Научно-образовательный экспертно-аналитический центр исследований древесных растений МФ МГТУ им. Н. Э. Баумана (МГУЛ)

 
 В МФ МГТУ им. Н. Э. Баумана (МГУЛ) начал функционировать единственный в России уникальный комплекс, предназначенный для исследовательской, экспертной и учебной работы в разных сферах наук о лесе и древесине. Центр исследований древесных растений создан совместно МФ МГТУ им. Н. Э. Баумана (МГУЛ) и НПСА «ЗДОРОВЫЙ ЛЕС» в целях реализации программы стимулирования массового участия российской молодежи в научно-технической и инновационной деятельности, совершенствования процесса  выявления талантливых молодых ученых. Проявленная заинтересованность многочисленных специалистов в сотрудничестве с Центром исследований древесных растений подтверждает актуальность его создания. Его уже посетили участники международной конференции «ДЕНДРО – 2012»,  студенты и преподаватели Софийского лесотехнического университета.  Для экспертов-криминалистов Федеральной таможенной службы РФ состоялись многодневные занятия по программе "Древесиноведческие основы экспертиз лесных товаров», а со специалистами ГКУ г. Москвы «Дирекция по реализации проектов в области экологии и лесоводства» прошли занятия по повышению квалификации.
                    
Функционирование нового Научно-образовательного экспертно-аналитического центра исследований древесных растений станет инновационным прорывом в области современной науки о лесе,  что позволит и далее повышать статус российской науки на международном уровне,  способствовать  дальнейшему росту авторитета МФ МГТУ им. Н. Э. Баумана (МГУЛ).
 
 
 
Центр осуществляет следующие основные виды деятельности:

Научная деятельность
 
 Ведутся работы по грантам и хоздоговорам по выполнению НИОКР, осуществляется инновационная политика  в рамках развития биотехнологий.  Одной из целей работы центра станет всемерная техническая поддержка исследованиям ученых МФ МГТУ им. Н. Э. Баумана (МГУЛ) - факультета лесного хозяйства, ландшафтной архитектуры, механической и химической технологии переработки древесины. Лаборатория должна стать стержнем интеграции для совместных комплексных исследований ученых МГУЛ. Отдельным вопросом должно стать повышение качественного уровня подготавливаемых на базе МФ МГТУ им. Н. Э. Баумана (МГУЛ) диссертационных работ на основе использования нового, современного, адекватного потребностям исследований оборудования. Техническая поддержка со стороны лабораторий центра должна в рамках договорных отношений распространяется и на ученых иных ВУЗов и НИИ, аспирантов и докторантов иных организации, остро нуждающихся в выполнении специализированных исследований на материале собственных образцов.
    
Конкретные направления научной активности гибко корректируются  с учетом поступающих научных идей. Центр ведет мониторинг инновационных разработок на симпозиумах и конференциях, с учетом мнения компетентных экспертов выполнять экспертизу проектов и привлекает к сотрудничеству признанные перспективными направления в области прикладных наук о лесе, осуществляет их продвижение и поиск государственного  финансирования и частных инвестиций под их развитие.

Экспертная деятельность

 На основе оснащенной современным оборудованием базы осуществляются консультационные услуги в области оценки состояния деревьев и насаждений, легальности оборота древесины, определения видовой принадлежности образцов древесины, качества древесины, и в том числе судебно-ботанические экспертизы. ГОУ ВПО  МФ МГТУ им. Н. Э. Баумана (МГУЛ), как организация, обладает широким кадровым потенциалом, который, как показывает опыт работы ЦДЭ ООО «ЗДОРОВЫЙ ЛЕС», в настоящее время более чем востребован на рынке труда. С ЦДЭ ООО «ЗДОРОВЫЙ ЛЕС» активно сотрудничают сотрудники кафедры экологии и защиты леса; ботаники и физиологии растений; селекции, генетики и дендрологии; технологии лесопиления и деревообработки.
 
 
Учебная деятельность

Центр стал базой для прохождения учебных производственных практик прежде всего для студентов МФ МГТУ им. Н. Э. Баумана (МГУЛ).  Это способствует их развитию как специалистов, позволяет ряду подающих надежды молодых ученых совмещать учебу и работу. Для студентов и аспирантов иных ВУЗов, а также организаций подведомственных РАН и экспертно-криминалистических центров МВД в настоящее время разработана программа специализированных курсов и стажировок по повышению квалификации, которые осуществляются на базе созданного Научно-образовательного экспертно-аналитического центра исследований древесных растений.
 
Общественная деятельность

 Функционирование Центра предполагает контакт с широким кругом представителей научной общественности, представителями России, ближнего и дальнего зарубежья. Центр активно участвует в проведении научных конференций, симпозиумов и «Круглых столов».  В Центре организованы три основных структурных подразделения: лаборатория дендрохронологии, лаборатория анатомических методов исследования живых организмов и лаборатория физиологии растений и биотехнологии. В структуру входят Испытательный центр и Хранилище ботанических образцов.
 
Лаборатория дендрохронологии

Особой гордостью Центра является дендрохронологическая лаборатория, оснащенная самым современным исследовательским оборудованием – приборами Арботом и Резистограф, оборудованием для исследования годичных колец Линтаб и уникальным  комплексом «Лигностанция», для автоматической обработки древесных спилов и считывания дендрохронологической информации – кстати, единственным в России, из 20-ти существующих в мире.

Научная школа дендрохронологии МФ МГТУ им. Н. Э. Баумана (МГУЛ) зародилась на кафедре экологии и защиты леса МФ МГТУ им. Н. Э. Баумана (МГУЛ) в трудах А.И. Воронцова, В.А. Липаткина, С.Ю. Мазитова.  Их исследования были продолжены и развиты Д.Е. Румянцевым, С.Б. Пальчиковым. Большое внимание расширению сферы использования дендрохронологических методов уделяли И.С. Мелехов, Г.А. Курносов, И.И. Дроздов.     В настоящее время сотрудники практически всех кафедр факультета лесного хозяйства МГУЛ принимают участие в дендрохронологических исследованиях на базе лаборатории дендрохронологии НПСА «ЗДОРОВЫЙ ЛЕС». В первую очередь, это кафедра экологии и защиты леса; лесоустройства и охраны леса; ботаники и физиологии растений; селекции, генетики и дендрологии;  лесоводства и подсочки леса;  лесных культур. Немаловажно, что ряд студентов МГУЛ, проходившие стажировку в Швеции, выполняли в дендрохронологичской лаборатории НПСА «ЗДОРОВЫЙ ЛЕС» выпускную квалификационную работу на тему дендрохронологии (И.А. Сайгин, И.Г. Курносова). В настоящее время по дендрохронологической тематике во МФ МГТУ им. Н. Э. Баумана (МГУЛ) защищено более 20 дипломных работ и две кандидатских диссертации. Ведутся совместные исследования с Институтом географии РАН, Институтом глобального климата Росгидромета и РАН, Институтом лесоведения РАН. В течение 4 лет ведутся исследования в рамках госконтрактов с Федеральным агентством лесного хозяйства РФ.  

 К наиболее существенным результатам исследований лаборатории дендрохронологии Центра Древесных Экспертиз НПСА «ЗДОРОВЫЙ ЛЕС», относятся  результаты исследований  при оценке состояния деревьев и древостоев, определении причин гибели деревьев и древостоев, определении сроков гибели деревьев, оценке состояния деревьев на момент вырубки.  Особую ценность подобного рода методики представляют для ухода за старовозрастными деревьями, представляющими высокую историко-культурную ценность.  На базе лаборатории дендрохронологии  МФ МГТУ им. Н. Э. Баумана (МГУЛ) и НПСА «ЗДОРОВЫЙ ЛЕС»  велась проработка НИОКР Федерального агентства лесного хозяйства РФ  «Разработка проекта методики и технологии идентификации происхождения древесины с целью подтверждения легальности ее заготовки на основе дендрохронологической информации» (госконтракт Федерального агентства лесного хозяйства РФ  №Р-16К-08/5 от 21.11.2008 г.), а также НИОКР  «Апробация методики и технологии идентификации происхождения древесины с целью подтверждения легальности ее заготовки на основе дендрохронологической информации» (госконтракт Федерального агентства лесного хозяйства РФ  №Р-17К-10/7 от 13.08.2010 г.).
 
В рамках трехстороннего соглашения между МФ МГТУ им. Н. Э. Баумана (МГУЛ), НПСА «ЗДОРОВЫЙ ЛЕС» и УВД по Вологодской области полученные разработки были задействованы  в практике работы Экспертно-криминалистического центра УВД Вологодской области.

Востребованность дендрохронологического метода обусловлена тем, что информация, получаемая из погодичной изменчивости годичных колец может быть использована в любой из сфер лесной науки. Любая ее отрасль использует в качестве объекта исследования деревья, а деревья  содержат годичные кольца, изменчивость  которых может быть подвергнута расшифровке в целях получения разнообразнейшей информации, ценной в рамках того или иного направления исследований.

В настоящее время выделены два приоритетных направления работы лаборатории:

1. Экспертиза легальности оборота древесины и лесная сертификация. В рамках данной программы дендрохронологическими методами можно решать вопросы определения места происхождения древесины (регион происхождения, расположение в лесном массиве), времени рубки ствола дерева, состояния дерева на момент рубки (живое, сухостойное, имевшее признаки ослабления), идентифицировать принадлежность образцов древесины стволу одного и того же дерева. В перспективе, с учетом существующих наработок круг решаемых в этой сфере задач будет расширен.

2. Мониторинг состояния деревьев и древостоев. Существует значительное число подходов к использованию дендрохронологической информации в сфере лесопатологического мониторинга. Они с одной  стороны заслуживают совершенствования и апробации, но ряд подходов уже могут быть использованы для решения практических задач  оценки состояния насаждений и принятии решений о назначении мер ухода. Отдельным, абсолютно нуждающемся в дендрохронологической информации направлением является экспертиза причин гибели деревьев. Данный вопрос не может быть решен исключительно на основе дендрохронологического анализа, но с другой стороны без ретроспективного анализа изменений радиального прироста подобного рода экспертиза будет неполной.

Помимо указанных направлений в дендрохронологическая информация может быть задействована в рамках научных исследований посвященных глобальным изменениям климата и динамике депонирования углерода,  датировке времени постройки исторических зданий и сооружений, оценке ущерба лесному хозяйству от промышленных эмиссий и вспышек численности вредителей, исследований  направленных на улучшение качества древесины, экспертной оценке эффективности лесохозяйственных мероприятий, исследования влияния солнечной активности и межгалактических излучений на камбиальную активность и ряда других направлений.

Лаборатория анатомических методов исследования живых организмов

 В лаборатории планируется проведение работ с возможностью использования следующих методов исследования:

1. Анатомические методы исследования растений с использованием методик гистохимии, фазово-контрастной, поляризационной, темнопольной, люминесцентной микроскопии, стереомикроскопии с возможностями фото- и видеодокументирования.

Данная группа методик исследования древесин и прочих тканей и органов растений позволяет проводить глубокие структурные исследования биологического материала, как для многочисленных целей НИР, проводимых на кафедрах ФЛХ и ФМХТД, так и для всевозможных экспертиз (установление породы, качества древесины и древесных материалов, определение ряда технических свойств объектов исследования).

Приоритетные направления исследований и экспертиз:

а) анализ пороков и дефектов древесных материалов;
б) определение видовой принадлежности древесин;
г) исследование внутривидовой изменчивости по структуре древесины на разных уровнях, вплоть до наноуровня исследований;
в) проведение палинологических исследований и экспертиз;
г) оценка состояния насаждений в урбанизированной среде с использованием анатомо-гистохимических методов.

 По многим из перечисленных направлений исследований и экспертиз лаборатория будет иметь тесную связь с создаваемым центром коллективного пользования «Лаборатория электронной микроскопии».

Не только растения, но и другие организмы, в первую очередь фитопатогенные бактерии, а также многочисленные виды фитопатогенных,  древесиноразрушающих, микоризообразующих и искусственно культивируемых съедобных грибов будут объектами исследований данной лаборатории.  Будут  задействованы стандартные микробиологические методы исследования (in vivo, in vitro) с использованием методик инвертированной (прижизненной), фазово-контрастной, темнопольной, люминесцентной микроскопии, стереомикроскопии с возможностями фото- и видеодокументирования. Для подробного изучения патогенов будет использован метод культивирование микроорганизмов на искусственных средах.

Данная группа методик исследования грибов и бактерий необходима для углублённых микробиологических исследований в рамках НИР, проводимых на кафедрах ФЛХ, так и для всевозможных экспертиз болезней древесных растений и грибных поражений древесных материалов. В связи с этим в качестве примера можно привести некоторые возможные направления исследований:

а) оценка состояния насаждений в урбанизированной среде с использованием методов микробиологии;
б) выявление, идентификация и анализ видового состава патогенной флоры;
в) анализ поражённости грибной флорой деревянных построек и древесных материалов.
г) работы по искусственному культивированию съедобных сапрофитных  грибов рода вешенка, шиитаке, вольвариелла масличная, строфария кольцевая, аурикулярия уховидная, опенок осенний, фламмулина бархатистая и др.;
д) исследования эффективности приживаемости микоризованного посадочного материала, влияния микоризации на скорость роста и устойчивость посадочного материала, в том числе крупномерного.
 
Лаборатория биотехнологии и физиологии растений

 В настоящее время активно развиваются методы микроклонального размножения растений в лесном хозяйстве. Они позволяют массово получать необходимый посадочный материал с заданными наследственными свойствами и создавать высокопродуктивные лесные культуры, имеющие высокие показатели роста и качества древесины. При этом, в отличие от классических методов вегетативного размножения, посадочный материал лишён патогенной микрофлоры. Не будет большим преувеличением утверждение, что будущее интенсивного лесного хозяйства за микроклональным размножением древесных растений.

На базе Центра создается отдел по изучению культуры тканей и микроклонального размножения растений. В отделе планируется проведение работ по исследованию развития и размножения растений и дальнейшей разработки и усовершенствования методов массового микроклонального размножения различных видов древесных растений с целью получения посадочного материала для лесовосстановления и ландшафтного строительства.

В отделе будут использоваться методики стерильной культуры тканей с задействованием фазовой и люминесцентной инвертированной микроскопии (каллусные культуры). Культивирование растений до стадии высадки будут проводиться в климатических камерах (климатостатах и термостатах). В них же возможно проведение ряда физиологических опытов. Дальнейшее доращивание посадочного материала необходимо проводить в имеющейся в дендрарии оранжерее. Также оранжерея необходима для проведения научных и учебных работ (in vivo) по физиологии растений в рамках соответствующей дисциплины. Высадку растений в открытый грунт целесообразно проводить в дендросаду, окружающем оранжерею и лабораторию.

 Таким образом, с дополнительным задействованием оранжереи и дендрария МФ МГТУ им. Н. Э. Баумана (МГУЛ) возможно проведение полного цикла всех этапов работы по разработке методов микроклонального размножения древесных растений – от маточного растения и клеток под микроскопом до крупного посадочного материала. Дальнейшие испытания с закладкой лесных культур проводятся в ЩУОЛХе.

Необходимым компонентом работы лаборатории будут исследования растений с использованием методик фотохимического анализа (спектрофотометрия) и хроматографии (ВЭЖХ, ТСХ).

Данная группа методик исследования тканей и органов растений, а также почв, позволяет проводить биохимические исследования биологического материала, как для многочисленных целей НИР (с задействованием качественной и количественной биохимии растений), проводимых на кафедрах ФЛХ (прежде всего – работы по физиологии растений), так и для всевозможных экспертиз (определение содержания ряда химических компонентов в тканях растений). Возможно проведение почвенных химических анализов (кислотность, элементы питания растений, мехсостав и пр.). Одно из приоритетных направлений исследований:

1. исследование состава экстрактов древесин и лекарственных растений для целей пищевых и фармацевтических технологий, оценка качества растительного сырья;
2. фитоиндикационные исследования в урбанизированной среде, диагностика наличия вредных соединений в среде и в растительном сырье;
3. установление причин ослабленного состояния деревьев и древостоев, экспертиза причин гибели насаждений.

Создание единственного в России уникального комплекса, предназначенного для исследовательской, экспертной и учебной работы в разных сферах наук о лесе и древесине весомый шаг в увеличении авторитета российской науки.

Руководитель Центра Президент НПСА  «ЗДОРОВЫЙ ЛЕС»,
доцент кафедры лесоустройства и охраны леса, к.с-х.н. Сергей Пальчиков
 
 
   
 
 
Ссылки: