Проекты

Описание инициативы (проектной идеи)

Почвенные животные участвуют в разложении органического вещества, круговороте элементов и функционировании наземных экосистем. Однако их регулярному изучению на особо охраняемых природных территориях (ООПТ) препятствуют трудоёмкость определения до вида и необходимость привлекать специалистов по каждой группе. Это ограничивает возможности ООПТ оценивать функциональное разнообразие почвенной фауны и сопоставлять результаты между территориями.
Цель проекта - определить минимальные наборы непосредственно измеряемых признаков (трейтов) почвенных животных, позволяющие без определения организмов до вида оценивать функциональное разнообразие сообществ с точностью, сопоставимой с полным таксономическим и функциональным исследованием. Пригодность подхода будет проверена по способности различать сообщества контрастных местообитаний и выявлять их связи с условиями среды. Повторное применение единой схемы создаст основу для сопоставимого мониторинга функционального разнообразия в разных ООПТ без обязательного привлечения специалистов-таксономистов к обработке каждой серии проб. Проект не заменяет таксономическую инвентаризацию. Подход будет проверен на почвенных инфузориях, коллемболах, энхитреидах и мокрицах - организмах, различающихся размерами, биологией и сложностью определения.
Исследования пройдут в заповеднике «Утриш», Хопёрском заповеднике и Центрально-Лесном биосферном заповеднике. Их расположение в разных природно-климатических условиях позволит оценить переносимость подхода. В каждой ООПТ совместно с её сотрудниками будут выбраны по пять лесных участков с сомкнутым древостоем и открытых нелесных участков, разнесённых не менее чем на 1 км (всего 30 площадок). В фенологически сопоставимые сроки по единой схеме будут собраны пробы четырёх групп организмов и измерены характеристики почвы, подстилки и растительного покрова, включая влажность, кислотность, содержание углерода, азота и других элементов.
Для каждой группы будут применены две схемы оценки. Эталонная схема включит определение организмов до вида, учёт их численности и расчёт функционального разнообразия по полному набору доступных функциональных характеристик. В упрощённой схеме видовые названия использоваться не будут: у организмов непосредственно измерят только наблюдаемые морфологические и функционально значимые признаки. Для каждого признака будет учтено время измерения.
Различные комбинации признаков будут сопоставлены с эталонными данными. Для каждой комбинации будут рассчитаны точность оценки функционального разнообразия, доля правильно классифицированных площадок, сохранение связей с условиями среды и трудоёмкость обработки одной пробы. Для каждой группы будет определён минимальный набор признаков, при котором дальнейшее сокращение приводит к неприемлемой потере точности.
К завершению проекта будут созданы база данных по 30 площадкам и методические рекомендации для последующей апробации сотрудниками ООПТ. Рекомендации будут содержать минимальные наборы признаков, необходимый объём измерений, ожидаемую точность, трудоёмкость и границы применимости, требования к сбору материала, правила фотографирования и измерения организмов, процедуры обработки данных. Будут указаны ситуации, в которых необходим специалист-таксономист. В каждой ООПТ пройдут презентация и практическая демонстрация методики для сотрудников. Достижение результата будет подтверждено количественным сопоставлением упрощённых и эталонных схем и подготовкой рекомендаций по всем четырём группам.
В полевой сезон 2027 года будут проведены все экспедиционные работы. Затем команда выполнит определение организмов, измерение признаков, лабораторный анализ почвы и формирование базы данных. В 2028 году будут проведены анализ, оценка минимальных наборов, подготовка методических рекомендаций и рукописей научных публикаций. Все результаты будут получены не позднее августа 2028 года.
Проект выполнит команда специалистов-экологов. Руслан Сайфутдинов специализируется на коллемболах и будет руководить проектом и анализом данных; Максим Дегтярёв - на энхитреидах, Маргарита Данилова - на почвенных инфузориях, Фёдор Демин - на мокрицах. Руководитель возглавлял проект РНФ и участвовал ещё в пяти проектах РНФ, является автором и соавтором более 30 публикаций, включая работы в Nature, Nature Communications, Ecology Letters и Biological Reviews, и входит в редакционную коллегию Applied Soil Ecology. Исследования Максима, Маргариты и Фёдора посвящены соответственно энхитреидам, инфузориям и мокрицам; участники имеют публикации в зарубежных рецензируемых журналах первого квартиля Web of Science. Команда имеет опыт совместных проектов РНФ и экспедиций; её участники работали с материалами из всех выбранных ООПТ. С заповедниками достигнуты договорённости о доступе, организационной поддержке, помощи в выборе площадок и проведении демонстраций. Необходимое оборудование находится в распоряжении команды.