Проекты

Краткое описание

Проект «Исследование редких растений Сибири в контролируемой среде» направлен на сохранение редких и уязвимых видов флоры Красноярского края и Ханты-Мансийского автономного округа — Югры, занесённых в региональные Красные книги и характеризующихся сокращением численности, фрагментацией популяций и низкой способностью к естественному возобновлению. Многие из этих видов приурочены к остепнённым лугам, сухим склонам, лесным опушкам и горным биотопам, которые испытывают сильную антропогенную и климатическую нагрузку.

В рамках проекта будет проведён первичный научный скрининг 20 редких видов растений с оценкой их всхожести, укореняемости и жизнеспособности в условиях контролируемой среды. Получение исходного биологического материала осуществляется комбинированным способом: путём ограниченных полевых работ на территориях и вблизи особо охраняемых природных территорий (природный парк «Нумто», заповедник «Малая Сосьва» и другие участки), а также через научный обмен с партнёрскими организациями — Сибирским ботаническим садом, Сургутским государственным университетом и Сибирским государственным университетом науки и технологий. Такой подход позволяет снизить изъятие растений из природных популяций и обеспечить легальность происхождения материала.

По результатам скрининга будут отобраны 5 наиболее перспективных видов, для которых проведут углублённые экспериментальные исследования с использованием современных фитотронных и гидропонных систем, регулируемого светового спектра и физиолого-биохимических методов анализа. Исследования выполняются на базе уникальной инфраструктуры трёх университетов — СФУ (Красноярск), СурГУ (Сургут) и СибГУ — при экспертном участии специалистов Института физиологии растений им. К.А. Тимирязева РАН. Итогом станет разработка и валидация воспроизводимых технологических карт культивирования ex situ, предназначенных для практического использования ботаническими садами и особо охраняемыми природными территориями.

Проект реализуется междисциплинарной командой, объединяющей специалистов в области ботаники, физиологии растений, аналитической химии, контролируемых сред и экологического образования, при поддержке профильных научных и природоохранных партнёров. Это обеспечивает полный цикл работ — от полевых исследований и экспериментов до внедрения результатов.

Важной частью проекта является образовательный блок. На основе полученных научных данных будут разработаны и проведены программы дополнительного профессионального образования и исследовательские модули для студентов, а также практические курсы и занятия для школьников 10–16 лет. В проект будет вовлечено не менее 40 студентов и 2000 школьников, что позволит сформировать устойчивый общественный и кадровый эффект.

Результаты проекта создадут научно обоснованную основу для сохранения генофонда редких растений Сибири ex situ, повысят готовность профильных организаций к восстановлению популяций и расширят участие общества в решении задач сохранения биоразнообразия.

Цель

1. Разработать и внедрить воспроизводимые методы культивирования ex situ для 5 отобранных редких видов флоры Красноярского края и ХМАО–Югры (из 20 прошедших первичный скрининг), обеспечить их выращивание в контролируемой среде и вовлечь не менее 40 студентов и 2000 школьников в практическую природоохранную деятельность, создавая базу для дальнейшего сохранения и восстановления этих видов.

Задачи

1. Провести первичный научный скрининг (оценку всхожести, укореняемости и жизнеспособности) 20 редких видов растений для определения их перспективности к долговременному сохранению ex situ и последующей работе в контролируемой среде.
2. Отобрать 5 наиболее перспективных видов и провести их углублённые экспериментальные исследования для выявления оптимальных условий прорастания, роста и размножения в системах контролируемой среды.
3. Разработать и валидировать протоколы культивирования (технологические карты) для отобранных 5 видов, обеспечивающие их воспроизводимое выращивание ex situ и дальнейшую передачу ботаническим садам и ООПТ.
4. Систематизировать и оформить результаты исследований редких видов в виде доступных научных и образовательных материалов для учёных, ботанических садов, студентов и школьников.
5. Вовлечь школьников и студентов в практическое изучение и сохранение редких видов растений, формируя интерес к биологии, экологии и агробиотехнологиям и восполняя кадровый дефицит в природоохранной сфере.

Обоснование социальной значимости

Проблема, на решение которой направлен проект, связана с сокращением численности и деградацией природных популяций редких и уязвимых видов флоры Сибири, занесённых в Красные книги Красноярского края и Ханты-Мансийского автономного округа — Югры. Объектами проекта являются редкие сосудистые растения, приуроченные к остепнённым лугам, сухим склонам речных террас, лесным опушкам, а также горным и высокогорным биотопам. К таким видам относятся, в частности, Adonis sibirica, Adonis vernalis, Trollius asiaticus, Pulsatilla flavescens, Filipendula vulgaris, Aster sibiricus, Dendranthema zawadskii, Hedysarum consanguineum, Panzerina canescens, Paraquilegia microphylla, Rhodiola quadrifida, Rhododendron adamsii и другие.

Согласно официальным данным региональных Красных книг, большинство указанных видов характеризуются малочисленными, фрагментированными популяциями, сокращением ареала и деградацией местообитаний [1, 2]. Для ряда видов зафиксировано отсутствие устойчивого естественного возобновления. Так, Adonis sibirica в ХМАО–Югре отнесён к категории находящихся под угрозой исчезновения и сокращается вследствие разрушения местообитаний и антропогенного воздействия [2]. Filipendula vulgaris в Красноярском крае имеет категорию «находящийся под угрозой исчезновения» и в ряде районов в последние десятилетия практически не фиксируется в природе [1]. Реликтовые виды, такие как Paraquilegia microphylla, Rhodiola quadrifida и Dendranthema zawadskii, отличаются узкой экологической нишей и низкой семенной регенерацией, что подтверждено ботаническими исследованиями [3].

Существенная часть рассматриваемых видов находится на северной границе ареала или является ксеротермическими реликтами, сохранившимися фрагментарно в условиях лесной и таёжной зон Западной Сибири. Научные данные показывают, что практически полная трансформация остепнённых и лугово-степных сообществ в сельскохозяйственные угодья, а также рекреационная нагрузка, выпас и пожары привели к резкому сокращению численности степных и лесостепных видов на северном пределе распространения [4]. Даже при наличии охранного статуса природные популяции продолжают деградировать.

Проблема затрагивает не только природные экосистемы, но и людей, ответственных за их сохранение. Сотрудники особо охраняемых природных территорий, ботанические сады и специалисты-ботаники Красноярского края и ХМАО–Югры сталкиваются с отсутствием посадочного материала и научно обоснованных протоколов выращивания редких местных видов. Большинство указанных растений никогда системно не культивировались в условиях контролируемой среды, что ограничивает возможности их восстановления и реинтродукции. Одновременно школьники, студенты и волонтёры, вовлекаемые в экологические проекты, лишены доступа к живым коллекциям редких растений и участию в реальных природоохранных исследованиях.

Научные источники указывают, что для видов с низкой естественной регенерацией, таких как адонисы и прострелы, охрана местообитаний без создания коллекций ex situ является недостаточной мерой [3]. В мировой практике сохранения биоразнообразия выращивание редких видов в контролируемых условиях рассматривается как эффективный инструмент сохранения генофонда и подготовки материала для восстановления популяций в природе, однако для редких видов флоры Сибири такие технологии практически не разработаны.

Предлагаемый проект направлен на восполнение выявленных экологических и социальных дефицитов. Он предполагает разработку научно обоснованных методов культивирования редких сибирских растений в контролируемой среде, сохранение их генофонда ex situ и формирование жизнеспособного посадочного материала. Результаты проекта создадут практический инструмент для ООПТ и ботанических садов и одновременно обеспечат вовлечение школьников, студентов и молодых специалистов в современную природоохранную и научную деятельность, формируя устойчивый природоохранный и общественный эффект.

Источники (приложенные материалы)

[1] Красная книга Красноярского края. Растения и грибы / отв. ред. А.А. Прокопьев. — 2-е изд., перераб. и доп. — Красноярск: Министерство экологии и рационального природопользования Красноярского края, 2022. — 456 с.
[2] Красная книга Ханты-Мансийского автономного округа — Югры: животные, растения, грибы / отв. ред. В. П. Стариков. — 3-е изд., перераб. и доп. — Кемерово: Вектор-принт, 2024. — 520 с.
[3] Интродукция редких и исчезающих видов растений Сибири: монография / отв. ред. Н. С. Иванова. — Новосибирск: Наука, Сибирское отделение РАН, 2005. — 312 с.
[4] Глазунов В. А. Степные виды растений на северном пределе распространения в Западной Сибири // Вестник экологии, лесоведения и ландшафтоведения. — 2021. — № 2. — С. 211–215. — DOI: 10.24412/cl-36359-2021-211-215.

География проекта

Красноярский край, Ханты-Мансийский автономный округ — Югра

Объекты природы и (или) люди,
для которых будет реализован проект

1. Редкие виды растений Красноярского края и ХМАО–Югры
2. Школьники 10–16 лет Красноярского края и ХМАО–Югры, участвующие в учебных программах по биологии и экологии
3. Студенты-биологи и молодые исследователи