Семейство Liliaceae состоит из 15 родов, включающих более 700 видов, и занимает терминальное положение в порядке Liliales sensu [APG IV, 2016]. Ареал семейства включает бо́льшую часть Северного полушария, простирается на несколько природных зон – от лесотундр (виды Gagea) до тропических лесов (Tricyrtis imeldae Guthnick) – и охватывает три материка (Евразию, Северную Америку и Африку). Большинство родов представлено как в Евразии, так и в Северной Америке. Представители Liliaceae имеют сочные невскрывающиеся ягоды или сухие вскрывающиеся коробочки. В большинстве случаев многосеменные ягоды являются диаспорой, тогда как в случае коробочек диаспорой в норме являются семена. При этом коробочки играют важнейшую роль в распространении семян. Структурные адаптации плодов позволили представителям Liliaceae расселиться на территории, составляющей современный ареал семейства.

Работа посвящена определению основных паттернов развития плодов представителей Liliaceae с различными типами диссеминации на основании изучения морфолого-анатомического строения плодов, а также его соотнесения с географией, экологией и биологией диссеминации представителей родов семейства.

В результате исследования было выявлено, что наиболее типичным и распространенным агентом диссеминации у исследованных представителей Liliaceae является ветер, при этом наиболее специализированные к анемохории коробочки характерны для представителей подсемейства Lilioideae, обеспечивающие автоанемохорное, в том числе (преимущественно у представителей травяного яруса листопадных лесов умеренной и субтропической климатических зон Голарктического царства) и анемохионохорное, распространение семян; предполагается, что в отличие от коробочек, обеспечивающих анемохорию и активно участвующих в диссеминации, важнейшей задачей коробочек баромирмекохорных представителей является продуцирование семян, а не их распространение, что подтверждается особенностями их анатомического строения – большое количество межклетников и почти полное отсутствие лигнификации перикарпия; эндозоохорное распространение плодов Liliaceae эффективно для расселения дальним транспортом, в первую очередь птицами, но препятствует расселению среди большого количества экосистем, что отражается на ареалах родов Clintonia, Prosartes и Streptopus, являющихся представителями травяных ярусов хвойных и широколиственных лесов Голарктического царства.

В статье проведен анализ содержания металлов в твердой фазе и в талой воде, отобранных на антропогенно нарушенных и фоновых территориях Надым-Пуровского междуречья. Приведены результаты микроскопических исследований твердофазного вещества, показавших наличие вторичных минералов, техногенных образований, а также большого количества пирита в пробах восточной части района исследований. Максимальные концентрации металлов в пыли установлены в снеге санитарно-защитных зон объектов размещения отходов, за исключением Ca, который преобладает в снежном покрове г. Новый Уренгой (до 10% сух. в-ва). Урбанизированная территория характеризуется наибольшими значениями пылевой нагрузки (до 111 мг/м2·сут). Отмеченное загрязнение Ba в пределах полигонов захоронения отходов в г. Новый Уренгой носит локальный характер и связано с местами переработки буровых отходов. С использованием факторного анализа выделены основные ассоциации металлов, присущие твердофазному веществу разных функционально используемых территорий: Ca-Co-V-Mn (город), BaSr-K-Na и Cd-Cu-Pb (полигоны захоронения отходов), Cu-Ni-Cd (вся территория). На основе изучения содержания растворенных форм в талой воде выявлена высокая подвижность металлов в северных ландшафтах и ее снижение в условиях городской среды. Минералого-геохимический анализ снега дает основание говорить о влиянии Норильского промышленного района на восточную часть Надым-Пуровского междуречья, индикаторами которого являются Zn, Cu, Ni, Pb и минерал пирит. Риски загрязнения окружающей среды при аэротехногенном переносе связаны с высоким содержанием в пыли Zn, Cu, Ni, Pb и Ba. Расчет индекса вероятности токсичности (MERMQ) показал, что некоторые пробы пыли с территории полигонов обладают высокой вероятностью биологических эффектов. С использованием данных по химическому составу почв и почвенной воды установлено отсутствие видимого влияния загрязнения снега на рост концентраций металлов в почве и почвенной воде за исключением локального загрязнения Ba, которое привело к двукратному росту содержания этого металла в верхнем горизонте почв.

С использованием авторского методического подхода проведен модельный анализ адаптации земледельческого проекта к регулированию выбросов парниковых газов с сельскохозяйственных угодий на примере хозяйств юга России. Учтены выбросы, обусловленные как технологическими, так и экосистемными процессами. Методы исследования операций и имитационного моделирования применены к изучению двух вариантов регулирования эмиссии парниковых газов – за счет рыночных механизмов с ориентацией на стоимость карбоновых единиц в ЕС и путем административного контроля, при котором устанавливаются предельные уровни эмиссии. Для каждого из вариантов определены оптимальные уровни интенсивности использования каждого из земельных участков, вовлеченных в проект. Разработанная методика дополняет научно-методическое обеспечение анализа земледельческих проектов, охватывающих большие территории, применительно к условиям государственного регулирования влияния хозяйственной деятельности на климат планеты. Она применима к проектам, отличающимся значительным пространственным разбросом участков. В результате проведенного исследования уточнены научные положения о влиянии климатической политики на технологический облик производства земледельческой продукции: выявлен значительный запас устойчивости земледелия в условиях юга России к рыночным методам регулирования выбросов парниковых газов; показано, что по мере ужесточения ограничительных мер климатической политики наилучшим решением чаще всего оказывается прекращение продуктивного использования участков с наибольшим потенциалом продуктивности при сохранении максимальной интенсивности производства на остальных. Совокупность полученных результатов рекомендуется к применению в практике разработки и анализа инвестиционных земледельческих проектов, в том числе анализа проектных рисков, а также при совершенствовании государственной природоохранной и климатической политики в составе инструментария анализа ее последствий.

Проведены комплексные эколого-экономические исследования постаграрных ландшафтов среднего течения рек Селенга, Чикой и Темник в границах Селенгинского административного района Республики Бурятия (РБ). Разработана карта заброшенных сельскохозяйственных угодий. Дана краткая характеристика агроклиматических условий района исследования, проанализированы структура сельскохозяйственных угодий, урожайность зерновых и зернофуражных культур, динамика поголовья и нагрузка скота на пастбища и сенокосы. Сформулированы причины забрасывания пашен. Выявлено, что пастбища и сенокосы из сельскохозяйственного оборота не исключены. Это обусловлено ростом поголовья скота в хозяйствах населения, являющихся основными сельскохозяйственными производителями в РБ, а также дефицитом естественных кормовых угодий. Дана характеристика видового состава и состояния защитных лесополос, как неотъемлемой части экотопов постаграрных ландшафтов. Приведены основные таксономические показатели деревьев. Актуальность исследования защитных лесополос обусловлена необходимостью их инвентаризации, отсутствием ухода, принятием Федеральных Законов о защитных лесонасаждениях и мелиорации земель. Дана краткая агрохимическая характеристика состояния почв на ключевых участках. Для оценки эффективности возвращения пашен в сельскохозяйственный оборот рассчитан чистый операционный доход (ЧОД) или рентный доход для каждой зерновой и зернофуражной культуры, выращиваемой в регионе исследования. Выявлено, что наибольший доход приносят овес и яровая пшеница. Сформулированы рекомендации по возвращению постаграрных ландшафтов в сельскохозяйственный оборот, оптимизации защитного лесоразведения, реконструкции защитных лесополос.

Искусственные дубравы на юге Европейской России имеют большое природоохранное и хозяйственное значение. Широкая практика их создания в сухой степи и полупустыне относится к 1950–1970-м гг. и позволяет формировать насаждения дуба (Quercus robur L.) долговечностью до 40–60 лет. Цель исследования – изучить особенности роста дубрав в разных почвенно-климатических, биоценотических условиях и разработать приемы повышения их долговечности.

Исследования проводились в 2011–2016 гг. на юге Приволжской, в северной части Ергенинской возвышенностях и низменных равнинах Сало-Манычского междуречья на 28 временных пробных площадях с использованием общепринятых методов лесной таксации и регрессионного анализа данных.

Установлено, что ограничивают жизнеспособность дуба невыгодное положение насаждений в рельефе, повышенная сухость климата (КУ 0,4–0,6), высокое содержание почвенных карбонатов и близкое залегание горизонта их скопления, а также наличие кустарникового яруса, других конкурентов за влагу. В этих условиях преимущество должно получить облесение понижений на плакорах и теневых склонах чистыми культурами дуба и других пород без кустарника. Приемы их создания должны иметь свои модификации в зависимости от положения лесокультурной площади в рельефе местности и сухости климата.

Так, в понижениях основную обработку почвы можно проводить 1–2 года по системе черного пара с плантажной вспашкой. Целесообразны 3,5–4,0-метровые междурядья, частые агротехнические уходы, интенсивные прочистки в молодняках. Сформировавшиеся насаждения нуждаются в бережных санитарно-селективных рубках преимущественно низового типа с сохранением высокой сомкнутости лесного полога. Ухудшение влагообеспеченности и состояния насаждений здесь следует предупреждать устройством запруд.

На плоских участках создают мелиоративные насаждения невысокой товарности по 2–3-летней и более глубокой основной обработке почвы. Обеспечивают рыхление карбонатного горизонта и формируют большой запас влаги. Целесообразны 2,5–3,0-метровые междурядья, ускоряющие смыкания культур. Площадь питания деревьев расширяют низко интенсивными равномерно-селективными рубками, формируя неплотно-сомкнутые насаждения.

Долговечность дуба в ранее созданных насаждениях повышают устранением его конкурентов: живого напочвенного покрова, кустарника, сопутствующих пород.

В работе рассматривается, насколько на адекватную работу модели термо- и гидродинамики озера влияет выбор источника метеорологических данных, используемых в качестве граничных условий, и изменение модельных калибровочных параметров. Приведены количественные оценки качества воспроизведения температурного режима малого озера одномерной моделью GLM при использовании данных автоматической метеостанции на берегу озера, государственной метеостанции и двух глобальных реанализов. Показано, что наилучшего результата моделирования (среднеквадратическая ошибка расчета температуры воды 0,8–2,0°C, критерий Нэша-Сатклиффа >0,7) удается достичь при использовании массивов данных, включающих прямое задание приходящих потоков коротковолновой и длинноволновой радиации. При этом для хорошего качества воспроизведения режима придонной температуры воды требуется правильное задание ветрового режима, возможное только при использовании данных инструментальных наземных наблюдений на стационарной метеостанции. Совмещение данных наземных наблюдений за скоростью ветра, температурой и влажностью воздуха с потоками радиации по данным глобальных реанализов позволяет достичь ошибки расчета ≤1°С на всех глубинах.

Анализ чувствительности модели к калибровочным параметрам при использовании данных реанализа показал, что наибольшее влияние на итоговую ошибку расчета оказывают параметры, связанные с ветровым перемешиванием – поправочный коэффициент к скорости ветра и константы, связанные с внутримодельным описанием энергии ветрового воздействия. Изменение в ходе калибровки модельных констант интенсивности других типов перемешивания не приводит к направленному изменению количественных оценок качества моделирования. Целесообразным может быть также введение поправочных множителей к температуре воздуха и потокам солнечной радиации, которые могут скорректировать влияние нерепрезентативности используемых метеорологических данных для конкретного водоема, а также небольшая корректировка значения коэффициента экстинкции солнечной радиации относительно значения, полученного по прозрачности по диску Секки. Полученные результаты могут быть использованы для обоснования выбора источника метеорологических данных и оптимизации методик калибровки моделей термической стратификации водоемов.

Проведено исследование голоценовых массивов с повторно-жильными льдами в пределах 16 участков на севере Западной Сибири, проанализирован возраст повторно-жильных льдов, обобщены данные по содержанию стабильных изотопов (d18O и d2Н) во льду жил. Соотношение δ2Н–δ18О и значения dexc во льду исследованных жил указывает на хорошую сохранность изотопного сигнала зимних осадков во льду, что позволяет применять значения δ18О для палеотемпературных реконструкций. Установлено в целом субмеридиональное положение изоскейп (линий равных значений d18O), построенных по голоценовым и современным жилам, показано снижение значений δ18O в жилах с запада на восток исследуемой территории. С учетом новой схемы деления голоцена показано, что в течение гренландского и первой половины северогриппианского периодов голоцена (11,4–6 тыс. кал. лет назад) среднеянварская температура воздуха (T ср. янв ) на севере Западной Сибири варьировала в интервале от –21 до –30ºС, сконца северогриппианского – в течение мегхалайского периодов голоцена (5,2–0,9 тыс. кал. лет назад) T ср. янв варьировала от –24 до –27ºС. Установлено близкое к современному субмеридиональное положение голоценовых среднеянварских палеоизотерм и снижение значений T ср. янв с запада на восток. Показано, что в целом на севере Западной Сибири в голоцене преобладали стабильные зимние климатические условия, при этом среднеянварская температура воздуха была в среднем на 1–2ºС ниже современной.

Представлен анализ дискуссионной проблемы ранга выделяемых климатостратиграфических подразделений периода двух морских изотопных стадий (МИС) – МИС 5 и МИС 4. Выполнен обзор важнейших для корреляционных построений палинологических записей микулинского межледниковья разрезов северо-запада Восточно-Европейской равнины. Представительная серия абсолютных датировок, полученных ИК-ОСЛ методом, и детальные палинологические записи позволили выполнить климато-хроностратиграфическое расчленение позднеплейстоценовой толщи опорного разреза Вока на юго-восточном побережье Финского залива. Репрезентативные палинологические спектры убедительно свидетельствуют о теплом интервале межледникового ранга во второй половине МИС 5, отвечающем стандартным микулинским палинозонам М6, М7, М8, а также о периоде значительного похолодания МИС 4, характеризующегося доминированием в районе исследований формаций перигляциальной растительности, что противоречит точке зрения о развитии в это время обширного калининского оледенения, распространявшегося, как полагают, на многие сотни километров южнее Финского залива. Данные по МИС 3 свидетельствуют о двухкратном чередовании интервалов межстадиального и стадиального (перигляциального) климата в период от 39 до 33 тыс. л. н.

Впервые для территории Восточно-Европейской равнины (и Северной Евразии в целом) подробно реконструированы и датированы климато-фитоценотические сукцессии палеоклиматических событий межледникового, эндотермального, межстадиального и стадиального рангов периода примерно 100– 30 тыс. л. н., отвечающего второй половине МИС 5, МИС 4 и интервалу 39–33 тыс. л. н. МИС 3.

Колыма – крупная река в зоне сплошного распространения многолетнемерзлых пород, бассейн которой подвержен значительным климатическим изменениям. В качестве инструмента исследования особенностей водного режима и изучения его динамики в работе использован информационно-моделирующий комплекс ECOMAG, рассчитывающий ежесуточные расходы воды в заданных створах на основе метеорологических данных с разрешением одни сутки.

В работе анализируется современная динамика водного стока Колымы и стокоформирующих факторов за период 1979–2013 гг., проводится адаптация физико-математической модели для бассейна р. Колымы, а также исследуется чувствительность характеристик водного режима реки к изменениям климатических параметров.

Калибровка и верификация показали хорошую воспроизводимость моделью ECOMAG фактических расходов воды для двух створов на р. Колыме и удовлетворительную воспроизводимость на притоке – Большом Анюе. Использование модели ECOMAG, впервые применяемой для бассейна Колымы, позволило исследовать климатически обусловленные изменения стока. Предварительный статистический анализ показал, что при сравнении средних значений гидрологических характеристик за 2000–2013 гг. со средними за 1979–1999 гг. зафиксирован рост годового стока на 5,1% в гидростворе Колымское в 283 км от устья Колымы (от 99,4 км3 в 1979–1999 гг. до 104,5 км3 в 2000–2013 гг.). Фактические изменения годового стока и его внутригодового распределения хорошо воспроизводятся расчетами и по модели ECOMAG.

Для современного периода характерен рост среднегодовой температуры воздуха на 1,3°С. При этом в марте, апреле, ноябре и декабре температура воздуха по данным метеостанций возросла более чем на 2,5°С. Годовая сумма осадков увеличилась на 8,3%, наиболее резкий рост характерен для сентября и марта.

Для более полного понимания механизмов отклика водного режима р. Колымы на изменения климатических характеристик на базе модели ECOMAG выполнен анализ чувствительности характеристик стока к изменениям температуры воздуха и осадков на основе искусственно смоделированных метеорологических рядов. Показано, что сток воды на 5% чувствительнее к увеличению осадков, чем к росту температуры на 1°С.

Исследована изменчивость суммарного теплового баланса (ТБ) Баренцева моря за холодный период года. Под холодным периодом подразумевается период выхолаживания поверхности моря (период, когда поток тепла устойчиво направлен в атмосферу). Оценивался вклад двух значимых составляющих теплового баланса (потоков явного и скрытого тепла) в наблюдающееся увеличение теплоотдачи на границе море – атмосфера за холодный период. Были использованы данные о потоках коротковолновой и длинноволновой радиации, явного и скрытого тепла из атмосферного реанализа Европейского центра по среднесрочному прогнозированию погоды ERA5. ТБ поверхности моря рассчитывался как сумма потоков коротковолновой и длинноволновой радиации, явного и скрытого тепла. Суммарный тепловой баланс, а также суммарные потоки явного и скрытого тепла за холодный период рассчитывались посредствомсуммированиязначениймеждудатаминачалаиокончанияпериодаохлаждения.Результаты выполненных расчетов показали увеличение суммарного ТБ за холодный период года в северной части моря (до 2000 МДж/м2 за 40 лет) и уменьшение в южной части моря (до 1000 МДж/м2 за 40 лет). В северной части моря доля потоков явного и скрытого тепла снижается до 0,3–0,4. Наблюдаемый тренд ТБ и его турбулентных составляющих с высокой степенью вероятности объясняются возрастанием разности между температурой воздуха и температурой поверхности моря.

Четковидные (четкообразные или бочажинные) русла, характеризующиеся чередованием озеровидных расширений и узких проток, широко распространены на малых реках степной зоны России. Расширения русел – четки или бочаги глубиной до 5–6 м, имеют большое значение для сельского хозяйства, обеспечивая водопой в засушливые периоды года, когда сток малых рек прекращается. Однако механизмы формирования специфической формы русел таких рек до сих пор остаются дискуссионными: ее объясняют неравномерным заилением, образованием водоворотов, разгрузкой подземных вод, карстовыми процессами или реликтовым термокарстом. Целью исследования являлась оценка роли водного потока в образовании и поддержании четковидной формы русел рек. В задачи входило описание гидрологического режима рек Кардаил и Купава, определение гидродинамики потока в расширениях и сужениях русла, установление особенностей эрозионно-аккумулятивных процессов и транспорта наносов, а также выявление элементов строения русла и поймы, не соответствующих современным условиям водности. Для стока воды исследуемых рек характерно снижение расходов половодья в долгосрочном плане, о чем свидетельствует редкое затопление высокой поймы, низкие темпы динамики берегов, а также несоответствие размеров излучин ширине русла. Сток наносов исследуемых рек мал, в 2023 г. Он оценивается в 6,05 т/км2, что связано с малым поступлением наносов с водосбора и низкими темпами размыва дна и берегов, сложенных глинистыми отложениями. Современная динамика водного потока не способствует углублению и расширению четок: поток достигает максимальных скоростей в сужениях русла (1–1,3 м/c), а в расширениях русла скорости потока падают до 0,3 м/c, и, несмотря на наличие водоворотов, происходит аккумуляция наносов. Значительная часть расширений русла расположена на месте бывших плесов древнего извилистого русла, унаследованного современным водотоком, а на бывших перекатах русло сузилось и сформировалась низкая пойма. Глубокие расширения русла сохранились благодаря малому стоку наносов и их тонкому составу, препятствующему быстрому оседанию из взвеси. Проведенные исследования не позволяют исключить других факторов образования исходных глубоких плесов, в том числе криогенных.

В работе дается анализ гидрологического режима Волжской дельты, обусловленного взаимодействием реки и замкнутого бассейна Каспийского моря. Рассматривается его связь с колебаниями уровня Каспийского моря в районе устьев Волги на примере функционирования Ярковского устья – места выхода староволжского фарватера в Каспийское море в XVIII в. На основе анализа документов, записок российских, европейских мореплавателей, карт и лоций XVIII–XIX вв., в которых представлены как сохранившиеся, так и вышедшие из употребления топонимы островов, мелей, проток Волжской дельты, установлено местонахождение устья. Рассмотрены вопросы истории исследования устья, картографирования, условий судоходства и причины прекращения его использования.

Выявлено влияние трансгрессивно-регрессивного режима Каспийского моря в перестройке гидрологической сети в низовьях дельты р. Волги для XVIII–XIX вв. Реконструированы маршруты судоходного Волго-Каспийского канала для исследуемого этапа времени. Установлены этапы смещения основного русла Волги в западном направлении. Рассмотрена неоднородность продвижения надводной части дельты Волги при понижении уровня моря для западной и восточной частей.