текст заявки

advertisement
На конкурс междисциплинарных проектов
фундаментальных исследований на стыке
наук (Конкурс А)
ПРОГНОЗНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И МЕЖДИСЦИПЛИНАРНЫЕ КОМПЛЕКСНЫЕ
ИССЛЕДОВАНИЯ МНОГОЛЕТНЕЙ ДИНАМИКИ СОСТОЯНИЯ ЭКОСИСТЕМ
МЕРОМИКТИЧЕСКИХ ОЗЕР СИБИРИ
Координатор проекта:
Дегерменджи А.Г., чл.-корр. РАН, директор ИБФ СО РАН
Ученый секретарь проекта:
Задереев Е.С., к.б.н., ученый секретарь ИБФ СО РАН
Организации – участники проекта:
1.Институт биофизики СО РАН (чл.-корр. РАН А.Г. Дегерменджи)
2.Институт вычислительного моделирования СО РАН (чл.-корр. РАН В.В. Шайдуров)
3.Институт геологии и минералогии СО РАН (чл.-корр. РАН Н.П.Похиленко)
4.Институт общей и экспериментальной биологии СО РАН (д.б.н. Л.Л. Убугунов)
5.Лимнологический институт СО РАН (академик М.А. Грачев)
6.Институт природных ресурсов, экологии и криологии СО РАН (д.г.-м.н. А.Г. Птицын)
Приоритетное направление развития науки, технологий и техники в Российской Федерации:
4. Науки о жизни.
Приоритетное направление исследований РАН: Организация и биосферные функции
природных экосистем - лесных, морских, пресноводных и других. Динамика и механизмы
устойчивости сообществ
Аннотация
Для многих соленых озер характерно формирование меромиктических условий – условий,
при которых часть водной толщи не вовлекается в процесс ежегодного перемешивания. На
устойчивость такого состояния влияют как внешние по отношению к системе (например, климат
или антропогенные воздействия), так и внутренние факторы. Смена режимов перемешивания
влечет за собой существенные перестройки в структуре экосистемы и в качестве воды.
Количественная оценка вероятности установления постоянной стратификации (меромиктических
условий) вызывает интерес по нескольким причинам. Во-первых, в результате изменений климата
может резко меняться тип циркуляции в озерах, что влечет за собой изменение качества воды,
биоты озер и способов их использования. Во-вторых, колонизация меромиктических озер
организмами, приспособленными к особым химическим условиям, или их адаптации к этим
условиям, представляют большой интерес для фундаментальной науки. В-третьих, слоистые
донные отложения, наблюдаемые в водоемах с аноксигенных монимолимнионом, являют собой
хорошие архивы климата и структуры экосистемы. В-четвертых, для разработки планов по
восстановлению качества воды необходимы инструменты, позволяющие составить
количественный прогноз этих процессов. Сложные системы меромиктических озер можно
исследовать только при помощи междисциплинарного подхода.
Научная цель проекта – понимание, моделирование и прогнозирование многолетней
динамики и состояния экосистем меромиктических озер. Основными задачами НИР являются:
- Биологические исследования с целью оценки адаптации сообщества гидробионтов
стратифицированных озер к многолетней динамике гидрофизических и гидрохимических
параметров экосистемы;
- Использование донных отложений для анализа гидрологических условий и поиска
периодов смены режима перемешивания озера с голомиктичного на меромиктичный;
- Гидрофизические и модельные исследования с целью количественной характеристики
процессов, способствующих установлению или дестабилизации монимолимниона в подобных
озерах.
Обоснование необходимости проведения исследований:
Сложившиеся тенденции и современный уровень решения проблемы в стране
и за рубежом
Для многих соленых озер характерно формирование меромиктических условий –
условий, при которых часть водной толщи не вовлекается в процесс ежегодного
перемешивания. Смена режимов перемешивания влечет за собой существенные
перестройки в структуре экосистемы и в качестве воды. Количественная оценка
вероятности
установления постоянной стратификации (меромиктических
условий)
вызывает интерес по нескольким причинам.
Во-первых, тип циркуляции в озерах может резко меняться в результате изменений
климата, что влечет за собой изменение качества воды и биоты озер. В последние годы у
некоторых озер изменился режим циркуляции (озера в Тасмании: Bowling and Tyler 1984,
Hodgson et al. 1996, озеро Моно: Jellison et al. 1998, озеро Лугано: Holzner et al. 2009, озеро
Ван: Kaden et al. 2010). Такие изменения могут произойти в течение одного годового
цикла. До этого междисциплинарного проекта были сделаны незначительные попытки
описания и анализа постоянной стратификации с использованием числовых моделей.
Во-вторых, колонизация меромиктических озер организмами, приспособленными к
особым химическим условиям, или их адаптации к этим условиям, представляют большой
интерес для фундаментальной науки. Так, на распределение, активность и качественный
состав организмов в озерах влияют многие факторы окружающей среды (Кузнецов, 1970;
Горленко и др., 1977; De Meester et al., 1995; Leech, Williamson, 2001). Вместе с тем,
накопленных знаний еще не достаточно для понимания развития популяций гидробионтов
в многолетнем масштабе. Изучение механизмов адаптации водных сообществ в условиях
меняющихся физико-химических, гидрологических и гидрохимических параметров
экосистемы позволит глубже понять процессы образование первичной и вторичной
продукции и устойчивость экосистемы к воздействию внешних факторов.
В-третьих,
меромиктические
озера
являются
удобными
объектами
для
палеоклиматических реконструкций, поскольку именно в них хорошо сохраняется
последовательность годичных слоев (Boehrer, Shulze, 2008). Реконструкция состояния озер
по донным отложениям позволяет делать прогноз их состояния в условиях будущих
климатических изменений. Данное направление является мало разработанным из-за
отсутствия количественных оценок, калиброванных по реальным погодно-климатическим
данным. Поэтому большое число работ по донным отложениям озер с использованием
различных индикаторов климатических изменений осуществляется в настоящее время во
всем мире (Nowaczyk et al., 2007; Lozhkin et al., 2007; Ilyashuk et al., 2009 и др.), хотя во
многом они представляют лишь хронологическую запись косвенных признаков.
Сложные системы меромиктических озер можно исследовать только при
помощи междисциплинарного подхода. Для решения вышеназванных задач требуются
инструменты, позволяющие составить количественное описание этих процессов и дать
многолетнюю хронологическую развертку в прошлое, чтобы затем перейти к прогнозу.
Таким
инструментом
являются
методы
математического
моделирования.
Адекватные математические модели стратифицированных водных экосистем требуют
согласования гидрофизических, математических и биологических подходов. Так, течения в
озерах оказывают влияние на распределения гидрофизических и гидробиологических
характеристик (Астраханцев и др., 2003; Belolipetsky et al., 2010). В настоящее время
появились приборы нового поколения для измерения скоростей течения, разрабатываются
численные модели, позволяющие более детально исследовать процесс движения. С
математической точки зрения возникает сложная задача учета новых биологических
явлений с помощью различных методов математического моделирования (Grimm, 2004).
В целом, исследования, направленные на анализ или описание смены режимов
перемешивания в озерах, фрагментарны. К примеру, Hakala (2004) рассматривал
меромиктию как этап эволюции озер в Финляндии. Ciglenecki et al. (2005) наблюдал
несистематические перемешивания в меромиктическом озере, которые привели к
аноксигенным условиям во всей водной толще и гибели всей аэробной флоры и фауны.
Hodgson et al. (1998) исследовал стабильность меромиктии в озере Fidler. Однако ни в
одном из этих исследований не был разработан комплексный подход к предсказанию и
моделированию режима перемешивания в озере. Мы планируем разработать единый
комплексный подход, который позволит предсказывать режим перемешивания озера
под действием внешних и внутренних факторов и использовать эти знания для
предсказания состояния экосистемы озера, как в прошлом, так и будущем.
Для решения поставленных задач мы планируем проведение исследований на
трех водных объектах:
Озеро Шира постоянно стратифицировано притоками пресной воды на слои
соленой воды и ежегодно замерзающей водой, что образует градиент солености из-за
вытеснения соли. В воде, лишенной кислорода, восстановление сульфатов привело к
высокой
концентрации
сероводорода,
что является
необходимым
условием для
установления глубинных максимумов фототрофных серных бактерий (Degermendzhy et al.,
2010). Для целей многолетней реконструкции условий осадконакопления, контролируемых
климатом и гидрологией бассейна, особо важно наличие годичной слоистости в осадках
данного озера (Калугин и др., 2010; Рогозин и др., 2011).
Озеро Шунет небольшой и более мелкий, чем озеро Шира водоем. Ионный состав
воды очень близок к озеру Шира (Parnachev and Degermendzhy, 2002). Химическая
стратификация озера довольно выражена и отличается от стратификации озера Шира.
Тонкий хемоклин находится на практически постоянной глубине 5 м (2004–2010) (Rogozin
et al., 2009). Регулярные наблюдения за трофическими сетями и физико-химической
стратификацией озера начались около 5 лет назад.
Озеро Доронинское, единственный известный меромиктический содовый водоем в
Сибирском регионе. Известно лишь несколько содовых меромиктических озер. Среди них
озера: Моно Лейк (США) (Shaheen et al., 2003), Биг Сода Лейк и Соуп Лейк (США) (Cloern
et al., 1983) и небольшое озеро Соначи (Африка) (Mac Intyre et al., 1982). Для
функционирования экосистемы озера исключительное значение имеет серный цикл
(Намсараев и др., 2009).
Оценка уровня проделанной работы в этом направлении в СО РАН
В ИБФ СО РАН разработана биолого-гидродинамическая модель озера Шира,
описывающая в одномерной вертикальной проекции развитие трофической цепи
экосистемы в течение летнего сезона. Модель будет использована как основа для
разработки аналогичных моделей озер Шунет и Доронинское. Выполнена датировка
образцов донных отложений и определена скорость накопления осадка. Авторы проекта
располагают данными сезонной динамики и вертикального распределения биогенных
элементов C, N и P в растворенной форме, во взвешенном веществе и в биомассе
различных групп организмов в озере Шира за последние десять лет наблюдений.
В ИОЭБ СО РАН для изучения структурно-функциональной организации
микробных сообществ и их адаптации к специфическим условиям содово-соленых озер
используются
физико-химические,
радиоизотопные,
стабильно-изотопные
и
микробиологические методы (Намсараев и др., 2000, 2006, 2011). В озерах Доронинское,
Шира и Шунет выявлены устойчивая стратификация бактериопланктона и микробных
процессов в зоне хемоклина и верхних слоях донных отложений; ключевая роль
анаэробных прокариот в процессах деструкции в монимолимнионе и донных осадках.
В ИВМ СО РАН создана математическая модель, описывающая вертикальные
профили температуры и солености в оз. Шира в зависимости от погодных сценариев с
учетом процессов образования-таяния льда (Genova et al., 2010). Имеется опыт измерений
скорости
течения
с
использованием
акустических
приборов;
осуществляются
теоретические и численные исследования движения в замкнутых водоемах на основе
трехмерных моделей течения.
В ИПРЭК СО РАН выполнен цикл работ по изучению микроволновых свойств
ледяных покровов, сформулированы новые задачи радиозондирования, позволяющие
определять степень эвтрофирования водоема, минерализацию слабосоленых водоемов и
ряд других параметров. Гидрохимическими исследованиями меромиктического озера
Доронинское установлено круглогодичное протекание сульфатредукции в его верхнем
кислородном
слое;
получены
данные
по
сезонной
динамике
окисленных
и
восстановленных форм серы, границы монимолимниона.
В ИГМ СО РАН построены высокоразрешающие количественные реконструкции
природной среды по геохимии озерных отложений на примере сибирских озер: Телецком,
Арахлей и др. (Kalugin et al., 2007; Птицын и др., 2010). Отработана методика по полному
циклу: извлечение керна, субмиллиметровый элементный анализ слоистости методом
сканирующего РФА СИ in situ, создание временной модели перехода от линейной шкалы
на годичную и, вычисление регрессионными методами трансферной функции. Подобные
реконструкции в мире единичны, а в нашей стране сделаны впервые. Исследования оз.
Шира (Калугин и др., 2010), показали пригодность исходного материала донных осадков
для воссоздания истории стратифицированных состояний озера.
В ЛИН СО РАН участниками проекта с помощью современных методов,
проводятся исследования диатомовых и стоматоцист хризофитовых водорослей из
водоемов и отложений озер различного возраста и генезиса, которые позволяют судить о
современном состоянии водоемов, а также являются дополнительным критерием при
построении палеолимнологических и палеоклиматических реконструкций.
Цели и предполагаемые результаты исследований по этапам реализации
проекта
Научная цель проекта – понимание, моделирование и прогнозирование многолетней
динамики и состояния экосистем меромиктических озер.
Основными задачами НИР являются:
- Биологические исследования с целью оценки адаптации сообщества гидробионтов
стратифицированных озер к многолетней динамике гидрофизических и гидрохимических
параметров экосистемы.
- Использование донных отложений для анализа гидрологических условий и поиска
периодов смены режима перемешивания озера с голомиктичного на меромиктичный.
-
Гидрофизические
характеристики
и
процессов,
модельные
исследования
способствующих
с
целью
количественной
или
дестабилизации
установлению
монимолимниона в подобных озерах.
В ходе выполнения проекта будут получены следующие основные результаты:
1. Будет установлена связь электромагнитных характеристик ледяного покрова
меромиктических озер с их гидрологическими и биохимическими параметрами (ИПРЭК).
2. Будут
получены
новые
данные
о
филогенетическом
и
функциональном
разнообразии микроорганизмов оз. Доронинское; определена пространственно-временная
динамика численности культивируемых и некультивируемых микроорганизмов, скорости
микробных процессов продукции и деструкции органического вещества в озере
Доронинское (ИОЭБ, ИПРЭК)
3. Будут изучены механизмы адаптации микробного сообщества к многолетней
динамике гидрофизических и гидрохимических параметров озера Доронинское; оценена
геохимическая активность микроорганизмов; выяснена роль микробных сообществ в
формировании физико-химических и гидрохимических условий среды в оз. Доронинское
(ИОЭБ, ИПРЭК).
4. На основе математического моделирования и измерений скоростей течений с
помощью акустических доплеровских профилографов будут определены особенности
пространственных
течений
в
озере
Шира
и
их
влияние
на
распределения
гидробиологических характеристик (ИВМ, ИБФ).
5. Будут исследованы пространственные и сезонные адаптации гидробионтов озер
Шира и Шунет, что позволит получить более точный и реалистичный прогноз динамики
развития зоопланктона и всех связанных с ним компонент экосистем (ИБФ).
6. Будет проведен количественный и качественный анализ основных биомаркеров в
датированных слоях донных отложений исследуемых озер, полученные результаты будут
соотнесены с изменениями уровня этих озер за известный исторический период (около 120
лет), и реконструирована динамика уровня озер (ИБФ, ИГМ, ЛИН).
7. Будет восстановлена динамика режима перемешивания по геохимическим записям в
донных отложениях на непрерывной шкале за последние тысячелетия (ИГМ, ИБФ)
8. Будут
построены
термодинамические
модели
химического
и
биогенного
минералообразования в осадках в условиях реальных гидрохимических обстановок
меромиктического и голомиктического состояния (ИГМ, ИБФ)
9. С помощью математических моделей, описывающих гидрофизические процессы,
будут оценены уровни озер, при которых происходят переходы из голомиктического
состояния в меромиктическое и обратно при различных сценариях (ИВМ, ИБФ, ИОЭБ).
10. С помощью математических моделей, описывающих вертикальные распределения
планктонных организмов, будут рассчитаны возможные изменения продукционных
характеристик и биомасс основных групп планктона при вышеупомянутых переходах, и
соотнесены с информацией, полученной из донных отложений (ИВМ, ИБФ).
Имеющаяся материально-техническая база, ее соответствие поставленным
задачам
ИБФ
СО
РАН
спектрометрическими
высокоэффективный
детекторами
жидкостный
(1200/6130
Agilent,
хроматограф
США)
для
с
массанализа
фотосинтетических пигментов; для мониторинга вертикального распределения физикохимических параметров: погружной датчик освещенности Li-193SA (LiCor, США),
погружной многоканальный зонд YSI 6600 (YSI, USA). Проведение полевых работ будет
осуществляться на базе научно-исследовательского стационара на озере Шира, где имеется
оборудованное
лабораторное
помещение
и
вся
необходимая
техника
и
гидробиологическое оборудование для отбора из озер всех видов проб.
ИВМ СО РАН Система измерения метеорологических параметров атмосферы;
персональные компьютеры с программным обеспечением C++, Delphi для разработки
математических моделей
ИОЭБ СО РАН Микробиологические боксы, термостаты и система анаэробного
культивирования прокариот, центрифуги для сбора клеток и выделения нуклеиновых
кислот. Комплект оборудования для выделения и амплификации фрагментов ДНК. Для
аналитических
работ
-
газо-жидкостной
хроматограф
«Кристалл
Люкс
4000М»,
высокоэффективный жидкостный хроматограф «Милихром А-02», автоматический
анализатор углерода АН-5229М. Жидкостной сцинтилляционный счетчик RackBetta (LKB,
Швеция) - для измерения скорости микробных процессов радиоизотопным методом.
ИПРЭК СО РАН Комплекс микроволновой аппаратуры и вспомогательного
оборудования для выполнения зимних полевых исследований. Современные приборы и
оборудование для исследований химического состава природных вод. Ламинарные и
микробиологические боксы; амплификаторы для проведения ПЦР; оборудование для
проведения агарозного и акриламидного электрофореза; центрифуги, микроцентрифуги;
термостаты; световые микроскопы; автоклавы и другое лабораторное оборудование.
ИГМ СО РАН Мобильный пробоотборный комплекс, включающий плавсредства,
пробоотборники, систему спуска-подъема, навигационные приборы и др. Лабораторное и
инструментальное обеспечение для литологического изучения керна. Аналитические
исследования с использованием синхротронного излучения выполняются в ЦКП
«Сибирский центр синхротронного излучения» (ИЯФ СО РАН).
ЛИН СО РАН Для изучения образцов будут использоваться световые микроскопы
Axiovert 200 и Axiostar plus (Zeiss, Германия), электронные микроскопы - Philips' SEM 525M, FEI Company Quanta 200, трансмиссионный (просвечивающий) электронный микроскоп
LEO 906E и другое лабораторное оборудование.
Качественный и количественный состав предполагаемых исполнителей.
Всего в выполнении предлагаемого проекта будет участвовать 44 исполнителя сотрудников институтов, из них 16 молодых ученых, в том числе:
ИБФ СО РАН – 8 человек, включая: член-корр. РАН.-1, д.ф.-м.н. - 1, к.ф.-м.н.- 1, к.б.н.-3,
асп.- 3; из них 5 молодых сотрудников.
ИВМ СО РАН - 6 человек, включая: д.ф.-м.н. – 1, к.ф.-м.н. - 2, к.т.н. – 1, м.н.с. - 1, асп. 1; из
них 2 молодых сотрудника.
ИОЭБ СО РАН – 5 человек, включая: д.б.н. – 1, к.б.н. – 3, асп. – 2; из них 2 молодых
сотрудника.
ИПРЭК СО РАН – 11 человек, включая: д.ф.-м.н. – 1, к.ф.-м.н. – 1, к.т.н. – 1, к.г.-м.н. – 1,
к.б.н. – 2; н.с. без степени -1, м.н.с. без степени – 1, вед. инженеры – 2, инженер -1, из них 2
молодых сотрудника.
ИГМ СО РАН - 8 человек, в том числе: 1 доктор наук, 4 кандидата наук, 1 аспирант, из
общего состава 2 человека являются молодыми учеными.
ЛИН СО РАН - 6 человек, в том числе: 1 д.б.н., 2 к.б.н., 2 аспиранта и 1 ведущий инженер,
из них 3 молодых сотрудника.
Основные
этапы
проекта,
сроки
их
реализации,
предполагаемые
ответственные исполнители этапов проекта:
Блок 1. Биологические исследования с целью оценки адаптации сообществ
гидробионтов стратифицированных озер к многолетней динамике гидрофизических
и гидрохимических параметров экосистемы.
2012 г. Изучение сезонных особенностей структурно-функциональной организации
микробного
сообщества
гидрохимических
и
параметров
ее
взаимосвязи
в
озере
с
динамикой
Доронинское
физико-химических
(ИОЭБ,
ИПРЭК);
и
Прямые
высокоточные исследования пространственного распределения и возрастной структуры
микро-, макрозоопланктона и бентопланктона в исследуемых озерах в частности в
градиентных зонах с помощью системы подводного видеонаблюдения (ИБФ, ИОЭБ).
2013
г.
Изучение
филогенетического
и
функционального
разнообразия
микроорганизмов озера Доронинское (ИОЭБ, ИПРЭК); Метагеномный анализ эу- и
прокариотического
сообщества
в
фотическом
и
придонном
слое
путем
пиросеквенирования ампликонов генов 18S и 16S рРНК (ЛИН); Определение пищевой
стратегии доминирующих представителей зоопланктона в разные сезоны (ЛИН, ИБФ).
2014 г. Выявление механизмов адаптации микробного сообщества к изменениям
физико-химических и гидрофизических условий; оценка роли микробного сообщества в
возникновении стратификации в озере (ИОЭБ, ИПРЭК); Проведение сценарных
модельных расчетов с целью нахождения механизма, определяющего сезонную смену
стратегии развития популяций планктона. Выделение совокупности факторов и условий,
при которых поведенческие и физиологические адаптации могут оказаться критичными
для расчета динамики зоопланктона и связанных с ним компонент (ИБФ, ИВМ).
Блок 2. Использование донных отложений для анализа гидрологических
условий и поиска периодов смены режима перемешивания озера с голомиктичного
на меромиктичный.
2012 г. Анализ вертикальных профилей содержания каротиноидов и остатков ДНК
аноксигенных фототрофных бактерий в верхних слоях донных отложений озера Шира.
Выявление возможных связей неоднородности содержания каротиноидов и бактериальной
ДНК с динамикой уровня озера (ИБФ); Отбор проб донных отложений, СЭМ-анализ и
сканирование распределения элементов методом EDAX-анализа in situ в продольном срезе
керна для выявления ежегодных и сезонных слоев (варвов) и их состава (ЛИН);
Построение термодинамических моделей минералообразования в осадках зимнего и
летнего сезонов в условиях стратификации озера или ее отсутствия. Определение
скоростей осадконакопления с проверкой по изотопным датировкам (ИГМ).
2013 г. Анализ вертикальных профилей содержания каротиноидов в более глубоких
слоях донных отложений озера Шира. Выявление возможных изменений уровня озера
Шира по неоднородностям в распределении каротиноидов (ИБФ); Литологическое и
геохимическое исследование опорного разреза осадков по керну в интервале до 4000 лет
до н.в. Высокоразрешающий РФА СИ анализ элементного состава слоев в годичных
циклах меромиктического и голомиктического состояния озера. Оценка баланса вещества
в годовом цикле отложения осадка (ИГМ).
2014 г. Анализ остатков диатомовых в донных отложениях и динамики их видового
состава и выявление возможных изменений солености и температуры озера в прошлом
(ИБФ, ЛИН); Реконструкция динамики изменений экосистемы озера с учетом всех
полученных данных по биомаркерам. Диагностика и хронология периодов смены режима
перемешивания озера с голомиктичного на меромиктичный за последние тысячелетия
(ИГМ, ИБФ, ИВМ).
Блок 3. Гидрофизические и модельные исследования с целью количественной
характеристики процессов, способствующих установлению или дестабилизации
монимолимниона в подобных озерах.
2012 г. Измерения оптических и радиофизических параметров ледяного покрова
озера Доронинское, изучение их связей с гидрохимическими и биохимическими
параметрами (ИПРЭК); Интеграция компьютерной программы реализации одномерной
вертикальной математической модели для определения температурного и солевого
режимов озера в приложение Excel и автоматизация работы средствами VBA (ИВМ);
Разработка биологических моделей трофических цепей меромиктических озер Шунет и
Доронинское (ИБФ, ИОЭБ).
2013 г. Изучение экосистем озер методами дистанционного зондирования по
электромагнитным характеристикам снежно-ледяного покрова (ИПРЭК); аналитические и
изотопные исследования воды, углерода и форм серы; анализ сезонной динамики
гидрохимических характеристик в увязке с данными микробиологических исследований,
выявление факторов, определяющих эту динамику (ИПРЭК); Проведение измерений
скоростей течений с помощью акустических доплеровских профилографов течений в
озерах Шира и Шунет и численных расчетов гидрофизических процессов на основе
программного обеспечения GETM в рамках трехмерной модели (ИВМ); Разработка и
верификация дву- и трехмерных моделей циркуляции воды в озерах Шира и Шунет.
Объединение моделей трофических цепей меромиктических озер Шунет и Доронинское
вместе с гидродинамическим алгоритмом в единые биолого-гидродинамические модели,
их верификация по натурным и экспериментальным данным (ИВМ, ИБФ).
2014 г. Изучение динамики меромиктических озер по оптическим и микроволновым
свойствам ледяного покрова и гидрохимическим характеристикам водной толщи.
(ИПРЭК); На основе математического моделирования и натурных измерений скоростей
течений определение «тонкой» структуры течений (внутренние волны, горизонтальные
неоднородности) и их влияния на распределения гидробиологических характеристик.
(ИВМ, ИБФ); Модельное исследование условий установления, сохранения и потери
меромиктии
и
анализ
реакции
биологических
сообществ
на
смену
режимов
перемешивания (ИБФ, ИВМ, ИОЭБ).
Объемы финансирования на год и на реализацию всего проекта с кратким
обоснованием и примерной сметой затрат:
Институт
Финансирование, необходимое для выполнения проекта
ИБФ СО РАН
ИВМ СО РАН
ИГМ СО РАН
ИОЭБ СО РАН
ЛИН СО РАН
ИПРЭК СО РАН
Итого
Обоснование.
2012 год
1000000
800000
600000
700000
600000
700000
4400000
Весь проект
3000000
2400000
1800000
2100000
1800000
2100000
13200000
Средства будут потрачены на экспедиционные расходы и командировки (обмены-визиты между
участниками проекта, годичные и итоговые семинары по проекту, представление результатов
исследований на российских и международных профильных конференциях), экспериментальные
исследования, заработную плату участников проекта. Закупок специального дорогостоящего
оборудования не предполагается.
- Примерная смета затрат на выполнение интеграционного проекта в 2012 г.
Код
Виды расходов
2012 год, тыс.
руб.
211+
Заработная плата и начисления
213
1800
212
Прочие выплаты
350
221
Услуги связи
200
222
Транспортные услуги
550
225
Услуги по содержанию имущества (поверка оборудования)
200
226
Прочие услуги (оплата проживания в командировке)
200
310
Увеличение стоимости основных средств (оборудование)
450
340
Увеличение стоимости материальных запасов
650
ИТОГО РАСХОДОВ
4400
Форма (вид) промежуточной отчетности и по завершению всего проекта.
Текущие отчеты в конце 2012 и 2013 гг. и итоговый отчет по проекту в конце 2014 года;
публикации в российских и зарубежных научных изданиях; представление полученных
результатов на WWW-сайте проекта; выступления на конференциях; подготовка
коллективной монографии по теме проекта.
Приложения
Координатор Проекта
Член-корреспондент РАН Андрей Георгиевич Дегерменджи:
Родился 3 февраля 1947 года в г. Красноярске. В 1970 г. закончил физический факультет
Красноярского государственного университета по специальности биофизика. В 1975 году защитил
кандидатскую диссертацию по теме «Анализ некоторых экологических механизмов
микроэволюции микробных популяций», в 1989 году защитил докторскую диссертацию по теме
«Закономерности организации смешанных культур при моделировании водных экосистем (на
примере участка Красноярского водохранилища)». Области научных интересов: экология,
популяционная микробиология, математическое и экспериментальное моделирование, водные
экосистемы, радиоэкология.
С 1971 по 1981 годы - аспирант, младший научный сотрудник лаборатории управления
биосинтезом гетеротрофов Института физики им.Л.В.Киренского. С 1981 года - старший, затем
ведущий научный сотрудник, с 1990 года заведующий лабораторией биофизики экосистем
Института биофизики (ИБФ) СО РАН. С 1994 года - заместитель директора по науке ИБФ СО
РАН, с 1996-н/в - директор того же Института.
Доктор физико-математических наук. C 2000 - Член-корреспондент РАН. Член редколлегии
международного журнала "Aquatic Ecology"; член Научного Совета Международного Общества по
изучению соленых озер, Научного совета по биофизике РАН, Научного совета по радиоэкологии
РАН, Научного совета по проблемам экологии РАН. Автор более 180 научных статей и 5
монографий. Подготовил 6 кандидатов и 3 доктора наук. Соруководитель и исполнитель более 15
(за период 5 последних лет) совместных отечественных и международных научных проектов
(INTAS, CRDF, РФФИ).
Избранные публикации за последние 5 лет:
1. Degermendzhi A. Coexistence of microbial populations and autostabilization of regulating factors in
continuous culture: theory and experiments // Aquatic Ecology. 2010. V. 44, Nо. 3. P. 541-560.
2. Degermendzhy A.G., Zadereev Y.S., Rogozin D.Y., Prokopkin I.G., Barkhatov Y.V., Tolomeev
A.P., Khromechek E.B., Janse J.-P., Mooij W.-M. and Gulati R.-D. Vertical stratification of physical,
chemical and biological components in two saline lakes Shira and Shunet (South Siberia, Russia) //
Aquatic Ecology. 2010. V. 44, Nо. 3. P. 619-632.
3. Prokopkin I.G., W.M. Mooij, J.H. Janse & A.G. Degermendzhy. A general one-dimensional vertical
ecosystem model of Lake Shira (Russia, Khakasia): description, parametrization and analysis // Aquatic
Ecology. 2010. V. 44, No. 3. P. 585-618.
4. Rogozin D.Y., Zykov V.V., Chernetsky M.Y., Degermendzhy A.G., Gulati R.D. Effect of winter
conditions on distributions of anoxic phototrophic bacteria in two meromictic lakes in Siberia, Russia //
Aquatic Ecology. 2009. V. 43, No. 3. P. 661-672.
5. Degermendzhi A.G. New directions in biophysical ecology // In: Global Climatology and
Ecodynamics: Anthropogenic Changes to Planet Earth. (Editors: A.P. Cracknell, V.F. Krapivin, C.A.
Varotsos). 2008. Springer. Chapter 14. P. 379-396.
Адресные данные научного координатора, ученого секретаря и ответственных
исполнителей блоков проекта.
ИБФ СО РАН
Почтовый адрес: 660036, Красноярск, Академгородок, 50 - 50 Институт биофизики СО
РАН. Координатор проекта: Дегерменджи Андрей Георгиевич, директор ИБФ СО РАН,
член-корр. РАН.
Ученый секретарь проекта, ответственный исполнитель от ИБФ СО РАН: Задереев Егор
Сергеевич, к.б.н., ученый секретарь. Телефон директора: (391) 2431579. Факс: (391)
2433400. E mail: ibp@ibp.ru, egor@ibp.ru
ИГМ им. В.С.Соболева СО РАН
Почтовый адрес: 630090, Новосибирск, просп. Ак. Коптюга 3, Институт геологии и
минералогии СО РАН, д.г.-м.н., в.н.с. Калугин Иван Александрович, тел. (383) 333 31 12,
факс 333 27 92, ikalugin@uiggm.nsc.ru
ИВМ СО РАН
660036, Красноярск, Академгородок, ИВМ СО РАН. Ответственный исполнитель
Белолипецкий Виктор Михайлович, зав. отделом, д.ф.-м.н., профессор, сл. тел. (391) 24947-58, дом. тел. (391) 290-70-06, e-mail: belolip@icm.krasn.ru
ИОЭБ СО РАН
670047, Улан-Удэ, ул. Сахьяновой, 6, ИОЭБ СО РАН. Ответственный исполнитель
Намсараев Баир Бадмабазарович, зав. лабораторией, д.б.н., профессор, тел (3012) 434902,
дом. (3012) 435165. Факс (3012) 433034. e-mail: bair_n@mail.ru
ИПРЭК СО РАН,
672000, а/я 147, ул. Бутина, 26, ИПРЭК СО РАН. Ответственный исполнитель Бордонский
Георгий Степанович, зам. директора, д.ф.-м.н., профессор, тел. (3022)262233, моб. 8914
5204256, e-mail: lgc255@mail.ru, Замана Леонид Васильевич, зав. лабораторией
геоэкологии и гидрохимии, к.г.-м.н. тел. (3022)206167, e-mail: l.v.zamana@mail.ru,
Матюгина Евгения Борисовна, к.б.н., ученый секретарь, тел. (3022)206002, e-mail:
evgenia48@mail.ru
ЛИН СО РАН
Почтовый адрес: 664033, а/я 278, ул. Улан-Баторская, 3, ответственные исполнители
Лихошвай Елена Валентиновна, д.б.н., зав. отделом, тел. (3952)511450, факс: (3952)
425405, yel@lin.irk.ru, likhoshway@mail.ru; Фирсова Алена Дмитриевна, с.н.с., к.б.н., email: тел. (3952) 423280, (3952) 426504, факс: (3952) 425405, firsova@lin.irk.ru
Download