляцию активности антиокислительной системы хвои. Взаимосвязи между изученными показателями изменяются в градиенте теплового поля факела. Наиболее устойчивой является отрицательная связь активности пероксидазы с содержанием аскорбиновой кислоты. В зимний период (в состоянии зимнего покоя) полного прекращения биохимической активности клеток хвои не происходит. При этом доминирования отдельных процессов не наблюдается, а степень согласованности работы компонентов антиокислительной системы максимальна в условиях фона и уменьшается при приближении к факелу. Факел оказывает модифицирующее влияние на процессы адаптации хвои к изменениям температуры среды (д.б.н. С.А. Шавнин, к.б.н. И.А. Юсупов, А.А. Монтиле, к с.-х.н. Д.Ю. Голиков)
 

С.А. Шавнин, И.А. Юсупов, А.А. Монтиле, Д.Ю. Голиков, Н.В. Марина. СЕЗОННАЯ ДИНАМИКА СОДЕРЖАНИЯ КОМПОНЕНТОВ АНТИОКИСЛИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ХВОИ СОСНЫ ОБЫКНОВЕННОЙ (PINUS SYLVESTRISL.) В ЗОНЕ ТЕПЛОВОГО ВЛИЯ-НИЯ ГАЗОВОГО ФАКЕЛА //Известия высших учебных заведений. Лесной журнал. № 2 (392). 2023, с. 36-57.

Направление 1.6.3. Биологическое разнообразие и биоресурсы

Сделано обобщение материалов по роду Oxytropis (остролодочник, семейство Fabaceae - Бобовые) Восточной Европы и Урала, которое представляет собой обзор всех представителей рода Oxytropis. Доказано, что описанный Карлом Линнем в 1753 г. Astragalus uralensis (астрагал уральский) следует отождествлять с Oxytropis baschkirensis (остролодочником башкирским). Найден новый для Урала вид Oxytropis muricata (остролодочник железисто-шершавый), ближайшие местонахождения которого были известны в Южной Сибири (Хакасия). 
Подготовленный обзор имеет практическое значение для эффективной и научно-обоснованной охраны наиболее редких представителей рода, так как многие виды остролодочников включены в Красные книги регионов РФ, а один вид – Oxytropis hippolytii (остролодочник Ипполита) – в Красную книгу РФ. 

Результаты исследования оформлены в виде научной статьи «Конспект рода Oxytropis (Fabaceae) Восточной Европы и Урала (Synopsis of the genus Oxytropis (Fabaceae) of Eastern European the Urals)» (д.б.н. Князев М.С.)

Род Sporodophoron (Arthoniaceae, лихенизированная Ascomycota) является очень редким и малоизвестным в лихенофлоре России. Найдено второе местонахождение S. primorskiense и два местонахождения нового для России вида S. gossypinum. Все новые локалитеты находятся вшироколиственных и смешанных лесах самого юга Приморского края. Находки подтверждены молекулярными данными (к.б.н. Фролов И.В.)

У растений ивы пузырчатой (Salix ‘Bullata’) установлено наличие инфрадианных ритмов скоростей  роста побегов ветвления и формирования. Выявлены особенности морфогенеза, связанные с существованием преимущественно эндогенных (генетических и гормональных) механизмов возникновения нелинейных изменений (включая колебания) ростовых характеристик апикального и радиального роста. Колебательный характер роста побегов является результатом наложения в тканях меристем процессов деления, растяжения и дифференцировки клеток, а также выработки и распространение выполняющих регуляторную функцию фитогормонов. Результаты могут быть использованы при разработке и применении технологических приемов ухода за древесными растениями, включая прививки, обрезку и омоложение кустов и деревьев, а также методов вегетативного размножения (д.б.н. С. А. Шавнин, А. А. Монтиле, к.б.н. Е. А. Тишкина, О. В. Епанчинцева, к.ф.-м.н. А. И. Монтиле)

С. А. Шавнин, А. А. Монтиле, Е. А. Тишкина, О. В. Епанчинцева, А. И. Монтиле. Сезонная динамика и ритмичность роста побегов растений Salix ‘Bullata’. Аграрный вестник Урала, 2023г. (принято в печать).

Опубликована монография Л.А. Семкиной и О.В. Епанчинцевой, в которой приводится ассортимент устойчивых древесных растений для озеленения г. Екатеринбурга, составленный на основе многолетних (более 50 лет) исследований в Ботаническом саду УрО РАН. Даны краткие описания 186 таксонов, относящихся к 54 родам и 24 семействам, названия и таксономическая принадлежность которых соответствует современным международным стандартам. Полученные разработки готовы к практическому применению в озеленении населенных пунктов и ландшафтном строительстве (д.б.н. Семкина Л.А., Епанчинцева О.В.).
 
Л.А. Семкина, О.В. Епанчинцева. Ассортимент древесных растений для озеленения г. Екатеринбурга. Екатеринбург: УГЛТУ, 2023. – 156 с.