CC BY
11> мтгм ЗА намш
жологии ШШ («3=1« пл.)
Д. Д. Саввинов
ДмитрийДмитриевич Саввинов,
доктор биологических наук, профессор, академикАНРС(Я), заслуженный деятель науки РФ, директор Института прикладной экологии Севера АНРС(Я).
Институт прикладной экологии Севера (ИПЭС) создан в г. Якутске в 1993 году решением Президиума Сибирского отделения Российской академии наук как академическое научное подразделение СО РАН, нацеленное на разработку фундаментальных и прикладных экологических проблем Севера Российской Федерации. Формирование специфического научного подразделения в северном регионе Российской Федерации поддержали академики РАН В. А. Коптюг, Н. Л. Добрецов, В. К. Шумный, Г. Ф. Крымский.
В 1994 году ИПЭС вошел в состав Академии наук Республики Саха (Якутия).
Научными направлениями института являются:
- изучение техногенного и антропогенного воздействия на развитие экосистем Севера;
- разработка научных основ экологического мониторинга и прогнозирования в условиях интенсивного промышленного и сельскохозяйственного освоения Севера;
- разработка научных основ экологического нормирования природопользования в Республике Саха (Якутия);
- изучение эволюции млекопитающих позднего кайнозоя Якутии.
В состав научных подразделений института входят три отдела, Музей мамонта, лаборатория физико-химических методов анализа и группа экологического картографирования. Отделы состоят, в свою очередь, из научно-исследовательских лабораторий, три из которых являются межведомственными.
Идея создания института была рождена настоятельной необходимостью научного осмысления крайне негативных последствий длительной хозяйственной деятельности для природной среды и здоровья населения на российском Севере, в итоге которой многие регионы здесь были поставлены на грань экологической катастрофы.
С самого начала деятельность института была направлена на разработку теоретических и прикладных вопросов состояния природной среды и здоровья населения Севера. Таким образом, впервые (применительно к Северу) был задуман и начал осуществляться с академических позиций комплексный экологический подход к исследованию сложной природно-социалъной системы «природа -производство-человек».
В основу научных исследований с самого начала был заложен комплексный анализ механизма воздействия производственной деятельности крупных хозяйственных комплексов на структуру и функционирование отдельных компонентов системы «производство - наземные и речные составляющие экосистем - здоровье населения».
В методологическом плане такие комплексные экологические исследования было решено проводить по бассейновому
принципу, так как речная экосистема выступает в качестве общего транзитного загрязняющего элемента и одновременно служит своеобразным биологическим индикатором степени загрязнения. Здоровье человека принято в качестве социально-экологического показателя целесообразности освоения природных ресурсов Севера. В этом заключается оригинальность научных исследований, выполняемых в нашем институте.
За десятилетний период научной и научно-производственной деятельности в институте накоплен значительный материал по комплексной экологической оценке состояния природной среды, заложены научные основы организации экологического мониторинга, прогнозирования и нормирования на территории Якутии.
Выполнена комплексная теоретическая разработка сложной эколого-природоохранной и народнохозяйственной (в плане природопользования) проблемы - экологического нормирования, как одного из основных факторов и условий перехода Республики Саха (Якутия) кустойчивому развитию. Проанализированы теоретические основы экологического нормирования - одного из ведущих направлений прикладной экологии в целом. Теоретически обоснована методологическая концепция перехода к экологическому нормированию природопользования в конкретных условиях Якутии.
Получены оригинальные материалы по составу и структуре населения млекопитающих и птиц в ранее не изученных или мало изученных регионах Якутии: верхнее течение р. Мархи (Северо-Западная Якутия), Лено-Вилюйское междуречье (Центральная Якутия), среднее течение р. Алдана (Южная Якутия), р. Алгома (Юго-Восточная Якутия). В процессе работы уточнено распространение целого ряда видов млекопитающих и птиц, в том числе внесенных в Красные книги различного ранга.
Собраны, проанализированы и обобщены материалы о возможных контактах водоплавающих птиц Якутии с токсичными веществами, рассмотрен опыт развитых стран в исследовании и разработке проблемы воздействия загрязнений на птиц.
Установлены и исследованы проявления уникальных природных условий Центральноякутской равнины в состоянии водно-болотных угодий и связанного с ними комплекса водоплавающих и околоводных птиц. На основе полученных результатов разработаны основы кадастра водно-болотных угодий и водоплавающих птиц равнины и сопредельных территорий.
В результате обобщения результатов многолетних исследований сообществ мелких млекопи-
тающих, обитающих в природных и техногенных ландшафтах обширного региона Северо-Востока Сибири (бассейны рек Лены, Яны, Индигирки и Колымы) было установлено, что природные севе-ро-таежные сообщества мелких млекопитающих принципиально отличаются от сообществ других подзон таежной зоны высокой степенью монодоминантности и периодическим чередованием видов-доминантов. Эти два обстоятельства можно рассматривать как адаптацию сообществ к существованию в условиях Севера, а если рассматривать вопрос в более общем плане, - к существованию в условиях лимитированных ресурсов.
Изучение населения мелких млекопитающих посттехногенных территорий в условиях Субарктики позволило впервые установить, что механизм его возобновления здесь, после полной техногенной трансформации природного ландшафта, принципиально отличается от этого механизма в более южных регионах. Если в условиях южной и средней тайги население мелких млекопитающих постехно-генных ландшафтов постепенно восстанавливается в прежнем виде, то в условиях Субарктики формируется оригинальное по структуре население, отличающееся от сообществ природных ландшафтов. Последнее обстоятельство, а также данные по характеру возобновления растительности, заставляют усомниться в принципиальной возможности восстановления посттехногенных территорий до состояния природных в условиях Субарктики.
Анализ показателей организмов различного возраста, обитающих на постехногенных территориях, привел к выводу, что даже в случае восстановления видоразнообразия на этих территориях, организмы испытывают дополнительный пресс, в чем и состоит их отличие от организмов, населяющих территории, не подвергавшиеся техногенному воздействию.
Изучение показателей стабильности развития млекопитающих Якутии показало, что на большей части территории республики они находятся в пределах видовой нормы для широко распространенных видов млекопитающих, несмотря на жесткие условия их существования. Эти показатели не отличаются от таковых в более южных регионах.
В то же время даже самые слабые антропогенные воздействия приводят к резкому снижению показателей стабильности развития у местных популяций животных. Последнее обстоятельство позволяет с высокой уверенностью предположить, что устойчивость организмов, населяющих северные территории, значительно ниже, чем в других регионах.
Впервые при мониторинге криогенных ландшафтов применен метод определения мутагенно-
го потенциала загрязненных почв. В ходе исследований установлены:
а) типы и глубина хромосомных нарушений у тест-объекта (Allium flstulosum L.) в зависимости от степени загрязнения мерзлотных почв;
б) региональная особенность генетического ответа растений на загрязнение почвенной среды;
в) коррелятивная связь мутагенного потенциала почв с содержанием ряда тяжелых металлов-токсикантов в почве и растениях;
г) накопление в продуктивной части сельскохозяйственных растений (клубень картофеля, кочан капусты) токсикантов генной мутации, ведущих к увеличению генетической нагрузки на человека.
Впервые в республике эколого-генетические исследования проведены на трех уровнях биологической организации: клетка - орган (органогенез) - организм.
Проведено картографирование мутагенного загрязнения почв в модельных районах: Куранахское плато, отдельные отрезки долины р. Вилюя.
Освоена методика биоиндикации состояния окружающей среды по показателям гомеостаза.
Применение указанного метода биоиндикации показало, что негативное воздействие индустриальных центров и урбанизированных зон может выходить за пределы их территорий, что требует изменения существующей практики размещения жилых поселков и рекреационных зон, а также новых подходов к оценке ущерба окружающей среде, наносимого антропогенной деятельностью.
Изучение растительности отвалов методом ординации позволило установить временные ряды сукцессии, в пределах которых меняется видовой состав и структура техногенной растительности. Выявленные закономерности сукцессионного процесса являются научной основой оценки современного состояния растительного покрова регионов при проведении экологической экспертизы нарушенных территорий, для разработки путей оптимизации антропогенной растительности техногенных ландшафтов и организации экологического мониторинга.
Впервые выполнен эколого-фитоцено-тический анализ растительности промышленных отвалов Якутии с выделением новых единиц.
Обосновано новое понятие - «техногенная сукцессионная система» (ТСС) - применительно к растительности Якутии. Дана оценка самовосстановительного потенциала техногенной растительности. Получены первые результаты опытов по управлению восстановительными сукцессиями.
Выявлены основные факторы деградации растительности аласных экосистем - выпас и перевыпас. Выявлены три стадии пастбищной дигрессии с видами-индикаторами. По результатам многолетних исследований на мониторинговых участках появилась возможность определить емкость отдельно взятых аласов по количествен-
ным и качественным показателям растительности, что нужно для установления оптимальной нагрузки на пастбища.
Биоиндикационные исследования мерзлотных почв, проведенные в зоне среднего течения р. Лены в рамках программы по мониторингу наземных и водных экосистем, позволили установить, что многолетнее загрязнение почв нефтебазы горюче-смазочными материалами привело к накоплению тяжелых металлов: РЬ, Тх\, Сг, N1, Си, V, Т1. Их содержание возросло в 1,5-3,0 раза по сравнению с фоновым.
Установлено, что ферментативная активность почв отражает степень техногенной нагрузки на них и может быть использована в качестве теста
Обсуждение результатов экспедиционных исследований института.
даже на слабое загрязнение почв различными промышленными поллютантами. Для этих целей рекомендуется определять активность ферментного комплекса, катализирующего различные реакции превращения органических и неорганических соединений. Применительно к криолитозоне впервые установлено, что в техногенных ландшафтах естественная регенерация почв затруднена.
На вскрышных породах дражных отвалов отмечается общая прогрессивная тенденция изменения свойств. Общее направление почвообразовательного процесса в них мало отличается от такового в умеренных широтах.
Впервые проведено изучение содержания гумуса в почвах аласов Заречья, как основного критерия, используемого в экологическом почвоведении при регламентации антропогенных воздействий. Установлено, что пастбищные нагрузки существенно снижают запасы гумуса в почвах.
Во время экспедиционных работ в 19992002 гг. были обнаружены хорошо сохранившиеся фрагменты скелета мамонта, ног мамонта с мясом и кожей, имеющие большое музейное и научное значение. Указанные находки будут исследоваться новейшими молекулярно-генетическими методами в Японии. В результате экспедиционных работ в Аллаиховском улусе найдено около 100 костных
остатков мамонтов и других ископаемых животных. Эти находки дадут много новой информации по мамонтовой фауне Якутии и пополнят коллектор Музея мамонта. Выявлено, что север Якутии был одним из районов, в котором сохранялись некоторые представители мамонтовой фауны в голоцене. Показано, что территория Якутии является областью происхождения современныхлосей.
Большое значение в деятельности института придается прикладным исследованиям. Разработаны рекомендации по отводу под самозарастание земель, нарушенных горными работами. Рекомендации составлены на основе анализа рекультива-ционных работ на Севере, исследований формирования растительного покрова на дражных отвалах, их геохимической специфики, характеристики почвогрун-тов на разновозрастных отвалах.
По результатам комплексных исследований на отвалах Алданского улуса разработаны и изданы рекомендации по рекультивации нарушенных земель*. Сотрудники института принимают активное участие в составлении проектов охраны окружающей среды (ОВОС) и оценки воздействия на окружающую среду (ВОС) при проектировании и строительстве крупных про-мышленныхобъектов на территории РС(Я): Нюрбинско-го ГОКа АК АЛРОСА-НЮРБА, Талаканского нефтегазового месторождения и магистрального нефтепровода Талакан -Витим, Якутской нефтебазы, освоении добычи золота методом кучного выщелачивания на Кура-нахской ЗДК и многих других. Результаты научно-исследовательских работ используются Министерством охраны природы РС(Я) для обоснования необходимости организации системы экологического мониторинга, в разработке мероприятий по охране и рациональному использовании природных ресурсов.
Результаты исследований сотрудников лабораторий прикладной геоботаники и экологического
Почвоведы института во время полевых исследований.
* Рекомендации по отводу под самозарастание земель, нарушенных горными работами. - Якутск: Изд-во ЯНЦ СО РАН, 2001. - 80 с.
нормирования применены при составлении методического пособия по рекультивации земной поверхности.
В разработке ряда экологических проблем институт сотрудничает с ведущими в этой области научными учреждениями РАН (Институт биологии развития им. Кольцова - Москва, Зоологический институт - Санкт-Петербург), СО РАН (Институт биофизики - Красноярск, Институт почвоведения и агрохимии, Институт цитологии и генетики - Новосибирск, Лимнологический институт - Иркутск, Институт общей и экспериментальной биологии -Улан-Удэ), Уральского отделения РАН (Институт биологии) и другими институтами и вузами России.
Международные контакты института весьма обширны. Наши сотрудники участвуют в международных конференциях и семинарах (Германия, Норвегия), в выполнении совместных международных проектов, их статьи публикуются в зарубежных изданиях (Франция, Голландия, Дания).
В 1998-2000 гг. выполнена совместная (с американскими фирмами «Эко Бей Майнз» и ААТА) работа по оценке воздействия на окружающую среду метода кучного выщелачивания, с помощью которого добывается золото (Куранахский проект).
В 1999-2000 гг. сотрудниками института успешно проведена совместная саха-японская экспедиция в Нижнеколымский улус по проекту «Возрождение мамонта». На территории этого улуса найден фрагмент шкуры мамонта. С японской стороны в работе экспедиции приняли участие ученые из университетов городов Кинки, Кумамото, Коага-сима, а также журналисты ведущих японских телерадиокомпаний.
Установлены научные контакты с Институтом Полярных и Морских исследований Альфреда Вегенера (Потсдам, Германия). На стадии разработки находится совместный проект по исследованию голоценовой истории озер Якутии.
Сотрудниками Музея мамонта ведутся работы по международному проекту «Исследование макро- и микроорганизмов, извлеченных из вечной мерзлоты» совместно с префектурой Гифу (Япония), Международным научно-техническим центром (Москва) и НПО «Вектор» (Институт вирусологии СО РАН, г. Новосибирск).
В целях интеграции академической и вузовской науки, оптимального использования интеллектуального потенциала на базе нашего института и биолого-географического факультета Якутского госуниверситета были созданы межведомственные учебно-научные лаборатории: водных экосистем, экологии и географии мерзлотных почв, биоиндикации.
Институт активно участвует в научной жизни республики. Его сотрудники были инициаторами и организаторами республиканских научно-практических конференций: «Экология бассейна реки Вилюй» (1993), «Экологические проблемы Заречья» (1994), «Проблемы сельскохозяйственной экологии» (1995), «Прикладная экология Севера» (1998, 2002, 2003), «Экологическая безопасность бассейна р. Лена» (1999,2002); международных - семинара-симпозиума «Экологические традиции аборигенов Севера в интересах выживания человечества» (1993) и научно-методического семинара "Биоиндикация загрязнения северных экосистем" (1996).
В год создания института (1993) в нем работало 32 научных сотрудника, из них - два доктора и семь кандидатов наук, через десять лет - четыре доктора и восемнадцать кандидатов наук.
В настоящее время в институте сложился коллектив, которому по силам на современном уровне выполнять прикладные экологические программы как республиканского, так и федерального масштаба.
Новые книги
Лазарев П. А. Кадастр местонахождений фауны млекопитающих позднего кайнозоя Якутии. - Новосибирск: Наука, 2002. - 55 с.
В кадастр включены описания местонахождений, наиболее богато насыщенных ископаемыми остатками фауны млекопитающих и имеющих биостратиграфическое значение. Даны краткие геолого-палеонтологические характеристики опорных местонахождений, а также сведения об уникальных захоронениях скелетных и трупных остатков некоторых представителей мамонтовой фауны Якутии. Приведены послойное описание геологических разрезов с указанием мощности слоя, радиоуглеродная и геологическая датировки, таблицы учета остатков фауны млекопитающих, иллюстрации и литература.
Книга рассчитана на палеонтологов, геологов, зоологов, географов, экологов, краеведов.
