Растения реагируют на загрязнение окружающей среды снижением своей продуктивности. Известно, что основная доля загрязняющих веществ накапливается в вегетативных органах, но и репродуктивная система – особенно в критические периоды своего развития – также уязвима к воздействию загрязнителей. Негативное действие загрязнителей на репродуктивную систему проявляется в нарушении начальных этапов образования пыльцевых зерен и зародышевого мешка и далее – в дефектах эмбриогенеза.

На территориях геохимических аномалий, там, где горные породы содержат избыточное количество тяжелых металлов, было обнаружено быстрое половое созревание и повышенная плодовитость самок рыжей полевки. Увеличение рождаемости является адаптивной реакцией, компенсирующей высокую смертность животных в этих аномальных районах.

Согласованные изменения признаков особей происходят вследствие влияния общих причин (например, из-за мутаций плейотропных генов). Так как на изменения каждого из таких признаков кроме общих причин воздействуют еще собственные специфические причины, статистические методы исследования не всегда позволяют однозначно оценить влияние общих причин. Однако если предположить, что специфические причины фиксированы, то координированные изменения признаков можно выразить линией – при наличии единственной общей причины этих изменений, или поверхностью в пространстве признаков – в случае, когда общих причин несколько.

Матричные модели динамики популяций с дискретной структурой стали традиционным инструментом в демографии растений и животных, чему способствовало развитие соответствующего математического аппарата и рынка систем математического обеспечения компьютеров («софтвера»). Такие системы облегчают построение модели в режиме человеко-машинного диалога, но оставляют «за кадром» вопросы адекватности применяемых методов сути решаемой задачи. Предложен метод настройки («калибровки») матричных моделей по данным наблюдений, который избавлен от произвола «настройщика» и созвучен идее адаптации вида к среде обитания. В результате мера адаптации получает объективную количественную оценку.

Редкая научная конференция, посвященная проблемам моделирования в экологии, обходится без обсуждения вопроса о необходимости создания своего математического аппарата, который бы более всего подходил к описанию динамики экосистем.

Поедание одних живых существ другими, как то ни печально, является одним из основных типов межпопуляционных взаимоотношений. Скорость потребления хищниками своих жертв (так называемая трофическая функция) зависит как от количества доступных жертв, так и от численности и равномерности распределения в пространстве хищников. Лабораторные эксперименты по питанию коловраток водорослями помогли подобрать значения параметров в трех математических моделях трофической функции и оценить адекватность каждой из них.

Проведен критический анализ современных методов моделирования экологических систем. Предлагается трудную проблему идентификации биологических параметров решать с помощью эколого-эволюционных моделей малой размерности.

Проанализирована возможная реакция растительных сообществ Европейской России на ожидаемое потепление климата в первой половине XXI века. Прогнозы основаны на термодинамическом подходе. Устойчивость сообществ оценивалась в зависимости от прироста или уменьшения энтропии (меры хаоса), произведенной тем или иным фитоценозом. Согласно полученным оценкам, наиболее значительные изменения ожидаются в средне- и южнотаежных темнохвойных и смешанных лесах.

Моделирование круговорота углерода, учитывающее поступление углекислого газа в атмосферу в результате промышленных выбросов, вырубок лесов, эрозии почв и поглощение его наземными и морскими экосистемами, помогает прогнозировать концентрацию СО₂ в атмосфере на десятки лет вперед. Пространственная математическая модель помогает оценить вклад разных стран, в том числе России, в баланс этого парникового газа.

Предложена модель, позволяющая объяснить естественное видоизменение таежных лесов: замену лиственных деревьев на хвойные, и определить, на каком этапе существования леса стоит этих перемен ожидать. Полученные данные полезны при составлении долгосрочных прогнозов состояния лесного покрова и, учитывая высокую хозяйственную ценность хвойных лесов, помогают рассчитать доступность лесных массивов для их использования в экономических целях.