Эволюцию растительного покрова современной территории г. Ульяновска и его окрестностей, начиная от позднеледниковья, можно представить следующим образом. 11000 − 10300 лет назад (л.н.): «тундростепь» из полынно-маревых, хвощовых, папоротниковых, кустарничково-зеленомошных сообществ. 10300 − 9500 л. н.: полынно-марево-злаковые ценозы, отдельные островки разреженных сосновых лесов. 9500 − 8500 л. н: полынно-маревозлаковые, злаковые степи, сосновые леса. 8500 − 8000 л. н.: дерновинно-злаковые, злаковоразнотравные луговые степи, сосновые леса. 8000 − 6000 л. н.: разнотравно-злаковые, реже дерновинно-злаковые луговые степи, берёзовые, берёзово-сосновые леса, появление широколиственных пород. 6000−4500 л. н.: сосново-широколиственные, широколиственные леса, разнотравно-злаковые луговые степи, максимальное облесение. 4500 − 3200 л. н.: широколиственные, сосново-широколиственные леса, появление агроценозов. 3200−2500 л.н.: сосновые, сосново-берёзовые леса, сокращение широколиственных пород, расширение дерновинно-злаковых степей и агроценозов. 2500−700 л. н.: появление вторичных лесов и луговых степей (типчаковых, полынно-злаковых,), расширение агроценозов. 700−350 л. н.: сосновые, сосново-берёзовые, сосново-широколиственные леса, сокращение агроценозов. 350 л. н. – по настоящее время: резкое сокращение лесов, господство вторичных сосновых, широколиственных, мелколиственных, смешанных лесов и вторичных луговых степей, расширение агроценозов и селитебных территорий. Таким образом, растительность со времен позднеледниковья менялась от степной (11000 − 8000 л.н.) к лесостепной (8000 − 700 л.н.) и вновь к степной (700 л.н. − современное время). Наименьшая облесённость наблюдалась от 11000 до 9500 л.н. (3-4%) и от 350 л.н. по настоящее время (6-7%). Наибольшее облесение лесостепи − от 6000 до 3200 лет назад, когда соотношение леса и степи было равным.

Во многих систематических группах млекопитающих эволюция социальности ведет к образованию крупных группировок (group-size evolution). Однако у грызунов к наиболее социальным относятся виды с семейными группами, объединяющими относительно небольшое число особей. Семейно-групповой образ жизни у наземных беличьих (Sciuridae) и некоторых видов серых полёвок (Microtus) приводит к тому, что уменьшается доля участвующих в размножении самок, сокращается число детенышей в выводках, а также увеличивается возраст самок, впервые приступающих к размножению. Статистический анализ литературных данных, проведенный в настоящем исследовании, показал, что переход к семейно-групповому образу жизни приводит к падению репродуктивного потенциала у многих видов мышевидных грызунов: самки приносят меньше выводков и, соответственно, меньше детенышей за сезон размножения. Однако у видов с семейно-групповой социальной организацией показатели успешности размножения могут повышаться за счет задержки расселения молодняка, который переживает суровый зимний период в составе семейных групп, а также широко развитой кооперации, связанной с защитой территории, фуражированием, охраной кормовых запасов и воспитанием потомства. Можно полагать, что виды с семейно-групповой социальной организацией производят на свет меньше молодняка, но «лучшего качества». В конечном итоге совокупная приспособленность у социальных видов грызунов может оказаться более высокой, чем у видов, относящихся к категории условно одиночных.

Описаны особенности сезонных изменений числа видов, биомассы и соотношения таксономических групп фитопланктона проточного и зарегулированного участков р. Урал. На незарегулированном участке реки максимальное число видов зарегистрировано в июле, в верхней и нижней зонах водохранилища – в октябре. Максимальная биомасса фитопланктона на незарегулированном участке реки и в нижней зоне водохранилища наблюдалась летом, в верхней зоне – весной. Обсуждается влияние сочетания ряда параметров водных объектов и факторов среды: типологии, морфометрии, скорости течения, поступления веществ с водосбора и из лежащих выше участков, температуры на количественные характеристики сообществ. Показана ведущая роль температуры воды для развития фитопланктона незарегулированных участков реки и низовья водохранилища, которые характеризуются условиями среды, препятствующими обильному развитию фитопланктона: высокими скоростями течения, поздним наступлением биологической весны и низкой обеспеченностью питательными веществами. Величины биомассы на незарегулированных участках реки соответствуют β-мезотрофно – β-эвтрофным водам, в верхней зоне водохранилища – β-мезотрофным, на приплотинном участке – α-β-мезотрофным. По индексу сапробности вся исследованная акватория характеризуется β-мезосапробными условиями.

Для установления соответствия «записи спячки» на поверхность резцов и данных термонакопителя исследованы зубы взрослой самки хомяка Брандта (Mesocricetus brandti), которая перезимовала в полуестественных условиях. Самка провела зиму в самостоятельно вырытой норе внутри зимовочного короба с октября 2018 по май 2019 г. Зверьку внутрибрюшинно был имплантирован термонакопитель, фиксирующий температуру тела с интервалом 20 мин. Регулярные бауты спячки отмечались с середины октября. При этом длительность периодов гипотермии увеличивалась, а минимальная температура тела снижалась, достигая минимальных значений в марте. Далее процесс шел в обратном направлении до окончания периода гетеротермии. В апикальной части резца выявлены широкие хорошо различимые приросты суточной природы, образованные до наступления периода гетеротермии. В базальной части ближе к зоне роста приросты были узкие четкие, их число в целом соответствовало количеству эпизодов нормотермии. У самого основания резца, как и в апикальной его части, опять выявлялись типичные суточные приросты. Однако корреляции длительности эпизодов нормотермии и ширины приростов не обнаружено. В отличие от хомяка Радде (Mesocricetus raddei), у которого число и характер приростов соответствовали числу и продолжительности эпизодов нормотермии в период спячки, и обыкновенного хомяка (Cricetus cricetus), у которого «зона спячки» не записывается на резцах, хомяк Брандта демонстрирует промежуточную картину, что мы объясняем различиями в условиях зимовки данных видов.

Проведен анализ метеорологических рядов и фенологических данных в рамках экологического мониторинга на территории южно-таежного Центрально-Лесного заповедника. За период 1984–2017 гг. среднегодовая температура воздуха составила 4.63±0.41°C, среднегодовой показатель осадков – 2.14±0.12 мм/день. Для 8 из 43 (19%) климатических характеристик обнаружены достоверные линейные тренды изменчивости: увеличение температуры воздуха в июле, августе, сентябре, декабре; увеличение температуры почвы в декабре; повышение количества осадков в ноябре и декабре; понижение осадков в сентябре. Выявлены три причины их направленных многолетних изменений: смещение сроков наступления зимы, нарушение внутригодовой динамики климатических изменений и смена типа осадков при удлинении осени – снег заменяется дождем. Из 11 видов сосудистых растений статистическая значимость многолетнего смещения фенодат доказана для Anemone nemorosa: чем длиннее осень и мягче начало зимы, тем раньше наступают сроки ее цветения. Рассмотрены два типа классификаций растений при выявлении межвидовой синхронности в варьировании фенологических событий. Проведена оценка компонентов изменчивости наступления феноявлений: на долю многолетних трендов смещения сроков наступления фенодат, обусловленных изменениями в климатической системе заповедника, приходится от 20 до 68% от общей дисперсии признака; межгодовые климатические флуктуации объясняют 5 – 34% ее изменчивости; высока доля изменчивости под действием неучтенных факторов (21 – 64%). Виды с высокой долей многолетней компоненты изменчивости признака (Anemone nemorosa: более 60%) рекомендуется использовать в качестве индикаторов климатических изменений в условиях исследуемой территории.

В длительном модельном эксперименте была изучена динамика численности почвенных микроорганизмов при загрязнении южного чернозёма железом, никелем и медью в разных концентрациях и комбинациях. В ходе работы в почвенных микробоценозах высевом на плотные питательные среды оценивали: общую численность гетеротрофных микроорганизмов – на мясо-пептонном агаре, количество железоокисляющих микроорганизмов – на селективной среде через 0, 30, 90 и 210 сут. после внесения в почву тяжелых металлов. Установлен различный характер влияния тяжелых металлов на почвенные микроорганизмы, выявлена степень стабильности почвенных микробоценозов южного чернозёма. После стимуляции развития гетеротрофных микроорганизмов в почвенных микробоценозах под влиянием железа и меди в концентрациях 10 и 50РГФ/ПДК, наблюдаемой через 30 сут. после загрязнения почвы индивидуальными металлами или их сочетаниями, через 90 сут. численность микроорганизмов этой группы уменьшалась до контрольных значений и ниже. Через 210 сут. микробоценозы возвращались в стабильное состояние. Никель, внесенный в почву в концентрации 50ПДК отдельно и в ряде сочетаний с другими тяжелыми металлами, не стимулировал развитие гетеротрофных микроорганизмов. Противоположные тенденции обнаружены в динамике численности железоокисляющих микроорганизмов. За исключением вариантов с внесением 10 и 50ПДК Cu (II), железо, никель и их комбинации в разных концентрациях ингибировали развитие железоокисляющих микроорганизмов в первый месяц после загрязнения почвы. Ингибирующее действие комбинации тяжелых металлов было сильнее, чем действие индивидуальных металлов. Через 90 сут. численность железоокисляющих микроорганизмов восстанавливалась до уровня контроля или превышала его. Через 210 сут. в микробоценозах отмечалось ингибирование развития железоокисляющих микроорганизмов или соответствие значению в контрольной почве.

Анализируются особенности, тренды и скорости развития новых лесных биогеоценозов на антропогеннонарушенных землях, в частности неиспользуемом пруду, созданном на тяжелосуглинистом субстрате в полупустыне Северного Прикаспия. На ранней стадии спонтанного зарастания пруда наибольшее влияние на его развитие оказало наличие источника семян в 300 м – дендрария Джаныбекского стационара Института лесоведения РАН со 120 видами интродуцированных древесных и кустарниковых растений. Первоначально на днище заброшенного пруда внедрились 34 пионерных вида, к 2018 г. сохранилось 29. Выявлено формирование интразональных ивово-лохово-тополевых сообществ квазитугайного типа с сорнотравно-влажно-луговым травостоем. На их развитие оказали влияние замкнутость существования, саморегуляция при довольно нестабильных условиях увлажнения, обусловленных периодическими затоплением талыми снеговыми водами и заболачиванием. Произошла дифференциация верхней части выведенной на поверхность материнской породы. Сформировалась лесная подстилка из слаборазложившихся листьев и веточек деревьев мощностью 1-2 см, запас которой в настоящее время довольно существенный и составляет 0.953±0.196 кг/м2 , а зольность достигает 13.85%. В составе золы абсолютно преобладает Ca, на порядок меньше содержание Mg, Fe, K. Образовался гумусовый горизонт, изменилась глубина вскипания. В целом почти за 40 лет зарастания ранее бесплодный субстрат приобрел черты слаборазвитой почвы, которая характеризуется проявлением гумусовоаккумулятивного процесса, постепенной гумификацией органического вещества и декарбонатизацией материала. Компактные разнообразные по структуре спонтанно возникающие саморазвивающиеся лесные биогеоценозы могут существенно преобразить нарушенные полупустынные территории. Особенности их строения и формирующийся видовой состав позволяют обоснованно подходить также к выбору предпочтительных для озеленения видов.

Исследованы сообщества жуков-жужелиц Carabidae промышленной, селитебной и рекреационной зон крупного промышленного центра (г. Нижнекамск, Республика Татарстан). Выявлен 31 вид, наибольшее видовое разнообразие и численность отмечены в рекреационной зоне (23 вида). В промышленной и рекреационной зонах доминировали сходные виды Carabus cancellatus Illiger, 1798, Pterostichus niger Schaller, 1783 и Pterostichus oblongopunctatus Fabricius, 1787, в селитебной зоне преобладал Pterostichus versicolor Sturm, 1824. Динамическая плотность жуков составила 12.1 экз./10 лов.-сут. в промышленной зоне, 7.5 экз./10 лов.-сут. – в селитебной и 16.4 экз./10 лов.-сут. – в рекреационной. Дискриминантный анализ показал существенные различия по структуре и динамической плотности жуков-жужелиц рекреационной зоны от двух других. Также многомерный анализ выявил отличия сообществ жужелиц хвойных лесов от лиственных лесов и лугов. Урбанизация также влияет на морфометрическую структуру жужелиц. Как объекты для морфометрического анализа были выбраны два вида – Pterostichus melanarius Ill., 1798 и P. niger – поскольку они входят как модельные в проект по морфометрической изменчивости жужелиц на Research Gates. Размеры жуков P. melanarius в рекреационной зоне меньше, чем таковых в промышленной. По морфометрической структуре популяции этого вида в исследованных зонах не различаются. Жуки P. niger увеличиваются в размерах от промышленной зоны к рекреационной. Морфометрическая структура популяций этого вида одинакова в селитебной и рекреационной зонах и значимо отличается в промышленной. Такие признаки, как ширина переднеспинки и расстояние между глазами вносят наибольший вклад в дискриминацию.