КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ


Номер проекта 23-24-00018

НазваниеСмогут ли бобры стать природно-ориентированным решением для сохранения экосистем пойменных водоемов лесостепи в условиях климатических изменений?

Руководитель Башинский Иван Викторович, Кандидат биологических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова Российской академии наук , г Москва

Конкурс №78 - Конкурс 2022 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 04 - Биология и науки о жизни; 04-107 - Экология биосистем

Ключевые слова пойменные водоемы, изменение климата, средопреобразование, природно-ориентированные решения, гетерогенность, связанность, макрофиты, водные беспозвоночные, рыбы, амфибии, евразийский бобр, русская выхухоль, охрана окружающей среды, ГИС

Код ГРНТИ34.35.25


 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ


Аннотация
Проект посвящен глобальной проблеме сохранения пресноводных экосистем, биоразнообразие которых уменьшается гораздо быстрее по сравнению с наземными и морскими экосистемами. В современных условиях основные угрозы связаны с климатическими процессами, которые вместе с антропогенным нарушением гидрологического режима рек приводят к прекращению водообмена пойменных водоемов с основной рекой и между собой, что провоцирует существенные изменения водных сообществ. Особое значение эти процессы имеют в степи и лесостепи, так как эти регионы характеризуется низкой озерностью (в среднем около 0,45%). Кроме этого, для этих территорий характерна недостаточная лимнологическая изученность, что существенно затрудняет сохранение и защиту водных ресурсов. Параллельно с современным ухудшением состояния экосистем, в последние десятилетия происходило восстановление численности евразийского бобра. Вселение бобров способно вызывать значимые изменения в структурно-функциональной организации экосистем, увеличивать обводненность территории, влиять на биоразнообразие. В настоящее время в разных частях мира активно применяются природно-ориентированные решения, основанные на строительной деятельности бобров. В частности, распространена практика создания аналогов бобровых плотин на водотоках. Однако практически отсутствуют подобные мероприятия для озер и водоемов, а также решения, основанные на роющей деятельности бобров. Это связано с небольшим количеством исследований по теме, и с отсутствием полного понимания масштаба влияния бобров в лимнических экосистемах в условиях современных климатических изменений. Главной задачей проекта выступает качественная и количественная оценка влияния средопреобразующей деятельности бобров на пойменные водоемы, и разработка природно-ориентированных решений для сохранения и восстановления этих экосистем. Проект будет реализован в трех масштабах. Глобальный обзор литературных данных позволит проанализировать влияние современных климатических условий на экосистемы пойменных водоемов, описать основные риски и угрозы, выделить ключевые и наиболее уязвимые биотические компоненты. На региональном уровне с использованием дистанционных методов будет создана база данных пойменных водоемов, которая будет применяться для дальнейших исследований пространственной динамики и биоразнообразия, для разработки мер охраны и других целей. Во время экспедиционных исследований будет оценено состояние нескольких систем пойменных водоемов, в том числе описана динамика морфометрических параметров, структура растительных сообществ, биоразнообразие зоопланктона, водных беспозвоночных, рыб. Будет проведена оценка заселенности пойменных водоемов бобрами и составлен аннотированный перечень проявлений их средопреобразующей деятельности в пойменных экосистемах. Помимо этого, планируется уточнить район распространения русской выхухоли и описать потенциальные места ее обитания. На локальном уровне будет оценен вклад созданных бобрами структур (нор, каналов, плотин, древесных остатков) в гетерогенность и связанность местообитаний, и описана их роль для абиотических условий и биотических компонентов экосистем. Все эти данные позволят выделить факторы бобрового воздействия, которые наиболее важны для экосистем пойменных водоемов в условиях современных климатических изменений. По результатам анализа будут предложены природно-ориентированные решения, основанные на средопреобразующей деятельности бобров в пойменных экосистемах. Новизна проекта связана с применением подходов Международного союза охраны природы и природных ресурсов. Для оценки состояния пойменных водоемов планируется использовать инструментарий The IUCN Red List of Ecosystems, для разработки природно-ориентированных решений – The IUCN Global Standard for Nature-based Solutions. Результаты исследований будут опубликованы в журналах, индексируемых в базах данных Web of Science и SCOPUS, и будут представлены в докладах на международных конференциях.


 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ


 

Публикации

1. Башинский И.В.. Осипов В.В. Актуальные проблемы малых пойменных водоемов и возможные пути их сохранения Сто лет охраны: уроки заповедания. Сборник статей по итогам работы Всероссийской научной конференции, посвященной 100-летнему юбилею Воронежского заповедника. Воронеж: «Цифровая полиграфия», С. 106–115 (год публикации - 2023)

2. Осипов В.В., Рутовская М.В., Капустин Д.А., Башинский И.В. Современное состояние популяции и динамика численности выхухоли в Пензенской области Сто лет охраны: уроки заповедания. Сборник статей по итогам работы Всероссийской научной конференции, посвященной 100-летнему юбилею Воронежского заповедника. Воронеж: «Цифровая полиграфия», С. 195–201. (год публикации - 2023)


Аннотация результатов, полученных в 2024 году
Работа над реализацией проекта в 2024 году состояла из нескольких основных этапов – анализа дистанционных данных, обзора литературных источников, определения проб зоопланктона и водных беспозвоночных, и экспедиционных исследований в Пензенскую и Воронежскую области. На примере отдельных скоплений пойменных водоемов была показана межгодовая динамика экосистем пойменных водоемов. Повышение в последние годы уровня весенних паводков привело к изменениям структуры сообществ зоопланктона исследованных пойменных водоемов. Увеличилось видовое разнообразие, повысилась доля пелагических видов, зоопланктоноценозы стали более выровнены. Однако влияние паводка не имело долговременных последствий, и уже ко второй половине лета водоемы возвращались к состоянию предыдущих маловодных лет. Для оценки влияния бобров на пойменные водоемы на базе инвентаризации пойменных водоемов р. Хопер в пределах Пензенской области были выбраны 46 водоемов, на которых были визуально заметны норы, каналы и другие изменения береговой линии, вызванные роющей деятельностью бобров. Для этих 46 пойменных водоемов в среде QGIS были созданы три слоя. Один отражал максимально возможный уровень воды; второй соответствовал границам, созданным бобрами; и третий был минимальным уровнем, без активности бобров. На основе результатов дистанционного анализа изменения бобрами пойменных водоемов показано, что общая протяженность следов проявления деятельности бобров (старые норы, каналы) в районе исследования составила 7379 м. В результате роющей деятельности бобров периметр водоемов увеличился в среднем на 60 % и значительно увеличился индекс извилистости береговой линии. Основным фактором, влияющим на роющую активность бобров, была степень высыхания водоемов. Доля площади и периметра водоемов, измененных бобрами, абсолютная и относительная длина созданных бобрами структур, а также изменение извилистости береговой линии значительно увеличивались при больших колебаниях уровня воды. В рамках исследования влияния бобров на пространственную структуру водоемов были обследованы 14 пойменных водоемов в долинах рек Усмань, Воронеж и Хопер. В них были выделены микроместообитания, в которые для оценки биоразнообразия были установлены ловушки верши, которые проверялись раз в сути. Водных макробеспозвоночных дополнительно отбирали с помощью гидробиологического сачка. Для ихтиологических исследований помимо ловушек, использовали сеть Киналева. Все пойманные рыбы и земноводные выпускались обратно в воду. Эти исследования показали, что в целом при высоком уровне воды характерны лишь незначительные различия по видовому богатству водных беспозвоночных между измененными бобрами участками и контрольными. Однако численность беспозвоночных была заметно выше в созданных бобрами каналах и норах, это было характерно для всех водоемов независимо от их размера. Во время исследований в созданных бобрами каналах встречены пять видов рыб (Misgurnus fossilis, Carassius carassius, Esox lucius, Perccottus glenii, Perca fluviatilis.), тогда как в контрольных местообитаниях были найдены только ротан и окунь. Общее количество особей, пойманных в бобровых местообитаниях, было значительно больше, чем в незатронутой части водоемов. Кроме этого, было проанализировано влияние мозаичности местообитаний на распределение личинок земноводных внутри водоемов. Плотность головастиков чесночницы Pelobates vespertinus и озерной лягушки Pelophylax ridibundus в зоогенных местообитаниях была в 4-5 раз выше, чем в незатронутых бобрами частях водоема. На основе полученных данных о масштабе воздействия бобров на пойменные водоемы и роли созданных ими структур для биоты пойменных водоемов, была оценена возможность использования деятельности этого вида в качестве природно-ориентированного решения для восстановления и сохранения экосистем пойменных водоемов. На основе нашего анализа показано, что бобры помогают бороться почти со всеми глобальными вызовами, хотя масштабы эффекта разные. По итогам исследований можно предложить решения, основанные на деятельности бобров, которые снижают гидрологическую изоляцию и повышают разнообразие местообитаний – создание каналов между водоемами, увеличение извилистости береговой линии, создание аналогов бобровых нор и внос древесных остатков. Чтобы эти решения соответствовали стандартам IUCN, необходимо провести подготовительную работу для соответствия семи критериям. В рамках проекта мы подготовили обоснование соответствия «боброво-подобных» решений первым трем критериям – соответствие глобальным вызовам, понимание масштаба и рисков, понимание пользы для биоразнообразия. Наши данные позволяют также разработать план мониторинга и последующей доработки решений, для обеспечения долговременного эффекта таких мероприятий. Остальные критерии лежат в плоскости экономических оценок, юридических согласований и управленческих решений, поэтому для практической реализации таких мероприятий необходимо объединения усилий специалистов совершенно разных направлений. В 2024 году опубликованы три статьи в ведущих рецензируемых изданиях по результатам, полученным в рамках реализации проекта. Результаты проекта были обнародованы на Всероссийской научной конференции «Экологическая безопасность в условиях антропогенной трансформации природной среды», на 13-м Съезде гидробиологического общества при Российской академии наук, и на международной онлайн-конференции «Ponds and pondscapes for biodiversity, climate and people: International pond conference 2024». Информация об исследованиях опубликована на сайтах РГО https://rgo.ru/activity/redaction/news/06-29/, Воронежского университета http://www.vsu.ru/ru/news/feed/2024/06/18171, Воронежского заповедника https://zapovednik-vrn.ru/press-center/news/rol-malyh-vodomov-v-sohranenii-bioraznoobraziya/, ИПЭЭ им. А.Н. Северцова РАН https://sev-in.ru/node/3977, на портале "Экология России" https://ecologyofrussia.ru/bobry-spasayut-vodoemy-ot-peresykhaniya-i-adaptiruyut-ikh-k-izmeneniyu-klimata/

 

Публикации

1. Осипов В.В., Башинский И.В. Рыбное население как индикатор состояния систем пойменных водоёмов р. Хопер 13-й Съезд гидробиологического общества при Российской академии наук, посвященный 300-летию Российской академии наук, Десятилетию науки и технологий в России и 5-летию Архангельского отделения ГБО при РАН, 16–20 сентября 2024 г., г. Архангельск, Россия: тезисы докладов: электронное научное издание / Ред.: А. П. Новосёлов [и др.]. – Архангельск: Кира. , С. 44-45 (год публикации - 2024)

2. Башинский И.В., Прокин А.А. Малые водоемы: критерии и определение 13-й Съезд гидробиологического общества при Российской академии наук, посвященный 300-летию Российской академии наук, Десятилетию науки и технологий в России и 5-летию Архангельского отделения ГБО при РАН, 16–20 сентября 2024 г., г. Архангельск, Россия: тезисы докладов: электронное научное издание / Ред.: А. П. Новосёлов [и др.]. – Архангельск: Кира, 2024. , С. 9-10. (год публикации - 2024)

3. Кадетов Н.Г., Башинский И.В. Перспективы охраны экосистем пойменных водоёмов в условиях антропогенной трансформации Экологическая безопасность в условиях антропогенной трансформация природной среды [Электронный ресурс]: сборник материалов всероссийской научной конференции молодых ученых, посвященной памяти Г. А. Воронова, Н. Ф. Реймерса и Ф. Р. Штильмарка (25-27 апреля 2024 г.) / под ред. С. А. Бузмакова, Пермский государственный национальный исследовательский университет. – Электронные данные. – Пермь, С. 36-41. (год публикации - 2024)

4. Башинский И.В., Кадетов Н.Г., Сенкевич В.А., Стойко Т.Г., Кацман Е.А., Осипов В.В. Трансформации экосистем пойменных водоемов в условиях современных природных и антропогенных изменений и возможные природоохранные стратегии Успехи современной биологии, Т. 144, № 1. С. 80-96. (год публикации - 2024)
10.31857/S0042132424010063

5. Сенкевич В.А., Стойко Т.Г., Башинский И.В. Зоопланктон малых пойменных водоемов в условиях продолжительной лимнофазы (долина реки Хопер, Европейская Россия) Nature Conservation Research. Заповедная наука. , Т. 9(3). С. 92–105. (год публикации - 2024)
10.24189/ncr.2024.023

6. Башинский И.В., Андрюшкевич Е.Н., Кадетов Н.Г., Осипов В.В. Ecosystem engineering at the regional scale—Beaver impact on floodplain pondscapes Limnologica, 109(1):126214 (год публикации - 2024)
10.1016/j.limno.2024.126214