Вклад биоэкологов Оренбургского государственного университета в изучение и улучшение экологического состояния региона

Размещено на http://www.allbest.ru/

ВКЛАД БИОЭКОЛОГОВ ОРЕНБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА В ИЗУЧЕНИЕ И УЛУЧШЕНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ РЕГИОНА

Русанов А.М., доктор биологических наук, профессор

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Оренбургский государственный университет"

Настоящая работа представляет собой краткий обзор научных исследований по биоэкологии, фундаментального раздела классической экологии, выполненных сотрудниками и аспирантами химико-биологического факультета ОГУ с момента его зарождения по настоящее время.

Реорганизация Оренбургского государственного технического университета в классический (25.01.1996) повлекло расширение сферы научных направлений и прикладных исследований. В том же году была открыта кафедра общей биологии, в настоящее время - кафедра биологии и почвоведения, сфера научных интересов сотрудников которой связана с классической экологией или биоэкологией. Несмотря на трудности периода становления образовательного процесса едва ли не с первых дней существования кафедры много внимания было уделено выполнению серии научных исследований и подготовки научных кадров. Уже через два года были защищены две кандидатские диссертации соискателями кафедры. В диссертации Смирных А.Г. исследовались пути преодоления негативных последствий воздействия дорожного строительства на степные ландшафты, а диссертационная работа Еремина М.Н., посвящена разработке мер по оценке, прогнозу и ликвидации чрезвычайных ситуаций на магистральных трубопроводах Оренбуржья. Значительным вкладом в совершенствование методов экологического мониторинга земель области внесли исследования Новоженина И.А., которые нашли своё отражение в защищенной им диссертации. Работы по Государственному экологическому мониторингу земель региона проводились с начала 90-х годов прошлого века в рамках комплексной программы по мониторингу экологического состояния территории РФ, а с 1996 года экологический мониторинг земель области проводился сотрудниками кафедры. Оренбургская область добилась значительных успехов в теории и практики его проведения, что нашло свое отражение в серии научных публикаций разного уровня. Важным обстоятельством явился тот факт, что Еремин М.Н. и Новоженин И.А. являлись руководителями главного управления МЧС по Оренбургской области и землеустроительной службы региона соответственно, что позволило значительно ускорить процессы внедрение научных разработок в повседневную практику.

С 2002 по 2008 г.г. вышла целая серия работ, итоги которых отразились в успешных защитах кандидатских диссертаций Тюриным А.Н., Прихожаем Н.И., Смирных Т.А., Трубиным А.П., Коваль М.А., Аниловой Л.В., Клевцовой И.Н.. Все эти работы, разных по кругу охватывающих ими проблем, объединяет единая направленность - эколого-хозяйственная оценка агроландшафтов, структуры земельного фонда области с учетом его региональных особенностей, таких как противоэрозионная устойчивость почв в условиях сложного рельефа территорий, их антропогенной эволюции применительно к степному типу почвообразования; разработана модель пространственной изменчивости свойств агроэкосистем статистическими методами. Продолжением развития этого направления стала докторская диссертация доцента Кононова В.М. «Агроэкологическая оценка земель Оренбургской области и принципы формирования адаптивного земледелия», защищенная в 2004 году.

Нельзя не отметить своевременность этих исследований. Начало века стало для России периодом, когда земля превратилась в товар, в природный продукт для продажи. И очень важно было выявить региональные особенности этого товара для объективной оценки его стоимости. Полученных данные в настоящее время используются в работе «ФКП Росреестра» по Оренбургской области, руководителем которой является один из авторов исследований Прихожай Н.И., а так же в деятельности Управления Росприроднадзора по Оренбургской области под руководством Коваль М.А. Важность выполненных по этой теме работ со временем будет только возрастать. Еще в начале прошлого века Оренбургская область являлась классическим аграрным регионом благодаря плодородным степным и лесостепным черноземам. Затем последовал период, когда в области, одновременно с сельским хозяйством, получили развитие многие отрасли промышленности. Среди них нефтяная и газовая, добыча полиметаллических руд и угля, асбеста и никеля, сталелитейное производство и др. Однако запасы природных богатств подходят к концу и лишь аграрный сектор производства, благодаря свойствам почвенного покрова, еще долгое время будет обеспечивать экономическое благополучие региона.

Первые годы начавшегося века отличались засухами. Они явились косвенными причинами серии пожаров на участках заповедника «Оренбургский». Результаты своих исследований по влиянию степных пожаров на биоту заповедных ландшафтов обобщила аспирант кафедры Сапига Е.М. В её диссертации «Влияние пирогенного фактора на биоразнообразие наземных членистоногих заповедника «Оренбургский»» показано, что с момента организации заповедника численность наземных беспозвоночных снизилась, а их видовой состав сменился в сторону стенобионтных и эврибионтных видов. Причины таких изменений связаны не только с регулярными пожарами, но и с накоплением на поверхности травяной ветоши и отсутствием воздействия на травянистый покров копытных животных.

За период с 2007 по 2009 годы были выполнены исследования по влиянию Бузулукского бора на сопредельные ландшафты. Работами Коршиковой Н.А., Верхошенцевой Ю.П. и Воропаева С.Б. доказано, что благодаря транспирации древесной растительностью значительного количества влаги, обладающей высокой теплоемкостью, в пределах бора и на примыкающих к нему территориях формируется относительно влажный и прохладный мезоклимат, который распространяется на расстояние до 20 - 25 км от соснового леса, образую тем самым на границе бор - степь экотон, в пределах которого свойства почв, видовой состав растений и животных соответствуют не степному, а лесостепному ландшафту. Результаты исследования позволяют уточнить географическую границу между степной и лесостепной зон в пределах области в целях рационального хозяйственного использования территории.

Произошедшие в стране в конце прошлого века социально-экономические преобразования вызвали ряд негативных явлений, в том числе спад сельскохозяйственного производства. В результате стихийно из сельскохозяйственного оборота были выведены значительные площади пашни и пастбищ, в том числе орошаемых, что явилось началом естественному восстановлению их свойств, в значительной степени измененных вплоть до деградации в результате многолетней эксплуатации. Изучению процессов самовосстановления свойств агроландшафтов посвящена серия научных публикаций, выполненных аспирантами кафедры. Среди них кандидатская диссертация А.В Тесля «Экологические условия восстановления естественной растительности сбитых пастбищ лесостепной и степной зон Предуралья». В работе проанализированы основные этапы восстановления физических свойств почв пастбищных экосистем в результате значительного снижения интенсивности их сельскохозяйственного использования. Следствием положительной динамики свойств черноземов стало восстановления типичной для степной зоны травостоя с доминированием видов семейства Poaceae. Дальнейшим развитием этой темы явилось диссертационное исследование Булгаковой М.А. «Влияние пастбищной дигрессии на основные свойства лесостепных и степных черноземов Предуралья». В нем обобщены результаты многолетнего изучения динамики почвенных зоо - и фитофагов в связи с повышением нагрузки на пастбищные экосистемы, превышающие уровни их экологической емкости, и выявлена связь видового состава почвенных беспозвоночных с физическими свойствами черноземов, таких как плотность и водопроницаемость. В диссертации Коваленко Э.В. «Постирригационная эволюция почвенно-экологических условий и свойств почв степной зоны Урала» впервые для орошаемых земель степной зоны представлены основные этапы естественного рассоления староорошаемых черноземов после более чем полувековой их эксплуатации в режиме регулярного полива, следствием чего стало их сульфатное и хлоридно-сульфатное засоление в средней степени.

Результаты изучения экологических условий гумусообразования степных почв области и методов восстановления качественных и количественных показателей органического вещества старопахотных черноземов, основы их плодородия, представлены в диссертациях Саблиной О.А., Семеновой Т.М. и Агишевой С.Ю.

Исходя из природной неравномерности распределения микроэлементов в земной коре и почвах, свойственное западным районам Предуралья, заслуживает внимание работа Конюхова А.В. по влиянию экологических факторов среды на ситуацию по йодному дефициту у населения региона.

Биологические особенности районированных сортов винограда в условиях степного Предуралья подробно освещены в работах Хардиковой С.В. В них представлены результаты исследуется влияния различных видов минерального питания на вегетацию растений и качество их урожая, находящихся в состоянии температурного и водного стрессов. В качестве пищевой подкормки использованы синтетические гуминоподобные органические соединения, синтезированные на кафедре химии из углей разреза, расположенного близ города Кумертау.

Важной для нефтедобывающего региона проблеме посвящены работы Шориной Т.С. и Ермаковой О.Ю., в которых представлены детальные исследования влияния нефтяного загрязнения на свойства почв и естественную растительность, а так же даны рекомендации по их восстановлению. Кроме того разработана региональная шкала ущерба от нефтяного загрязнения черноземов с учетом процессов естественной микробиологической ремедиации, которая апробирована и принята к использованию областными органами Росприроднадзора.

Начиная с 2009 года на кафедре выполнена серия исследований по влиянию загрязнения тяжелыми металлами почв городов с развитой промышленностью - Оренбурга, Бузулука и Орска.

Результаты исследований Примак О.В. выявили превышения ПДК в снеговой воде и в почвах всех парковых зон Оренбурга по таким металлам, как Pb и Cd, отнесенных к первому классу опасности. Отмечена значение химических и физических свойств почв в накоплении металлов в верхнем генетическом горизонте черноземов. Показана роль черного тополя (Populus nigra L.) в аккумуляции рада тяжелых металлов, что, вероятно, связано с его физиологическими особенностями, в связи с чем он выполняет в определенной степени санитарную роль в парковых зонах города. В целом выявлена пространственная и временная динамика свойств почв, разная скорость фильтрации влаги (особенно весенней) вниз по почвенному профилю, а вместе с ней и тяжелых металлов. Васильевой Т.Н. показана мозаичность загрязнения почв газонов Оренбурга Pb, Zn, Cu и других металлов. На примере совпадений частоты и величин загрязнения почв и травянистых растений тяжелыми металлами показана взаимосвязь почв и растений. Выявлен ряд травянистых растений Оренбурга с наиболее развитой способностью к фиторемедиации. Среди них одуванчик лекарственный (Taraxacum officinaie Wigg.), полынь обыкновенная (Artemisia vulgaris L.), цикорий обыкновенный (Cichorium intybus L.), спорыш (Poligonum aviculare L.) и др. Из этого следует немаловажный практический вывод - посев на городских газонах видов трав - ремидиаторов урбаноземов способно значительно улучшить экологическое состояние города.

Щебланова М.А. исследовала влияние городской среды Бузулука на представителей семейства Rosaceae Juss., широко используемого в озеленении города. Полученные результаты свидетельствуют, что загрязнение почв тяжелыми металлами имеет нестабильный и локальный характер. Превышение ПДК с наибольшей частотой наблюдается по Pb, Zn, Cd и Cu. Отмечен значительный разброс показателей их содержания по годам и высокая миграционная способность по профилю почв. Аккумуляция тяжелых металлов происходит в стеблях, т.к. ткани ксилемы являются первым барьером на пути металлов и одновременно своеобразными магистралями их передвижения к генеративным органам. Установлено ежегодное накопление указанных металлов в плодах яблонь в дозах, превышающих ПДК. Последнее обстоятельство являются аргументом для исключения представителей этого семейства для озеленения улиц города, т.к. их плоды устойчивы к накоплению ряда тяжелых металлов в количествах, превышающих допустимые уровни даже в те годы, когда содержания этих элементов в почвах не превышают значений предельных концентраций.

Значительным вкладом в изучение экологического состояния городских территорий Орска и сопредельного с ними пространства стала серия работ аспиранта Турлибековой Д.М. На большом фактическом материале ей выявлены результаты многолетней аккумуляции широкого спектра тяжелых металлов и других поллютантов в парковых зонах города и в пределах соседних с ним ландшафтов. Объектами исследования стали почвы и разные вегетативные органы несколько видов травянистых растений, принадлежащих к различным семействам, а так же древесная и кустарниковая растительность. Установлено, что в пределах всех исследуемых территорий в почвах, стеблях, листьях и плодах наблюдается превышение ПДК по Pb, Zn, Co, Cd, Cu, Mn и другим металлам. Результаты работ свидетельствуют, что содержание металлов в листьях превышает их количества в стеблях, на основании чего высказано предположение о поступлении тяжелых металлов не только через проводящие ткани сосудистых растений, но и непосредственно через устьица листовых пластин.

Две докторские диссертаций, защищенные сотрудниками кафедры Карповой Г.В. и Сизовой Е.А. за последние годы, посвящены темам микробиологии и кормопроизводства. Они напрямую не связаны с исследованием экологических проблем региона, но содержат в себе разделы по экологии микроорганизмов и сельскохозяйственных животных.

Работа по подготовке научных сотрудников высшей квалификации на кафедре биологии и почвоведения продолжается. В диссертационный совет представлены к защите два научных исследования, выполненных недавними аспирантами. Одно из них связано с изучением многолетнего (с 1949 года) влияния Государственной (Сталинской) многорядной лесной полосы «Гора Вишневая - Каспийское море» на сопредельные с ней ландшафты; другое посвящено исследованию роли рельефа и мезоклимата на экологию почв и естественной растительности асимметричного водораздела Волго - Уральского междуречья в пределах Оренбургского Предуралья.

Следует отметить, что, получив фундаментальные биологические знания в стенах ОГУ, многие выпускники кафедры продолжили свое образование в аспирантурах других ВУЗ-ах и НИИ города. Около двадцати из них защитили кандидатские диссертации по различным разделам биологии.

Размещено на Allbest.ru