Проблемы экосистемных изменений и организации цикла средообразующих климатообразующих процессов исследованы в рамках системно-эволюционной методологии на основе совместного анализа сопряженных изменений сред, компонентов геосферы и межсистемных отношений в региональной природно-климатической системе. Выявлена климатические значимая роль подвижных циклонов и получены количественные оценки их вклада в изменение характеристик климата Западной Сибири. Условно обратимые преобразования экосистема вызывают межгодовые и условно обратимые многолетние изменения характеристик регионального климата.Направленность и характер эволюционно значимых изменений биосистем, в том числе и биоценозов, определяются их отношениями в рамках многоуровневой иерархии природно-хозяйственных и биоклиматических отношений. Сокращение биомассы и продуктивности биоценозов, уменьшение биоразнообразия свидетельствуют о нарушении естественных процессов экстенсивного развития сообществ организмов в биосфере.

Изучено влияние температуры и осадков на радиальный прирост деревьев сосны (Pinus sylvestris L) в суходольных сосняках юга Томской области. При среднемноголетнем распределении осадков по сезонам года наибольшая ширина годичного кольца формируется при более низких температурах вегетационного периода и более высоких температурах зимы и весны и большем количестве садков лета (в основном июня) текущего гидрологического года. В период малоснежных зим усиливается положительная роль выпадающих весной и летом осадков текущего гидрологического года. В целом за столетний период (1900-2000 гг.) радиальный прирост деревьев сосны обыкновенной значимо зависит от температур апреля и сентября и осадков июня во всех обследованных суходольных сосняках и хорошо объясняется сезонными особенностями ее физиологической и ростовой активности и сезонными изменениями почвенного климата на юге Западно-Сибирской равнины.

Рассматриваются причины и условия формирования западин, приводится их гидрологическая типизация. Моделируется многолетняя изменчивость гидрологического режима. свойственная западинному рельефу. Показано, что водный режим западин определяется всей совокупностью факторов формирования стока. делаются выводы об особой роли воронкообразных западин в питании грунтовых вод.

На примере двух торфяных разрезов Мочажина и Гряда приводятся результаты комплексной палеоэкологической реконструкции грядово-мочажинного комплекса, расположенного в южнотаежной подзоне Западной Сибири. Анализ ботанического состава растительных остатков и радиоуглеродное датирование выявили особенности стратиграфии торфяных залежей и динамику развития растительности. Результаты качественного анализа сообществ раковинных амеб в совокупности с данными по степени гумификации и увлажненности позволили реконструировать и количественно оценить палеогидрологические условия торфяных залежей. Элементный химический состав выявил сходство торфяных залежей по геохимическим условиям развития. Обнаружена связь соотношения Sr/Ba с палеогидрологическими параметрами торфяных разрезов грядово-мочажинного комплекса.

Представлены результаты математического моделирования и прогнозирования динамики полей термокарстовых озер на территории многолетней мерзлоты Западной Сибири до конца нынешнего столетия. Описана геоимитационно-регрессионная модель динамики термокарстово-озерных полей, свойства которой определены на основе статистического распределения координат местоположения и площадей озер, полученных экспериментальным путем с использованием разновременных космических снимков Landsat за период 1973-2009 гг. В модели учтена взаимосвязь термокарстово-озерных и климатических изменений, установленная на основе многомерного регрессионного анализа экспериментальных данных. Прогнозирование динамики полей термокарстовых озер в зоне мерзлоты Западной Сибири осуществлено с помощью компьютерных экспериментов на модели с учетом известных прогнозов изменения среднегодовой температуры для исследуемой территории. Показано, что повышение температуры будет сопровождаться сокращением площади термокарстовых озер в зоне мерзлоты Западной Сибири.

Детально изучены два торфяных разреза олиготрофного грядово-озерного комплекса южнотаежного болота Иксинского. Выполнены анализы ботанического состава, степени разложения, зольности и плотности торфа, численности диатомовых водорослей. Датированы 14 проб торфа. Проведена реконструкция фитоценозов и водных режимов. Предложена методика повышения качества хронологии торфонакопления с учетом его перерывов, использованием скорости аккумуляции торф соседних слоев-аналогов, радиоуглеродных дат-аналогов, синхронизации торфяных разрезов по сходным стадиям водного режима. На основе системно-эволюционного методического подхода и индикаторов палеокриогенных процессов обнаружены многочисленные нарушения эндогенного развития, обусловленные совместным влиянием континентального климата и значительной дифференциации микрорельефа минерального дна, сложенного карбонатными суглинками. Выявлено формирование комплексности и гетеротрофности уже на стадии заболачивания; частые (вековые и внутривековые) резкие смены растительных сообществ и водного режима, значительные колебания уровней болотных вод; псевдоинверсии на более минеротрофную стадия развития; длительное сохранение комплексности; типовое и фитоценотическое разнообразие комплексов; преобладание топяных и топяно-озерных комплексов; блоковый характер торфонакопления, неоднократные перерывы в аккумуляции торфа из-за формирования вторичных озер во влажные потепления, многолетнемерзлых бугров пучения в сухие похолодания, вторичных термокарстовых озер в периоды последующих потеплений. Отмечено преобладание климатические обусловленных стадий развития, многократное влияние палеокриогенных процессов, максимальное влияние на функциональное состояние болот холодных сухих и влажных периодов. Это подтверждает наличие в лесной зоне Западной Сибири, наряду с эндогенным типом болотообразовательного процесса, регионального, климатически обусловленного типа. Чуткий отклик изученного типа комплекса позволяет создавать высокоразрешающие реконструкции и прогнозы как функционального состояния болот, так и климата.

Получены оценки пространственно-временной изменчивости климатических характеристик на территории Западной Сибири за 1976-2014 гг. Установлено влияние на эту изменчивость параметров циркуляции атмосферы, таких как составляющие скорости ветра, относительная завихренность, индексы крупномасштабной циркуляции. Выявлено, что в зимние месяцы процесс потепления сменился процессом похолодания, что связано, в первую очередь, с изменением процессов атмосферной циркуляции, описываемых индексом SCAND.

На примере четырех суходольных ценопопуляций сосны кедровой сибирской (западносибирское Приобье, южная граница ареала), расположенных по градиенту убывания запаса почвенной влаги, проведен сравнительный анализ численных и качественных признаков состояния мужской генеративной сферы. Установлено, что по мере усиления сухости почвы резко сокращается заложение микростробилов на побегах, уменьшаются размеры структурных элементов пыльцевых зерен (длина и высота тела, длина и высота воздушных мешков), сокращаются доля проросшей пыльцы и длина пыльцевых трубок. По числу и размеру микроспорофиллов южные ценопопуляции, напротив, превосходили более северные. Такая разнонаправленность тенденций предположительно связана с фенологическими различиями отдельных этапов морфогенеза мужской генеративной сферы. Недостаток почвенной влаги также негативно сказывается на морфогенезе, как и ее избыток. что подтверждается снижением значений большинства анализируемых признаков в долинных кедровниках (сограх), которые на юге ареала служат основным источником семян при формировании послепожарных суходольных кедровников.

Представлены результаты анализа динамики показателей экстремальности климата на территории Западной Сибири. Для вычисления индексов использованы суточные данные 75 метеорологических станций Западной Сибири за период 1961-2013 гг., который для оценки тенденций был разделен на два интервала: 1961-1980 и 1991-2013 гг.Выявлены уменьшение частоты холодных дней и ночей за период 1991-2013 гг. по сравнению с периодом 1961-1990 гг., значимое лишь на нескольких станциях. и увеличение теплых экстремальных температурных показателей, значимое на большей части территории. Изменения от периода к периоду индексов экстремальности осадков неравнозначны и разнонаправлены в различных частях Западной Сибири. В северной части рассматриваемой территории произошло уменьшение числа дней с осадками различной интенсивности на 1-2 дня. Южная территория характеризуется ростом на 1-2 дня числа дней с осадками различной интенсивности. Изменения в динамике индексов экстремальности осадков в среднем от периода к периоду в большинстве случаев незначимы. что может быть связано отчасти с редкой наблюдательной сетью, особенно севернее 60-го градуса широты, и что подтверждает необходимость ее оптимизации. Наиболее успешно эта проблема может быть решена за счет использования автоматических автономных измерительных установокПрименение компонентного анализа для оценки синхронности изменения температурных критериев по территории показало их высокую пространственную согласованность, что может быть обусловлено вкладом крупномасштабных процессов в динамику показателей экстремальности температурного режима. Компонентный анализ динамики экстремальных осадков показал несогласованность его изменений в пределах территории исследования. что подтверждает существенное влияние местных факторов на режим осадков.

По данным реанализа было проведено исследование пространственно-временных изменений мериодиональных ячеек циркуляции для сибирского сектора Северного полушария для двух временных интервалов: периода интенсивного глобального потепления 1976-1998 гг. и периода замедления темпов потепления 1999-2014 гг. Выявлено, что наиболее существенных изменения наблюдаются в зимний сезон в начале XXI в.: произошло почти полное исчезновение полярной ячейки и увеличение интенсивности ячее Хэдли и Феррела. Получены и проанализированы тенденции изменений адвективных и вихревых меридиональных потоков тепла. а также их связь с функцией тока. Установлено, что в период ослабления процесса глобального потепления во все месяцы наблюдается увеличение интенсивности и количества центров вихревой циркуляции, что приводит к развитию мериодиональной циркуляции, усилению процессов блокирования и, как следствие. к уменьшению меридионального притока тепла в сибирском секторе в начале XXI в.

В работе рассматривается многофакторное влияние ветровой активности на сферу лесопользования в южно-таежной зоне западной Сибири. Проведена оценка пространственного распределения повторяемости сильных ветров по лесозаготовительным сезонам года.

Проведен анализ радиального прироста деревьев в онтогензе кедра сибирского (Pinus sibirica Du Tour) из лесных сообществ восстановительно-возрастного ряда кедровников зеленомошных на Кеть-Чулымском междуречье (Западная Сибирь).

Проведен анализ радиального прироста деревьев в онтогенезе кедра сибирского (Pinus sibirica Du Tour) из лесных сообществ восстановительно-возрастного ряда кедровников зеленомошных на Кеть-Чулымском междуречье (Западная Сибирь) по лесотаксационным данным.

Для территории Западной Сибири проводился расчет и анализ оценок температуры и давления, а также таких характеристик их временных рядов, как трендоустойчивость, квазицикличность, долговременная память, с помощью стандартных статистических методов и по методам фрактального и кратно-масштабного анализов. Оценка коэффициентов линейной регрессии в зимний сезон показали, что изменения климатических величин с начала XXI в. являются статистически значимыми, при этом наблюдается согласованность между выявленными периодичностями временных рядов (коэффициент когерентности - 0.9). Полученные результаты говорят о возможности использования данных методов анализа в прогностических целях.

Монография содержит материалы по характеристике почвенного покрова тундры, лесотундры и северотаежных редколесий западной Сибири. В работе обсуждаются данные по морфологии, химическому составу, минералогии основных типов почв (тундровых глеевых, элювиально-глеевых, подзолистых, болотных), а также по сезонной динамике ряда свойств и процессов. Представлены сведения о биологических ресурсах региона и возможностях создания местной продовольственной базы. Уделено внимание вопросам структуры почвенного покрова. эволюции почв севера Западной Сибири в голоцене, проблемам нарушения почвенного покрова и общей экологической обстановки в процесс строительства линейных сооружений. Разработана классификация нарушений почвенного покрова Субарктики.Для почвоведов, географов, биологов, экологов и других специалистов, участвующих в освоении природных ресурсов Западно-Сибирского территориально-производственного комплекса.

По данным наблюдений за 1976-2014 гг. выполнен анализ полей температуры воздуха и атмосферного давления на территории Западной Сибири, проведено сравнение изменчивости температуры и давления на двух временных интервалах: 1976-2005 гг. и 1985-2014 гг. Для этих же интервалов проведена оценка вкладов климатообразующих факторов, радиационных и циркуляционных. Установлено, что на исследуемой территории Западной Сибири в период 1985-2014 гг. по-прежнему наблюдается повышение среднегодовой температуры приземного воздуха, однако процесс потепления протекает менее интенсивно по сравнению с периодом 1976-2005 гг. Большую роль в уменьшении темпов роста температуры играют зимние месяцы, в которые во втором временном интервале происходит смена процесса потепления процессом похолодания. Показано, что преобладающий вклад в период с 1985 по 2014 гг. оказали циркуляционные факторы, т.е. механизмы, описываемые индексами глобальной циркуляции.

Представлены результаты мониторинга температуры торфяной почвы болота, расположенного в зоне южной тайги Западной Сибири. Проведено сравнение температурных режимов торфяной почва на болоте и минеральной - на суходоле, показано их отличие. Торфяная почва имеет сглаженную динамику температуры по сравнению с минеральной. По среднемесячным данным в теплое время года верхние 80- см торфяной почва холоднее минеральной на 5-7С, а в холодное время - теплее на 0,3-1,0С. Повышенная тепловая инерция торфяной залежи препятствует как ее нагреву, так и охлаждению. Глубина промерзания на болоте (35 см) почти в три раза меньше, чем на суходоле.

Приведены результаты исследования состава ароматических полициклических углеводородов (ПАУ) и других органических примесей в пробах подземных вод в районе Обь-Томского междуречья - в зоне подземного водозабора Томска. Произведено сопоставление состава ПАУ в водах, почве и породе водоносного горизонта. Оценены скорости фильтрации органических загрязняющих веществ с поверхности почвы в подземные водоносные горизонты. Показана незащищенность продуктивных горизонтов от поверхностного влияния и повсеместная загрязненность подземных вод ПАУ. Отмечена тенденция ухудшения качества подземных вод под действием техногенной нагрузки на зону питания водозабора.

В монографии обобщены и систематизированы данные о физико-химических исследованиях различных объектов окружающей среды. Приведенная информация о химическом загрязнении среды в значительной степени является результатом исследований авторов, посвятивших более 30 лет работы в области идентификации спектров органических веществ в различных объектах окружающей среды с учетом источников загрязнения и происходящих процессов трансформации веществ под влиянием физико-химических факторов. Представлены загрязнители, характерные для различных отраслей промышленности. Идентификация реальных спектров загрязняющих веществ чрезвычайно полезна для совершенствования государственной системы химико-аналитического мониторинга окружающей среды, адекватной гигиенической оценки качества среды, поиска источника или виновника загрязнений «методом отпечатков пальцев», оценки эффективности и безопасности новых природоохранных технологий и решения многих других эколого-гигиенических проблем.

Гетероорганические соединения имеют большое значение в современной химии и технологии, в том числе в химии и технологии нефти. Например, органические соединения, содержащие серу, азот и другие гетероатомы, существенно влияют на эксплуатационные свойства топлив, в частности реактивных и ракетных. Для идентификации и характеристики гетероорганических соединений особенно перспективно применение инфракрасной, ультрафиолетовой спектроскопии и рентгеностурктурного анализа. Атлас является итогом многолетней работы авторов в области изучения гетероорганических соединений. В нем содержится около 500 инфракрасных спектров и рентгенограмм серу-, азот- и кислородсодержащих органических веществ, из которых некоторые синтезированы впервые. Атлас предназначен для широкого круга научных работников - химиков и физиков, а также может быть полезным для преподавателей, аспирантов и студентов высших учебных заведений.

Приведены сведения обо всех имеющих практическое значение радионуклидах (природных и искусственных). Даны их физические и химические свойства, указаны источники образования, содержание в окружающей среде, прослежена миграция. Описаны пути поступления радионуклидов в организме человека, метаболизм, радиотоксическое действие, меры профилактики. Приведены гигиенические нормативы. Для химиков широкого профиля, врачей, токсикологов, работников санитарно-гигиенических служб и лиц, ответственных за гигиену труда, технику безопасности и охрану среды.

Рассмотрены геологические минералого-геохимические особенности циркон-ильменитовых месторождений Западной Сибири, охарактеризованы уровни накопления в них редких, редкоземельных и радиоактивных элементов. Отмечено, что в коллективном концентрате тяжелой фракции они накапливаются в промышленно значимых количествах. Этот тип месторождений следует рассматривать как комплексный с титаном и цирконием. Приведены данные по обогащению данного типа тонкозернистых песков до получения коллективного концентрата тяжелой фракции и последующего гидрометаллургического передела с получением готовой продукции и полуфабрикатов. Показана экономическая значимость этого типа месторождений вообще и для Западной Сибири в частности, оценена экономическая эффективность традиционного способа переработки по сравнению с новыми, более высокотехнологичными способами. Даны рекомендации по освоению этого месторождений. Монография рассчитана на широкий круг специалистов в области геологии, минералогии и геохимии россыпных месторождений, обогатителей и специалистов в области гидрометаллургии, представителей бизнеса и экономистов, лиц принимающих политические и экономические решения в регионах, представителей горнорудных компаний, а также на студентов и аспирантов ВУЗов.