Вскормленные молнией. “Небесный огонь” обеспечивает северные леса полезными веществами.
Наука
№ 29-30(2011)

29.07.2011

Какие изменения произойдут в окружающем мире после катастроф антропогенного или природного характера? Какие меры необходимо предпринять, чтобы ослабить их нежелательное воздействие? На эти и многие другие вопросы попытались ответить участники Второй национальной научной конференции “Математическое моделирование в экологии”, которая прошла в Институте физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН. Корреспондент “Поиска” встретилась с председателем оргкомитета конференции, доктором биологических наук, профессором Александром КОМАРОВЫМ.


- За каждым выступлением, прозвучавшим на конференции, не прожекты, а годы продуктивной работы, - рассказывает Александр Сергеевич. - Если руководство страны почти не уделяет внимания экологическим проблемам, это вовсе не означает, что мы не должны этим заниматься. Ученые готовы, когда возникнет необходимость, предоставить серьезные научные наработки.
Стоит рассказать об истории наших конференций. Очень долго считалось: природа у нас богатая, значит, можно все рубить, на всех охотиться. И природа действительно компенсировала антропогенное воздействие. Но в 1960-х стали понимать, что бездумное использование богатств планеты приводит порой к необратимым последствиям. И ученые стали об этом открыто говорить. Одним из них был Алексей Андреевич Ляпунов, удивительный человек, математик по специальности, член-корреспондент АН СССР. В свое время вместе с академиком Михаилом Лаврентьевым он покинул Москву, чтобы создавать Новосибирский академгородок. Ляпунов был разносторонним ученым. В 1968-м он организовал в Новосибирском университете обучение по специальности “Математическая биология”, читал студентам курс генетики, как раз в то время, когда эта наука еще испытывала притеснения. В 1973-м провел первую школу математического моделирования сложных биологических систем. В каком-то смысле мы все выросли из нее.
В этом году отмечается 100-летний юбилей А.Ляпунова. Мы тоже почтили память основателя наших школ: провели на конференции торжественное заседание, на котором выступили ученики Алексея Андреевича - академик Юрий Журавлев и профессор Ратмир Полуэктов. В тот же день состоялся вечер воспоминаний его бывших учеников.
Когда не стало Ляпунова, его дело продолжил доктор физико-математических наук Альберт Молчанов, который организовал и затем на протяжении почти 30 лет возглавлял Институт математических проблем биологии РАН. Последняя, 12-я, школа под его руководством прошла в 1991 году. К великому сожалению, вскоре после завершения конференции пришла печальная весть о смерти Альберта Макарьевича Молчанова. Это был очень яркий человек, ставший для меня и очень многих из нас Учителем. Он начинал свою научную деятельность в Институте прикладной математики АН СССР, докторскую диссертацию по резонансной структуре Солнечной системы защитил, когда ему еще не было 40 лет. Стал одним из первых в СССР математиков, работающих и в области биологии, сыграл громадную роль в становлении этого направления. Моделирование в экологии всегда было в центре его интересов. Мне посчастливилось быть с ним рядом больше 30 лет.
...Что происходило в науке после 1990-х годов, всем известно. Отразилось это и на судьбе нашей школы. Тем не менее последующие 20 лет мы встречались, общались. И вот недавно решили все возобновить, организовать конференции по математическому моделированию в экологии. Первая из них прошла два года назад. Старая команда, примерно человек 30, по-прежнему составляет ядро. Это и некогда молодые ученые, и наши учителя. Среди них профессор Аргента Антониновна Титлянова из Института почвоведения и агрохимии СО РАН, расположенного в Новосибирске. На этой конференции она выступила с очень интересным докладом “Быстрые циклы в круговороте углерода и азота”. Из Санкт-Петербурга прибыл другой наш патриарх - доктор технических наук Ратмир Александрович Полуэктов, представлявший Агрофизический НИИ РАСХН. Обоим ученым за 80, тем не менее они активно трудятся в области изучения биогеохимических циклов элементов в природных экосистемах и теории урожаев сельскохозяйственной продукции.
О климатических изменениях, которые сейчас происходят на планете, рассказал профессор Олег Сиротенко, представитель Межправительственной группы экспертов по изменению климата при ООН - коллективного лауреата Нобелевской премии мира 2007 года. Ученый привел конкретные данные, а также тренды (тенденции), которые, например, показывают, как за последние 30 лет изменились урожаи зерновых в разных регионах России в корреляции с климатом. Выяснилось, что в некоторых областях нашей страны средняя зимняя температура повышается, а летняя остается прежней.
- Какое из антропогенных воздействий на природу считается наиболее существенным?
- Сейчас заметное влияние оказывает загрязнение промышленных предприятий азотными соединениями. Правда, надо сказать, что такие выбросы иногда приносят и пользу. Вся растительность завязана на круговороте азота. Взять этот элемент напрямую из атмосферы, как углерод, большинство представителей земной флоры не может. (Справляются с такой задачей только бобовые). Но вот факт, о котором знают не все: аммонийные формы азота и окислы этого элемента образуются при грозах - до двух килограммов на гектар. С дождем они попадают в почву и затем усваиваются растениями по сложной цепочке. Благодаря именно “небесному огню” растут, скажем, северные леса.
В наших краях за год на землю попадает 15-16 килограммов азотных соединений на гектар. В советское время самыми грязными у нас были города с развитой металлургической промышленностью, располагавшиеся на Украине: Кривой Рог, Днепропетровск, Мариуполь. Там доходило до 50-60 килограммов, но эти данные были тогда засекречены. Понятно, что такие количества нежелательны: блокируется фотосинтез, и растения плохо развиваются. Особая тема - загрязнение грунтовых вод азотом. Речь может идти об азотном отравлении больших экологических систем.
- Что нового вносит математическое моделирование в экологию сегодня?
- С появлением персональных и супермощных компьютеров мы теперь можем заниматься сложнейшими задачами без использования аналитических уравнений, как это было раньше. Многие проблемы, прежде неподъемные, сейчас решаются. К тому же за последние 20 лет появились новые данные, заметный прогресс произошел в биологических науках.
Стоит сказать, что на Западе больше внимания уделяют экологии, чем у нас, при этом серьезную роль играют средства массовой информации. Как-то перед учеными Евросоюза была поставлена задача выяснить, почему в последние годы деревья в их лесах стали расти в полтора раза быстрее? На проект выделили значительные деньги. Когда были установлены причины, собрали пресс-конференцию с участием журналистов самых разных изданий и результаты исследований стали достоянием общественности. Среди обнародованных причин: потепление климата, увеличение углекислого газа. Но главные факторы - азотное загрязнение, о котором я уже рассказывал, а также изменение структуры природопользования. Это у нас принято рубить лес, сметая все, оставляя после себя пустыню. А в Европе рубку проводят выборочно, оставляя деревья. В результате прореживания конкуренция между растениями ослабляется, они получают больше питания. Да, деревья действительно стали расти быстрее, но качество древесины ухудшилось из-за увеличивающегося количества капилляров. Вот пример того, что все действия людей по отношению к природе, даже те, которые выглядят гуманными, должны быть всесторонне продуманы, проанализированы. Для этого и нужны грамотно построенные модели, которые позволяют прогнозировать последствия различных воздействий на окружающую среду, а значит, и предотвратить нежелательные.

Беседу вела Фирюза ЯНЧИЛИНА
Фото автора


Вернуться к статье