![]() |
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИПМех РАН |
||
Работы по теме будут проводиться по следующим направлениям: 1) мониторинг баланса парниковых газов в бореальных и умеренных лесах; 2) мониторинг экотоксичности и экотоксикокинетики СОЗ/диоксинов; 3) применение нейрохимического подхода в мониторинге взаимодействия хозяин-эндосимбионты; 4) совершенствование методов анализа массовых данных биологического и физико-химического экологического мониторинга. По направлению 1 будут проведены экспериментально-полевые измерения эмиссионных потоков углекислого газа и метана в ряде лесных экосистем средней полосы Европейской России, выявлены ключевые экологические факторы, контролирующих динамику и пространственную изменчивость величин эмиссии. Показатели для методов мониторинга экотоксичности и экотоксикокинетики СОЗ/диоксинов (направление 2) будут разрабатываться путем исследования широкого спектра параметров, характеризующих процессы пролиферации и гибели клеток их цитогенеческого статуса у населения загрязненных диоксинами территорий Вьетнама. По направлению 3 будут расширены исследования межмикробных химических взаимодействий и диалога микробиота-хозяин с выявлением роли нейромедиаторов. Совершенствование методов анализа массовых данных биологического и физико-химического экологического мониторинга (направление 4) будет связано с научным обоснованием установления границ классов в классификаторах состояния экосистем, согласованием классов качества экосистем по биологическим и физико-химическим показателям.
Work on the topic will be carried out in the following areas: 1) monitoring the balance of greenhouse gases in boreal and temperate forests; 2) monitoring the Ecotoxicity and ecotoxicokinetics of POPS/dioxins; 3) applying a neurochemical approach to monitoring the interaction of host-endosymbionts; 4) improving methods for analyzing mass data of biological and physico-chemical environmental monitoring. In area 1, experimental field measurements of carbon dioxide and methane emission flows in a number of forest ecosystems in the middle zone of European Russia will be carried out, and key environmental factors that control the dynamics and spatial variability of emission values will be identified. Indicators for monitoring methods of Ecotoxicity and ecotoxicokinetics of POPS/dioxins (direction 2) will be developed by studying a wide range of parameters that characterize the processes of cell proliferation and death of their cytogenetic status in the population of territories contaminated with dioxins
Направление 1. Будут получены новые данные, отражающие сезонные особенности биоаккумуляции диоксинов млекопитающими, которые обитают на загрязненных этими веществами территориях вблизи свалки твердых отходов производства и потребления. Эти данные планируется использовать для подготовки научных статей и докладов; совершенствования программы авторского курса «Генетические эффекты суперэкотоксикантов»; при разработке альтернативной программы дисциплины «Экотоксикология» для магистратуры направления «Биология». Направление 2. Планируемые к исследованиям закономерности действия нейроактивных веществ (моноамины, ацетихолин, путресцин, индол) на одноклеточные водоросли и другие микрокомпоненты водных экосистем позволят получить недостающие данные для оценки влияния этих нейромедиаторов на водоросли и водные растения, подготовить статьи в журналах списка WoS/Scopus и монографию в готовом для публикации виде. Направление 3. Планируется создать новые рекомендации по минимизации экологического риска и обеспечению экологической безопасности городской среды в условиях комбинированного и сочетанного действия на ее природные комплексы антропогенных факторов с различным механизмом действия. Основой этих рекомендаций станет результат анализа методических разработок отечественных и зарубежных исследований экологических и техногенных факторов в городской среде. Результаты исследований будут представлены в научных статьях, докладах и в учебной практике для студентов биологов «Городская экология. Мониторинг». Направление 4. Созданный в процессе работ по теме научный задел планируется использовать для экологического мониторинга депонирования углерода на территории луга после пожара и восстановления его биотопа различными типами растений.
Задел по теме представлен новыми знаниями, материалами, данными и методами их получения. Ключевыми аспектами задела, которые способствуют достижению плановых значений показателей госзадания стали: Направление 1. Концепция мониторинга экологической безопасности малых доз диоксинов, загрязняющих среду и результаты ее апробации. В том числе алгоритм методов слежения за динамикой накопления в тканях млекопитающих токсичных для человека форм диоксинов при максимально жестких условиях экспозиции, последующей скринговой оценки риска здоровью населения. Направление 2. Эффект двоякого влияния нейрорегуляторов на метаболическую активность генномодифицированного штамма кишечной палочки (Escherichia coli), требующий верификации на других микроорганизмах. Например, одноклеточных водорослях. Направление 3. Заключение о необходимости совершенствования мониторинга городской среды в область междисциплинарных исследований, раскрывающих закономерности формирования ответных реакций со стороны природных комплексов на комбинированные и сочетанные воздействия антропогенных факторов с различным механизмом действия. Направление 4. Методическая база и опыт ее использования, способствующие успешной разработке проблем мониторинга по показателям депонирования углерода. Например, на территории луга после пожара и восстановления его биотопа различными типами растений.
госбюджет, раздел 0110 (для тем по госзаданию) |
# | Сроки | Название |
1 | 1 января 2016 г.-31 декабря 2016 г. | Оценка состояния экосистем по данным экологического мониторинга |
Результаты этапа: В соответствии с техническим заданием работы по отчетной теме велись по 4-м направлениям: 1) «Инструментальный мониторинг эффектов изменений климата в наземных экосистемах» (ответственный исполнитель зав. кафедрой Д.Г. Замолодчиков; 2) «Развитие методологии мониторинга состояния окружающей среды в городах» (в.н.с. Д.Н. Кавтарадзе); 3) «Исследование влияния экзогенных нейромедиаторов (аминов, аминокислот, газо-трансмиттеров) на ростовые и биохимические параметры бактерий р. Lactobacillus и грибов (p. Candida и Aspergillus)» (проф. А.В. Олескин); 4) «Продолжение исследований показателей здоровья населения и фоновых видов млекопитающих, обитающих в условиях загрязнения биогеоценоза диоксинсодержащим ксенобиотическим профилем» (в.н.с. В.С.Румак). По перечисленным направлениям получены следующие ключевые результаты. 1) Экспериментально измерены эмиссии диоксида углерода и метана от разложения валежа в лесных экосистемах Московской, Новгородской и Тульской областей, проанализированы динамика экологических факторов, контролирующих величины эмиссий. 2) Обобщено и расширено «Руководство по изучению городской среды» (2015), включающее более 110 методик мониторинга: ботаника, зоология, почвоведение, психология, экономика, образование. 3) Исследовано влияние экзогенных нейромедиаторов (аминов, аминокислот, газотрансмиттеров) на бактерии р. Lactobacillus и грибы (p. Candida и Aspergillus), однако статистически значимые эффекты данных веществ на ростовые и биохимические параметры данных микроорганизмов не выявлены. Охарактеризованы шесть организационных паттернов (парадигм) сетевой организации в биосистемах и человеческом социуме. 4) Впервые в тканях животных из природных популяций (рыбы, мышевидные грызуны) и занятых ими средах (почвы, донные отложения) вблизи полигона твёрдых отходов производства и потребления (ТОПиП, «Саларьево, Новая Москва) выявлены диоксины. Показано, что оценка опасности cуперэкотоксикантов для животных - обитателей биотопов вблизи полигонов ТОПиП, способствует созданию универсальных методических подходов к скриниговой оценке риска для населения малых доз диоксинов в условиях хронической экспозиции. | ||
2 | 1 января 2017 г.-31 декабря 2017 г. | Оценка состояния экосистем по данным экологического мониторинга |
Результаты этапа: Работы по теме следует подразделить на 4 направления: 1) мониторинг потоков парниковых газов (группа зав. кафедрой Д.Г. Замолодчикова); 2) мониторинг суперэкотоскикантов (группа в. н. с. В.С. Румака); 3) исследование симбиотических взаимоотношений человека и микробиоты (группа проф. А.В. Олексина); 4) мониторинг городской среды (группа в. н. с. Д.Н. Кавтардзе). 1) Организованы измерения баланса диоксbда углерода в южнотаежном ельнике на полигоне «лог Таежный» (Валдайский национальный парк) методом микродинамических пульсаций. Баланс диоксида углерода в ельнике имеет сезонный ход, в котором в теплый вегетативный сезон апрель – сентябрь преобладает сток CO2 и экосистема является стоком, а в холодный период октябрь – март преобладает эмиссия и экосистема становится источником CO2. В среднем за весь период измерений баланс диоксида углерода в экосистеме составил −0.061 мг м-2 с-1, то есть исследуемые экосистемы экспериментального полигона «лог Таежный» являются стоком CO2. 2) Получены характеристики содержания полихлорированных дибензо-п-диоксинов и дибензофуранов (ПХДД/Ф) в тканях диких мелких млекопитающих – малой лесной мыши Sylvaemus uralensis, рыжей полевки Clethrionomys glareolus, бурозубки Sorex araneus, обитающих на загрязненных этими веществами территориях на расстоянии 1 и 5 км от свалки твердых отходов производства и потребления («Саларьево», Москва, РФ).. Значения суммарных эквивалентов токсичности (WHO-TEQ05) для животных были многократно выше против почв. В последних доминировали низкотоксичные октозамещенные, тогда как в тканях млекопитающих – высокотоксичные 2,3,7,8-замещенные конгенеры. 3) Исследовано влияние нейромедиаторов – биогенных аминов на ростовые и культуральные характеристики дрожжей. Обнаружено стимулирующее действие дофамина на накопление биомассы и формирование колониеобразующих единиц (КОЕ) у Saccharomyces cerevisiae и норадреналина – только на формирование КОЕ; серотонин ингибировал накопление биомассы тестированных дрожжей. Расширен круг изучаемых микробных объектов: 1) показано, что штаммы пробиотика Lactococcus lactis subsp. lactis выделяет в среду культивирования норадреналин, адреналин и серотонин; 2) исследовано влияние биогенных аминов на биолюминисценцию биосенсора Escherichia coli K12 TGI. 4) Отвечая задачам научного, методического обеспечения работы кафедры по новому направлению «экология и природопользование», обобщено и расширено «Руководство по изучению городской среды» (2015), включающее более 110 методик мониторинга: ботаника, зоология, почвоведение, психология, экономика, образование. Возобновлены работы по психологичному сопровождению мониторинга городской среды, включающего естественно-научные и гуманитарные методики исследования. Продолжено исследование эффективности интерактивных методов обучения при обучении принятию решений (природопользование) на базе разработанных имитационных моделей. | ||
3 | 1 января 2018 г.-31 декабря 2018 г. | Оценка состояния экосистем по данным экологического мониторинга |
Результаты этапа: Работы по теме следует подразделить на 4 направления: 1) мониторинг потоков парниковых газов (группа зав. кафедрой Д.Г. Замолодчикова); 2) мониторинг суперэкотоскикантов (группа в. н. с. В.С. Румака); 3) исследование симбиотических взаимоотношений человека и микробиоты (группа проф. А.В. Олексина); 4) мониторинг городской среды (группа в. н. с. Д.Н. Кавтардзе). 1) Организованы измерения баланса диоксида углерода в южнотаежном ельнике на полигоне «лог Таежный» (Валдайский национальный парк) методом микродинамических пульсаций. Проведено сравнение результатов современных измерений (2017-2018 гг.) с проведенными на той же точке в 2010-2011 гг. В среднем, за год 16.08.2010 – 16.08.2011 баланс углекислого газа в экосистеме по данным наблюдений с использованием системы OPEC составил -301 г C∙м-2∙год-1, то есть исследуемые экосистемы экспериментального полигона «лог Таёжный» являются стоком CO2. По данным, полученным с системы CPEC200, за период 22.08.2017 – 22.08.2018 соответствующая величина соответственно равна -114 г C∙м-2∙год-1. Через 8 лет после начала наблюдений лесные экосистемы экспериментального полигона остаются стоком диоксида углерода. Однако по абсолютным величинам с начала измерений в 2010 – 2011 гг. сток в них сократился в более чем 2.6 раза. 2) Изучено состояние популяции мелких млекопитающих, обитающих на территории возможного источника выбросов и сбросов диоксинов и диоксиноподобных суперэкотоксикантов, во взаимосвязи с показателями содержания этих веществ в окружающей среде. Уровни содержания вредных для человека 17 конгенеров ПХДД/Ф (7 для ПХДД и 10 для ПХДФ) в образцах почв и тканях половозрелых самцов и самок рыжей полевки, полученного от них помета определяли методом хромато-масс-спектрометрии высокого разрешения. Параметры коэффициентов биоаккумуляции (> 1,0) конгенеров свидетельствуют о накоплении высокотоксичных веществ и, прежде всего, прямого канцерогена для человека ТХДД. 3) За истекший год протестированы эффекты биогенных аминов (БА) на рост биомассы (нефелометрическая регистрация) и число колониеобразующих единиц (КОЕ) у дрожжей Saccharomyces cerevisiae. Были продемонстрированы как стимуляторные, так и токсические эффекты при добавлении БА у дрожжей Saccharomyces cerevisiae Saf: дофамин и в незначительной мере гистамин стимулируют, а норадреналин, серотонин и ацетихолин –ингибируют прирост биомассы при росте на жидкой среде; в то же время формирование КОЕ подавляется дофамином и стимулируется норадреналином и ацетилхолином. 4) Проведен теоретический анализа состояния урбанизированных территорий биосферы и разработаны методы конструктивного применения экологических знаний о реставрации городских экосистем и проектировании городской среды. Разработан модуль базовых понятий по проблеме урбанизации биосферы. Базовые понятия развивают учение В.И. Вернадского о динамике биосферы и принципах урбанизации ее регионов. Обоснованы и предложены критерии сопряженного развития общества и природы: условий развития деятельности человека; обустройства поселений, соответствующих экологической емкости территорий (акваторий). | ||
4 | 1 января 2019 г.-31 декабря 2019 г. | Оценка состояния экосистем по данным экологического мониторинга |
Результаты этапа: Задачи относительно получения плановых значений показателей научно-исследовательских работы по теме в основном решены. В том числе: 1) создана новая методическая база экологического мониторинга ключевых звеньев экотоксикокинетики диоксинов, загрязняющих среду, позволяющая решать проблемы экологической безопасности загрязненных этими суперэкотоксикантами территорий на основе принципа предупреждения риска здоровью населения; 2) установлено, что "минорные" нейрохимические регуляторы межклеточной коммуникации микроорганизмов человека и животных могут реализовать присущую им биологическую активность двояким образом, что может быть использовано в НИОКР по созданию биосенсоров; 3) получены свидетельства тому, что увеличения сезонно-талого слоя на самом западном участке в России — Умбозеро (N 67.7724°, E 34.1820°) за девятилетний цикл работ не наблюдалось.Результаты исследований представлены в 14 научных работах, которые опубликованы или приняты к публикации в 2019г. 4) Оценена роль городских почв в накоплении высокотоксичных химических веществ в количествах, способствующих активному росту уровня взаимодействий этих веществ с различными компонентами биоты, в конечном счете, меры ущерба, наносимого живым организмам, их популяциям и экосистемам. Разработано научное содержание учебной практики для студентов биологов «Городская экология. Мониторинг». Проанализированы научно-методические и психологические механизмы монодисциплинарных исследований городской среды и практических рекомендаций, принятие вследствие этого ошибочных прикладных решений в оценке рисков. Участие студентов и сотрудников различных факультетов МГУ в проведенной школе «Интерактивные методы обучения» и летней практике студентов в 2019 г. показали эффективность разработок группы. | ||
5 | 1 января 2020 г.-31 декабря 2020 г. | Оценка состояния экосистем по данным экологического мониторинга |
Результаты этапа: Результатом анализа и систематизации новых данных по оценке состояния экосистем методами экологического мониторинга стали следующие обобщения, выводы и рекомендации: 1. Создана и апробирована новая методическая база для контроля воздействия на окружающую среду выбросов диоксинов, производимых стационарными источниками путем изучения и оценки биоаккумуляции смесей этих веществ животными из природных популяций, последующего начального прогноза ожидаемого риска здоровью населения в условиях возможно жесткой экспозиции. Этот научно-технический продукт предложен к реализации проектным офисом федеральным проектом «Чистый воздух». Результаты исследований опубликованы в 10 статьях в научных журналах, в том числе высокорейтинговых (2 статьи), из списка Web of Sans (1 статья), RSCS Web of Sans (2 статьи), списка ВАК (3 статьи); 7 статьях в сборниках; 15 докладах на научных конференциях; 6 тезисах докладов; 3-х авторских учебных курсах; одном выступлении в СМИ. Обоснованы перспективы совершенствования методологии биомониторинга и очистки водоемов от приоритетных химических загрязнителей (Cu, Zn, Mn, Cd, Pb, Ni) путем контроля особенностей их накопления в полисахаридной и белковой фракциях клеток высших водных цветковых растений и мхов. Результаты исследований опубликованы в 3 книгах, 14 статьях в научных журналах, в том числе высокорейтинговых (2 статьи), из списка Web of Sans (4 статьи), RSCI Web of Sans (4 статьи), списка ВАК (5 статей); 10 статьях в сборниках; 11 докладах на научных конференциях; 5 тезисах докладов; 2 авторских учебных курсах. 2. Установлено, что соединения с нейротрансмиттерной функцией (биогенные амины) выступают как регуляторные агенты у широкого круга микроорганизмов, в том числе в контексте экологического взаимодействия различных организмов, например, дрожжей и мицелиальных грибов, а также водорослей и взаимодействующих с ними высших растений. Биомедицинский и биотехнологический интерес представляют данные о стимуляции нейротрансмиттерами в низких концентрациях роста культур пробиотиков (лактобацилл, лактококков, E. coli), а также о выделении нейротрансмиттеров исследованными пищевыми и лекарственными тропическими растениями. Междисциплинарные перспективы открывает сетевой подход к биосистемам. Результаты исследований представлены в 4-х монографиях; 27 статьях в научных журналах, в том числе высокорейтинговых (4 статьи), из списка Web of Sans (19 статей), RSCS Web of Sans (16 статей), списка ВАК (9 статьи); 12 статьях в сборниках; 29 докладах на научных конференциях; 2 тезисах докладов; 5 авторских учебных курсах; 5 выступлениях в СМИ. 3. Ключевым направлением экологического мониторинга городской среды стал теоретический анализ ее состояния с целью выбора показателей для предупреждения экологических рисков. Следуя решению ОПРФ (2015, 2018) формировались научные основания концепции и стратегии урбанизации. Прорабатывалась методическая часть, включающая разработку подхода к определению интегральных экологических и техногенных рисков, их социальной приемлемости и ранжирования в урбанизированной среде. Был обобщён методический опыт исследования городских систем в разработанных комплексных руководствах по проведению экологических и социально-психологических исследований. Разработан и применен комплекс инструментальных исследований физико-химических и социально-психологических факторов в городской среде. Выявлено разнообразие факторов риска для здоровья человека в условиях изменения климата. Разработаны и применялись интерактивные методы обучения разработке междисциплинарных проектов. Результаты работ по теме представлены в 2-х монографиях; 4-х учебных пособиях; 10 статьях в научных журналах, в том числе высокорейтинговых (2 статьи), из списка Web of Sans (1 статья), RSCS Web of Sans (2 статьи), списка ВАК (3 статьи); 7 статьях в сборниках; 15 докладах на научных конференциях; 6 тезисах докладов; 3-х авторских учебных курсах; четырех выступлениях в СМИ. 4. Установлена прямая зависимость влияния интенсивности осадков на характеристики сезонного протаивания почв на территории самых западных в России участков вечной мерзлоты. Расшифрованы механизмы ее определяющие. Практическую ценность новых знаний определяют перспективы учета с их помощью динамики характеристик со стороны подстилающих поверхностей на территориях Арктики в градиенте температурных режимов. Результаты исследований опубликованы в 1 статье сборника, 1 докладе на научной конференции, использованы при подготовке 1 статьи в научном журнале списка ВАК, 1 докладе, 8 книгах и пособиях. |
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".