Динамика ареалов самых опасных инвазионных видов на территории России при альтернативных сценариях глобального изменения климата, последствия будущих инвазий и оценка их воздействий на наземные и водные экосистемы

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 21-14-00123

НазваниеДинамика ареалов самых опасных инвазионных видов на территории России при альтернативных сценариях глобального изменения климата, последствия будущих инвазий и оценка их воздействий на наземные и водные экосистемы

Руководитель Петросян Варос Гарегинович, Доктор биологических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова Российской академии наук , г Москва

Конкурс №55 - Конкурс 2021 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 04 - Биология и науки о жизни; 04-107 - Экология биосистем

Ключевые слова биологические инвазии, инвазионные виды, глобальное потепление, сценарии изменения климата, модели распределения видов, модели экологических ниш, климатические и антропогенные факторы, синергия, трансдисциплинарный подход

Код ГРНТИ34.01.00

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Совместное воздействие глобального изменения климата и инвазионных видов (ИВ) представляют серьезную угрозу для биоразнообразия, экосистем и благополучия людей. Изменение климата и воздействие ИВ широко признаны во всем мире, как угрозы биоразнообразию, требующие принятия неотложных мер для минимизации отрицательных последствий в экологических, социально-экономических и медицинских сферах. Несмотря на растущее количество свидетельств о том, что эти драйверы имеют прочные и сложные связи друг с другом, изменение климата и воздействие ИВ обычно рассматриваются как независимые проблемы, а их взаимодействию уделяется недостаточное внимание в научных, политических и управленческих инициативах. Экологические изменения, вызванные потеплением климата, связанные с фенологией и распространением растений и животных, известны для всех хорошо изученных морских, пресноводных и наземных экосистем. Междисциплинарные аспекты проблемы в значительной степени упускаются из виду в научной литературе. На сегодняшний день в этой области, проведено мало оригинальных исследований, и в основном в отечественной и мировой литературе доминируют обзорные работы. В данном проекте исследования будут сосредоточены на моделировании ареалов самых опасных ИВ (из списка ТОП-100): бактерий, хромистов, грибов, сосудистых растений, альвеолят, гребневиков, нематод, моллюсков, членистоногих (ракообразных и насекомых), хордовых (асцидий, лучепёрых рыб, амфибий, рептилий, птиц, млекопитающих), и построении их прогнозного распространения в будущем при альтернативных сценариях изменения глобального климата на базе ансамбля моделей климата новой генерации (CMIP6 - Coupled Model Intercomparison Project Phase 6), разработка которых начата в 2013 г. (после CMIP5) и первый обзор по которым опубликован в 2016 г., а широкое применение рекомендовано МГЭИК (Intergovernmental Panel on Climate Change), начиная с 2021 г. Актуальность изучения ИВ связана с важнейшими их характеристиками (способностью выживать в неблагоприятных условиях, высокими темпами роста численности и широким расселением), которые часто помогают им успешно конкурировать с аборигенными (нативными) видами в различных ситуациях, в том числе в условиях изменения климата, и представлять угрозу другим видам, экосистемам, здоровью человека и экономике. Цель работы – посредством разработки комплекса растрово-векторных баз данных локалитетов самых опасных инвазионных видов (ТОП-100) и предикторных переменных условий среды, а также моделей пространственного распределения и экологических ниш получить новые знания о динамике ареалов опасных инвайдеров для CMIP6 – сценариях изменения климата и спрогнозировать последствия таких инвазий и выявить регионы возможной экологической опасности. Задачи исследования включают: 1) Сравнительный анализ 40 глобальных моделей изменения климата (GCCM), входящих в ансамбль климатических моделей новой генерации (CMIP6) и обоснование выбора моделей, наиболее перспективных для анализа динамики ареалов ИВ; 2) Расширение и актуализация ранее созданной векторной базы данных локалитетов самых опасных инвазионных видов (ТОП-100) на территории нативной и инвазионной частях ареала на основе литературных, собственных полевых данных и данных из международных центров коллективного пользования по биологическим инвазиям; 3) Создание растрово-векторной базы данных набора предикторных переменных (биоклиматических, ландшафтных и топографических) среды обитания ИВ на глобальном уровне с разрешением 30 arc second (~1 км) и 2.5 arc minutes (~5 км) для наиболее чувствительных моделей изменения климата. 4) Выделение важнейших предикторных переменных и создание ансамблевых прогнозов на основе комплекса моделей распределения видов (ASDM) при альтернативных сценариях изменения климата и землепользования в 2021-2100 гг. с шагом 20 лет. 5) Построение прогнозных ансамблевых нишевых моделей (AENM) в рамках наиболее чувствительных глобальных моделей изменения климата и землепользования в 2021-2100 гг. с шагом 20 лет. 6) Анализ последствий будущих инвазий и оценка их воздействий на наземные и водные экосистемы. Новизна проекта заключается в трансдисциплинарном использвании методологий различных научных направлений для построения ансамблевых прогнозов (ASDM), извлеченных из шести индивидуальных моделей распространения видов (SDM) с использованием недавно разработанных наиболее чувствительных моделей глобального изменения климата и землепользования. Эти ASDM модели предсказывают будущую пригодность местообитаний на территории России для видов из списка 100 самых опасных инвайдеров и потенциальные возможности их географического распространения в период 2021-2100 гг. (с шагом 20 лет). Использование прогнозируемых изменений ареала для ИВ различных таксономических групп позволят оценить уязвимость различных регионов России для будущих инвазий. Предвидение будущего распространения ИВ важно для разработки упреждающих и эффективных мер управления, таких как предотвращение интродукции и возможность искоренения опасных организмов, инициация природоохранных программ, внесение изменений в законодательные акты. Выявление критических географических зон при помощи нашего методического подхода имеет первостепенное значение для понимания синергии изменения климата, землепользования и управления биологическими инвазиями в наземных и водных экосистемах России.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Фенёва И.Ю., Карпович М., Гладышев М.И., Сущик Н.Н., Петросян В.Г., Сахарова E.Г., Дзяловский А.Р. Effects of Macrobiota on the Transfer Efficiency of Essential Elements and Fatty Acids From Phytoplankton to Zooplankton Under Eutrophic Conditions Frontiers in Environmental Science, 9:739014 (год публикации - 2021)
10.3389/fenvs.2021.739014

2. Хляп Л.А., Динец В., Варшавский А.А., Осипов Ф.А., Дергунова Н.Н., Петросян В.Г. Aggregated occurrence records of the invasive alien striped field mouse (Apodemus agrarius Pall.) in the former USSR Biodiversity Data Journal, 9: e69159 (год публикации - 2021)
10.3897/BDJ.9.e69159

3. Сахарова Е. Г. , КарповичМ., Гладышев М. И. , Сущик Н. Н., Горелышева З. И., Фенева И. Ю. Effects of Dreissena polymorpha on the transfer efficiency of carbon, fatty acids, nitrogen, and phosphorus from phytoplankton to zooplankton ZHURNAL OBSHCHEI BIOLOGII, V. 82, № 3, p. 188-200 (год публикации - 2021)
10.31857/S0044459621030052

4. Кривошеина М.Г., Озерова Н.А. Invasive insect potato tuber moth Phthorimaea operculella:stages of distribution in Russia and prognosis IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 867(1), 012069 (год публикации - 2021)
10.1088/1755-1315/867/1/012069

5. Озерова Н.А. Invasion on the territory of Moscow region: history and modernity (as exemplified by the Shakhovskaya Urban District) IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 867(1), 012074 (год публикации - 2021)
10.1088/1755-1315/867/1/012074

6. Триселева Т.А., Петросян В.Г., Яцук А.А., Сафонкин А.Ф. The role of plants in the formation of speciesspecific features in grass flies (Diptera, Chloropidae, Meromyza) Biodiversity Data Journal, 9, e78017 (год публикации - 2021)
10.3897/BDJ.9.e78017

7. Приданников М.В., Зиновьева С.В., Худякова Е.А., Лиманцева Л.А., Осипов Ф.А., Дергунова Н.Н., Петросян В.Г. RANGE DYNAMICS OF POTATO CYST NEMATODE GLOBODERA ROSTOCHIENSIS (WOLLENWEBER, 1923) SKARBILOVICH, 1959 UNDER CONDITIONS OF GLOBAL CLIMATE CHANGE IN RUSSIA Russian Journal of Biological Invasions, Vol. 13, No. 4, pp. 510–529 (год публикации - 2022)
10.1134/S2075111722040099

8. Хляп Л. А., Варшавский А. А., Осипов Ф. А., Дергунова Н. Н., Петросян В. Г. Оценка богатства самых опасных инвазионных видов в различных регионах России 2076-8462, 122, 2, 13-21 (год публикации - 2022)
10.25732/PM.2022.122.2.001

9. Кислейко А.А., Динец В., Грищенко М.Ю., Козловский Е.Е., Хляп Л.А. The european mink (Mustela Lutreola) on Kunashir Island: confirmed survival 40 years after introduction Mammal Study, 47,3,155-164 (год публикации - 2022)
10.3106/ms2021-0044

10. Куклина А.Г., Озерова Н.А. Formation of invasive populations of Impatiens L. in the Moscow region (Central Russia) IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 1010 , 012050, 2-6 (год публикации - 2022)
10.1088/1755-1315/1010/1/012050

11. Петросян В., Осипов Ф., Фенова И., Дергунова Н., Варшавский А., Хляп Л., Дзяловски А. The TOP-100 most dangerous invasive alien species in Northern Eurasia: invasion trends and species distribution modelling NeoBiota, 82, 23-56 (год публикации - 2023)
10.3897/neobiota.82.96282

12. Решетников А.Н., Зиброва М.Г., Аяз Д., Бхаттараи С., Бородин О.В., Борзе А., Брейча Ж., Чичек К., Димаки М., Доронин И.В., Дробенков С.М., …., Петросян В.Г. Rarely naturalized, but widespread and even invasive: the paradox of a popular pet terrapin expansion in Eurasia NeoBiota, 81,91-127 (год публикации - 2023)
10.3897/neobiota.81.90473

13. Петросян В., Динец В., Осипов Ф., Дергунова Н., Хляп Л. Range Dynamics of Striped Field Mouse (Apodemus agrarius) in Northern Eurasia under Global Climate Change Based on Ensemble Species Distribution Models Biology, 12, 1034 (год публикации - 2023)
10.3390/biology12071034

14. Карпович М., Фенёва И.Ю., Екатерина Г. Сахарова Е.Г., Горелишева З.И., Адам Венцко А., Горняк А., Дзяловский А.Р. Top-down and bottom-up control of phytoplankton communities by zebra mussels Dreissena polymorpha (Pallas, 1771) Science of The Total Environment, 877, 162899 (год публикации - 2023)
10.1016/j.scitotenv.2023.162899

15. Махров А.А., Артамонова В.С., Сунь Ю.Х., Фанг Ю., Пашков А.Н., Решетников А.Н. New Records of the Alien Chinese Ricefish (Oryzias sinensis) and Its Dispersal History across Eurasia Diversity, 15, 317 (год публикации - 2023)
10.3390/d15030317

16. Петросян В.Г., Осипов Ф.А., Фенева И.Ю., Дергунова Н.Н., Хляп Л.А. Ecological Niches Modelling of the TOP-100 Most Dangerous Invasive Species in Russia: Testing the Hypothesis of Ecological Niche Conservatism Biology Bulletin, Vol. 50, Suppl. 1, pp. S63–S84. (год публикации - 2023)
10.1134/S106235902360126X

17. Хляп Л.А., Варшавский А.А., Дергунова Н.Н., Осипов Ф.А., Петросян В.Г. The Most Dangerous Invasive Near-Water Mammals in Russia:Ensemble Models of Spatial Distribution Russian Journal of Biological Invasions, Vol. 14, No. 3, pp. 457–483 (год публикации - 2023)
10.1134/S2075111723030104

18. Кривошеина М. Г., Куклина А. Г., Озерова Н. А., Озеров А. Л. Насекомые – опылители пастернака обыкновенного Pastinaca Sativa l. (Apiaceae) в московской области Энтомологическое Обозрение, 102, 3,c.466-476 (год публикации - 2023)
10.31857/S0367144523030061

19. Петровский А.Б., Ксенофонтов Д.А., Кожанова Е.И., Решетников А.Н. Concentrations of trace elements (Mn, Zn, Cu, Fe, Ni, Co, and Cd) in invasive fish Perccottus glenii in water bodies of Moscow Russian Journal of Biological Invasions, 15, 1 (год публикации - 2024)

20. Куклина А.Г., Озерова Н.А., Швецов А.Н., Шайкина М.В., Ёлкина Е.С. Trends in the settlement of invasive plant species on the territory of the nature monument «Forested ravine near the village of Vlasievo» (Moscow region) Russian Journal of Biological Invasions, 15,1 (год публикации - 2024)

21. Рубан Г.И., Сафаралиев И.А., Осипов Ф.А., Дергунова Н.Н., Петросян В.Г. Dynamics of the Stellate Sturgeon (Acipenser stellatus Pallas, 1771) Ecological Niche in the Northern Part of the Caspian Sea Modeled on the Basis of Long-Term (1992–2006) Summer Monitoring Data Russian Journal of Biological Invasions, Vol. 13, No 3, 338-349 (год публикации - 2022)
10.1134/S2075111722030146

22. Аракелян М., Спангенберг В., Петросян В., Рысков А., Коломиец О., Галоян Э. Evolution of parthenogenetic reproduction in Caucasian rock lizards: a review Current Zoology, XX, 1-8 (год публикации - 2022)
10.1093/cz/zoac036

23. Фенёва И. Ю., Сахарова Е. Г. , Крылов А. В. Transfer of Essential Substances from Phytoplankton to Zooplankton in Freshwater Ecosystems (Review). Contemporary Problems of Ecology, 15,4, 315-326 (год публикации - 2022)
10.1134/S1995425522040059

Публикации