?

Log in

No account? Create an account

Previous Entry | Next Entry

Доклад Е.Д. Красновой на конференции «Природное и культурное наследие Белого моря: перспективы сохранения и развития». 16-18 августа 2019 г., Чупа, Карелия.

Слайд1

В 2018-2019 гг. в рамках проекта Русского географического общества «Колыбельная трескового озера. Документация экосистемы озера Могильного (о. Кильдин, Баренцево море)» проведены экспедиционные исследования меромиктического озера Могильного. Подтверждены негативные изменения в гидрологической системе этого озера и в сообществах донных организмов. В докладе обсуждаются эти изменения, их причины и рекомендации по дальнейшему мониторингу.

Слайд2


Слайд3

Памятник природы «Озеро Могильное» расположен на острове Кильдин в Баренцевом море и относится к Мурманской области. Остров, и вместе с ним озеро, находятся в пограничной зоне, и доступ к ним ограничен. Лишь немногим туристам хватает мотивации, чтобы преодолеть бюрократические препоны, получить пограничные пропуска, заплатить немалые деньги частным судовладельцам, чтобы добраться до острова, с которым нет регулярного сообщения, и наслаждаться безлюдьем на продуваемом ветрами берегу.

Слайд31

Слайд4

Слайд5

Побережье Мурмана – дикое и величественное, но озеро Могильное площадью чуть больше 10 га впечатляет не столько обликом, сколько внутренней сущностью. Оно реликтовое и представляет собой остаток морского залива, отделившегося от моря полторы тысячи лет назад, но до сих пор сохраняющего морской характер. Это единственное в Арктике анхиолиновое озеро, то есть имеющее подземную связь с морем, наподобие морских пещер. Это одно из немногочисленных за Полярным кругом меромиктических озер, как называют водоемы с многослойной структурой, в которых из-за различий в плотности разные слои воды не перемешиваются. В озере Могильном толща воды сохраняет слоистость уже более полутора тысячелетий – с того момента, как каменистая гряда отделила морской залив от моря и превратила его в соленое озеро. И это единственное на всей планете место обитания особого подвида трески, которая называется кильдинской и образовалась в результате изоляции небольшой популяции атлантической трески. Кильдинская треска занесена в Красные книги России и Мурманской области, а озеро Могильное в декабре 1980 г. объявлено гидрологическим памятником природы федерального значения.

Слайд6

В положении о заказнике написано, что предметом охраны является «Уникальный природный комплекс озера на острове Кильдин (Баренцево море) с установившимся равновесием пресной и морской воды (3 слоя, в которых обитают одновременно морские, солоноватоводные и пресноводные организмы)». Уточню: обитают одновременно, но не вместе. В каждом слое – свое сообщество. В классическом описании озера Могильного верхний слой – пресный, с пресноводной фауной и флорой, ниже – морская вода с морской биотой: актиниями, медузами, многощетинковыми червями. А в самом низу вода, зараженная сероводородом, что делает ее непригодной для жизни морских организмов. Зато это рай для анаэробных бактерий, которые боятся кислорода. Они осуществляют множество разнообразных химических процессов, в том числе циклические окислительно-восстановительные преобразования соединений серы и углерода.
Кроме упомянутых трех слоев есть еще и четвертый, который замечают все, кто отбирает в озере пробы воды – слой розового цвета, он находится на границе кислородной и бескислородной зон, а окрашивают его бактерии. Бактерии непростые: это аноксигенные фототрофы. За этим термином кроется удивительная способность к фотосинтезу, альтернативному по отношению к «обычному» фотосинтезу зеленых растений. Для синтеза органических веществ на свету эти бактерии вместо молекулы воды используют молекулу сероводорода и выделяют не кислород, а серу. Это самый первый вариант фотосинтеза, который появился на нашей планете в те давние времена, когда в земной атмосфере еще не было кислорода. В озере Могильном, как и в других соленых меромиктических водоемах, эти бактерии выполняют очень ответственную работу: используя сероводород для своих нужд, они защищают вышележащие слои от этого ядовитого вещества.

Из всех меромиктических водоемов России озеро Могильное имеет самую большую историю исследований. Она восходит к 1887 г., когда в ходе зоологических исследований в Баренцевом море С.М. Герценштейн выловил в этом пресноводном, как тогда считалось, озере треску. Анализ привезенной им воды показал, что «озерная вода представляла собой смесь одной части океанской и приблизительно 13 частей снеговой, дождевой и ключевой воды», то есть чуть более 2‰. При повторном посещении выяснилось, что под пресным слоем находится соленый, где и обитает треска, и озеро было признано реликтовым. В 1893-1899 гг. на оз. Могильном проводили исследования Н.М.Книпович, Б.Л.Риппас; в 1899, 1909 и 1921 гг. оно было подробно изучено экспедицией К.М.Дерюгина, завершившейся выпуском первой монографии об этом озере (Дерюгин, 1925). Повторные исследования были выполнены во второй половине XX века Мурманским морским биологическим институтом (ММБИ) и Полярным научно-исследовательским институтом морского рыбного хозяйства и океанографии им. Н. М. Книповича (ПИНРО), что дало материал для еще двух монографий под одинаковыми названиями – «Реликтовое озеро Могильное», вышедших в 1975 г. и 2002 г.
Тогда же заметили, что сероводородный слой постепенно становится все больше, и связали это с загрязнением водоема бытовыми стоками. Но прошло полвека, остров обезлюдел, бытовым стокам взяться неоткуда, а изменения в водоеме продолжаются (Strelkov et al., 2014). В последнее десятилетие стало заметно, что верхний слой воды перестал быть пресным. Что происходит? Насколько серьезны эти изменения? И не повредят ли они кильдинской треске?

Слайд10
Слайд11

Поиск ответов на эти вопросы поддержало Российское географическое общество и выделило коллективу ученых, в котором мне посчастливилось участвовать, грант. Проект получил название: «Колыбельная трескового озера. Документация экосистемы озера Могильного (о. Кильдин, Баренцево море)». В нем участвовало три университета: Мурманский арктический госуниверситет, Санкт-Петербургский государственный университет и Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова. И, кроме того, представители нескольких научно-исследовательских институтов РАН из разных городов России.

Слайд12

Чтобы понять характер наблюдаемых изменений и отличить разовые флуктуации от долгосрочных трендов, за водоемом нужно наблюдать в разные сезоны. Поэтому в рамках проекта продолжительностью один год мы провели четыре экспедиционных выезда: в июле, августе и в конце октября 2018 г. и в июне 2019-го. Таким образом, мы охватили полный годовой цикл от вершины лета, к началу осени, посетили его перед самым началом ледостава, а потом вернулись вскоре после схода льда. Только зимой мы не смогли на него попасть, зато оставили в озере на разных глубинах автоматические регистраторы температуры, которые всю зиму через каждые 4 часа записывали в свою память значения температуры.

Слайд13
Слайд14
Слайд15

Наши исследования показали, что изменения произошли во всех слоях озера. Верхний слой действительно стал солонее и при этом тоньше. По сравнению с 2000-ми годами его глубина уменьшилась на 1 м. Соленость поверхностного слоя в течение года варьировала в диапазоне 5,3-10,7‰, то есть на несколько единиц увеличилась по сравнению с 2000-ми годами. Повышение солености повлекло за собой изменение состава планктона. Если раньше здесь водились пресноводные организмы, то теперь сообщество другое ‒ солоноватоводное.
В среднем соленом слое, который сообщается с морем через фильтрующую каменистую дамбу, соленость не изменилась, но проницаемость дамбы уменьшилась. Особенно зимой, когда холодная морская вода могла бы освежить водоем до большей глубины, но этого не происходит.
Граница аэробной и анаэробной зон поднялась на 1 м по сравнению с 2000-ми годами и теперь флуктуирует между глубинами 7,9 и 8,5 м. Теперь сероводородная зона занимает уже половину глубины озера. И его концентрация нарастает. В июне 2019 г. гидрохимики из Федерального исследовательского центра комплексных исследований Арктики зарегистрировали на глубине 12 м абсолютный для этого водоема рекорд по содержанию сероводорода ‒ 227 мг/л.
Сероводородная водная масса вытеснила донных животных с тех глубин, где они прежде обитали. Нижняя граница распространения бентоса смещается вверх: если 11 лет назад морских животных можно было видеть до глубины 9 м, то теперь между 9 м и 7 м их не стало. А несколько видов донных организмов, которые придавали донному сообществу озера Могильного красоту и своеобразие, исчезли вовсе. В том числе многощетинковые черви Pseudopotamilla и двустворчатые моллюски Astarte.

Слайд16

Мы также задались вопросом, какие бактерии придают окраску розовому слою. Первый микробиолог, который исследовал бактериальное сообщество оз. Могильного, Б.Л.Исаченко, обнаружил в этом слое, который тогда находился на глубине 13 м, подвижных пурпурных серных бактерий (Исаченко, 1914). Однако в 1999-2001 гг. доминирующими аноксигенными фототрофами были совсем другие бактерии ‒ зеленые серные бактерии Chl. phaeovibrioides (Лунина и др., 2005). Как пурпурные, так и зеленые серные бактерии играют в водоеме одну и ту же роль, но экологические требования у них разные. Во-первых, пурпурным бактериям нужно больше света (50-300 люкс), тогда как зеленые могут довольствоваться считанными люксами. И, во-вторых, пурпурные могут выдерживать присутствие кислорода в небольших количествах, тогда как зеленые – строгие анаэробы. Бактерии служат индикаторами конкретных абиотических условий, поэтому вопрос о том, кто именно придает розовому слою окраску теперь, не только таксономический, но и экологический. Мы выполнили экспресс-анализ методом спектрофлуориметрии, отработанном прежде на беломорских меромиктических водоемах. Как и в конце XX века доминирующей формой аноксигенных фототрофных бактерий в оз. Могильном сейчас служат коричневоокрашенные зеленые серные бактерии, более требовательные к анаэробным условиям, чем пурпурные, которые в начале XX века отвечали за красноватый цвет этого слоя. Теперь мы знаем о прогрессирующем сероводородном заражении озера Могильного, и нас не удивляет, что в выигрыше оказались именно эти бактерии.

Планктон-слайд
Слайд19
Слайд20
Слайд21

Чем можно объяснить наблюдаемые перемены в структуре озера?
Мы считаем, что изменения в поверхностном слое и в придонной водной массе имеют разную природу.
Истончение и осолонение поверхностного слоя связаны, вероятно, с климатическими изменениями. Лето 2018 г. выдалось особенно засушливым, ручьи и родники пересохли, поэтому солёность поверхностного слоя возросла особенно значительно по сравнению с другими годами, когда проводились наблюдения.
Анализ таких климатических показателей, как годовая сумма отрицательных температур воздуха, сумма положительных температур воздуха, годовая сумма жидких осадков и сумма твердых осадков указывает на существование значимых долгосрочных трендов (Василенко и др., 2019). В частности, с 1896 г. в районе о. Кильдин постепенно увеличивается сумма положительных температур и сумма жидких осадков. Проще говоря, лето здесь стало более теплым и дождливым. А суммы отрицательных температур и твердых осадков, в последние 20 лет, наоборот, уменьшились, то есть зимы стали теплее и малоснежными. Поэтому основными причинами деградации верхнего опресненного слоя мы считаем недостаточное поступление атмосферных осадков и активное испарение.
Однако прогрессирующее сероводородное заражение озера обусловлено иными причинами – локальными.

Наши коллеги из Санкт-Петербурга организовали в рамках проекта еще одну экспедицию – в губу Ивановскую в 200 км к востоку Кильдина. Губа Ивановская – государственный памятник природы регионального значения. Она состоит из трех ковшей, и самый дальний, третий, очень похож по вертикальной слоистости на озеро Могильное. Однако в отличие от оз. Могильного, в Третьем ковше г. Ивановской за последние десять лет стратификация вод принципиально не изменилась. Граница распространения сероводорода как была, так и осталась на глубине 11 м. В оз. Могильном за то же время сероводород поднялся почти на два метра. Следовательно, у негативных изменений в оз. Могильном свои причины, локальные, они не распространяются на весь регион.

Слайд25
Слайд26

Популяция кильдинской трески пока не пострадала. Однако продолжение зарегистрированных тенденций может привести к деградации места ее обитания.
Что же с этим делать?
Как минимум – наблюдать за происходящим. Из большого набора показателей, которые мы изучали, мы выбрали самые важные для будущего мониторинга. Нужно обязательно регистрировать глубину и соленость опресненного слоя, глубину границы кислородных и анаэробных условий, которую маркирует розовый слой воды, и концентрацию сероводорода в разных слоях озера. Одновременно с абиотическими, нужно регистрировать биологические индикаторы: состав планктонных сообществ (зоо-, фито-, ихтиопланктон), состав и распределение бентоса по глубинам и, конечно, состояние популяции кильдинской трески.

Слайд27
Слайд28
Слайд29
Кто это будет делать?
Обеспечение охраны и функционирования ООПТ возложено на Министерство природных ресурсов и экологии Мурманской области, Дирекцию (администрацию) ООПТ регионального значения Мурманской области и Министерство природных ресурсов и экологии Российской Федерации. Есть ли у них на это воля и ресурсы? Хорошо бы найти для Могильного организацию-хранителя, для которой сохранение экосистемы этого уникального озера стало бы делом экологической чести.
А за учеными дело не станет: мы готовы продолжать исследования.

Слайд30

Работа поддержана грантом Русского географического общества по проекту «Колыбельная трескового озера. Документация экосистемы озера Могильного (о. Кильдин, Баренцево море), а также РФФИ (гранты 16-05-00548а и 19-05-00377а).
Литература
Василенко А.Н., Ефимов В.А., Сазонов А.А., Фролова Н.Л. Новые данные о гидрологии меромиктического озера Могильное (О. Кильдин, Баренцево море) // География: развитие науки и образования. Т. I. Коллективная монография по материалам ежегодной Всероссийской с международным участием научно-практической конференции LXXII Герценовские чтения, Санкт-Петербург, РГПУ им. А.И. Герцена, 18-21 апреля 2019 года / СПб.: РГПУ им. А. И. Герцена, 2019. С. 273-277.
Дерюгин К.М. Реликтовое озеро Могильное (остров Кильдин в Баренцовом море) // Труды Петергофского естественно-научного института. №2. Л., 1925. 96 с.
Исаченко Б.Л. Исследование над бактериями Северного Ледовитого океана // Тр. Мурманской научной промысловой экспедиции. 1906 г. СПб., 1914. 300 с.
Лунина О., Горленко В.М., Попова О.А., Акимов В.Н., Русанов И.И., Пименов Н.В. Сезонные изменения структуры сообщества аноксигенных фототрофных бактерий реликтового озера Могильное (о. Кильдин, Баренцево море). // Микробиология, 2005, т. 74, №5, С. 677-686.
Реликтовое озеро Могильное (исследования 1997−2000 гг.). Мурманск: Изд-во ПИНРО, 2002. 163 с.
Реликтовое озеро Могильное. Л.: Наука, 1975. 250 с.
Strelkov, P., Shunatova, N., Fokin, M., Usov, N., Fedyuk, M., Malavenda, S., Korsun, S. (2014). Marine Lake Mogilnoe (Kildin Island, the Barents Sea): one hundred years of solitude // Polar Biology, 37(3), 297-310.

Comments

( 4 comments — Leave a comment )
morita
Aug. 18th, 2019 06:35 am (UTC)
чрезвычайно интересно
на Кильдин очень давно хочу,это лютая и бешеная мечта
alexandragor
Aug. 19th, 2019 04:06 am (UTC)
Глядишь и сбудется...
(Anonymous)
Aug. 18th, 2019 08:49 am (UTC)
Нужно бы наладить хождение туда раз в неделю туристического катера. Снять глупый погранрежим и ни в коем случае не организовывать никаких заповедников, которые помешали бы людям посещать место сие. А на доходы от туризма посадить там сторожа в будке, чтобы следил за порядком. Вахтенным методом.
damary54
Aug. 18th, 2019 05:22 pm (UTC)
Очень интересно. Мы были там и видели это озеро. Я тогда кучу литературы про него почитала. Кстати, особых проблем для посещения этих мест нет.
( 4 comments — Leave a comment )

Profile

tasha
alexandragor
Александра Горяшко
Website

Tags

Latest Month

September 2019
S M T W T F S
1234567
891011121314
15161718192021
22232425262728
2930     
Powered by LiveJournal.com
Designed by Lilia Ahner