Проявление изменчивости климата Карелии в динамике сезонного развития растений коллекций Ботанического сада ПетрГУ

Результаты НИР по проекту

2018

Информационно-аналитическая система фенологических наблюдений в Ботаническом Саду ПетрГУ

Публикации

Содержание Проекта

Участники проекта

Прохоров Алексей Анатольевич (Р)

Платонова Елена Анатольевна (ОИ)

Еглачева Арина Вячеславовна

Кищенко Иван Тарасович

Кабонен Алексей Валерьевич

Описание фундаментальной научной задачи, на решение которой направлено исследование.

Разработка научных основ теоретического и прикладного использования многолетних данных фенологических наблюдений растений для решения проблемы рационального природопользования в условиях меняющегося климата Карелии.

Актуальность исследования

В последние десятилетия теоретические и практические вопросы, связанные с изменением климата, и участие ботанических садов в их решении приобретают все большую актуальность (6th Global Botanic Gardens Congress:Botanic Garden sinsociety: Visionsforthe future. 26-30 June, Geneva. http://www.bgci.org/files/6GBGC/Book%20of%20abstracts.pdf, 4th Global Botanic Gardens Congress: Addressing global change – a new agenda for botanic gardens. 24 June 2010, DUBLIN. http://www.botanicgardens.ie/4gbgc/summary, htmlhttp://www.botanicgardens.ie/4gbgc/conclusions.html).
Именно в ботанических садах собраны многолетние ряды фенологических дат, которые представляют большую ценность для анализа воздействия климата на различные группы растений. Например, в России такие ряды длиною более 100 лет были составлены в коллекциях Санкт-Петербургском государственном лесотехническом университете имени С.М. Кирова (Федотова, 2009). Архивы многолетних данных наблюдений имеются также во многих ботанических садах России и мира.
Актуальным вопросом для мирового сообщества является организация современных сетей управления информацией по феномониторингу, в том числе с участием ботанических садов. Продуктивная деятельность организаций, занимающихся феномониторингом, фенопрогнозированием, а также решением ряда прикладных задач рационального природопользования, определяется использованием современных методов хранения и обработки данных, разработанных научных подходов к анализу многолетних данных о сезонных явлениях, сопряженных с климатическими параметрами.

Направление из Стратегии научно-технологического развития Российской Федерации

8. Исследования в области понимания процессов, происходящих в обществе и природе, развития природоподобных технологий, человеко-машинных систем, управления климатом и экосистемами, а также исследования, связанные с этическими аспектами технологического развития, изменениями социальных, политических и экономических отношений

Цель исследований

Цель проекта - исследование проблемы адаптации растений различного географического происхождения в климатических условиях Карелии за последние 30 лет; создание научных основ феномониторинга и фенопрогнозирования на базе многолетних фенологических наблюдений коллекционных фондов Ботанического сада ПетрГУ.
Задачи:
1. Сбор информации – результатов наблюдений сезонного роста и развития интродуцированных и аборигенных видов растений за период 1986-2018 г. в Ботаническом саду ПетрГУ. Создание электронной Базы Данных для хранения и компьютерной обработки материалов наблюдений как основы феномониторинговых исследований.
2. Анализ информации о сопряженности феноритмов с изменениями климата за исследуемый период. Выявление степени варьирования климатических показателей. Оценка феноиндикационных особенностей исследуемых растений и возможностей их использования для фенопрогнозирования.
3. Установление групп растений по степени адаптированности к меняющимся климатическим условиям региона. Выявление лимитирующих факторов, влияющих на рост и развитие исследуемых образцов. Выбор перспективных видов и сортов для хозяйственного использования в сельском хозяйстве и озеленении. Оценка возможностей сохранения групп редких и охраняемых видов растений в коллекционных фондах Ботанического сада.

Актуальность, значимость и научная новизна исследования

Ботанические сады являются центрами сбора фенологических данных с начала 19 века. Накоплен значительный фонд фенологических данных, которые являются ценным ресурсом анализа поведения растений в условиях меняющегося климата. Современный уровень научных исследований требует доступности информационных ресурсов, создания действующей сети организаций для феномониторинга и фенопрогнозирования.
В Ботаническом саду ПетрГУ фенологические наблюдения ведутся с 1951 года. Собран фонд данных, большая часть из которых опубликована (часть публикаций приводится в разделе 4.3). В рамках проекта будет создана База данных фенологических наблюдений, позволяющая систематизировать информацию разных исследователей, возможность их дальнейшего накопления, оценить репрезентативность имеющегося материала для решения вопросов, связанных с изменением климата в регионе, усовершенствовать методику сравнительного анализа данных ботанической коллекции, создать базу для дальнейшего взаимодействия с организациями подобного профиля и с выходом на решение проблем общей фенологии. Таким образом будет реализован новый современный формат накопления, хранения, представления и анализа информационных ресурсов фено- и метеонаблюдений.
В результате анализа материалов многолетних фенологических наблюдений будут получены новые теоретические данные о реакции 250 таксонов исследуемых в Ботаническом саду растений на изменения климата за 30 лет, выявлены группы растений, проявляющие устойчивость в условиях меняющегося климата, разработаны рекомендации их использования в исследуемой природно-климатической зоне. Таким образом, анализ сезонного развития позволит получить данные об успешности интродукции новых таксонов растений в условиях Карелии. Это различные группы хозяйственно-полезных растений, необходимые для развития сельского хозяйства, озеленения в рамках реализации проблемы импортозамещения, а также редкие и охраняемые виды растений, которые выращиваются методом ex-situ в коллекциях Ботанического сада.
В результате работ по проекту будет организован региональный Центр феномониторинга и фенопрогнозирования на базе Ботанического сада ПетрГУ.

Botanic Garden of Petrozavodsk State University