Наземные и морские экосистемы - Коллектив авторов

Рутилевский Г.Л. 1970. Планктон, микрофиты и бентос. В сб.: Советская Арктика. М.: Наука, с. 274–286.

Северный Ледовитый и Южный океаны. 1985. Сер. «География Мирового океана». Л.: Наука, 501 с.

Селин В.С., Истомин А.В. 2003. Экономика Северного морского пути: исторические тенденции, современное состояние, перспективы. Апатиты: Изд-во КНЦ РАН, 201 с.

Теория и практика морской деятельности. 2004. Вып. 2. Ред. Войтоловский Г.К. М.: СОПС, 168 с.

Тимофеев С.Ф. 1998. Пелагическая экосистема моря Лаптевых. В сб.: Биология и океанография Карского и Баренцева морей (по трассе Севморпути). Апатиты: Изд-во КНЦ РАН, с. 75–88.

Трешников А.Ф., Баранов Г.И. 1972. Структура циркуляции вод Арктического бассейгна. Л.: Гидрометеоиздат, 158 с.

Anisimova N., Deubel H., Potin S., Rachor E. 1997. Zoobenthos. In: Berichte zur Polarforschung. N 226, pp. 103–110.

Arctic Pollution Issues: A state of the Arctic Environment Report. 1997. In: Arctic Monitoring and Assessment Programme. Oslo, 188 p.

Arctic Pollution 2002. 2002. In: Arctic Monitoring and Assessment Programme. Oslo, 112 p.

Dahle S., Jorgensen L.L., Anisimova N.A., Matishov G.G. 2000. Benthic fauna associations in the Kara Sea. In: Long-term changes of the Arctic marine ecosystems. Climate, marine periglacial, bioproductivity. Abstr. Int. Conf. Murmansk, p. 150.

Denisenko S., Sandler H., Denisenko N., Rachor E. 1999. Current state of zoobenthos in two estuarine bays of the Barents and Kara Seas. In: ICES Journal of Marine Science. 56 Supplement, pp. 187–193.

Druzhkov N.V., Druzhkova E.I., Kuznetsov L.L. 2001. The sea-ice algal community of seasonal pack ice in the southwestern Kara Sea in late winter. In: Polar Biology. N 24, pp. 70–72.

Gleitz M., Grossman S. 1997. Phytoplankton primary production and bacterial production. In: Berichte zur Polarforschung, Bd. 226, pp. 92–94.

Gurevich V.I. 1995. Recent sedimentho-genesis and environment of the Arctic shelf of Western EurASIA. Oslo, 92 p.

Ilyin G.V., Schekaturina T.L., Petrov V.S. 1998. Oil hydrocarbons in the Laptev Sea bottom sediments. In: Berichte zur Polarforschung. Bremerhaven. N 287, pp. 30–40.

Matishov G.G., Denisov V.V., Dzhenyuk S.L. 2003. Contemporary state and factors of stability of the Barents Sea Large Marine Ecosystem. In: Large Marine ecosystems of the World: Trends in Exploitation, Protection and Research. Elsevier, pp. 41–74.

G.G. Matishov, V.V. Denisov, S.L. Dzhenyuk, P.R. Makarevich. Large marine ecosystems of Russian Arctic shelf seas. Murmansk Marine Biological Institute KNS RAS

Аbstract

The consolidated characteristics of the large marine ecosystems of Russian Arctic shelf seas (Kara, Laptev, East-Siberian, Chukchi) is given. It is based on the delimitation criteria and description modules adopted in the international practice (bathymetry and hydrology, productivity, fish fauna and fishery, pollution, socio-economy, governance). The specific features of each ecosystem are established and their description in the geographical boundaries of seas is legitimated.

И.А. Мельников[5], Р.М. Гогорев[6]

Оценка состояния экосистемы морского льда центрального Арктического бассейна по данным наблюдений в период проведения МПГ

Аннотация

В работе анализируются современные изменения в составе и функционировании экосистемы морского льда в центральном Арктическом бассейне без обсуждения причин природного или антропогенного влияния. Материалом для анализа послужили наблюдения, выполненные в 1970–1980 гг. прошлого века и в период Международного полярного года (2007–2008). Показано, что идет интенсивное перестроение в составе биологических сообществ морского льда в Северном Ледовитом океане. Рассмотрены характерные особенности формирования экосистем многолетнего и сезонного морского льда. Дается прогноз перехода функционирования экосистемы пелагиали СЛО от условий перманентного состояния ледового покрова к условиям сезонного развития.

Введение

В последние два десятилетия в Арктике наблюдается четкий температурный тренд в сторону потепления. Потепление привело к уменьшению ледового покрова в Северном Ледовитом океане (СЛО) как по площади (http://nsidc.org/data/seaice_index/n_plot.html), так и по толщине (Parkinson et al., 1999; Rothrock et al., 1999; и др.), вследствие более интенсивного таяния. В пределах поверхностного 0–30 м слоя происходит накопление талой воды, гидрологические и гидрохимические характеристики которой заметно изменились: вода стала более теплой и более пресной (Carmack et al., 1995; Cavaliere et al., 1997; Serreze, Maslanik, 1997; Morison et al., 1998; McPhee et al., 1998; и др.). Наблюдаемые климатические изменения и связанные с ними изменения ледовой среды привели к заметным изменениям в составе, структуре и функционировании биологических сообществ, населяющих морской лед и поверхностную воду (Melnikov et al., 1998; Melnikov, 2000; Melnikov, Kolosova, 2001, Melnikov et al., 2001). Сравнительный анализ материалов, собранных в антициклональном круговороте СЛО в период дрейфа российских ледовых станций Северный Полюс-22, СП-23 и СП-24 в 1975–1981 гг. и в международном эксперименте SHEBA (Surface Heat Budged in the Arctic Ocean) в 1997–1998 гг., показал, что численность видов ледовых диатомовых водорослей заметно уменьшилась, причем одновременно возросла роль динофитовых водорослей. Резко сократилась численность беспозвоночных животных, таких как нематоды, копеподы, амфиподы, турбеллярии, доминировавших ранее в толще многолетних льдов (Melnikov et al., 2002).

Эти результаты были получены, главным образом, по наблюдениям в Канадском секторе СЛО. Аналогичные данные по центральным районам Арктического бассейна, и особенно в околополюсном районе СЛО до начала проведения Международного полярного года в 2007–2008 гг., были недостаточны, чтобы судить об изменениях в экосистеме арктического морского льда. Вместе с тем, было важно понять, является ли уменьшение площади и толщины многолетнего льда вследствие таяния, а также потепление и распреснение поверхностных вод в Канадском секторе СЛО локальным или имеет глобальный характер, связанный с процессами в целом для всего океана. До настоящего времени информация по данному вопросу была весьма ограничена, поэтому основной целью проекта МПГ «Панарктическая ледовая дрейфующая экспедиция» (ПАЛЭКС) явилась оценка состояния экосистемы морского льда и подледного водного слоя в околополюсном районе СЛО.

В настоящей работе анализируются данные наблюдений в период проведения МПГ (2007–2008 гг.), а также частично данные наблюдений в апреле 2009 г. (Мельников, 2007; 2008; 2009), которые сравниваются с аналогичными данными, полученными три десятилетия назад в центральных районах СЛО.

Район работ, материал и методы наблюдений

Полевые работы по проекту ПАЛЭКС (http://www.paicex.ru) были выполнены в дрейфующих лагерях вблизи ледовой базы «Барнео», которую ежегодно организует российский экспедиционный центр «Полюс» в районе географического полюса СЛО (http://www.barneo.ru). В 2007 г. полевые работы охватили период с 6 по 26 апреля, в течение которого ледовый лагерь дрейфовал от первоначальных позиций на 89°30’ с.ш. сначала к Северному полюсу, а затем строго на юг до 88°57’ с.ш. Научная концепция ПАЛЭКС 2007 г. была сохранена в 2008 и 2009 гг. Полевые работы в 2008 г. были организованы на том же ледовом поле, где располагалась ледовая база «Барнео», и продолжались с 1 по 20 апреля. За это время ледовое поле дрейфовало на юг от 89°01’ с.ш. и 05°01’ в.д. до 88°30’ с.ш. и 11°02’ в.д. В апреле 2009 г. аналогичные исследования в этом районе СЛО были выполнены с 2 по 22 апреля, за этот период дрейф проходил на юг от 89°51’ с.ш. и 71°52’ в.д. до 88°34’ с.ш. и 02°07’ в.д. На рис. 1 показаны дрейфы ПАЛЭКС в 2007, 2008 и 2009 гг., построенные по ежесуточным 09.00 часовым утренним координатам.

Рис. 1. Траектории дрейфа в периоды полевых работ

Важной особенностью экспедиций явилось выполнение наблюдений с использованием единых методов и орудий сбора материала в пределах мезомасштабного полигона. Для сбора ледовых кернов на предмет криобиологического анализа использовали мотобур фирмы «Tanaka» со шнеками фирмы «Kovaks». Записи вертикальных профилей температуры и солености выполняли с помощью СТД-зондов производства компании Sea-Bird Electronics (США) от поверхности до глубины 1000 м. Планктонные ловы выполняли сетью Джеди с входным отверстием 37 см и диаметром фильтрующего конуса 50 см, снаряженной планктонным ситом с размером ячеи 150 мкм; скорость подъема сети в момент лова 20 см/с. Для сбора планктона с нижней поверхности льда в каждой экспедиции ПАЛЭКС выполняли подледные водолазные работы с использованием легководолазного снаряжения. Сборы планктона выполняли с помощью сачка с входным отверстием 20×40 см и планктонным ситом с размером ячеи 150 мкм. Помимо наблюдений в стационарных лагерях, в период экспедиций действовала мобильная группа, целью которой было проведение измерений толщины снежно-ледяного покрова в районах дрейфа. Измерения толщины снега и льда проводили в направлениях на север, юг, восток, запад от базового лагеря через каждые 100 м. Собранные пробы льда и воды обработаны в стационарных условиях лабораторий Института океанологии им. П.П. Ширшова РАН и Ботанического института им. В.Л. Комарова РАН.

Результаты

По данным наблюдений в околополюсном районе СЛО, средняя толщина льда в период максимального развития составила 177.1 см ± 13.2 (n = 133), 181.4 см ± 13.3 (n = 203) и 183,1 ± 12.4 см (n = 40) см соответственно в 2007 г., 2008 г. и 2009 гг. (табл. 1). Отмечено увеличение встречаемости сезонных льдов (группы льдов толщиной 180–200 см) с 37 % в 2007 до 68 % в 2008 г. и уменьшение встречаемости многолетнего льда (группа льдов 240–300 см): так, в 2007 г. керны льда толщиной более 240 см были встречены 6 раз в 133 измерениях, а в 2008 г. совсем не отмечены в 203 измерениях (рис. 2).