Бағдарламаның мақсаты:ауыл шаруашылығын тұрақты дамыту және қоршаған ортаның сапасын тұрақтандыру үшін Шығыс Қазақстан облысына экологиялық мониторинг жүргізу.

1 Міндет. Шығыс Қазақстан облысының аумағында жүргізілген зерттеулердің нәтижесінде жүйелі кездейсоқ тәсілді және аумақты шаршы торға бөлуді ескере отырып, топырақ үлгілерін мұқият іріктеу жүргізілді. Әртүрлі тереңдіктен топырақ үлгілері алынды, олар топырақтың жағдайы мен оның ластануы туралы жан-жақты ақпарат берді. Сынама алу нүктелері санитарлық қорғау аймақтары мен жел раушандарын ескере отырып таңдалғанын атап өту маңызды, бұл алынған деректердің дәлдігін арттырады. Жерді пайдалану мен антропогендік әсер деректерін біріктіріп пайдалану кәсіпорындардың зардап шеккен аймағындағы ластану деңгейін дәлірек бағалауға мүмкіндік береді. Осылайша, қауіпті ластау көздерінің әсер ету аймағындағы басым ауыл шаруашылығы дақылдарының техногендік факторлармен ластану деңгейін анықтау жұмыстары басталды.
Оқыту бағдарламасының бірінші жылы бойынша Германиядағы DLR неміс аэроғарыш орталығында 2 қазақстандық маманды қашықтықтан зондтау құралдарын пайдалану бойынша оқыту жүргізілуде. Нәтижесінде бірінші оқу модулі Биология және биотехнология институтының мамандарына QGIS жүйесінде геокеңістіктік деректермен жұмыс істеуде қажетті дағдыларды алуға мүмкіндік береді. Қатысушылар растрлық және векторлық деректерді жіктеу әдістерін меңгереді, кеңістіктік талдау және деректерді біріктіру құралдарын пайдалануды үйренеді, бұл олардың экологиялық және биологиялық мәселелерді шешудегі мүмкіндіктерін айтарлықтай кеңейтеді.

2 Міндет.Техногендік ластануы бар аймақтар бойынша топырақ деректер базасының құрылымының негізі (133 нүкте, 487 сынама) Excel форматында карталарға географиялық сілтеме жасай отырып құрастырылды - MapInfoPro ГАЖ қосымшасына түрлендірілген 19 алқап. Деректер базасы топырақтың негізгі химиялық және физика-химиялық қасиеттерін, ауыр металдардың құрамы туралы мәліметтерді қамтиды. Мәліметтер қоры рекультивация әдістерін қолдануды ескере отырып, зерттелетін аумақтың топырақтарының экологиялық жағдайына салыстырмалы баға беруге және топырақ жамылғысының бұзылу/қалпына келтіру дәрежесін бағалауға мүмкіндік береді. Өңірге тән ластанбаған (бақылау) қара каштан топырағы қолайлы агрохимиялық және физика-химиялық қасиеттерге ие. Дегенмен, мырыш пен кадмийдің мазмұны фондық мәндерден асып түседі және сыни деңгейге жақын. Мыс пен қорғасын үшін – қалыпты шектерде, токсикалық емес, антропогендік факторлардың ықтимал әсері.
Ластанбаған қара каштан топырағының талдау деректері өсімдіктердің өсуі мен дамуы үшін қолайлы агрохимиялық көрсеткіштердің өзінде оларды қажетті қоректендіретін болса да, ауыр металдардың деңгейі айтарлықтай жоғары екенін көрсетеді. Бұл үздіксіз агроэкологиялық мониторинг және ТМ фитоуыттылыққа әсерін анықтау қажеттілігін көрсетеді.
Топырақтың экологиялық жағдайын оның гранулометриялық құрамына қарай бағалау көрсеткендей, құрамында саз бөлшектері көп топырақтар ауыр металдардың қозғалғыштығының төмендеуіне ықпал етеді, олар негізінен топырақтың жоғарғы қабаттарында жиналып, 20 см-ден төмен сирек қоныс аударады. Құмды топырақтарда ауыр металдар тереңірек горизонттарға еніп, жоғары миграциялық қабілеттілікке ие, онда олардың концентрациясы шаймалану нәтижесінде жоғарылауы немесе төмендеуі мүмкін.

3 Міндет. Өсімдіктерді түгендеу өндірістік алаңдардың шетінде және зерттеу объектілеріне іргелес аумақтарда жүргізілді. Зерттеу кезінде 117 тұқымдас және 40 тұқымдас ағаш және шөптесін өсімдіктердің 162 түрі тіркелді. Ластану көздеріне ұзақ уақыт әсер ету нәтижесінде бірқатар жергілікті түрлерден тұратын өнеркәсіптік флора қалыптасты (Populus laurifolia Ledeb., Betula pubescens Ehrh., Salix viminalis L., Calamagrostis epigeios (L.) Roth., Achillea millefolium L., Dactylis millefolium L., Dactylis, glomrissia, т.б.), аймақтық емес түрлердің саны аз (Acer negundo L., Populus balsamifera L., Malus baccata (L.) Borkh., Armoracia rusticana Gaertn., Mey., Urtica dioica L., Cannabis ruderalis Janisch. жәнет.б.). Бұзылғанаумақтарбірте-біртеөнеркәсіптіккәсіпорындардыңәртүрліучаскелеріндежалпыпроекциялықжамылғысы 25-тен 95%-ғадейінарамшөптүрлеріменбасыпқалды.

1 Міндет. Зерттеу жұмысының нәтижесінде Шығыс Қазақстан облысындағы жер жамылғысының өзгерістері, урбанизация үдерістері және экожүйелердің жағдайы кешенді түрде бағаланды. Landsat және Sentinel-1, 2 спутниктік деректері негізінде ауыл шаруашылығы, табиғи және құрылысы бар аумақтардың таралуын көрсететін егжей-тегжейлі жер пайдалану картасы жасалды. Талдау нәтижесінде аумақтың шамамен 39%-ын жайылымдар мен шабындықтар алып жатқаны, ал ең құнарлы қара топырақты жерлер облыстың солтүстік-батыс және орталық бөліктерінде шоғырланғаны анықталды. 2000 жылдан бастап урбандалған аумақтардың, әсіресе өнеркәсіп пен тұрғын үй құрылысы қарқынды дамып жатқан Өскемен қаласында, тұрақты өсімі байқалады. Кеңістіктік талдау құрылысы бар аумақтардың ұлғаюы мен экологиялық жүктеменің артуы арасындағы өзара байланысты анықтауға мүмкіндік берді.
Жобаның маңызды нәтижелерінің бірі – екі қазақстандық маманның Германияның Аэроғарыш орталығында (DLR) оқытудан өтуі болды. Олар ГАЖ құралдарын және қашықтан зондтау әдістерін меңгеріп, бұл өңірдің экологиялық мониторингінде заманауи технологияларды тиімді қолдануға және ғылыми әлеуетті арттыруға ықпал етеді.

2 Міндет. Кешенді зерттеулер Шығыс Қазақстан облысының агроэкожүйелері тау-кен металлургиясы және қайта өңдеу кәсіпорындарының елеулі техногендік әсеріне ұшырап отырғанын көрсетті. Өңір топырақтары ауыр металдардың құрамының айқын кеңістіктік және профильдік әртектілігімен сипатталады, бұл табиғи және антропогендік факторлардың өзара ықпалына байланысты. Ең үлкен ауытқулар мырыш пен мыс мөлшері бойынша анықталды, әсіресе жоғарғы қабаттарда, бұл Риддер, Өскемен қалаларының аудандарында және «Қазмырыш» пен «Титан-магний» кәсіпорындарының маңында ластанудың жергілікті көздері бар екенін көрсетеді.
Көптеген элементтердің (Zn, Cu, Pb) орташа концентрациялары шекті рұқсат етілген деңгейлерден аспайды, алайда айтарлықтай вариабельділік ластанудың біркелкі емес екенін айғақтайды. Ерекше экологиялық қауіпті кадмий тудырады, оның концентрациялары шекті мәндерге жақын, ал қауіптілік коэффициенті басқа металдарға қарағанда едәуір жоғары, бұл тұрақты мониторинг жүргізуді талап етеді.
Өнеркәсіптік аудандарда қорғасын мен кадмий бойынша шекті рұқсат етілген концентрациялардың тиісінше 2–4 және 1,5–3 есе артуы тіркелген, ал ауыл шаруашылығы жерлерінің топырақтары норма шегінде қалып отыр. Метагеномдық талдау бір үлгінің өзінде шамамен 2350 микроорганизм түрінің бар екенін анықтады, бұл биологиялық алуан түрліліктің жоғары екенін және топырақтың өзін-өзі тазарту қабілетін көрсетеді. Алынған нәтижелер өңірдің деградацияға ұшыраған аумақтарын қалпына келтіру үшін тұрақты бақылау мен табиғатты қорғауға бағытталған шараларды енгізудің қажеттілігін растайды.

3 Міндет. Шығыс Қазақстан облысындағы өнеркәсіптік алаңдардың маңында жүргізілген өсімдік жамылғысын түгендеу ұзақ уақытқа созылған техногендік әсерге қарамастан флоралық алуан түрліліктің жоғары екенін көрсетті. Есепті жылы барлығы 181 туыс пен 51 тұқымдасқа жататын ағаш және шөптесін өсімдіктердің 254 түрі тіркелді, бұл 2024 жылдың күзгі кезеңімен салыстырғанда 92 таксонға көп. Ең көп таралған тұқымдастар – Asteraceae (50 түр), Poaceae (25), Rosaceae (21), Fabaceae (17), Lamiaceae (15) және Salicaceae (14). Алдыңғы қатардағы он тұқымдас 174 таксонды біріктіреді, бұл жалпы түрлік құрамның 68,5 %-ын құрайды.
Өнеркәсіптік аумақтардың флорасы негізінен ластануға және антропогендік әсерлерге төзімді жергілікті түрлерден қалыптасқан: Populus laurifolia, Betula pubescens, Salix viminalis, Calamagrostis epigeios, Achillea millefolium және т.б. Acer negundo, Echinocystis lobata, Cannabis ruderalis сияқты өзге өңірлік және адвентивті түрлердің кездесуі адамның шаруашылық қызметінің ықпалымен өсімдік жамылғысы құрылымының біртіндеп өзгеріп жатқанын көрсетеді. Өнеркәсіптік өндіріс тоқтатылған аумақтарда (Ертіс сирек жер элементтері комбинаты, Ертіс мыс қорыту зауыты) табиғи фитоценоздарды қалпына келтіруге бағытталған демутациялық сукцессия белгілері байқалды. Бұл үдерістер экожүйелердің біртіндеп өзін-өзі сауықтыруын және техногендік жүктеме төмендеген жағдайда олардың табиғи жолмен қалпына келу мүмкіндігін айқындайды.

4 Міндет. Triticum aestivum, Avena sativa және Helianthus annuus өсімдіктеріне техногендік ластанудың әсерін зерттеуге бағытталған жүргізілген зерттеулер ластанған және бақылау учаскелерінен алынған үлгілер арасындағы ген экспрессиясы профильдерінде елеулі айырмашылықтардың бар екенін анықтауға мүмкіндік берді. РНҚ-секвенирлеу антиоксиданттық қорғанысқа, ауыр металдарды детоксикациялауға және стресс-жауапқа қатысатын гендердің белсенуін, сондай-ақ фотосинтез және бастапқы метаболизммен байланысты гендердің белсенділігінің төмендеуін көрсетті. Алынған нәтижелер өсімдіктерде техногендік стрессорларға бейімделу мен төзімділіктің кешенді молекулалық механизмдерінің қалыптасатынын айғақтайды, бұл ластанған аумақтардың экологиялық жай-күйін бағалау және биоиндикация жүргізу үшін маңызды мәнге ие.

ҒТБЖетекшісі: ШамековаМаликаХабидулаевна, PhD, профессор, h-index 7. (https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=55617198500; https://www.webofscience.com/wos/author/record/98695)

ҒТБ міндеттері:
1 Міндет: Қысқа мерзімді, орта мерзімді және ұзақ мерзімді жоспарлауды, табиғи және антропогендік өзгерістер мен салдарға бейімделу жөніндегі шараларды қолдау үшін, сондай-ақ зерттеулер мен жоспарлауды жүргізу үшін ГАЖ және ЖҚЗ қолдана отырып, ШҚО экологиялық мониторинг жүргізу.
2 Міндет: ШҚО техногендік аймақтарының қоршаған ортаға әсерін жер үсті мониторингі әдістерімен зерделеу.
3 Міндет: Әрбір айқындалған қауіпті ластану көзінің әсер ету аймақтарындағы жабайы флораның басым түрлерін анықтау және түрлік құрамын зерттеу.
4 Міндет: Өсімдіктердің техногендік ластануға төзімділігінің молекулалық және генетикалық механизмдерін айқындау.