скачать книгу бесплатно
Таблица 1. Ориентация следов медведей в районе Обь-Енисейского мелководья в поздне-осенний период
Визуально белые медведи отмечались в Карском море между Обской губой и Енисейским заливом, где была встречена семейная группа из самки и двух медвежат второго года жизни. Судя по следам, семейные группы составляли, по соотношению числа встреч 25 %, одиночные особи – 75 %. По числу особей – соответственно 43 % и 57 %. Полученные данные сходны с результатами весенних и осенних наблюдений в экспедициях ММБИ в период 1997–2002 гг (Матишов и др., 2007). В октябре 2002 г. в Карском море встречи особей в семьях составляли (по абс. числу особей) 40 %, одиночек – 60 %. По данным весенних наблюдений – медведи, составляющие семейные группы (т. е детные самки + медвежата) составляют 44,6 %, одиночки – 55,4 %.
Кольчатая нерпа, морской заяц. Визуально отмечалась только кольчатая нерпа, во время дрейфа западнее о. Диксон, в период 31 октября – 2 ноября. В зависимости от температуры воздуха и скорости ветра плотность залежки существенно изменялась, составляя в наиболее теплые дни около 0,3 экз. на 1 км
. Прочая часть маршрута пройдена в условиях ветра и температур, при которых нерпа не выходит на поверхность льда. Морской заяц обычен в исследованном районе в осенний период (хотя и примерно в пять раз малочисленнее нерпы).
Помимо непосредственных наблюдений ластоногих, в ходе экспедиции учитывались следы дыхательной активности – вентиляционные отверстия во льду. В общей сложности в районе Обь-Енисейского мелководья зафиксировано 1121 вентиляционное отверстие; учетная площадь (разводья, покрытые ниласом, возрастом не более 12 часов) составила 1 км
. Во всех случаях время, которому соответствовали учтенные лунки, составляло не менее 9 часов – период, за который лед достигает критической (непробиваемой) для нерпы толщины 3 см при –15°. Исходя из известной вентиляционной активности нерпы (и предполагая примерно такую же активность для морского зайца) – 375 дыхательных циклов за 24 часа (Lydersen, 1991), расчет на 9 часов дает 8 экз. ластоногих обоих видов на 1 км
свежезамерзших разводий (удельная плотность, относящаяся только к свежезамерзшим разводьям). Плотность распределения в более прочных льдах – серых и серо – белых подобным образом установить не удалось, т. к. в этих биотопах дыхательные отверстия закрыты снегом, или находятся в местах торошения и также незаметны. Для ластоногих, не имеющих в условиях дрейфующих льдов постоянных участков обитания, свойственна, по-видимому, высокая активность перемещения, позволяющая им оперативно концентрироваться в свежеобразовавшихся разводьях при высокой плотности до 8–10 особей на 1 км
.
Песец. Следы песца и сами песцы встречались по всему маршруту экспедиции. Наибольшее количество следов отмечено в морях Лаптевых и Восточно-сибирском (7,8 следов на 100 км маршрута), в Карском море следы попадались значительно реже – 2,3 следа на 100 км маршрута, что можно объяснить плохими кормовыми условиями в тундрах Восточной Сибири, вынуждающими песцов предпринимать поиски пищи во льдах (предположительно – «нахлебническое» использование остатков пищи белых медведей). На акваториях морей Лаптева и Восточно-Сибирского визуально отмечены песцы, ушедшие в море необычайно далеко – за 500 и 700 км от ближайшей суши (!).
Экспедиция 2008 года
В 2008 году была проведена весенняя экспедиция в Баренцевом и Карском морях на а/л «Арктика» (рис. 8). В период с 22 марта по 16 апреля на маршруте Мурманск – м. Желания – Енисейский залив – о. Диксон – Енисейский залив – м. Желания – Мурманск были проведены метеорологические наблюдения, выполнена оценка численности, распределения и видового состава морских млекопитающих и птиц, отобраны и проанализированы на борту судна пробы воды на биогенный состав, а также отобраны пробы воды для изучения структуры планктонных сообществ (Горяев, Мишина, 2008).
Рис. 8. Карта-схема расположения маршрута экспедиции на а/л «Арктика» в марте-апреле 2008 года
Погодные условия и ледовая обстановка в период экспедиции, в общем, были нормальны для данного сезона года. В основном районе работ – Карском море средняя температура воздуха составила в период экспедиции –14 °С. Минимум (–25 °С) и максимум (0 °С) зафиксированы в центральной части Карского моря (30 марта и 9 апреля соответственно). Атмосферное давление менялось слабо. Среднее значение составило 750 мм рт. ст., минимальное – 732 мм рт. ст., максимальное – 770 мм рт. ст. Преобладали ветры северных и северо-восточных румбов при средней скорости ветра 10,2 м/с. Штилей не наблюдалось. Повсеместно преобладали однолетние (серо-белые, белые) льды сплоченностью 8–10 баллов при торошении 3–5 баллов.
Морские млекопитающие и белый медведь
Во льдах визуально наблюдали кольчатую нерпу (Phoca (Pusa) hispida (Schreber, 1775)), морского зайца (Erignathus barbatus (Erxleben, 1777)) и атлантических моржей (Odobenus rosmarus rosmarus, L., 1758) – 71, 17 и 5 особей соответственно.
Прямой визуальный учет ластоногих в разводьях, в центральной и северной частях исследованного района, показал, что плотность распределения двух видов оказалась наиболее высокой в центральной части отрезка маршрута Енисейский залив – мыс. Желания. Численное соотношение нерпы и морского зайца варьировало от 5:1 в северной части данного отрезка маршрута до 6:1 в центральной части.
Помимо непосредственных наблюдений ластоногих, в ходе экспедиции учитывались следы дыхательной активности – вентиляционные отверстия во льду. В общей сложности было учтено 838 вентиляционных отверстий, учетная площадь (разводья, покрытые ниласом, возрастом не более 12 часов) составила 19,3 км
. Исходя из средней активности вентиляции ластоногих (Lydersen, 1991) и показателей температуры воды и воздуха, можно предположительно оценить плотность концентрации тюленей в областях, занятых первичными формами льда (нилас) на участке Карского моря Енисейский залив – м. Желания. Плотность распределения ластоногих существенно различалась в разных местах участка – от 0 до 20 экз. на 1 км
; наиболее заселенные ластоногими участки (судя по количеству отверстий) отмечены в южной и центральной частях маршрута – от 8 до 20 экз. на 1 км
разводий, покрытых ниласом. В северной трети участка плотность распределения ластоногих не превышала 1–2 экз. на 1 км
данного биотопа. Таким образом, полученные данные подтверждают выводы, сделанные на основании наблюдений последних 10 лет о снижении плотности распределения ластоногих в исследованном районе в направлении Енисейский залив – м. Желания.
Четверо из пятерых учтенных моржей наблюдались в мелкобитых льдах в северо-восточной части Баренцева моря у северной оконечности арх. Новая земля и один – в Карском море, при ледовитости 8–9 баллов.
Учет белых медведей (Ursus maritimus Phipps, 1774) проводился прямым визуальным наблюдением. Фиксировались состав групп, пол, возраст, сопутствующая ледовая ситуация. Дополнительно учитывались следы, их направление (рис. 9).
Рис. 9. Семья белых медведей – самка и два годовалых медвежонка
В центральной части Карского и северо-восточной части Баренцева моря отмечены 22 особи в 14 встречах и 131 след белых медведей, что с учетом отработанных километров наблюдений соответствует 6,3 следа на 100 км маршрута и 5 особям на 1000 км
(рис. 10). Следы медведей были ориентированы преимущественно в юго-восточном направлении.
Рис. 10. Карта-схема расположения мест встреч белых медведей и плотность распределения по результатам экстраполяции данных, полученных на трансекте
Судя по характеру распределения медведей, а также их следов, медведи были распространены в пределах района исследований равномерно, без заметной агрегированности. В северной части маршрута плотность распределения медведей была определена так же, в абсолютных показателях обилия, на полигоне площадью 50 360 км
по методике Н.Г. Челинцева (рис. 11).
Рис. 11. Карта-схема полигона учета белых медведей в центральной части Карского моря
Средняя плотность распределения по всему полигону, исходя из оценки общего количества, оказалась равной 3,64 особи на 1000 км
. В районе м. Желания плотность более чем в два раза превышала среднюю – 8.5 особей на 1000 км
, что подтверждает отмеченную в прошлые годы тенденцию к концентрации медведей вблизи северной оконечности арх. Новая Земля. В этом же секторе получены наиболее достоверные цифры со статистической ошибкой 16 %. Площадь учетных трансект в данном районе составляла 11 % от всей площади полигона, что, по-видимому, является необходимым минимумом учетного усилия при площадном учете.
Половозрастной состав популяции, судя по учтенным встречам (без учета особей в группе), выглядел следующим образом:
• взрослые одиночные особи – 8 встреч (57 %);
• семьи – 6 встреч (42 %);
• в т. ч., самки с двумя медвежатами – 2 (33 %);
• самки с одним медвежонком – 4 (66 %);
• медвежата в возрасте (2+) – 3 (50 %);
• медвежата в возрасте (1+) – 3 (50 %).
Половозрастной состав популяции при учете особей оказался следующим:
• самки + медвежата 14 (63 %);
• одиночные взрослые особи – 8 (36 %).
Морские птицы
Фоновые орнитологические наблюдения на свободной ото льда акватории Баренцева моря (включая Кольский залив) проведены на трансекте протяженностью 391 км, во льдах различной сплоченности в северо-восточной части Баренцева моря – 247 км. В Карском море в общей сложности наблюдения проведены на 2076 км маршрута. Состав авифауны Кольского залива был типичен для прибрежной зоны зимнего периода; преобладали обыкновенная гага и серебристая чайка. В восточной части Баренцева моря, свободной ото льда, отмечены типичные для зимне-весеннего периода виды – тонкоклювая кайра, люрик (вид, характерный для разводий прикромочных районов) атлантический чистик, глупыш, моевка, бургомистр, серебристая чайка, при абсолютном доминировании толстоклювой кайры, плотность распределения которой колебалась от 0,5 экз. на 1 км
в конце марта до 26,5 экз. на 1 км
в середине апреля, когда отмечалась интенсивная миграция вида к местам гнездования – к берегам Новой Земли. В разводьях центральной части Карского моря отмечались, при незначительной плотности распределения порядка 0,1 экз. на 1 км
, люрик и атлантический чистик – типичные для этих районов зимующие виды.
Гидрохимические наблюдения
Измерения параметров гидрохимического комплекса в марте-апреле 2008 г. проводились в пробах поверхностной морской воды, которые отбирали по ходу судна с помощью пластикового пробоотборника (рис. 12, 13). На кратковременных стоянках на двух станциях были отобраны дополнительные пробы на глубинах 5, 10, 20 м пластиковым батометром Нискина объёмом 5 л в северной части Карского моря. Всего во время рейса для гидрохимических исследований на 36 станциях было отобрано 40 проб морской воды. Карта-схема расположения гидрохимических станций указана на рис. 6.
Рис. 12. Отбор проб воды из поверхностного горизонта с борта а/л «Арктика» в апреле 2008 г.
Рис. 13. Карта-схема расположения точек отбора гидрохимических проб в Карском море в марте-апреле 2008 г.
Аналитические определения выполняли сразу после отбора проб на борту судна по методикам Роскомгидромета (рис. 12). При этом определялись следующие гидрохимические характеристики: pH, содержание фосфатов, общего фосфора, органического фосфора, нитратов, нитритов, общего азота, органического азота и кремния. Также на каждой станции отбирали воду для определения солености и пробы воды для изучения структуры планктонных сообществ в лаборатории ММБИ. При отборе проб измеряли температуру воды поверхностным термометром ТМ 10. Попутно проводились ежедневные метеорологические наблюдения.
На момент проведения исследований поверхностные воды характеризовались отрицательными температурами, минимальные значения (до –2.0 °С) наблюдались на баренцевоморских станциях и в северо-восточной части Карского моря. В Енисейском заливе температура воды повышалась до – 1.0 °С. Наименьшие значения отмечены у мыса Желания – до –0.5 °С.
Соленость на станциях в Баренцевом море и у мыса Желания изменялась в пределах 33,5–34,5 ‰. В центральной части Карского моря соленость составляла около 32,5 ‰, а к Енисейскому заливу значение резко уменьшалось до 25,5 ‰.
Показатель pH изменялся в направлении от Новой Земли к Енисейскому заливу в пределах 8.0–8.4. Распределение нитритов по всему маршруту было неоднородно, концентрация не превышала 1.5 мкг/л. Для кремния и фосфатов отмечалось увеличение содержания по направлению к Енисейскому заливу. Концентрация фосфатов изменялась от 17 до 26 мкг/л, кремния – от 130 до 998 мкг/л, количество нитратного азота составляло 115–200 мкг/л, максимальные значения были отмечены на станциях в северной части Карского моря.
Комплексные экспедиции на НИС «Дальние Зеленцы»
Научно-исследовательское судно «Дальние Зеленцы» является флагманом научного флота ММБИ. За время своей работы оно избороздило все моря западной Арктики, неоднократно проводило работы в районах высокоширотных арктических архипелагов и непосредственно в Северном Ледовитом океане. На судне имеются 5 лабораторий: океанологическая, гидрохимическая, микробиологическая, аналитическая и помещение для разборки геологических и бентосных проб. После того, как в 90-х годах судно было оборудовано слипом и необходимым траловым вооружением, к его возможностям прибавилось и проведение учетных донных тралений, что позволяет выполнять серьезные ихтиологические работы.
В рамках Международного полярного года на НИС «Дальние Зеленцы» было проведено 5 экспедиций. Три из них входили в программу «малых» морских экспедиций по изучению прибрежных акваторий Кольского полуострова, и две экспедиции (одна из них международная) проходили в Баренцевом, Норвежском и Гренландском морях и на акватории Северного Ледовитого океана. Кроме того, в ходе этих экспедиций выполнены работы в районах высокоширотных арктических архипелагов Шпицберген, Земля Франца-Иосифа и Новая Земля (Моисеев и др., 2007, Matishov, Matishov, Moiseev, 2009). Целью данных экспедиций являлись мониторинг морских акваторий и сбор данных для комплексного анализа и прогноза океанологических и экосистемных процессов.
В соответствии с этими целями выполнялись следующие задачи:
• определение гидрологических и гидрохимических параметров водной среды;
• изучение растительного и животного мира (морские млекопитающие, птицы, бентос и планктон);
• определение концентраций загрязняющих веществ в морской воде и пробах донного осадка.
Экспедиция 1–4 марта 2007 года
Основу маршрута экспедиции составляли три разреза в Варангер-фьорде (губы Печенга, Малая и Большая Волоковая). Кроме того, выполнены станции в районе о. Кильдин, Кольском заливе и на траверзе некоторых мысов п-ова Рыбачий (рис. 14). В ходе работ выполнено 26 станций. В течение всего рейса проводились наблюдения за морскими млекопитающими и птицами на станциях и по маршруту движения.
Рис. 14. Маршрут и расположение станций экспедиции на НИС «Дальние Зеленцы» в марте 2007 г.
Океанографические исследования. Выполнено 22 СТД-профилирования водной толщи от поверхности до дна на 22 станциях. Профилирование проводилось СТД-зондом SEACAT SBE 19plus. Проводились попутные метеонаблюдения: определение атмосферного давления, температуры воздуха в приводном слое, скорости ветра, визуальные наблюдения за облачностью, волнением и дальностью видимости. На станциях в Кольском заливе, где нельзя было остановиться для зондирования, измерена температура поверхностного слоя воды и взяты пробы воды на соленость.
В период экспедиции повсеместно наблюдалось квазиоднородное (вследствие осенне-зимней конвекции) вертикальное распределение температуры и солености воды. Температура менялась от 1,16 до 3,85 °C, соленость – от 34,02 до 34,63 ‰. Наименьшая температура воды зарегистрирована на станциях в Малой и Большой Волоковой губах, наибольшая – на станциях 6 и 7. Очевидно, в губах произошло максимальное выхолаживание находящихся там водных масс в период, предшествующий наблюдениям. Станции 6 и 7, на которых к тому же отмечен максимум солености, ближе всего расположены к струе теплого и соленого Мурманского прибрежного течения, что и объясняет термохалинные свойства вод на этих станциях. Наименьшая соленость отмечена на станции 25 в опресняемом речным стоком Кольском заливе.
Расчет аномалий температуры и солености воды на самой южной станции VI разреза показал, что значения средневзвешенной в слое от поверхности до дна температуры воды превышали среднемноголетние нормы на 1,1 °C, а солености – на 0,18 ‰. Несмотря на это, 1 марта при визуальных наблюдениях Кольского залива все его среднее колено из-за низкой температуры воздуха было покрыто тонким слоем молодого и битого льда. 4 марта лед в среднем колене Кольского залива уже не отмечен. Таким образом, в период экспедиции на исследованной акватории зарегистрированы квазиоднородные по своим термохалинным характеристикам от поверхности до дна прибрежные мурманские воды. При этом в губах на западе вода была холоднее, чем в открытом море и в Кольском заливе. На станции VI разреза отмечены положительные аномалии температуры и солености воды.
Гидрохимические исследования. Всего в экспедиции на 14 гидрохимических станциях отобрано 22 пробы для определения комплекса гидрохимических параметров. Определялись следующие гидрохимические характеристики: биогенные вещества (фосфаты, общий фосфор, органический фосфор, нитраты, нитриты, общий азот, органический азот, кремний); водородный показатель; кислород (концентрация и процент насыщения).
Содержание кремния в морских водах определяется объемной долей содержания пресного стока, деятельностью планктонного сообщества, сезонами года и интенсивностью перемешивания морских и материковых вод. Распределение кремния в поверхностных и донных пробах неоднородно. В некоторых точках концентрации различаются почти в 2 раза. В сравнении с общими значениями выделяются большие поверхностные концентрации кремния в акватории порта и северном колене Кольского залива.
Содержание нитритного азота в морских водах также определяется множеством разнородных экологических факторов – интенсивностью процессов биохимического окисления азоторганических соединений, свойствами водных масс и сезонами года. Для станций 1–3 в Кольском заливе, как и для кремния, наблюдаются большие концентрации нитратов в поверхностном слое. Так же значительно различаются значения в поверхностных и придонных пробах для других станций.
Для нитратного азота в поверхностном слое на станциях 1–3 отмечена та же закономерность, его концентрация в направлении к выходу из залива уменьшается, но более плавно. Если сравнивать концентрации в поверхностных и придонных пробах, то для нитратного азота в придонном слое они несколько больше, причем такое распределение более закономерно, чем для нитритного азота.
Для фосфатов на протяжении всего маршрута значительных изменений нет, за исключением станций 1–3, на которых отмечены повышенные концентрации и для других биогенов. При этом в придонных пробах концентрации фосфатов ниже, чем в поверхностных.
Бактерио– и фитопланктон. В ходе экспедиции на 17 гидробиологических станциях отобрана 51 проба морской воды с трех горизонтов для определения количественных показателей распределения фитопланктона, общего количества бактериопланктона и вирусологического анализа.
Зоопланктон. Отобрано 8 сетных проб для определения видового состава, общей численности и биомассы, а также численности и биомассы основных систематических групп и видов, пространственного и вертикального распределения, плотности распределения, продукционных характеристик основных видов (групп) «кормового» зоопланктона.
Макрозообентос. Отобрана 21 проба грунта дночерпателем ван-Вина на 7 станциях для определения: видового состава; общей численности и биомассы организмов макробентоса; анализа пространственного распределения и выявления типичных донных биоценозов; численности и биомассы организмов «кормового» бентоса и перспективных промысловых видов.
В Варангер-фьорде преобладают песчаные грунты (даже на глубинах более 100 м), поэтому там распространены типичные полихетогидроидохламусовые биоценозы. Станция 23 представлена тяжелыми глинистыми грунтами с множеством трубок полихет Spiochaetopterus tipicus.
Наблюдения за птицами и морскими млекопитающими
Во время экспедиции встречено 22 вида птиц. Из них наибольшее число видов представлено утиными и чайковыми птицами. Наиболее многочисленны обыкновенная гага, кряква, морянка, моевка, бургомистр и серебристая чайка. Орлан-белохвост и исландский песочник отмечены только в Кольском заливе, бакланы, турпан и тупик – в Варангер-фьорде, люрик, кайра, чистик – в прибрежных районах Баренцева моря, остальные виды встречались во всех районах наблюдений.
Кроме того, за период наблюдений зарегистрировано 2 вида морских млекопитающих, представителей отряда ластоногих – обыкновенный тюлень и кольчатая нерпа.
Определение концентраций загрязняющих веществ
В период экспедиции отобрано:
– 8 проб донных отложений для определения тяжелых металлов (Cu, Pb, Cb, Zn) и радионуклидов (
Cs,
Sr);
– 14 проб поверхностного слоя воды (0 м);
– 7 проб придонного слоя воды (дно) для определения тяжелых металлов (Cu, Pb, Cb, Zn).
Фактически за основу сетки станций в Варангер-фьорде приняты результаты последней съемки ММБИ в 1997 г. Но уже сейчас следует отметить, что в биоценозе сокращается доля арктических бентосных видов беспозвоночных и возрастает доля бореальных. В планктонных сообществах картина аналогична, но зависимость организмов зоо– и фитопланктона от гидрологических условий гораздо менее выражена. Существенных изменений видового состава и численности птиц не выявлено.
Экспедиция 29 мая – 2 июня 2007 г.
Основу маршрута экспедиции составляли станции в Кольском заливе, Териберской, Ярнышной, Зеленецкой, Ивановской губах и вдоль границы 12-мильной зоны в Баренцевом море (рис. 15). Всего в ходе экспедиции было выполнено 34 станции. В течение всего рейса проводились наблюдения за морскими млекопитающими и птицами на станциях и по маршруту движения.
Рис. 15. Маршрут и расположение станций экспедиции на НИС «Дальние Зеленцы». 29 мая – 2 июня 2007 г.
Океанографические исследования
В ходе рейса было выполнено 22 СТД-профилирования водной толщи от поверхности до дна. Профилирование проводилось СТД-зондом SEACAT SBE 19plus. Проводились попутные метеонаблюдения, состоявшие из определения атмосферного давления, температуры воздуха в приводном слое, скорости ветра, визуальных наблюдений за облачностью, волнением и дальностью видимости.
В период экспедиции на исследованной акватории зарегистрирована двухслойная структура прибрежных мурманских вод с верхним прогретым слоем. При этом температура воды уменьшалась в юго-восточном направлении. На станции 1 разреза «Кольский меридиан» отмечены положительные аномалии температуры и солености воды.
Гидрохимические исследования
Измерение параметров гидрохимического комплекса проводили по трем горизонтам: поверхность (0–1 м), слой скачка плотности и придонный горизонт (дно). Всего во время рейса для гидрохимических исследований было отобрано и проанализировано 34 пробы морской воды.
Определялись следующие гидрохимические характеристики: биогенные вещества (фосфаты, общий фосфор, органический фосфор, нитраты, нитриты, общий азот, органический азот, кремний); водородный показатель; кислород (мг/л и % насыщения).
В Кольском заливе насыщенность кислородом поверхностного слоя в районе Мурманского морского порта не превышала 99 %, по направлению к выходу из залива содержание кислорода увеличивалось. В губе Ивановская насыщенность кислородом по все трем горизонтам превышала 100 % и колебалась в пределах 104–108 %.
Значения БПК5 в поверхностном слое Кольского залива колебались в пределах 1.3–1.6 мл/л. В губах Ярнышная, Зеленецкая, Териберская наблюдалась общая закономерность – наличие максимальных значений БПК5 в слое скачка плотности.
