Internationale Olympiade in Grundbegriffen der Wissenschaften

Schijatow Stepan Grigorjewitsch

Biologie

 

Schijatow Stepan Grigorjewitsch (24 Dezember 1933 Wladimirowka, Baschkirische ASSR ), Doktor der biologischen Wissenschaften, Professor, führender wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Ökologie der Pflanzen und Tiere der Uralabteilung der Russischen Akademie der Wissenschaften.

 

Seine Eltern waren Bauer. 1945 absolvierte er die Grundschule, und im Herbst 1951 die Mittelschule. Seine Kindheit und Jugend verbrachte er in einem wunderschönen und an biologischen Ressourcen reichen Gebiet – der Silairski-Hochebene, wo die Grenze zwischen den Sommergrünen Laubwäldern, der Steppe und der Taiga verläuft. Er unternahm sehr häufig Waldwanderungen und beobachtete dabei das Leben der Tiere und die Verbreitung der Pflanzen. Deswegen beschloss er sein Leben der Biologie und der Untersuchung komplexer ökologischer System zu widmen. 

1952 begann er sein Studium an der Forstwirtschaftlichen Fakultät der Uralischen Waldtechnischen Universität. Zu dieser Zeit unterrichteten dort viele Bekannte Professoren, darunter N.A. Konowalow, W.N. Petri, P.L. Gorchakowski, L.I. Wigorow u.a. Dank ihrer Hilfe bekam er Basiskenntnisse auf dem Gebiet der Waldwissenschaften und begriff, welch eine große biosphärisch Bedeutung Wälder für unseren Planeten haben. Während des Studiums an der Universität war er Mitglied mehrerer studentischer Expeditionen die Professor P.L. Gorchakowski leitete. Während der Expeditionen untersuchte er mit anderen Studenten die Flora und Fauna des Uralhochgebirges. 1954–1955 beteiligte sich an den Landarbeiten am subpolarischen Ural (Gebirgskamm „Säbel“, das Berg Manaraga und Narodnaja) und 1956 auf dem Berg Konjakowski Kamen (Nordural). Während dieser Expeditionen wurde er sehr von den Lichterwäldern und dem Krummholz, die an der oberen Baumgrenze unter extremen Boden-und Klimaverhältnissen wachsen und eine wichtige Wasser- und Bodenschutzfunktion erfüllen, beeindruckt. Nach dem Vorschlag von P.L. Gorchakowski wählte er die Untersuchung der Zusammensetzung, Struktur und die Höhenverteilung der Hochgebirgswälder auf dem Nordural zum Thema seiner Diplomarbeit. 

Nach dem Abschluss der Universität arbeitete ein Jahr als Revierwerkmeister auf dem Katav-Ivanovsker Chemieforstbetrieb (Oblast Tscheljabinsk.). Im Frühling 1958 bekam eine Stelle des Forschungsassistenten auf der Uralischen Waldforschungsstätte (Swerdlowsk). Wurde Mitglied einer Gruppe von Forschern die sich mit den Fragen der Walderneuerung und der Auswertung der Brandgefahr bei konzentrierter Fällung beschäftigten. В 1959, nach dem Vorschlag von Professor P.L. Gorchakowski, der zu diesem Zeitpunkt an dem Biologieinstitut der Uralabteilung der Russischen Akademie der Wissenschaften unterrichtete, begann er eint Aspiranturausbildung und schrieb eine Qualifikationsarbeit zum Thema „Untersuchung der Dynamik der oberen Baumgrenze auf dem Polarural“. 

Nach dem Abschluss der Aspirantur bekam er eine Stelle am Institut, wo er es von einem einfachen Forschungsassistenten bis hin zum Laborleiter schaffte. 1964 verteidigte seine Dissertation und 1981 die Doktorarbeit. 1985 organisierte das erste dendrochronologische Laboratorium in Russland, das sich mit den Fragen der Waldökologie beschäftigt. Bis 2009 war Leiter dieses Laboratoriums. 1997 bekam den Doktortitel, 1999 – den Ehrentitel „ Verdienter Wissenschaftler der RF“. Seit 1993 Teilmietglied des Redaktionskollegiums der Fachzeitschrift „Ökologie“.

Seit der Mitte des 20. Jhrs. Stieg das Interesse zu Untersuchung der der Reaktionen von Wasser- und Bodenökosystemen auf die globale Erwärmung. Es wurde festgestellt, dass die Nord- und Hochgebirgsregionen am meisten davon betroffen sind. Deswegen entstand die Frage der Untersuchung der Reaktion solcher Ökosysteme auf den Klimawandel. Erste Forschungen, die auf dem Polarural durchgeführt wurden, zeigten, dass sich seit Beginn der 20-er Jahre des XX Jhrs. aufgrund der Verbesserung der Klimabedingungen eine intensive Gehölzexpansion in die Bergtundra gebildet hat. Für eine quantitative Bewertung diese Veränderungen im Ural und in der sibirischen Subarktis wurde im Institut das drochronologische Laboratorium gegründet. Zu den wichtigsten Untersuchungszielen des Laboratoriums zählen die retrospektive Forschung der Umweltbedingungen und der raum-zeitlichen Dynamik der Bestände durch die Verwendung der forstkundlicher, dendrochronologischer, radiokarbonischer , fernkundischer, kartographischer und fotografischer Untersuchungsmethoden und durch GIS-Technologien. Zu den Grundmethoden zählte die dendrochronologische Methode – Analyse der Veränderung des radialen Zuwachses der Holzgewächse unter dem Einfluss der Klimafaktoren und des Kalenders, zeitliche Datierung der Wachstumsringe. Diese Methode ermöglicht es die die genauere Lebenszeit lebender und abgestorbener Bäume festzustellen, die Wachstumsringchronologien bis hin in die früheren Jahrhunderte zu erweitern und die Klimaverhältnisse dieser Zeitalter Jahrgenau zu rekonstruieren. Außerdem, dank der Analyse anatomischer Anomalien der Wachstumsringe kann man präzise die Zeit und Intensivität solcher Katastrophen wie z.B. Waldbrände, Heuschreckenplagen und extremer Wettererscheinungen(Morgenfrost im Frühling und Herbst, Schneebruch, Windbruch, Hochwässer und Erdrutsche) feststellen.

Zu den wichtigsten Ergebnissen des Labors zählen: 

1. Erarbeitung neuer theoretischer und methodischer Grundlagen der Phytoindication der Umweltbedingungen und der Bergnaturprozesse (Schneedecke, Windsituation, Wärmezustand, Klimawandel, Waldbrände, Schneelawinen, Muren, anthropogene Erscheinungen).

2. Forschung der Rolle klimatischer, edaphischer und anthropogene Faktoren, die die Zusammensetzung, morphologische und altersmäßige Struktur der auf der oberen Baumgrenze des Polar-, Subpolar-, Nord- und Südural wachsender Bestände bestimmen.

3. Rekonstruktion der raum-zeitlichen Dynamik der auf dem Polarural wachsender Laubbestände unter dem Einfluss des jahrhundertelangen Klimawandels in den letzten 1550 Jahren. Zum ersten Mal wurde eine langwierige Warmperiode festgestellt, die sich auf den Zeitrahmen zwischen dem VIII und XIV Jahrhundert bezieht, als die obere Baumgrenze um 60–80 Meter gestiegen ist. Danach folgte eine Kaltperiode(XIV – XIX Jrh.), als der Massenschwund der Bestände und die Senkung der oberen Baumgrenze festgestellt wurden. Während der letzten 110-120 Jahre wurde in den Hochgebieten des Urals eine intensive Expansion des Gehölzes in die Bergtundra festgestellt. 

4. Wurde bewiesen, dass der Radialzuwachs der an der oberen und der polaren Waldgrenze wachsender Bäume hauptsächlich durch die Temperaturführung der Sommermonate bestimmt wird. Auf dieser Grundlage wurde für verschiedene Bergregionen Urals und der europäischen und asiatischen Subarktis eine Jahresrekonstruktion der Sommertemperaturveränderung der letzten 200-1350 Jahre durchgeführt. Die längste Jahresrekonstruktion der Sommertemperaturveränderung(7350 Jahre) bezieht sich auf die Südregionen des Jamals. Die Analyse des Radialzuwachses des Gehölzes und der Veränderung der Klimafaktoren offenbaret Zyklen unterschiedlicher Länge – innenhundertjährig, hundertjährig und über hundertjährig.

5. In allen Hochgebieten des Urals wurde ein System des dendroökologischen Monitorings eingeführt, mit dem Ziel Veränderungen der Zusammensetzung, Struktur und der Raumlage der Tundra-, Wiesen-, und Waldökosysteme zu verfolgen. Das System erfasst konstante Probeflächen und Höhenprofile, morphologische Struktur der Bestände, Radialzuwachs der Bäume, Samentragen, mikroklimatische Beobachtungen während der Sommer- und Winterperioden, kartographische und fotographische Materialien. 

Zur Zeit beschäftigen sich die Labormitarbeiter mit der Untersuchung der raum-zeitlichen Dynamik der Hochgebirgswälder des Urals. Der Hauptakzent wird dabei auf die Untersuchung des Samentragens und der Walderneuerung, der Verwendung historischer Landschafts- und Distanzaufnahmen, kartographische Materialien und GIS-Technologien gelegt.

 

 

 

 

Other scientists

Jean-Luc Moreau
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