|
Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес
оригинального документа
: http://herba.msu.ru/russian/biostantion/tezis/18.html
Дата изменения: Mon Nov 2 16:34:52 2015 Дата индексирования: Sun Apr 10 07:30:09 2016 Кодировка: koi8-r |
Звенигородская биологическая станция им. С.Н.Скадовского биологического факультета Московского государственного университета им. М.В.Ломоносова как полевой научно-учебный стационар фундаментального естествознания
В.М.Гаврилов
Звенигородская биостанция им. С.Н. Скадовского биологического ф-та МГУ
Биологическое разнообразие является необходимым условием поддержания устойчивости любых биологических систем (видов, популяций, сообществ) и направлено на обеспечение максимальной конкурентоспособности системы. Ведущийся на Звенигородской биостанции мониторинг динамики растительности, сообществ и популяций млекопитающих и птиц методами популяционной, поведенческой экологии и экологии сообществ строится на статистическом анализе связей пространственно-временного распределения растений и животных с параметрами среды. Сеть ключевых участков для мониторинга охватывает весь спектр местообитаний и обеспечивает необходимый градиент обилия видов-эдификаторов. В исследованиях применяются сочетание методов сбора данных на стационарных трансектах и площадках. Проводится количественное описание и картирование растительности, рельефа, почвы и распределения животных по уже отработанным ранее и адаптированным к местным условиями схемам. Анализ данных направлен на выявление статистически значимых факторов, влияющих на размещение видов в сообществах и изменчивость структурной организации сообществ во времени.
Лесной массив Звенигородской биостанции Московского государственного университета им. М.В.Ломоносова представляет собой единый природный комплекс хорошо сохранившейся в естественном состоянии южной границы тайги, расположенный на правом берегу р. Москвы в 11 км выше по течению г. Звенигорода. Общая площадь - 715,4 га; По своему местоположению (2-й пояс санитарной охраны источников водоснабжения), выполняемым природоохранным (заказник областного значения), экологическим (водоохранным) и социальным (учебно-научным) функциям леса Звенигородской биостанции являются особо охраняемыми лесами 1 группы, что накладывает определенные ограничения на лесопользование. По категории защитности леса Звенигородской биостанции относятся к водоохранным, защитным, санитарно-гигиеническим и оздоровительным, лесам особо охраняемых природных территорий, что также влияет на требования, предъявляемые к ведению лесного хозяйства. Допустимыми (но не обязательными) видами рубок на территории заказника являются только санитарные рубки, а все остальные запрещены. Санитарные рубки должны осуществляться методами, не наносящими вреда природной среде, а ведение лесного хозяйства должно обеспечивать сохранение биологического разнообразия. Исключительная научная и учебная ценность природного комплекса определяется достаточно разнообразными типами леса таежной и широколиственной зоны лесного покрова Средне-Русской возвышенности, служащие богатым полигоном для проведения научных исследований и иллюстративным материалом для обучения студентов. Хвойные сосновые и еловые древостои с присущими им флористическим и фаунистическим составом сочетаются с широколиственными дубово-липовыми насаждениями. Кроме видов растений и грибов, типичных для данных экосистем, на территории биостанции произрастают редкие и исчезающие виды, занесенные в Красные книги России и Московской области.
В последние годы расположенная рядом с Москвой, но при этом в практически нетронутом природном окружении биостанция приобрела большое значение не только как учебная, но и как научная база Московского университета. Кроме ежегодных летних студенческих практик здесь в течение всего года ведутся интенсивные научные исследования. Сотрудники и аспиранты различных кафедр изучают природные механизмы, обеспечивающие устойчивое существование и определяющие уровень продуктивности естественных сообществ, а также проводят мониторинг изменений растительности, сообществ и популяций мелких млекопитающих и птиц.
На биостанции проводятся международные исследования (за последние 3 года биостанцию посетили ученые из США, Нидерландов, Польши, Германии, Болгарии, Эстонии и др.). В 1998 г. Звенигородская биостанция вступила в международную сеть станций, изучающих миграции птиц, которая охватывает практически все европейские страны. Это потребовало организации полевого стационара для массового отлова, прижизненного анализа и кольцевания птиц. С 1998 г. на территории Звенигородской биостанции проводится массовое кольцевание птиц. Отлов и кольцевание птиц позволили студентам, аспирантам и преподавателям Биологического ф-та МГУ совместно с Институтами РАН и другими учреждениями начать систему долговременных комплексных полевых исследований по выявлению закономерностей функционирования естественных популяций птиц, механизмов становления поведения в онтогенезе, различным аспектам энергетики птиц.
Совместно с американской службой лесных ресурсов на биостанции в 1999 г. установлена уникальная для России автоматическая метеостанция, данные которой открыты для всех заинтересованных пользователей.
Звенигородская биостанция проводит совместные исследования по многим фундаментальным проблемам естествознания не только с собственно биологическими, но и другими учреждениями, в частности, Институтом Физики Атмосферы РАН и его подразделением Звенигородской научной станцией, Физическим факультетом МГУ (кафедра физики атмосферы), Географическим факультетом (кафедры биогеографии и метеорологии), отделом теоретической физики Санкт-Петербургского института ядерной физики им. Б.П.Константинова РАН и др.
Таким образом, Звенигородская биостанция является одним из немногих в России комплексных полевых стационаров, удовлетворяющих современным требованиям науки и образования на университетском уровне. За годы ее существования сформировались глубокие традиции и преемственность в исследовательской и педагогической работе, она сыграла весомую роль в становлении и развитии ряда биологических наук. Это и различные направления зоологии и ботаники, гидробиология, генетика, теория эволюции, эмбриология, ихтиология, физиология животных и высшей нервной деятельности, гистология, биогеография и другие. Этот эффект был обеспечен преемственностью научных школ и глубоких исследовательских традиций, единством изучения процессов жизнедеятельности организмов в естественных и лабораторных условиях, сочетанием коллективного и индивидуального научного творчества зрелых ученых и молодежи, находящейся в возрасте наиболее активного научного поиска. Все эти традиции научного творчества бережно хранятся на биостанции и передаются из поколения в поколение. Научные исследования координируются Научно-методическим советом биостанции в плане комплексного изучения биологических систем разного уровня. Объединяющим звеном этих работ является биогеоценотический подход к полученным данным. За последние пять лет проведено значительное число исследований по актуальным проблемам экологии лесных биоценозов, роли морфофизиологической разнокачественности и энергетики особей в поддержании пространственно-этологической структуры популяций у животных, выявлению эколого-генетической структуры природных популяций насекомых и птиц и др.
В последние 50 лет научная работа на Звенигородской биостанции тесно связана с именем академика РАН И.А.Шилова (1921-2001). С его приходом на биостанцию в 1953 г. начались работы по экологической физиологии и энергетике позвоночных животных. С начала 60-х г.г. на Звенигородской биостанции И.А.Шилов приступил к комплексному изучению экологических процессов на организменном, популяционном и биоценотическом уровнях для составления прогнозов и контроля состояний популяций различных видов животных; этот цикл исследований продолжается на Звенигородской биостанции и в настоящее время. И.А.Шилов предпринял изучение механизмов, обеспечивающих устойчивое существование и определяющих уровень продуктивности естественных сообществ. Важность этой проблемы состоит, прежде всего, в том, что полное исключение влияния человека (человечества) на биосферу теоретически невозможно. Отсюда вытекает задача направленного формирования сообществ, устойчивых к условиям современного уровня цивилизации и сохраняющих в этих условия высокий уровень биологической продуктивности. И.А.Шилов показал, что это возможно только на основе знания конкретных механизмов, определяющих устойчивость и адаптационную способность биогеоценозов в целом и отдельных составляющих их субсистем. Решение этой проблемы требует высокой комплексности исследований с использованием самых различных объектов на разных уровнях их организации. Следовательно, необходимо содружество ученых, специализирующихся в различных областях знаний, использование современных методов наблюдения и эксперимента в полевых, естественных для изучаемых систем, условиях. Наиболее эффективный путь организации исследований в указанном направлении - стационарное изучение отдельных “узловых” форм биогеоценотических взаимосвязей в эталонных участках биогеоценозов, типичных для данного района и, соответственно, подверженных всем неизбежным косвенным влияниям деятельности человека, но исключенных из всех форм прямого использования (изъятие продукции, загрязнение, рекреационные мероприятия и пр.). В системе Московского университета одной из наиболее перспективных точек для организации исследований биоценотического плана И.А.Шилов считал Звенигородскую биологическую станцию биологического факультета. Под его руководством на биостанции в течение многих лет сотрудниками различных кафедр и лабораторий проводятся исследования, которые координируются созданным им Научно-методическим советом биостанции в плане комплексного, преимущественно эколого-физиологического изучения биологических систем разного уровня. В условиях биостанции имеется возможность организовать тонкую, с применением современных методик отработку отдельных “узловых” точек биогеоценотических процессов, которые выступают в качестве механизмов, обеспечивающих устойчивость и динамику биогеоценозов как самостоятельных биологических систем. Он показал, что этом плане важны и исследования на низших уровнях, поскольку экологo-физиологические механизмы адаптации, регуляции и устойчивости отдельных организмов и видовых популяций представляют собой основу целостности и устойчивости биогеоценоза. В последние годы И.А.Шилов интенсивно исследовал проблемы устойчивости природных популяций животных и биоценозов в целом, выявлял обеспечивающие ее адаптивные механизмы. Важно подчеркнуть, что в этих исследованиях широко используются полевые и лабораторные эксперименты. Видимо, не будет преувеличением сказать, что работы, выполняемые под руководством И.АШилова на Звенигородской биостанции, можно охарактеризовать как направление экспериментальной биогеоценологи. Его приоритетные работы по онтогенезу и эволюции экологических адаптаций наземных позвоночных привели к созданию экологической концепции этапности развития, получившей заслуженное признание в нашей стране и за рубежом.
Научный коллектив, сформировавшийся вокруг Звенигородской биостанции, развивает идеи и направления фаунистики, экологии, зоогеографии и экологической энергетики, теоретические и методологические основы которых были заложены работами предшественников. В настоящее время проводятся широкомасштабные исследования фауны и населения животных в ключевых биотопах биостанции и сопредельных территорий, включая сбор сведений по видовому разнообразию, распространению, численности, местам обитания, размножению, миграциям и другим периодическим явлениям в жизни животных. Разрабатываются проблемы исторического генезиса фаун, принципы зоогеографического районирования, вопросы систематики и филогенеза животных и растений, предлагаются рекомендации по сохранению неблагополучных видов и эталонных территорий. Осуществляется комплексная программа по изучению влияния на животных антропогенной трансформации среды обитания. Проводятся исследования факторов, контролирующих динамику численности, структуру популяций и успешность размножения синантропных видов, обитающих в специфической среде. Разрабатывается стратегия поиска и сохранения территорий, где в пригородных условиях сохранились поселения животных с наибольшей численностью и видовым разнообразием. Методами сравнительного анализа экологии и поведения в группах экологически и генеалогически близких видов, проявляющих антропофильные тенденции, в контексте реконструкции их филогенеза, ведется поиск общих эволюционных закономерностей синантропизации и урбанизации животных. Исследуются принципы организации многовидовых сообществ животных. Разрабатываются проблемы их экологической и этологической совместимости, анализируются факторы, контролирующие пространственную структуру, динамику численности и временные аспекты поведения сосуществующих видов. Особое внимание в русле изучения механизмов интеграции и сегрегации в многовидовых сообществах уделяется информационным, сигнальным взаимодействиям между близкими видами. Большой круг проблем связан с изучением феномена социальности животных, закономерностей межвидовой и ситуационной изменчивости социальных систем, проблем близкородственной вариабельности социальных структур и отношений, эволюции социальных систем. Ведется изучение генезиса ихтиофауны бассейна Москвы-реки и ее комплексный экологический мониторинг.
Перечисленные направления работ используются для разработки новых приемов анализа истории и динамических аспектов фауногенеза, разработки новых стратегий охраны и экологической оптимизации природной среды, охраны редких и исчезающих видов, реликтовых популяций и экосистем. Существенным аспектом работы в последние годы стал переход от повидового анализа фаунистических комплексов к более тонкому анализу на основе популяционных группировок и подвидовых таксонов. Созданы предпосылки для разработки проблемы “управляемого онтогенеза” позвоночных, общей теории экогенеза (на уровне родовых и более высоких таксонов).
Ведется изучение экологических и эволюционных аспектов обмена веществ и терморегуляции как ведущих факторов, определяющих адаптивные возможности животных и их устойчивость по отношению к изменениям среды обитания. Разрабатывается базовая теоретическая модель метаболизма животных и прослеживаются ее конкретные модификации в зависимости от географического распространения, специфики образа жизни, сезонных явлений и таксономической принадлежности видов. На основе пробных площадей проводится биоморфологический анализ всех видов лесных растений, а также популяционные исследования доминирующих и редких видов. Ведутся исследования по альгологии и микологии, выявляющие видовой состав, распределение и возможность использования определенных видов в качестве индикаторов состояния экосистем. Изучение cтруктурно-функциональной роли почв в формировании и сохранении фитоценозов является основной задачей группы почвоведов.
Таким образом, ведущиеся на Звенигородской биостанции исследования, охватывающие широкий круг проблем и биологических объектов, могут служить основой для комплексной программы изучения функционирования экосистем. Полученные результаты могут быть использованы при разработке программ по управлению землепользованием в регионе, в том числе при планировании систем охраняемых территорий в соответствии с современными требованиями принципов устойчивого развития и сохранения биоразнообразия, а также для прогноза численности и распределения животных на территории Подмосковья. Выявление механизмов поддержания разнообразия на видовом, популяционном и экосистемном уровнях внесет существенный вклад в общую теорию устойчивости биосферы.