«Наши исследования не должны лежать на полках, от них должен быть результат», - Дмитрий Андреев, завлабораторией экологии и охраны природы ПГНИУ

Тема: экологическая диагностика, эколого-геоинформационные системы, нормирование загрязнения окружающей среды, экологическая геохимия, охраняемые территории, альтернативные источники энергии

Гости: Дмитрий Андреев – кандидат географических наук, заведующий лабораторией экологии и охраны природы ПГНИУ; Валерий Катаев, доктор геолого-минералогических наук, профессор, проректор по научной работе и инновациям ПГНИУ.

Программа: «Ни дня без науки»

Ведущий: Владимир Соколов

День выхода: 1 марта 2015 года

Визитка:

Дмитрий Андреев – кандидат географических наук, заведующий лабораторией экологии и охраны природы ПГНИУ, старший преподаватель кафедры биогеоценологии и охраны природы. Закончил географический факультет Пермского государственного университета в 2009 г., специальность «Природопользование». На кафедре биогеоценологии и охраны природы работает с 2005 года. В 2012 г. закончил аспирантуру по специальности «Физическая география и биогеография, география почв и геохимия ландшафтов. В декабре 2012 г. защитил кандидатскую диссертацию по теме ««Экогеохимическая диагностика антропогенной трансформации особо охраняемых природных территорий». С 2013 г. заведует новой лабораторией экологии и охраны природы, созданной в целях проведения научных исследований по диагностики состояния окружающей среды.

Основные научные интересы: экологическая диагностика, эколого-геоинформационные системы, нормирование загрязнения окружающей среды, экологическая геохимия, охраняемые территории, альтернативные источники энергии.

Основные научные достижения связаны с разработкой новых универсальных методов оценки состояния окружающей среды. В частности, в соавторстве с профессором из Сибирского федерального университета разработана методика индикации загрязнения воздушной среды по показателям физиологического состояния хвойных пород. Данный способ позволяет инструментальными методами определить такой важный параметр растительности как интенсивность фотосинтеза. По результатам многолетних измерений выявлена чувствительность фотосинтеза к разного рода факторам, в том числе и загрязнению. Исследования позволяют определять не только степень загрязнения среды, но и как на данное загрязнение реагируют растения в реальных природных условиях. Это позволяет разрабатывать более точные природоохранные мероприятия по снижению негативного воздействия деятельности человека на окружающую среду.

В настоящее время ученым разрабатываются новые методы оценки состояния природной среды, в том числе по внутренней структуре деревьев, газообмену растений, по реакции живых организмов (водорослей, дафний, инфузорий и т.д.) на почвы, водные объекты и др. Данные методы направлены, прежде всего, на получение информации о том, как источники загрязнения влияют на живую природу и какой придел этого воздействия. С помощью новых инструментальных методов можно выявить так называемую обратимую стадию нарушения экосистемы, что позволит избежать деградации компонентов окружающей среды с помощью своевременного проведения природоохранных мероприятий.

- Как вы делаете анализ состояния окружающей среды с помощью состояния, например, хвойного дерева?

- Как они записывают информацию?

Дмитрий Андреев: Дерево каждый год растет на несколько миллиметров. Все видели пеньки, на которых есть годовые кольца, по которым можно получать информацию.

- Мы можем узнать возраст дерева. Что еще?

Дмитрий Андреев: Помимо возраста, можно узнать как дерево росло в разные периоды своей жизни. Например, в периоды засухи дерево имело маленький прирост.

- Как мы можем узнать по кольцу, что именно было плохо?

Дмитрий Андреев: Мы поднимаем архивные данные, начиная с метеорологических параметров, заканчивая разными другими.

- Дмитрий, зачем нам дерево тогда?

Дмитрий Андреев: С помощью этих методов можно не только вспомнить прошлое, но и оценить настоящее и спрогнозировать будущее.

Валерий Катаев: Я добавлю. На самом деле, любое растение имеет некий внутренний химический состав, который реагирует на любое изменение внешней среды. Если раньше все описания были визуальными - исследователь видит дерево и описывает как все плохо, то сейчас, с помощью приборов лаборатории, которой заведует Дмитрий, можно оценить состояние на уровне химического состава годового кольца, хвои и т.д.

Дмитрий Андреев: Да, мы проводим целый комплекс анализов, начиная с самого простого - это химический анализ содержания веществ. Помимо этого, мы изучаем то, как привнесенные вещества влияют на внутреннее строение и физиологическое состояние растения. Помимо того, как растут кольца, мы оцениваем то, как проходят процессы фотосинтеза в хвое и листве этого дерева с помощью новый современных уникальных приборов.

- Как вы определяете химический состав? Методом тыка или у вас проводится, например, спектральный анализ? Насколько это трудоемко?

Дмитрий Андреев: Мы измельчаем массу и отправляем на спектральный анализ. Используем также атомноадсорбционный метод... Методов химического анализа много.

- Итак, обнаружили превышение концентрации или то вещество, которого там быть не должно. Что дальше?

Дмитрий Андреев: А дальше смотрим на физиологическое состояние, на те процессы, которые не видны невооруженным глазом, например, на процессы фотосинтеза, которые можно зарегистрировать прибором. Мы изучаем газообмен в листьях, изучаем годовые кольца.

- Фотосинтез происходит здесь и сейчас. В другой руке у вас результаты анализа кольца 10-летней давности. Как это увязать?

Дмитрий Андреев: Один вид анализа может говорить о текущем состоянии дерева, а другой подсказать когда начались эти изменения и выявить причину.

- Что еще, кроме деревьев, может быть хранителем информации?

Дмитрий Андреев: Мы работаем именно с растениями. Помимо этого, мы обязательно анализируем почву, воду, воздух, потому что все взаимосвязано в единую экосистему.

- Итак, получили вы цельную картину...

Дмитрий Андреев: Когда мы получили результаты, увидели проблемы, мы разрабатываем рекомендации - что сделать, чтобы предотвратить негативные изменения.

Валерий Катаев: Дмитрий несколько раз повторил термин "экосистема". Это очень важное место, потому что речь идет не о конкретном дереве, а о территориальных исследованиях. Это оценка состояния территории. Над этим работает лаборатория и здесь важны все элементы, которые входят в биогеоценоз. Территориальное изучение понимает понять состояние места, в котором мы живем и что нас ждет завтра. Если экосистема начинает погибать, надо бить тревогу вовремя - это главная задача экологов.

- У вас есть свои, уникальные методы исследования?

Дмитрий Андреев: Да. Оценка состояния растительности очень сложная. Раньше это определялось только визуально. Но проблема в том, что мы визуально проблема видна тогда, когда она находится уже на серьезной стадии. Возникал необходимость определения ранней стадии  нарушения инструментально. Для этого были разработаны новые приборы, например, флуориметр, который измеряет флуоресценцию хлорофилла, что соответствует интенсивности фотосинтеза. Совместно с разработчиками этого прибора, мы несколько лет проводили исследования, чтобы разработать методику - как с помощью этого прибора проводить исследования по индикации состояния окружающей среды. Так появилась первая методика. Мы вошли во вкус, стали использовать зарубежные приборы, которые измеряют другие показатели, например, газообмен. Это интенсивность поглощение СО2 и выделения кислорода.

- Это у нас стадия сбора данных. Собрали их и дальше анализ?

Дмитрий Андреев: Главное - это порядок самих анализов. Есть у нас инструментарий. То, как его реализовать в полевых условиях, на живом дереве? Эти задачи мы решали.

- Как вы решаете на какой именно территории вы будете проводить исследования?

Дмитрий Андреев: Все зависит от задачи. Если задача  - разработка и уточнение методики, то мы работаем на своих полигонах. Если есть задача оценки конкретной территории, то на ней и работаем. У нас есть собранные фоновые данные. В прошлом году мы обследовали некоторую территорию Вишерского заповедника, где нет никакого рекреационного воздействия, нетронутая территория. Там определялись фоновые значения для данного типа территорий.

- Сейчас вы разрабатываете методики или это уже имеет практическое применение?

Дмитрий Андреев: У нас есть методы, которые имеют практическое применение, есть методы, которые находятся в стадии разработки.

- В прошлом году вы стали лауреатом премии. За какую работу?

Дмитрий Андреев: Это как раз методика, о которой я рассказываю. По ней я защитил кандидатскую и в прошлом году получил премию за лучшую научно-исследовательскую работу среди молодых ученых.

- Появляется методика, под которую появляются приборы, правильно я понимаю?

Дмитрий Андреев: Мы шли параллельно, можно сказать. У нас была научная задача, потом появилась Программа развития университета, которая помогла нам реализовать эту задачу.

- Это может стать бизнес-проектом?

Дмитрий Андреев: Да, может. Прикладной характер это уже имеет при мониторинге состояния особо охраняемых территорий Пермского края. Эту прикладную задачу мы наша кафедра решает уже несколько десятилетий. Мы совершенствуем методику оценки состояния территорий.

- Создается впечатление, что это вещь в себе. Валерий Николаевич, не получается ли так, что результаты накапливаются и ложатся на полку, где пылятся?

Валерий Катаев: Вы заговорили о важной вещи. Нам в области экологии, если это касается особо охраняемых территорий, говорить о бинес-проектах очень сложно. Они не находятся в частной собственности. но результаты не являются вещью в себе. Все они доступны для дальнейших исследований - это первое. Они всегда передаются профильным министерствам, которые делают выводы о том, что делать дальше. Вот задача - не просто изучить, но и поставить проблему перед администрациями соответствующих образований, которые должны принять определенные решения. Если мы, например, пытаемся сохранить заповедник, леса на территории города...

- Если мы решаем, что пытаемся, вы начинаете отслеживать результаты этих попыток.

Валерий Катаев: Да. Тут важен симбиоз между учеными, администрацией, предполагаемым пользователем, если то частная структура. Если этот треугольник срастается - все нормально, мы сохраняем территорию в близком к природному состоянии. Если этот треугольник разрушается, тогда исследования ни к чему.

- Часто случается треугольник?

Валерий Катаев: Ну конечно случается. Частные структуры, для развития собственного бизнеса, например, строители, заинтересованы в наших исследованиях. Профильные министерства, например, Министерство природных ресурсов, которые прямо заинтересованы в сохранении природного богатства. Треугольник существует, но его связи должны быть продуктивными, вовремя направленными навстречу друг другу. Ваша

фраза о том, что ученые ПГНИУ несколько "улетевшие"... да. Надо понимать особенность. Классический университет  - он всегда был оплотом развития фундаментальной науки. Хотя, по структуре доходов, которые сейчас есть в университете, мы стали очень похожи на технические вузы. Вынуждает обстановка - мы вынуждены зарабатывать деньги. Но мы помним, что на 50% наша цель - фундаментальные исследования.

- Этот проект, Дмитрий, уже может зарабатывать деньги и подкармливать фундаменталистов?

Дмитрий Андреев: Тут часть проекта уже может зарабатывать, часть  - на перспективу. В последние годы, например, рекреационное воздействие на особо охраняемые территории очень серьезное. Мы пришли в министерство, обозначили проблему. Надо ее решать. И здесь у нас есть некий результат - последние три года мы разрабатываем проект природного парка в Пермском крае - это некий аналог национального парка, только на региональном уровне. Таких территорий три. Уже сделаны обоснования. Проведена работа с землепользователями.

- С кем вы сотрудничаете в администрации?

Дмитрий Андреев: Министерство природных ресурсов, лесного хозяйства и экологии. Они заказчики этой работ. Сейчас разработаны обоснования трех природных парков - Чусовской, Усьвенский и Вишерский. Проведены встречи с землепользователями, с местными районными администрациями и готовятся нормативные документы по созданию парков. Будет создан штат сотрудников для каждой территории.

- Я могу рассчитывать, что через некоторое время я поднимусь на Ветлан и там не будет помойки?

Дмитрий Андреев: Да.

- А вы своими исследованиями можете сейчас оценить экологическую обстановку сейчас и после того как парки будут организованы.

Дмитрий Андреев: Да. Еще одно прикладное значение наших работ - это оценка проведенных природоохранных мероприятий. Есть проблемные зоны с предприятиями, у которых есть старые очаги социально-экологической напряженности. Они последние десятилетия проводят разные мероприятия по очистке и т.д. Мы можем оценить есть ли результат и достаточный ли он.

- Есть у вас какое-то взаимодействие с другими вузами, с другими регионами, обмен опытом?

Дмитрий Андреев: Это проходит регулярно. Мы ездим на повышение квалификации, на конференции, на семинары по этой теме. Это важно для того, чтобы найти как можно больше союзников в этом направлении. У нас есть связи с Сибирским университетом, с Казанским университетом. С МГУ у нас давние связи. Сейчас еще с Санкт - Петербурским, Якутским и еще несколькими вузами налаживаем связи. Ежегодно проводим семинар "Антропогенная трансформация природной среды", на котором обсуждаются все вопросы среди молодых ученых.

- Вы встречаетесь, общаетесь... что на выходе?

Дмитрий Андреев: По-разному. Могут быть и совместные статьи, методики. Для нас важно, чтобы направление развивалось. Чем универсальнее будут методы, чем точнее, тем раньше они станут обязательными при государственном экологическом надзоре.

- Часто бывает, что мы тут изобретаем велосипед, который где-нибудь в Китае давно изобретен. Вы знакомились с подобными работами зарубежных коллег?

Дмитрий Андреев: Безусловно. Без этого не защитить кандидатскую, не опубликовать статью в хорошем журнале. Но, конечно, наши работы в серьезном международном журнале публиковать не будут.

Валерий Катаев: Действительно, тот международный опыт, который имеется, в некоторых позициях более солидный, чем наш. Но со стороны иностранных коллег есть очень большой интерес к тем исследованиям, которые ведутся на кафедре биогеоценологии. Летние школы, которые проводятся третий год при массовом участии студентов, аспирантов, молодых ученых итальянских вузов, Оксфордского университета, из Германии, они проводятся у нас, на базе Предуралья и не только. Интерес большой. Они оценивают тот опыт, который они у себя не видели. Их поколение шагнуло на шаг вперед, но начальных этапов молодежь не представляет. Для них нетронутая территория - это нонсенс. Они с удивлением обнаруживают, что у нас есть комплекс приборов, которых нет у них. У них, в целом, накоплено гораздо больше опыта, у них больше особо охраняемых территорий, но отдельные элементы методики изучения среды для них интересны.

- Расскажите о летних школах подробнее.

Дмитрий Андреев: Уже четвертую школу проводит наша кафедра на базе Пермского госуниверситета. А университет, получается, пятую. Три факультета тут принимает участие - геологический, географический и биологический. Наша кафедра выступает связующим звеном. Мы приглашаем студентов из разных вузов Европы. Традиционно приезжают ребята ил Италии, из Оксфорда, приезжали из Польши, Германии, Китая, Кореи. Ну и, обязательно, студенты из ведущих российских вузов. Мы проводим обучающие занятия, они проводят свои проекты. В последние годы для этого созданы специальные условия в Предуралье. Там наши преподаватели участвуют в их обучении. Последний проект был связан с природоохранным обустройством заказника "Предуралье".

- Дмитрий, теперь о ваших надеждах и чаяниях.

Дмитрий Андреев: Моя задача осваивать новое оборудование, которое мы закупили, совершенствовать методы. Обязательно публиковаться в печати, этого нам не хватает.

- Вот публикации в зарубежной печати... Я понимаю, что при присуждении "очередного воинского звания" это имеет значение. А еще для чего?

Дмитрий Андреев: Это не просто так - вышла статья. Совершенно не так. Выход публикации значит, что это исследование значимо.

- Все равно пока "галочка".

Дмитрий Андреев: Статью без серьезного фундаментального значения публиковать не будут. Если она имеет значение, ее можно будет применять и на других территориях. Если ее начнут использовать - это будет большой победой нашего университета.

- Все равно они будут делать это с вашей помощью?

Дмитрий Андреев: Обязательно. Есть же разные тонкости в проведении исследований. Важно, чтобы методика получила распространение не только в России. Следующая задача - взаимодействие с органами госвласти. Наши исследования не должны лежать на полках, от них должен быть результат.

- Вы занимаетесь исследованиями, разработкой методики. А кто у вас занимается взаимодействием с властью, с бизнесом?

Дмитрий Андреев: наши руководители - завкафедрой, проректор по научной работе, я участвую в круглых столах в Перми и в Пермском крае. Мы рассказываем о своих разработках на широких круглых столах при участии не только чиновников, но и представителей предприятий и других научных коллективов.

- Есть ли у вас какие-то планы, задумки, которые невозможно реализовать в связи с недостаточностью инструментария, еще чего-то. Есть что-то такое, что пока отложено в связи с тем, что ваши идеи обгоняют технические возможности?

Дмитрий Андреев: С точки зрения инструментария, я сейчас сыт по горло, потому что мы реализовали очень интересный проект по приобретению всего комплекса. В ближайший год я точно не подумаю, что мне чего-то не хватает, если не говорить о расходных материалах. Все остальное у меня есть.

- Вы просто счастливый человек.

Дмитрий Андреев: Да. Теперь я каждый вечер провожу в гараже университета, вожусь с железом.