Коллектив авторов - Наземные и морские экосистемы

• Название: Наземные и морские экосистемы
• Автор: Коллектив авторов
• Жанр: Прочая научная литература
• Год: 2011
• ISBN: 978-5-98797-069-0

Статьи настоящего тома открывают цикл публикаций российских полярных исследователей из ведущих научных учреждений Российской Федерации, участвующих в изучении наземных и морских экосистем Арктики – Мурманского морского биологического института КНЦ РАН, Института географии РАН, Арктического и антарктического НИИ Росгидромета, Зоологического института РАН, Института океанологии РАН, Полярно-альпийского ботанического сада-института КНЦ РАН, Всероссийского научно-исследовательского института охраны природы, Института экологии растений и животных УрО РАН, Научно-исследовательского института сельского хозяйства Крайнего Севера и ряда других. В нем представлены предварительные результаты реализации некоторых проектов МПГ, входящих в международную и российскую национальную программы, а также многолетних исследований наземных и морских экосистем.

---

В Чукотском море сбор осуществлялся с борта судов с помощью дночерпателя ван-Вина с площадью захвата 0,1 м2 и дночерпателя Океан – 0,25 м2, а также тралов и драг, всего собрано более 100 количественных и качественных гидробиологических проб по традиционной методике, обычно используемой в ЗИН РАН.

В заливе Прюдс материал собирали с помощью водолазного количественного метода (Голиков, Скарлато, 1967). Суть метода состоит в сборе бентоса в зависимости от размера организмов и характера их распределения. Мейобентос (животные менее 1 мм), собирают специальным мерным стаканом. Макробентос (животные и растения крупнее 1 мм, равномерно распределенные), собирают на твердых грунтах с помощью рамки площадью 0,1 м2 и совка, а на мягких грунтах с помощью водолазного дночерпателя Грузова с площадью 0,05 м2. Обычно берут 3 пробы рамкой или 6 проб дночерпателем (по 2 сдвоенных дночерпательных пробы). Животных и растений, распределенных редко или неравномерно, учитывают рамками с площадью 1 м2 и с определенной площади, проплывая вдоль разложенного на дне мерного фала с метровой рейкой и собирая всех редких животных, не попавших в предыдущие рамки 0,1 м2 и 1 м2.

Отбору проб предшествовала, как правило, фотосъемка типичных участков дна в исследуемом районе для предварительной оценки характера распределения и определения границ биоценоза и, соответственно, выбора наиболее подходящих мест для дальнейшего взятия проб. Фактически, каждый водолазный спуск заканчивался кратким отчетом вышедшего водолаза перед видеокамерой, что называется, «по горячим следам» характеризующим увиденное.

После взятия проб, там же в море, в майне проводилась промывка всех количественных проб макробентоса от ила и песка. В лаборатории на станции Прогресс осуществлялась камеральная обработка (включая разборку проб по группам животных, предварительное их определение, подсчет численности и массы доминирующих видов, а также фиксирование животных в формалине и этаноле для дальнейшей обработки в Зоологическом институте).

Фито– и зоопланктон собирали с помощью планктонных сеток, проводя тотальный лов водорослей и зоопланктона со дна до поверхности. В Антарктике было собрано около 200 гидробиологических проб. Подавляющее большинство водолазных работ проводилось со льда через специально подготовленную для погружений майну.

Выделение донных сообществ, во всех случаях, осуществлялось на основании доминирования по биомассе (Воробьев, 1949).

Результаты и обсуждение

Материалы экспедиций, собранные в Чукотском море на юго-восточных разрезах, подтвердили наличие стабильного, наблюдаемого с начала прошлого столетия сообщества с доминированием двустворчатых моллюсков Macoma calcarea в центральном и восточном участках Чукотского моря от 66°55’ с.ш. до 68°50’с.ш. и от 168°05’ в.д. до 173°40’ в.д. (рис. 1). Средняя биомасса бентоса в этом сообществе превышает 1000 г/м2, а биомасса на некоторых станциях достигает 3000–4000 г/м2. Такие высокие значения биомассы бентосных сообществ мягких грунтов являются редкими даже в умеренных зонах Мирового океана, а для Арктики отмечены впервые.

Рис. 1. А – Распределение донного сообщества Macoma calcarea на шельфе Чукотского моря по данным экспедиции на р/т «Красноармеец» (1933) и ледоколе «Красин» (1935); Б – Распределение донных сообществ в Чукотском море по данным экспедиций. пришедшихся на начало XXI в. 1– Macoma calcarea, 2– Ennucula tenuis, 3– Polychaeta, 4– Gammaroidea; B – Схема течений Чукотского моря по материалам рейса р/т «Красноармеец» в 1933 г. (по Ратманов, 1937) с наложенным на схему контуром донного сообщества с доминированием Macoma calcarea (пунктирная линия) современные данные; Г– Распределение донного сообщества Macoma calcarea на шельфе Чукотского моря по данным конца 80-х годов

Длительное существование высокопродуктивного биоценоза в Чукотском море отнюдь не случайно. Скорее всего, оно возможно за счет постоянно возникающих в районах северо-западнее Берингова пролива круговоротов, продвигающихся далее в этом направлении. Наличие таких круговоротов было впервые отмечено в начале прошлого столетия отечественным ученым Г.Е. Ратмановым (1937). Приведенные им схемы актуальны по сей день и, пожалуй, являются наиболее точными.

Эти круговороты препятствуют выносу многочисленного личиночного пула донных организмов за пределы их основных поселений, а также удерживают и концентрируют основную пищу бентоса: живой и отмерший фито– и зоопланктон и фекальные массы над донными поселениями. По-видимому, основная масса органики, синтезированная фитопланктоном в юго-западной части Чукотского моря, потребляется бентосом в пределах отмеченного выше сообщества Macoma calcarea. Уходящие на северо-запад круговороты, вероятно, оказываются уже обедненными биогенами и фитопланктоном, а потому и биомасса там заметно падает до 200–300 г/м2.

Вместе с тем несомненно, что именно скопления двустворчатых моллюсков привлекают в этот район моржей. Тихоокеанский морж Odobenus rosmarus divergens питается преимущественно моллюсками, среди которых преобладает макома. Ежегодные остановки во время миграций моржей совпадают с обозначенными участками, где доминируют двустворчатые моллюски.

Находки относительно теплолюбивых вселенцев (крабов Telmessus chieragonus и Oregonia gracilis и двустворчатого моллюска Pododesmus macrochisma) свидетельствуют, по-видимому, о продолжающемся потеплении в Чукотском море, о котором по материалам, собранным в начале прошлого столетия, писал гидробиолог Ушаков (1952).

Следует отметить, что, кроме этих трех редких крупных видов, в Чукотском море впервые были встречены несколько десятков тихоокеанских видов многощетинковых червей, раков, моллюсков и других мелких животных. Часть из них, вполне возможно, проникла в Чукотское море в последние годы, что можно рассматривать как результат очередного потепления климата.

Исследования последних лет позволили увеличить число свободноживущих беспозвоночных, населяющих Чукотское море, до 1430, что на 238 видов больше предыдущего списка (Sirenko, 2001). По материалам последних экспедиций описаны несколько новых видов (Чабан, 2008; Сиренко, 2009).

Основной целью исследований в Антарктике была закладка основ гидробиологического мониторинга в заливе Прюдс.

За две экспедиции с 2006 по 2009 гг. выполнено 8 морских гидробиологических разрезов. Пять из них в заливе/фьорде Нелла и на траверзе китайской станции у восточного берега залива. С внешней стороны, в заливе Восточный, были выполнены 3 разреза: у причала китайской станции, в бухте Пляжной и в бухте Объездной у станции Прогресс (рис. 2). Также были отобраны пробы в мелководных участках пресноводных озер Рид, Степпед, Прогресс и Скандретт.

Рис. 2. Схема разрезов, выполненных в течение 52-й и 54-й РАЭ

В антарктических экспедициях использовались как отечественное, так и зарубежное оборудование и снаряжение (рис. 3, 4).

Водолазные погружения на разрезе I обнаружили наличие конуса выноса минеральных осадков из распадка в юго-восточной части залива Нелла. На разрезе V, западная часть фьорда, наблюдается резкая смена глубин на скалисто-каменистом с небольшим количеством слабо заиленного песка мелкоступенчатом склоне. Восточная, более пологая часть фьорда (разрез II), несмотря на отсутствие конуса выноса илов, как на I разрезе, и преобладание плотных заиленных песков с большим количеством камней и гравия, населена теми же самыми доминирущими видами, что и на I разрезе. В юго-западной части фьорда Нелла на разрезе VI, на глубинах 8–12 м встречаются отдельные очень крупные камни, но в целом распределение схоже с картиной на разрезе II. Обследованная с помощью дночерпателя и шлюпочного трала центральная часть фьорда на глубинах 51–61 м представляет собой пологое ложе, покрытое крупным слабо заиленным песком с отдельными камнями. Распределение грунтов на траверзе китайской станции на выходе из фьорда на глубинах более 20 м и до предельно обследованных глубин 37 м напоминает таковое в западной части водоема. Мелководная часть относительно полога и покрыта слабо заиленным песком с отдельными камнями на скальной основе. Все обследованные бухты в заливе Восточный также представляют собой сравнительно пологий склон с крупным слабо заиленным песком и отдельными камнями. Однако в бухтах Пляжной и у причала китайской станции, соответственно, на разрезах VIII и IX, от уреза воды наблюдается относительно резкое увеличение глубин (дно представлено крупными каменистыми уступами до пятиметровой отметки на разрезе IX) и отвесной каменной стеной до глубины 12 м на разрезе VIII.

Рис. 3. Перед погружением. Автор фото В.В. Потин

Предварительные результаты обработки макробентосных проб указывают на относительно высокое биоразнообразие в исследованных участках акватории у станции «Прогресс», где обитает более 200 различных видов морского макробентоса. Особенно большое видовое разнообразие отмечено для иглокожих, губок, полихет и асцидий. Несколько видов, собранных в заливе, оказываются, по-видимому, новыми для науки. Получена достоверная картина распределения донных сообществ фьорда Нелла и открытой акватории залива Прюдс. Настоящие исследования показали, что доминирование красных водорослей (Phyllophora antarctica) и морских ежей в мелководных участках Антарктики (на глубинах до 20 м) не является повсеместным, а наблюдается, как правило, на мягких и смешанных грунтах. Жесткие грунты имеют иные доминирующие виды, представленные в основном губками, асцидиями и полихетами, здесь очень часто филлофора замещается известковыми водорослями (местами площадь покрытия составляет около 80 %). Биомасса бентоса в изученных участках на глубинах от 3 до 30 м колеблется от 1600 до 5000 г/м2, что характерно для высокопродуктивных областей Мирового океана. Анализ распределения морских бентосных сообществ выявил их слабо выраженную поясность.