AGRIS - 

2015

Чертов, О.Г. | Комаров, А.С. | Быховец, С.С. | Бхатти, Дж.С.

The role of net primary productivity (NPP) allocation to tree organs as a parameter reflecting the ecological strategy of trees is discussed. The application of an individual-based spatially explicit simulation model of the tree-soil system (EFIMOD) to European and North American boreal forests reveales significant differences in ecological parameters (silvics) between North American jack pine (Pinus banksiana Lamb.)and black spruce (Picea mariana Mill.) of Canadian boreal forests and European Scots pine (Pinus sylvestris L.) and Norway spruce (Piceaabies L. [Karst.]). A significant difference between these species was found in NPP allocation between the needles and fine roots. In the North American coniferous species, the proportion of annual biomass increment, as reflected by NPP, which is allocated to fine root production is higher than in the European ones. A simulation experiment was performed to investigate the influence of NPP allocation on the components of carbon balance and wood productivity. Additionally, a parameter „turnover capacity“ (TC) as the sum of NPP and soil respiration was used. North American and European conifers were compared in two sets of modeling runs. In the first set, the model was run upon changes in NPP allocation in tree species ‘growing’ under their native conditions (Canada or Russia). In the second set, the Canadian conifers were simulated under Russian climate and soil conditions, whereas the European ones, under respective Canadian conditions. The results showed considerable dissimilarities of tree growth rate, soil development and parameters of carbon balance depending of NPP allocation patterns.The trees with relatively higher NPP proportions allocated to fine root production demonstrated lower growth rate even at a high carbon turnover capacity corresponding to the milder climate of European Russia. On the other hand, trees with the European, more uniform, NPP allocation pattern showed higher growth rates compared with the Canadian trees even under the colder continental conditions of Central Canada. The results suggest that wood productivity levels may be significantly different at similar NPP and turnover capacity if trees have different NPP allocation patterns. This difference reflects the adaptation of the North American coniferous species to harsh soil and climatic conditions, which are very cold in the northern and very dry in the southern part of Central Canadian boreal forests. NPP allocation index (NPP partitioning between leaves and fine roots) is proposed as a measure of tree stress tolerance, adaptation to severe climatic conditions, and ecological strategy. | Обсуждается роль распределения по органам (аллокации) биологической нетто-продуктивности (net biological productivity, NBP)деревьев как параметра, отражающего их экологическую стратегию. Использование индивидуально-имитирующей пространственнораспределенной модели «дерево-почва» EFIMOD для европейских и североамериканских бореальных лесов выявило существенные отличия экологических параметров европейских сосны (Pinus sylvestris L.) и ели (Picea abies L. [Karst.]) от североамериканских сосны Банкса (Pinus banksiana Lamb.) и ели черной (Picea mariana Mill.). Были обнаружены сильные различия между этими древесными породами по аллокации NBP между хвоей и тонкими корнями. У североамериканских хвойных пород в сравнении с европейским изначительно большая часть NBP расходуется на образование тонких корней. Для исследования влияния аллокации NBP на компоненты баланса углерода и продукцию древесины был поставлен вычислительный эксперимент. Дополнительно был использован параметр «емкость круговорота» (turnover capacity, ТС), представляющий собой сумму NBP, дыхания почвы и потерь биомассы с рубкамии пожарами. Сравнение североамериканских и европейских хвойных пород проводилось в двух вариантах. В первом модельная имитация с изменением аллокации NPP проводилась при «произрастании» деревьев в их естественных условиях (канадские в Канаде, европейские в России). Во втором варианте «рост» канадских видов имитировался в условиях русского климата и почв, а европейских – в соответствующих канадских условиях. Результаты выявили существенные различия роста деревьев, изменения почв и параметров баланса углерода в зависимости от типов распределения NBP. Породы с высокой долей NBP, расходуемой на рост тонких корней, показали меньшую скорость роста даже при достаточно высокой емкости биологического круговорота в более мягком климате европейской России. Породы с более выравненным «европейским» распределением NBP росли лучше канадских даже в более континентальном холодном климате центральной Канады. Были идентифицированы два уровня производительности древостоев в зависимости от перераспределения NBP и от емкости круговорота экосистем. Эти уровни ясно показывают, что производительность древостоев (прирост древесины) может существенно различаться при одинаковых значениях NBP и емкости круговорота, если древесные породы имеют различные типы реаллокации. Это отражает адаптацию североамериканских хвойных пород к суровым климатическим условиям сочень холодными почвами на севере и очень сухими на юге бореальных лесов центральной Канады. Предложен индекс распределения NBP (отношение NBP листьев к NBP тонких корней) в качестве показателя устойчивости деревьев к стрессу, адаптации к суровым климатическим условиям и экологической стратегии.

Show more [+]

Less [-]

XXI Century Research Foundation - Russian Federation

2015

Протасов, А.А.

Предлагается рассматривать эволюцию биосферы как процесс, поддерживаемый совокупностью взаимосвязанных трендов, образующих ее эволюционную систему. Под трендом эволюции биосферы понимается преемственное развитие системы структур и связей, имеющее определенную направленность в эволюционном пространстве-времени. Введение понятия трендов обусловлено неоднородностью и разнообразием процесса эволюции биосферы. Эта неоднородность существовала и существует в эволюционном времени, поскольку в истории биосферы ее эволюционная система не была постоянной по структуре трендов, изменялись и механизмы эволюционных процессов. По мере развития биосферы возрастала роль кооперативных, симбиотических взаимосвязей и биотических факторов в общебиосферных процессах. Разнообразие свойственно не только эволюционирующим системам, но и самому процессу эволюции. Эволюция жизни в биосфере, биологическая эволюция, которая обычно рассматривается как «происхождение видов» и крупных таксонов, есть только часть эволюции биосферы, которая эволюционирует как единая биокосная система. Концепция эволюционной системы и трендов как ее элементов представляет собой попытку упорядочения этого разнообразия на основе системного подхода. | It is suggested to consider the evolution of the biosphere as the process supported by a set of interconnected trends, which form its evolutionary system. A trend in the evolution of the biosphere is understood as the continuing development of a system of structures and their interconnections, which has a certain orientation in the evolutionary space-time. The introduction of the concept of trends is justified by the heterogeneity and variability of evolutionary processes in the biosphere. This heterogeneity has ever been existing in evolutionary time. Over the whole history of the biosphere, its evolutionary system was not constant with regard of its structure, elements, and trends. The mechanisms of evolutionary processes changed, too. In the course of the development of the biosphere, the role of co-operative and symbiotic interrelations increased, as well as the role of biotic factors. The evolution of life in the biosphere is only a part of the evolution of the whole biosphere, which evolves as an integrated biotic-abiotic system. Variety is inherent not only in an evolving system, but also in the process of its evolution. The concept of the system of evolution and of trends as elements of the system is an attempt to organize this diversity based on the systemic approach.

Show more [+]

Less [-]

XXI Century Research Foundation - Russian Federation

2015

Тютюнник, Ю.Г.

Рассмотрены дискуссионные вопросы теории промышленного ландшафта. Обоснован взгляд на промышленный ландшафт как самостоятельный ландшафтный феномен, который имеет свой оригинальный генезис, свои закономерности классификации и свои нетривиальные интерпретации в гуманитарной географии и эстетике ландшафта. | Controversial issues of the theory of industrial landscape are considered. The opinion is substantiated that the industrial landscape is an independent landscape phenomenon having its own original genesis, patterns of classification and non-trivial interpretations in human geography and landscape aesthetics.

Show more [+]

Less [-]

XXI Century Research Foundation - Russian Federation

2015

Ткаченко, К.Г.; Ботанический институт им. В.Л. Комарова РАН

С родом растений Heracleum L. (борщевики) в широких кругах ассоциируются отрицательные последствия происходившего в 1940– 1970-е гг. внедрения борщевика Сосновского (Heracleum sosnowskyi Manden.) в практику в качестве кормового растения, в результате чего в начале XXI в. это растение перешло в разряд инвазивных, что стало предметом многочисленных комментариев в масс-медиа. В настоящей статье обсуждены обычные ошибки в публикациях о борщевиках, в частности отмечено, что они размножаются только семенами, а не «корневищами» или «корневыми отпрысками», и не завезены к нам в 1960-е гг. из США. На основании знаний об особенностях биологии борщевика Сосновского рекомендованы методы борьбы с ним. Также показаны перспективные направления изучения и использования этого и других видов рода Heracleum, в частности, как кормовых и силосных и медоносных растений. Отмечено их значение как источника эфирных масел, обладающих антибактериальной, противогрибковой и антивирусной активностями и имеющих перспективу для использования в санации помещений различного назначения, и как лекарственных и пищевых растений. H. sosnowskyi находит признание как источник антигельминтных средств и сырья для производства картона. С учетом широкого распространения видов рода Борщевик сделан вывод о перспективности их дальнейшего изучения и внедрения достигнутых результатов в практику. | The genus Heracleum L. (giant hogweeds) is associated by mass attitudes with the adverse consequences of introduction of Sosnovsky’s hogweed (Heracleum sosnovskyi Manden.) in agriculture as a forage crop in 1940-1970ies. By the start of the third millennium, giant hogweeds became invasive and as such attracted the condemnatory attention of mass media. The present paper addresses common misconception concerning giant hogweeds and points out some of their potential benefits. In particular, it is wrong that hogweeds are spread by creeping rootstocks and that they were brought to Russia from USA in 1960s. Based on the adequate understanding of the biological features of Sosnovsky’s hogweed, approaches to its control are recommended. Another approach to minimizing the adverse sides of this plant is to make use of it. In particular, this species still holds a potential of being used as a forage, silage and/or melliferous herb. It is a rich source of volatile oils having antibacterial, antifungal, and antifungal activities promising for sanitation of different premises and usable for medicinal purposes. H. sosnowskyi contains anthelmintic agents usable in livestock and may be a raw material for cardboard manufacturing. The wide distribution of hogweeds makes these aspects of them deserving more attention in view of the possibility to make use thereof.

Show more [+]

Less [-]

XXI Century Research Foundation - Russian Federation

2015

Надпорожская, М.А.

The organization of extracurricular education of schoolchildren is exemplified with the activity of the association “Ekologiya” at the Center of Children Creativity of Petrodvortsoviy District of Saint Petersburg in 2005-2015. Problems possible upon working with children who attend studies voluntary being overloaded with schoolwork are highlighted. The issues of recruiting children to research activities are discussed. Feasible approaches to research unsupported with adequate resources are suggested. The reasons of choosing study subjects are explained. The ways of involving parents, schoolteachers and other specialists in workgroups are discussed. | Проведен анализ организации дополнительного образования детей на примере деятельности объединения «Экология» при Доме детского творчества Петродворцового района Санкт-Петербурга с 2005 по 2015 г. Отмечены проблемы, возникающие при работе со школьниками в режиме свободного посещения занятий при современной перегруженности активных учащихся. Обсуждены вопросы вовлечения учащихся в исследовательские работы. Предложены вероятные способы проведения школьных исследовательских работ в условиях дефицита материальной базы, поясняется мотивация выбора тем исследований, возможности формирования рабочих групп с привлечением заинтересованных взрослых (учителей, родителей и специалистов).

Show more [+]

Less [-]

XXI Century Research Foundation - Russian Federation