Геоботанические, почвенные, лесотаксационные и зоологические исследования

­

Участники проекта (Гераськина А.П., Шевченко Н.Е.) в ходе реализации грантов РФФИ по изучению малонарушенных лесов Европейской части России (в том числе Северо-Западного Кавказа) и Урала, а также РНФ по изучению процессов аккумуляции углерода в лесных экосистемах, совместно с почвоведами и другими специалистами отработали методики сопряженных геоботанических, почвенных, лесотаксационных и зоологических исследований.

Исследования проводились не только с использованием традиционных подходов, но и с учетом структурного разнообразия леса – путем выделения и детального обследования лесных микросайтов (подкроновые пространства, окна – прорывы в пологе леса, валеж разных стадий разложения). Это позволило, в частности, для исследования дождевых червей, получить максимально полную информацию о составе видов, морфо-экологических и хорологических групп, поскольку без обследования различных лесных микросайтов возможен недоучет видов и даже групп дождевых червей (Гераськина, 2016; Ashwood et al., 2019).

В рамках этих проектов были получены лесотаксационные и почвенные данные на 18-ти пробных площадях размером 0,25 га на автоморфных и транзитных позициях, которые могут быть использованы для обучающих выборок при построении моделей. Охарактеризованы 18 почвенных разрезов и 336 почвенных проб (с учетом почвенных горизонтов проанализировано более 1100 почвенных образцов), в которых определены мощности и плотности горизонтов, соотношение С/N, BS-насыщенность основаниями, рН, содержание общего азота и углерода, доля тонких частиц, содержание Ca, Na, K, Al, Fe, Mn, Zn, P, S), тип почвы определен по WRB (2015).

image
image
image

ПУБЛИКАЦИИ

Shevchenko N., Geraskina A. Structural and species diversity on North and South slopes in coniferous-deciduous forests of the North-Western Caucasus // Ecological Questions 34 (2023) 1: 17–33

Шевченко Н.Е., Гераськина А.П. ВИДОВОЕ И СТРУКТУРНОЕ РАЗНООБРАЗИЕ ХВОЙНО-ШИРОКОЛИСТВЕННЫХ ЛЕСОВ БАССЕЙНА РЕКИ ПШЕХИ НА СЕВЕРО-ЗАПАДНОМ КАВКАЗЕ // ЛЕСОВЕДЕНИЕ, 2023, № 6, с. 637–654

Гераськина А.П., Шевченко Н.Е. Оценка приуроченности морфо-экологических групп дождевых червей (Oligochaeta, Lumbricidae) к основным типам леса бассейна реки Большая Лаба (Северо-Западный Кавказ) // Зоологический журнал. 2021. Т. 100. № 1. С. 3-16. DOI: 10.31857/S0044513421010013 (ИФ 0,17) WoS, Scopus, RSCI, Q4

перевод: Geraskina A.P., Shevchenko N.E. Biotopic allocation of morpho-ecological groups of earthworms (Oligochaeta, Lumbricidae) to the main forest types in the Bol’shaya Laba River basin (Northwestern Caucasus) // Biology Bulletin. 2021. Vol. 48. No. 8. P. 20–32. DOI: 10.1134/S1062359021080082 WoS Сore Collection, Scopus, Q3

Geraskina A., Shevchenko N. Distribution of epi-endogeic and endogeic earthworm species (Oligochaeta: Lumbricidae) in the forest belt of the Northwest Caucasus // Zootaxa. 2021. Vol. 4975. No. 3. P. 561-573. DOI: 10.11646/zootaxa.4975.3.6 (ИФ 1,091) WoS Сore Collection, Scopus, Q2

Kuznetsova A.I., Geraskina A.P., Lukina N.V., Smirnov V.E., Tikhonova E.V., Shevchenko N.E., Gornov A.V., Ruchinskaya E.V., Tebenkova D.N. Linking vegetation, soil carbon stocks, and earthworms in upland coniferous–broadleaf forests // Forests. 2021. Vol. 12. No 9. Article1179. DOI: 10.3390/f12091179. (ИФ 2,116) WoS Сore Collection, Scopus, Q1

Shevchenko N., Geraskina A.P., Kuprin A., Grabenko E. The role of canopy gaps in maintaining biodiversity of plants and soil macrofauna in the forests of the northwestern Caucasus // Ecological Questions. 2021. Vol. 32. No. 2. P. 93-110. DOI:12775/EQ.2021.017 (ИФ 1,1) WoS Сore Collection, Scopus, Q3

Phillips H.R.P., Bennett J.M., Beugnon R. …, Geraskina A.P., …., & Zhang W. Global data on earthworm abundance, biomass, diversity and corresponding environmental properties // Scientific data. 2021. Vol. 8. No 1. DOI: 10.1038/s41597-021-00912-z WoS Сore Collection, Scopus, Q1

Кутовая О.В., Никитин Д.А., Гераськина А.П. Технология no-till как фактор активности почвенных беспозвоночных в агрочерноземах Cтавропольского края // Сельскохозяйственная биология. 2021. Т. 56. № 1. С. 199-210. DOI: 10.15389/agrobiology.2021.1.199rus (SJR 0,194) Scopus, RSCI, Q4

Шевченко Н.Е., Браславская Т.Ю. Широколиственные леса Северо-Западного Кавказа. I. Порядок Carpinetalia betuli P. Fukarek 1968 // Растительность России. СПб., 2021. № 42. С. 118–145.

Shekhovtsov S.V., Shipova A.A., Poluboyarova T.V., Vasiliev G.V., Golovanova E.V., Geraskina A.P., Bulakhova N.A., Szederjesi T., Peltek S.E., Species Delimitation of the Eisenia nordenskioldi Complex (Oligochaeta, Lumbricidae) Using Transcriptomic Data // Frontiers in Genetics. 2020. Vol. 11. Article 598196. doi.org/10.3389/fgene.2020.598196. (ИФ 3,789) WoS Сore Collection, Scopus, Q2

Шеховцов С.В., Рапопорт И.Б, Полубоярова Т.Н, Гераськина А.П., Пельтек С.Е. Морфотипы и генетическая изменчивость Dendrobaena schmidti (Lumbricidae, Annelida) // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2020. Т. 24. №.1. С. 48-54. DOI: 10.18699/VJ20.594 (ИФ 0,15) WoS, Scopus, RSCI, Q4

Ivanova E.S., Geraskina A.P., Spiridonov S.E. Two new species of Phasmarhabditis Andrássy, 1976 (Nematoda: Rhabditidae) associated with land snails in North-West Caucasus: description and molecular affiliation // Nematology. 2020. Vol. 22. Nо. 2. P. 179-197. DOI: 10.1163/15685411-00003299 (ИФ 1,4) WoS Сore Collection, Scopus, Q2.

Geraskina A., Shevchenko N. Main forest types and distribution of earthworm in Arkhyz area of the Teberda Biosphere Reserve (Russia, North-Western Caucasus) // Praca zbiorowa pod redakcją naukową Mieczysława Kunza, Toruń 2020.

Shevchenko N., Geraskina A., Kuprin A. Biodiversity of under-crown spaces and canopy gaps of forests of the Caucasian Biosphere Reserve (Russia, North-Western Caucasus)// Praca zbiorowa pod redakcją naukową Mieczysława Kunza, Toruń 2020.

Geraskina A.P., Shevchenko N.E. Spatial distribution of the epigeic species of earthworms Dendrobaena octaedra and D. attemsi (Oligochaeta: Lumbricidae) in the forest belt of the Northwestern Caucasus // Turkish Journal of Zoology. 2019. Vol. 43. No 5. Р. 480-489. DOI: 10.3906/zoo-1902-31 (ИФ 0,66) WoS, Scopus, Q3

Geraskina A.P. Transformations of earthworm communities during post-logging successions in the forests of the Northwest Caucasus // Forest Science Issues, Vol. 2 (2), 2019. DOI 10.31509/2658 2658-607x607x-2019 -2-2-1-11

Гераськина А.П., Шевченко Н.Е. Биотопическая приуроченность дождевых червей в малонарушенных лесах Тебердинского заповедника // Лесоведение 2018. № 6. С. 464-478. DOI: 10.1134/S0024114818060037 (SJR 0,158) Scopus, RSCI, Q3.

перевод: Geraskina A.P., Shevchenko N.E. Biotopic association of earthworms in intact forests of Teberda nature reserve // Contemporary Problems of Ecology. 2019. Т. 12. № 7. С. 731-742. DOI: 10.1134/S1995425519070047 WoS Сore Collection, Scopus, Q3

Шевченко Н.Е., Кузнецова А.И., Тебенькова Д.Н., Смирнов В.Э., Гераськина А.П., Горнов А.В., Грабенко Е.А., Тихонова Е.В., Лукина Н.В. Сукцессионная динамика растительности и запасы почвенного углерода в хвойно-широколиственных лесах Северо-Западного Кавказa // Лесоведение. 2019. № 3. С. 163-176. DOI: 10.1134/S0024114819030082 (SJR 0,158) Scopus, RSCI, Q3

Гераськина А.П. Динамика комплекса дождевых червей в ходе послерубочных сукцессий в лесах Северо-Западного Кавказа // Вопросы лесной науки. Т 1 (1), 2018. DOI:10.31509/2658-607x-2018-1-1-1-14

> 1000

Геоботанических описаний

> 4000

Почвенно-зоологических проб

> 900

Фрагментов валежа

Методы машинного обучения

­

С помощью программы моделирования MaxEnt потенциальной площади распространения доминантов хвойно-широколиственных лесов Северо-Западного Кавказа, показано, что потенциальная площадь модельных видов деревьев значительно шире их реального ареала. Анализ историко-географических материалов показал, что основной причиной сокращения площади лесов региона стали не климатические, а антропогенные изменения (Shevchenko, Geraskina, 2019). Благодаря моделированию MaxEnt с учетом истории изменения лесистости территории Северо-Западного Кавказа дана оценка современных и потенциальных ареалов некоторых видов дождевых червей на изучаемой территории и проанализирован вклад различных биоклиматических показателей. Установлено, что для 5-ти изученных доминирующих видов дождевых червей потенциальные ареалы шире реальных, сокращение локальных ареалов связано с уменьшением площади хвойно-широколиственных лесов. Наиболее значимыми биоклиматическими факторами, которые внесли наибольший вклад в распространение дождевых червей: количество осадков в самый засушливый месяц, высота над уровнем моря, изотермичность (Geraskina, Shevchenko, 2019, 2021).

Участники коллектива исследовали возможность применения методов машинного обучения для геопространственного моделирования запасов углерода объектов локального (Плотникова и др., 2022) и регионального уровня (Нарыкова, Плотникова 2022). Объектами исследований на локальном уровне послужили леса Данковского участкового лесничества Московской области и части территории природного парка «Воскресенское Поветлужье» Нижегородской области. Была выполнена количественная оценка влияния различных предикторов на составляющие цикла углерода (накопление в пулах растительности и почв) с помощью регрессионных моделей, реализованных методом машинного обучения Random forest.

На региональном уровне были построены регрессионные модели запасов углерода в минеральных горизонтах почв Республики Карелия и Карельского перешейка. Моделирование было реализовано посредством онлайн платформы Google Earth Engine.

image
image

ПУБЛИКАЦИИ

Geraskina А., Shevchenko N. Spatial distribution of the anecic species of earthworms Dendrobaena nassonovi nassonovi (Oligochaeta: Lumbricidae) in the forest belt of the Northwestern Caucasus // Forests. Vol. 14. Iss. 12. ID 2367. doi 10.3390/f14122367

Гопп Н.В., Мешалкина Ю.Л., Нарыкова А.Н., Плотникова А.С., Чернова О.В. Картографирование содержания и запасов органического углерода почв на региональном и локальном уровнях: анализ современных методических подходов // Вопросы лесной науки, 2023, Т. 6. № 1. Статья № 120/ DOI 10.31509/2658-607x-202361-120

Нарыкова А.Н., Плотникова А.С., Гераськина А.П., Шевченко Н.Е. Подготовка предикторов для геопространственного моделирования сообществ дождевых червей Северо-Западного Кавказа // В сборнике: Региональные проблемы дистанционного зондирования Земли. Материалы X Международной научной конференции. Научный редактор Е.А. Ваганов, отв. редактор Г.М. Цибульский. Красноярск, 2023. С. 242-245.

Нарыкова А.Н., Плотникова А.С. ПОДГОТОВКА ПРЕДИКТОРОВ ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ КЛИМАТОРЕГУЛИРУЮЩИХ ЭКОСИСТЕМНЫХ УСЛУГ ЛЕСОВ НА РЕГИОНАЛЬНОМ УРОВНЕ С ПОМОЩЬЮ GOOGLE EARTH ENGINE // Научные основы устойчивого управления лесами: Материалы Всероссийской научной конференции с международным участием, посвященной 30-летию ЦЭПЛ РАН – М.: ЦЭПЛ РАН, 2022. С. 182-184.

Нарыкова А.Н., Плотникова А.С. Анализ информативности предикторов модели запасов лесного почвенного углерода Республики Карелия и Карельского перешейка // Экология. Экономика. Информатика. Серия: Системный анализ и моделирование экономических и экологических систем. Выпуск 7. – Ростов н/Д.: Изд-во ЮНЦ РАН, 2022. C. 38–41.

Shevchenko N., Geraskina А. Northwest Caucasus forest spreading evaluation by GIS modeling and historical and geographic data analysis // Ecological Questions 30 (2019) 2: 47–55

WEB-ГИС

У коллектива есть успешный опыт создания геоинформационных ресурсов при реализации научных проектов на различных пространственных уровнях. Создана WEB-ГИС для представления результатов картографирования пожарных режимов Печоро-Илычского заповедника и его окрестностей (Плотникова, Харитонова, 2020).

Для национального исследования бюджета углерода лесов России в условиях глобальных изменений климата были применены геосервисы в качестве аналитической и интерактивной инфографики для представления результатов анализа динамики лесного покрова, запасов древесины и пожарных эмиссий углерода российских лесов (Плотникова и др., 2021).

image
image
image

ПУБЛИКАЦИИ

Плотникова А.С., Харитонова А.О., Ершов Д.В., Сочилова Е.Н. Опыт применения геоинформационных сервисов в экологических исследованиях лесных экосистем // Геодезия и картография. – 2021. – № 12. – С. 34-45. DOI: 10.22389/0016-7126-2021-978-12-34-45

Plotnikova A.S., Kharitonova A.O. WEB-based GIS for mapping fire regimes of Pechoro-Ilych reserve and its environs // Forest Science Issues, 2021, Vol. 4, No. 1, pp. 1-8. DOI 10.31509/2658-607x-2021418

Плотникова А.С., Харитонова А.О. Применение Web-ГИС при картографировании пожарных режимов Печоро-Илычского заповедника и окрестностей // Вопросы лесной науки. 2020. Т 3. № 4. С. 1-10. DOI 10.31509/2658-607x-2020-3-4-1-10.

Плотникова А.С., Харитонова А.О. Опыт использования WEB-ГИС в исследованиях пожарных режимов локального уровня // Научные основы устойчивого управления лесами: Материалы IV Всероссийской научной конференции с международным участием – М.: ЦЭПЛ РАН, 2020. С. 235-237.

Популяризация

Коллектив имеет опыт проведения учебно-просветительского проекта по экологическому воспитанию и образованию школьников младших классов. Проект призван показать школьникам уникальную экологическую роль таких почвообразователей как дождевые черви. Полученные результаты представлены посредством интерактивной карты.

image
image
image