Лаборатория биогеографии

Научные исследования

Лаборатория – центр палеозоологических и историко-биогеографических исследований. Здесь сосредоточен большой коллекционный материал, трудится межинститутский коллектив (ИГ РАН, ГИН, ИПЭЭ, ИЭРиЖ), ведутся широкие экспедиционные работы, создана компьютерная база данных по позднеплейстоценовым и голоценовым находкам млекопитающих и растений Русской равнины (на 2006 г. собраны сведения о более чем 1500 позднеплейстоценовых и голоценовых местонахождений млекопитающих и растений Европы).
Разработана и апробирована методология реконструкций на основании результатов совместного анализа массива палеозоологических и палеофлористических данных позднего плейстоцена и голоцена с применением стандартных и математических методов. На основе собранных материалов выявлены закономерности пространственно-временных изменений разнообразия и распространения млекопитающих и высших растений Русской равнины, сопряженные с динамикой климата (на примере териофаун и флор брянского межстадиала, максимума последнего оледенения, основных периодов голоцена).
Разрез среднепалеогеновых
отложений. Италия
Разрез среднепалеогеновых отложений. Италия
Описаны структурные особенности фаун и флор ключевых хроносрезов, и представлена интегральная картина структуры биоты Восточной Европы последних 35 тыс. лет, реконструированы изменения границ ареалов млекопитающих и высших растений в сравнении с современностью и установлены основные тренды их пространственно-временной динамики. Материалы по Восточной Европе соединены с аналогичными материалами палеотериологических и палинологических исследований по Западной Европе, это позволит в ближайшем будущем провести реконструкцию палеоэкосистем климатически контрастных периодов плейстоцена и голоцена всей Европы. Подобные палеоэкологические реконструкции структуры экосистем проводятся впервые в мировой практике.
Коллекция остатков мелких млекопитающих
Коллекция остатков мелких млекопитающих
Комплексы млекопитающих
и териокомплексы на период максимума последнего оледенения
(24-17 тыс.л.н.)
Комплексы млекопитающих и териокомплексы на период максимума последнего оледенения (24-17 тыс.л.н.)
Лаборатория биогеографии – один из немногих в системе РАН коллективов, в котором развиваются фундаментальные исследования по классическим направлениям биогеографии, а именно, по географии биоразнообразия.
Видовое богатство флоры Восточной Европы
Видовое богатство флоры Восточной Европы
На основе базы данных по локальным флорам Восточной Европы (175 точек) обобщены результаты исследований по географическим закономерностям таксономического богатства флоры Восточной Европы и его связи с различными группами факторов (климат, георазнообразие, исторический и антропогенный факторы). Рассмотрено богатство флоры Восточной Европы на трех уровнях таксономической иерархии: вид, род, семейство. Получены данные о гамма-разнообразии региона; исследована зависимость этого показателя от площади; выявлены основные рубежи в изменении богатства различных таксономических рангов.
Зависимость числа видов сосудистых
растений от температуры вегетационного
периода
Зависимость числа видов сосудистых растений от температуры вегетационного периода
Проанализированы закономерности изменения богатства флоры под воздействием ведущих климатических факторов и возможности составления прогноза изменения флоры в результате глобальных климатических изменений; рассмотрено соотношение уровня богатства и местоположения рефугиумов флоры. Проведено пространственное деление территории по флористическому богатству и ведущим факторам среды, рассмотрено отклонение полученного деления от принятого зонального деления Восточной Европы. Полученные материалы существенно дополняют фундаментальные исследования лаборатории и делают выводы в области географии биоразнообразия и его современных трендов более аргументированными.
Видовое богатство млекопитающих на 17-18 вв.
Видовое богатство млекопитающих на 17-18 вв.
Одно из направлений работ по теме биоразнообразия – составление цифровых ареалов и карт видового богатства для различных групп биоты Северной Евразии. В крупнейшем в мире банке цифровых ареалов наземных позвоночных – 84 ареала земноводных, 730 ареалов млекопитающих. На его основе создаются различные карты биологического разнообразия, разрабатываются методы (алгоритмы) биогеографических исследований.
Биогеографическое районирование территории России
Биогеографическое районирование территории России
На основании многолетних экспедиционных исследований в ключевых регионах Российской Арктики, сотрудники лаборатории провели анализ динамики численности и изменения ареалов птиц: Европейского Севера (в т.ч. заливов Белого моря и о-ва Колгуев), п-вов Ямал и Гыдан, севера Западной Сибири, Чукотского АО. Составлены серии региональных карт распространения птиц Севера России. Выявлены изменения в распространении птиц в последние десятилетия, в том числе связанные с изменениями климата: обнаружены и описаны новые крупные участки гнездования водоплавающих и околоводных птиц, изменения путей миграции и структуры ареалов гусеобразных и куликов – наиболее массовых групп птиц Арктики.
Птенец канадского журавля (северная Чукотка)
Птенец канадского журавля (северная Чукотка)
Сотрудники лаборатории приняли участие в работе над Базой данных и составлении «Атласа ареалов гнездящихся куликов Российской Арктики» (совместно с ИПЭЭ РАН и Зоомузеем МГУ), в котором на качественно новом уровне проведены систематизация и обобщение ареалогических исследований птиц, выявлены изменения в распространении, численности и структуре ареалов 57 видов куликов в более чем 1500 пунктах исследований. Публикация «Атласа…» при поддержке Правительства Нидерландов намечена в 2007 г.
В рамках российско-норвежского сотрудничества создана и поддерживается База данных по колониям морских птиц Баренцевоморского региона.
Кулик
Кулик
Белощекая казарка
Белощекая казарка
Совместно с Улан-Баторским (Монголия) и Геттингенским (Германия) университетами в Северной Монголии на хребте Северный Хентей проводятся многолетние исследования структуры и динамики населения птиц. Межгодовые колебания населения птиц прослежены с 2003 до 2006 г. Пространственные изменения изучаются вдоль высотного градиента от среднегорного плато (1600 м над у.м.) до речных долин (900 м над у.м.) по склонам различных экспозиций. Особенности пространственной мозаики и временных различий птичьих сообществ представляют собой яркий индикатор важнейшего географического экотона Палеарктики – границы лесной и степной природных зон.
В степях Монголии
В степях Монголии
Обобщены данные по местонахождениям бурого медведя вдоль южной границы его ареала, выявлено расширение ареала и беспрецедентный рост численности этого вида в настоящее время. Среди ведущих факторов – экологическая пластичность вида, эффективное размножение, долголетие, высокая адаптивная способность к экстремальным условиям. Выявленный биогеографический феномен связан и с деградацией аграрного производства в регионе, депопуляцией населения и развитием на залежах лесных экосистем. Построена серия уникальных карт численности и плотности медведя на южном пределе ареала.
Объект исследований – бурый медведь
Объект исследований – бурый медведь
В последнее десятилетие в лаборатории активно развиваются работы по географии адвентивной флоры и других групп чужеродных видов. Ведутся исследования по выявлению географических закономерностей адвентивного процесса, оценке биогеографических последствий биотических инвазий и разработке оценки риска появления чужеродных видов на территории России. Построены серии карт распространения чужеродных видов.

Подход используется в создании проблемно-ориентированного Интернет-портала по инвазиям чужеродных видов в Российской Федерации, разрабатываемого совместно с сотрудниками ИПЭЭ РАН (http://www.sevin.ru/). Часть материалов представлена на сайте Североевропейской и балтийской сети NOBANIS (http://www.nobanis.org).
База данных по чужеродным видам растений Восточной Европы
База данных по чужеродным видам растений Восточной Европы
Одно из направлений работ в лаборатории – исследование географических закономерностей изменения ценофлор и проведение синтаксономии растительных сообществ. По результатам этих работ, проводимых совместно с сотрудниками других учреждений (ЦЭПЛ, ИПЭЭ РАН), опубликованы статьи и монографические обобщения, в первую очередь можно назвать первый в нашей стране Продромус по растительным сообществам бывшего СССР (Korotkov, Morozova, Belonovskaya, 1991).

Проведена инвентаризация данных и классификация лесов Восточной Европы. Выделено 43 ассоциации, из них 8 новых и два новых союза, которые включают еловые и сосновые леса крайнего севера бореальной зоны. Для каждого синтаксона приведено соответствие с единицами доминантной системы, что нашло отражение в создаваемой базе данных, которая может быть использована в качестве справочника и определителя лесных сообществ Восточной Европы.
Ассоциация Tilio-Carpinetum (Брянская область)
Ассоциация Tilio-Carpinetum (Брянская область)
Chamaepericlymenum suecicum – один из дифференцирующих видов ассоциации Empetro-Piceetum  (Мурманская область)
Chamaepericlymenum suecicum – один из дифференцирующих видов ассоциации Empetro-Piceetum (Мурманская область)
Ассоциация Rhodobryo-Piceetum (Костромская область)
Ассоциация Rhodobryo-Piceetum (Костромская область)
В лаборатории сохраняются традиции исследований природы Кавказа, начатые в 1950-е годы. Составлена база данных по растительности альпийского пояса Большого Кавказа и факторам, определяющим ее состояние (сведения о более чем 3600 видах растений, 450 геоботанических описаний, более 400 записей о рельефе, склоновых процессах и данных дешифрирования космических изображений). Участники работ создали серию карт современного состояния растительности ключевых территорий Большого Кавказа на основе дешифрирования космических снимков и имеющейся базы данных.
Campanula saxifraga Bieb
Campanula saxifraga Bieb
Проведена ревизия базы данных по продуктивности экосистем Северной Евразии. База систематизирована, обновлена и размещена на сайте www.biodat.ru/db/infro/index.htm.

Сравнительно-географический анализ продуктивности экосистем России выявил значительные различия в показателях продуктивности зональных, интразональных и антропогенно нарушенных экосистем. В результате обоснована необходимость коррекции экстраполяционных данных с учетом ландшафтной структуры регионов и сукцессионного статуса экосистем.
Экспедиционный отряд в Валдайском национальном парке
Экспедиционный отряд в Валдайском национальном парке
Разработаны методики оценки параметров динамики природных процессов на основе материалов Летописей Природы заповедной системы России. Для их апробации проведен сопряженный анализ многолетних рядов данных Летописи Природы о состоянии популяций животных и растений Центрально-Черноземного биосферного заповедника, в т.ч. проанализирована многолетняя (более 30 лет) динамика климата и сопряженная с ней динамика популяций и фенология птиц и млекопитающих, аналогичный анализ проведен для Баргузинского биосферного заповедника (совместно с сотрудниками заповедников).
Отбор проб торфа на верховом болоте (Валдайский национальный парк)
Отбор проб торфа на верховом болоте (Валдайский национальный парк)
В последние годы лаборатория развивает исследования по палеоэкологическим реконструкциям растительности с использованием закономерностей, выявленных в динамике современной растительности Северной Евразии.
Крупные обобщения уже сделаны для Арктических регионов (Шпицберген, Новая Земля, низовья Печоры), а в настоящее время на основе собранных данных по палинологии и ботаническому анализу – для болот Валдайского национального парка. Получены новые данные о состоянии растительности на основе споро-пыльцевого и ботанического анализа торфяных отложений (глубина около 7,5 м), проведено радиоуглеродное датирование исследованного профиля болот и электромагнитное зондирование торфяной толщи.
Сотрудники лаборатории принимали участие в создании информационной базы по биосферным функциям природных экосистем в рамках проекта Роснауки.

Начаты работы по созданию Реестра документов, в основе которых лежит учет «экосистемных услуг»; разработаны подходы к оценке эффективности природоохранных проектов с учетом «экосистемных услуг»; произведен анализ показателей, характеризующих природные ресурсы и услуги, значимые для не городского населения России, включая коренные народы; выявлена связь типа хозяйства и природопользования с основными группами параметров «экосистемных услуг».
Результаты исследований всегда были востребованы на практике, они находят применение в решении прикладных задач экологии и в современной России.

Сотрудники лаборатории участвовали в подготовке важных государственных документов, среди которых законопроекты «О растительном мире», «О землях традиционного природопользования...», «Об охране и использовании водно-болотных угодий», Национальная стратегия и Национальный план действий в области охраны живой природы России, «Методика кадастровой оценки земель природоохранного назначения…, 2002» (в Методике впервые в практике земельных оценок использованы критерии ценности биологического разнообразия и продуктивности природных экосистем), различные материалы для Российской делегации на Всемирных саммитах по устойчивому развитию последних лет.
М.А.Вайсфельд на международной конференции в Японии
М.А.Вайсфельд на международной конференции в Японии
Сотрудники лаборатории активно участвуют в работе международных конференций и совещаний, в разработке и выполнении различных международных проектов.
Рабочая встреча в Лейденском университете (Нидерланды)
Рабочая встреча в Лейденском университете (Нидерланды)