Научные исследования

История научных исследований на Самарской Луке.

История зарождения естествознания на Самарской Луке связана с именами известных естествоиспытателей.  Первые научные исследования флоры и фауны на Самарской Луке были проведены всероссийской экспедицией академиков Российской Академии наук П.С. Палласа и И.И. Лепехина в 1769-1774 гг., вскоре после того, как Самарская Лука была пожалована Екатериной II в вечное пользование фавориту графу Григорию Орлову. В ходе экспедиции были получены первые сведения о природных ресурсах и коренных жителях Самарской Луки. Вышедшее на латинском языке сочинение Палласа «Zoographia rosso-asiatica» является первым географическим описанием европейской части России и началом российской зоологической науки.

В силу своей природной уникальности Жигули и Самарская Лука привлекали внимание многих исследователей, однако основной ареной глубоких научных изысканий они стали лишь в XX веке. Здесь работали многие классики отечественной науки о растительности – С.И. Коржинский, А.Ф. Флеров, Д.И. Литвинов, Р.И Аболин, В.Н. Сукачев, Г.Н. Высоцкий, И.И. Спрыгин, А.П. Шенников, А.А. Уранов, Л.М. Черепнин. Фундаментальное изучение своеобразной геологии Самарской Луки проводили академик А.И. Воейков (1878), академик А.П. Павлов (1887), профессор М.Э. Ноинский (1913). Среди известных зоологов с территории Самарской Луки описывал свои сборы позвоночных М.Н. Богданов (1871).

В XIX в. и начале XX в. в царской России природопользование на Самарской Луке сопровождалось стихийным лесопользованием и промышленной разработкой месторождений полезных ископаемых в частных землевладениях.  Создание заповедных территорий на Самарской Луке началось благодаря исследованиям В.Н. Сукачева (1914), который подтвердил уникальность, научную и эстетическую ценность этих мест. Сукачев показал значимость растительного покрова для обоснования создания охраняемых природных территорий и составил программу, которая явилась руководящей при организации заповедников России.

После Революции пензенский ботаник И.И. Спрыгин создал инициативную комплексную группу специалистов-естественников по реализации программы Сукачева. В 1927 г. он организовал и стал первым директором тогда Средне-Волжского заповедника.

Здесь работали известные геоморфологи Барков А.С. и Обедиентова Г.В (1953). Исследованием флоры и растительности занимались Золотовский (1939), Гончарова (1941), Смирнов (1904), Тимофеев (1979), Плаксина (1992). Исследованием лесной растительности занимались Высоцкий (1908), Благовещенский (2005), Симонова (2002), луговой – Шенников (1919, 1930). Каменистые степи изучал Черепнин (1937, 1941), прибрежно-водную и водную растительность – Матвеев и Соловьева (1941).

На материалах, собранных, в том числе, с территории Самарской Луки, С.И. Коржинский сформулировал понятие «каменистая степь» (1901); Д.И. Литвинов подтвердил гипотезу «горных боров» и сделал вывод о том, что растительность горных боров и каменистых склонов сохранилась с доледникового периода в малоизмененном состоянии (1902, 1927); А.А. Уранов разработал теорию фитогенного поля (1965).

А.В. Деливрон начал систематическое изучение фауны Жигулевского заповедника (1935). А.Т. Лепин исследовал фауну наземных позвоночных (1939), Е.И. Новодережкин – энтомофауну (1940). П.Б. Юргенсон и Б.И. Миролюбов (1935) исследовали особенности биологии промысловых видов и содействовали интродукции пятнистого оленя. Впоследствии Юргенсон определил общие закономерности прикладной экологии, которые определяют теоретические основы лесного охотоведения (1973). М.И. Зябрев (1944) исследовал орнитофауну Жигулевских гор.

В.А. Попов (1953) исследовал фауну наземных позвоночных и перспективы ее использования перед созданием Куйбышевского водохранилища. Исследования ископаемых млекопитающих Самарской Луки проводил палеозоолог И.М. Громов (1957). В Жигулях изучала биологию млекопитающих, включая экспериментальные исследования, Е.М. Снигиревская, защитившая впоследствии по собранным материалам кандидатскую диссертацию (1951). Ф.Н. Семевский занимался лесной энтомологией (1964).

В советское время, особенно в послевоенные годы, эксплуатация природных ресурсов приобрела грандиозный масштаб, вследствие которых в экологической обстановке произошли глубокие преобразования. Значительные площади лесных массивов были сведены сплошными рубками, открытые равнинные участки распаханы, горные массивы изуродованы карьерными  разработками известняка и буровыми скважинами нефтепромысла. После создания каскада плотин гидроэлектростанций полностью изменился гидрологический режим зарегулированной  Волги, а по берегам созданных водохранилищ вокруг Самарской Луки сформировалась крупнейшая в Поволжье Самарская агломерация промышленных городов.

Наметившиеся разрушительные тенденции, вызывающие повсеместную деградацию и утрату целостности природных территориальных комплексов, спровоцировали массовое общественное движение в защиту Самарской Луки от полного разграбления. В труднодоступных местах еще оставались уникальные экосистемы в первозданном состоянии. Под давлением общественности дважды закрывавшийся Жигулевский заповедник был восстановлен в 1966 г, а в 1984 г. создан национальный парк «Самарская Лука».

С активным экономическим ростом во второй половине XX в. развивался и научный потенциал региона. В крупных городах Самарского Поволжья был создан академический Институт экологии Волжского бассейна РАН, университеты и другие высшие учебные заведения. Кроме штатных научных сотрудников заповедника, в полевых исследованиях на территории заповедника резервата активное участие принимали специалисты как региональных, так и ведущих центральных научно-исследовательских организаций из Москвы и Санкт-Петербурга и других научных центров страны. Особое внимание уделялось инвентаризации биоразнообразия, оценке состояния популяций, сообществ организмов и экосистем под воздействием региональных и глобальных экологических факторов среды.

В настоящее время поддерживаются научные связи специалистов, работающих на территории биосферного резервата, с научными учреждениями Самарской области и других регионов. Поддерживаются научные связи с иностранными специалистами.

Современные направления исследований.

Первые метеорологические наблюдения в Жигулёвском заповеднике были начаты ещё в 1972 г., но они являлись неполными. Систематические наблюдения по постоянной программе были начаты с октября 1973 г. Пункт наблюдения расположен в самом заповеднике: с. Бахилова Поляна, в устье долины, выходящей в долину р. Волги, в 10 км от нижнего бьефа гидроузла, высота над уровнем моря 65 м. Ещё один, дополнительный, пункт наблюдений находился на плато Самарской Луки в с. Сосновый Солонец: сельская местность, водоемы отсутствуют, высота над уровнем моря 201 м.

В настоящее время заповедник располагает данными основных метеорологических величин в с. Бахилова Поляна за период чуть менее полувека. Непрерывный ряд наблюдений позволил сделать многолетние выводы о температуре воздуха, количестве осадков, снежном покрове, атмосферных явлениях, которые характеризуют климат заповедника.

На метеорологической станции Сосновый Солонец проводились инструментальные наблюдения за гололедно-изморозевыми явлениями. В результате обработки инструментальных наблюдений за гололедно-изморозевыми отложениями получены средние и максимальные величины массы и диаметра гололеда, изморози, сложного отложения, а также продолжительность случаев обледенения.

Горный рельеф, почвы, животный и растительный мир Жигулевского заповедника уникальны. С целью дополнительного изучения этой необычной части Приволжской возвышенности Жигулевским заповедником, начиная с зимнего сезона 2017-2018 гг., начаты наблюдения за глубиной промерзания грунта.

Фитофенологические наблюдения и наблюдения за редкими видами растений проводят в настоящее время Т.Ф. Чап и Д.С. Киселева на стационарах, заложенных еще в 1972 году. Фенологические данные о сроках наступления сезонных явлений более чем у 100 видов растений используются для оценки жизнедеятельности отдельных видов растений и растительных сообществ. Условия заповедного режима в целом обеспечивают нормальное функционирование природных экосистем, в которых состояние подавляющего большинства редких видов является удовлетворительным, хотя и заметно флуктуирует (изменяется) по годам. Но есть ряд видов, например, гвоздика иглолистная, толокнянка обыкновенная, пыльцеголовник красный и др., численность которых за этот же период времени сократилась вследствие нарушения почвенно-растительного покрова в местообитаниях, подверженных рекреационному воздействию.

В 2014 году ботаниками Д.С. Киселевой и Т.Ф. Чап была сделана инвентаризация гербарного фонда, проводившаяся ранее только в 80-годы прошлого столетия. Гербарий был основан в 1927 году первым директором заповедника И.И. Спрыгиным, сборы которого представляют историческую ценность. В ходе ревизии было насчитано 8600 гербарных листов, что позволило зарегистрировать Гербарий Жигулевского заповедника в международной системе Index Herbariorum и получить акроним ZHR (Zhiguli Reserve) – международный буквенный код. Гербарные коллекции – важнейший инструмент изучения разнообразия растительного мира. Без их использования невозможна какая-либо работа по изучению флоры той или иной территории. Только гербарный образец достоверно подтверждает наличие того или иного вида растения на определенной территории в конкретный момент времени.

В 2011 году были завершены наблюдения за древостоем на 35 постоянных лесных пробных площадях и работы по сбору различных фракций опада (семена, шишки и хвоя сосны, цветки осины, листья липы и другие), продолжавшиеся 37 лет по методике и под руководством К.А. Кудинова. Изучение древостоев на пробных площадях дает представление об изменении породного состава насаждений пробных площадей и познание динамики древостоев естественных и антропогенных лесов в условиях заповедного режима. Полученные материалы свидетельствуют об особенностях развития отдельных древесных пород в заповеднике и дают возможность прогнозирования некоторых явлений. В настоящее время Д.С. Киселева готовит материалы этой работы для публикации в Глобальной информационной системе по биоразнообразию GBIF.

В 2011 году были закончены 25-летние стационарные наблюдения за луговыми сообществами на территории заповедника, проводимые Т.Ф. Чап. Материалы исследований луговых сообществ свидетельствуют о процессах залесения, характерных для Самарской Луки в целом, и в качестве мер, рекомендуемых для сохранения как таковых луговых экосистем, предлагается сенокосный режим, сдерживающий процесс внедрения древесной и кустарниковой растительности.

Наиболее актуальными в связи с развитием экологического туризма являются мониторинговые исследования в зоне экскурсионного маршрута на горе Стрельной. Проводившиеся здесь ранее наблюдения привели к необходимости таких исследований после обустройства маршрута в 2012 году специальным настилом для передвижения посетителей. Работы по мониторингу растительности в зоне маршрута проводили в 2013–2017 гг. ученые Самарского университета в составе проф., д.б.н. Л.М. Кавеленовой, к.б.н. Н.В. Власовой, к.б.н. Е.С. Корчикова, Т.А. Корчиковой при участии старшего научного сотрудника заповедника Т.Ф. Чап. Полученные материалы показывают, что растительный покров, нарушенный вследствие рекреационного использования маршрута, частично восстанавливается под настилом в недоступных для перемещения посетителей местах. Одновременно было установлено, что негативное воздействие рекреации на растительный покров продолжается. Активная рекреационная нагрузка на данные биотопы мешает восстановлению нарушенных растительных сообществ. В целях сохранения уникального объекта предложены рекомендации по оптимизации эколого-туристического использования экскурсионного настила на г. Стрельной.

Энтомологи заповедника И.В. Любвина и Т.П. Краснобаева на заложенных стационарах ежегодно проводят наблюдения за состоянием популяций 14 редких для заповедника видов насекомых, в том числе 7 «краснокнижных» видов (дыбка степная, красотел пахучий, жук-олень, отшельник, усач альпийский, павлиний глаз малый ночной и аполлон), лесопатологический мониторинг состояния основных лесообразующих пород, учёт заселённости лесных насаждений кладками основного массового вредителя леса – непарного шелкопряда. Для инвентаризации комплекса беспозвоночных заповедника был организован сбор коллекционного материала по различным группам беспозвоночных животных. К определению сборов привлекались ведущие специалисты Самарского государственного университета, Самарского педагогического института, МГУ, ЗИН РАН. В фондах заповедника представлен богатый коллекционный материал по паукам (Aranei) и насекомым из отрядов Равнокрылых (Homoptera) и Двукрылых (Diptera).

В итоге к 2017 году на территории заповедника было выявлено 5932 вида беспозвоночных животных, из них 5197 видов насекомых, до этого наиболее полный список насекомых заповедника, представленный в 1940 году в отчёте Е.И. Новодережкина, составлял всего 1532 вида. На материале, собранном на территории заповедника, были защищены диссертации по фауне и экологии различных групп беспозвоночных: короткоусых двукрылых (И.В. Любвина), пауков (Ю.П. Краснобаев), чешуекрылых (С.А. Сачков – СамГУ), полужесткокрылых (И.В. Дюжаева – СамГУ) и др.

Значительный вклад в изучение беспозвоночных животных заповедника внёс научный сотрудник Ю.П. Краснобаев. В конце 2000 года практически единовременно Ю.П. Краснобаев защитил степень кандидата биологических наук (по паукам Самарской Луки) и был назначен директором Жигулёвского заповедника. В 2007 году по его инициативе и при непосредственном его участии был издан «Кадастр беспозвоночных Самарской Луки», включивший в себя всех беспозвоночных (включая простейших), известных с этой территории. Подобные издания в России известны только для Сохондинского заповедника и Воронежской области.

В рамках законодательной необходимости развития экологического туризма в 2012 году по инициативе Ю.П. Краснобаева проведено благоустройство экскурсионного маршрута заповедника «Стрельная гора».

Г.П. Лебедева вместе с лаборантом В.М. Сиротюк проводит мониторинговые исследования численности птиц на постоянных маршрутах. По населению птиц Жигулевского заповедника она защитила кандидатскую диссертацию. С 2013 г. Жигулевский заповедник участвует в международной программе «Атлас гнездящихся птиц Европы».

Среди млекопитающих наиболее интересной группой являются рукокрылые, насчитывающие 15 видов. Под руководством териолога В.П. Вехника в Жигулевском заповеднике совместно с Пензенском университетом начиная с 2003 г. проводятся поголовные учеты на зимовках численности оседлых рукокрылых 8 видов. Исследование летней экологии проводится как методом мечения и повторных отловов паутинными сетями, так и методом радиотелеметрического слежения. Обнаружены места локализации выводковых колоний, определены территории фуражирования и размеры индивидуальных участков мышей 2 видов. Исследуется спектр кормовой базы летучих мышей, включая самый редкий вид – гигантскую вечерницу.

Жигулевский заповедник сейчас – единственное место в России, где под руководством зам. директора по научной работе В.А. Вехник проводятся всесторонние исследования биологии сони-полчка, обитающей здесь на восточной границе ареала. Исследуются поведение, питание и размножение вида. Анализ питания выявил широкие биоценотические связи вида, включая трофические, биотопические, фабрические и паразито-хозяинные отношения. Был выявлен ряд значительных отличий в морфологии и экологии вида. Исследования позволили открыть новый для млекопитающих феномен – массовую резорбцию эмбрионов, при которой регулярно рассасываются все эмбрионы у беременных самок в неблагоприятных условиях. Совместно с Бельгийским Институтом генетики животных и растений проведен генетический анализ жигулевской популяции полчка и подтверждена его генетическая идентичность с популяциями зарубежной Европы. Материалы исследований опубликованы в ряде международных журналов.

Перспективным объектом совместных исследований с Зоологическим институтом (Санкт-Петербург) является символ Жигулевского заповедника – азиатский барсук. Здесь проходит зона контакта с другим видом барсука – европейским. Сравнительные исследования двух видов могут выявить самые неожиданные отличия биологии на одной и той же территории.