Комплексные экосистемные исследования в районе архипелага шпицберген в 2017-2018 гг. 

БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ

DOI: 10.25702/KSC.2307-5228.2018.10.3.8-13 УДК 551.46.07

КОМПЛЕКСНЫЕ ЭКОСИСТЕМНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ В РАЙОНЕ АРХИПЕЛАГА ШПИЦБЕРГЕН В 2017-2018 гг.*

П. Р. Макаревич, Д. В. Моисеев

ФГБУН Мурманский морской биологический институт КНЦ РАН

Аннотация

Представлен обзор комплексных экосистемных исследований в районе арх. Шпицберген, проведенных ММБИ в 2017-2018 гг. Особое внимание уделено морским исследованиям на НИС «Дальние Зеленцы». Перечислены основные направления исследований, представлены сроки и географический охват научных работ. Дана информация о межведомственном и международном сотрудничестве. Ключевые слова:

комплексные экосистемные исследования, архипелаг Шпицберген, ММБИ. INTEGRATED ECOSYSTEM RESEARCH IN THE AREA OF SVALBARD IN 2017-2018

Pavel R. Makarevich, Denis V. Moiseev

Murmansk Marine Biological Institute of KSC RAS

Abstract

The paper presents the review of integrated ecosystem research conducted by MMBI in the area of Svalbard in 2017-2018. Special attention is devoted to marine research on board R/V "Dalnie Zelentsy". Main directions of investigations are listed. Terms and geographic areas of scientific work are presented. Information about interdepartmental and international cooperation is given.

Keywords:

integrated ecosystem research, Svalbard, MMBI.

Введение

Мурманский морской биологический институт (ММБИ) проводит научные исследования в районе арх. Шпицберген начиная с 1960-х гг. В 1990-е гг. исследования ММБИ приобрели комплексный экосистемный характер. В ходе этих экспедиций был собран обширный материал, анализ которого позволил получить новые сведения о современном состоянии, структуре и функционировании абиотических и биотических составляющих экосистем Гренландского и Баренцева морей в районе Шпицбергена. Были получены уникальные сведения о функционировании пелагических и бентических сообществ в разные сезоны и годы. Собраны и проанализированы данные о структуре популяций морских птиц, почвенных микроартропод и паразитов. Сделана оценка современных процессов осадконакопления в районе Грён-фьорда.

В 2010 г. в районе Баренцбурга (севернее 78° с. ш.) для обеспечения комплексных экосистемных исследований на арх. Шпицберген, в особенности в районе Грён-фьорда, была построена биогеостанция ММБИ, которая является одной из самых северных биостанций

* Работа выполнена в рамках темы государственного задания ММБИ КНЦ РАН «Комплексные исследования экосистем фьордов и морей, омывающих архипелаг Шпицберген».

Российской Федерации в Арктике. Состоит из двух зданий — лабораторного корпуса и контейнера-гаража. Полевой стационар укомплектован лабораторным оборудованием для первичного анализа биологических проб и обработки данных. Имеется зал для совещаний, мини-кухня. Отдельно расположен контейнер для хранения лодки, мотора и экспедиционного снаряжения.

До 2016 г. целевое государственное финансирование научно-исследовательских работ (НИР) ММБИ и других научных организаций на арх. Шпицберген осуществлялось через ФГУП «Трест "Арктикуголь"». С 2017 г. целевые НИР на Шпицберген финансируются через федеральные органы исполнительной власти, которые направляют средства подведомственным организациям. Таким образом, к августу 2017 г. была согласована тематика и подтверждено бюджетное финансирование новой темы государственного задания ММБИ «Комплексные исследования экосистем фьордов и морей, омывающих архипелаг Шпицберген». Тема носит межлабораторный характер и продолжает ранее проводимые ММБИ исследования на Шпицбергене [1-3].

В рамках комплексных экосистемных исследований в 2017 и 2018 гг. ученые ММБИ проводили исследования по следующим направлениям:

1) анализ данных о состоянии водных масс на акваториях архипелага;

2) закономерности пространственного распределения вирио-, бактерио-, фито- и зоопланктона в прибрежных водах Шпицбергена;

3) получение новых данных об экологии донных организмов, разнообразии, динамике и функциональных особенностях зообентоса в прибрежных экосистемах архипелага;

4) оценка распространения и запасов макрофитов в прибрежной зоне Шпицбергена;

5) выявление основных экологических факторов, влияющих на состав, структуру и динамику разнообразия птиц и морских млекопитающих;

6) оценка роли модельных видов мигрирующих птиц в формировании разнообразия почвенных микроартропод на Шпицбергене;

7) анализ уровней химического и радиоактивного загрязнения в среде и биоте архипелага;

8) подготовка баз данных компонентов морских экосистем как основы оптимального планирования мероприятий по охране окружающей среды на арх. Шпицберген.

В ходе реализации темы научно-исследовательская деятельность осуществлялась по трем блокам:

1) сбор научного материала в морских и береговых экспедициях в районе арх. Шпицберген;

2) аналитическая обработка полевого материала в лабораториях в Баренцбурге (Шпицбергенская биогеостанция ММБИ и РНЦШ) и Мурманске;

3) публикация научных статей в российских и зарубежных изданиях, а также популяризация проводимых на архипелаге исследований.

Обзор научных работ, проведенных ММБИ в 2017-2018 гг. в рамках каждого блока представлен в настоящем материале.

Сбор научного материала в морских и береговых экспедициях в районе арх. Шпицберген

Одним из важнейших направлений в исследованиях окружающей среды является экспедиционный сбор научного материала. Полевые работы ММБИ в районе арх. Шпицберген в 2017 и 2018 гг. выполнялись на море, с борта НИС «Дальние Зеленцы», и на суше, в районе пос. Баренцбург.

Морские исследования

Экспедиции на НИС «Дальние Зеленцы» состоялись в июле, ноябре 2017 г., в апреле-мае 2018 г. (рис. 1) В июле 2017 г. объем морских научных работ в территориальных водах Шпицбергена составил 85 чел/сут, в ноябре 2017 г. — 135 чел/сут, в апреле-мае 2018 г. — 60 чел/сут. В экспедициях принимали участие сотрудники ММБИ, ААНИИ, МГТУ, МАГУ, ЧГУ,

UNIS, UiT. По специальному разрешению, полученному от норвежских властей, судно работало в территориальных водах архипелага и осуществляло заходы в порты Баренцбурга и Лонгиербюена. Экспедиционные исследования носили комплексный экосистемный характер и охватили большую часть акватории системы залива Ис-фьорд на нескольких разрезах. В мае 2018 г. география работ расширилась за счет проведения отбора проб в малоизученном заливе Колсбей рядом с законсервированным российским пос. Грумант.

а б

Рис. 1. Станции и маршруты экспедиционных исследований ММБИ на НИС «Дальние Зеленцы» в районе арх. Шпицберген (а) и системы залива Ис-фьорд (б) в 2017-2018 гг.

Fig. 1. Stations and routes of MMBI expeditionary research on board R/V "Dalnie Zelentsy" in the area of Spitsbergen archipelago

Комплекс работ включал СТД-зондирование для измерения температуры и солености морской воды от поверхности до дна, отбор проб на содержание биогенных элементов и растворенного кислорода, вирио-, бактерио-, фитопланктона, макрозообентоса, а также на радиоактивное загрязнение. Производился сетной лов зоопланктона, наблюдения за морскими птицами и млекопитающими.

В настоящее время «Дальние Зеленцы» является единственным российским научно-исследовательским судном, которое в кооперации с российскими и зарубежными учеными осуществляет морские работы в районе арх. Шпицбергена и заходы в порты Баренцбурга и Лонгиербюена. Для этого перед каждым рейсом ММБИ через запрос во 2-й Европейский департамент МИД РФ оформляет разрешение на научные исследования и заходы в порты у норвежских властей [4].

В 2016-2018 гг. ММБИ принимал участие в международном проекте IMOS (Isfjorden Marine Observatory Svalbard — Морская обсерватория в заливе Ис-фьорд на Шпицбергене). Основным партнером являлся UNIS.

Основная цель проекта — проследить кратко- и долгосрочные тенденции в размерной структуре и в составе сообществ планктона в Ис-фьорде. Для ее достижения решались задачи по объединению имеющихся в России и Норвегии планктонных данных, созданию единого протокола отбора проб, проведению совместных полевых исследований в Ис-фьорде [5]. В рамках

IMOS было выполнено две совместных с UNIS съемки в Ис-фьорде — в июле и ноябре 2017 г. В этих экспедициях на базе согласованного протокола отбора проб использовалось разнообразное научное оборудование, отвечающее самым высоким международным стандартам.

Береговые и прибрежные наблюдения

Местом базового размещения участников береговых экспедиций и предварительной обработки первичного полевого материала является Шпицбергенская биогеостанция ММБИ в Баренцбурге (рис. 2). В береговых экспедициях проведены альгологические, бентологические и орнитологические исследования в районе залива Грён-фьорд. Продолжалось изучение процессов осадконакопления и уровней радиоактивного загрязнения в системе «ледниковое озеро — ледник — фьорд».

Выезды сотрудников ММБИ в Баренцбург для проведения полевых и камеральных работ состоялись в августе-сентябре 2017 г. (72 чел/сут), марте-мае (102 чел/сут) и июле-августе (142 чел/сут) 2018 г. Кроме того, во время заходов НИС «Дальние Зеленцы» в Баренцбург в июле, ноябре 2017 г. и мае 2018 г. несколько научных сотрудников высаживались на берег для работы на биогеостанции в тот период, когда судно выполняло исследования в Ис-фьорде.

Рис. 2. Шпицбергенская биогеостанция ММБИ в Баренцбурге

Аналитическая обработка полевого материала в лабораториях в Баренцбурге (Шпицбергенская биогеостанция ММБИ и РНЦШ) и Мурманске

Доставка проб и материалов, собранных в ходе полевых работ, со Шпицбергена на «большую землю» является достаточно непростым мероприятием, связанным с передвижением авиатранспортом и пересечением государственных границ, поэтому максимально возможная обработка собранного материала на месте представляет большой интерес для всех научных организаций, работающих на Шпицбергене.

Шпицбергенская биогеостанция ММБИ оборудована всем необходимым для первичной обработки биологических и геохимических проб, но если дело касается более сложных анализов, тогда сотрудники ММБИ обращаются в химико-аналитическую лабораторию Российского научного центра на арх. Шпицберген (РНЦШ), которая обслуживается и поддерживается

сотрудниками Российской научной арктической экспедиции ААНИИ на арх. Шпицберген (http://www.aari.ru/rscs_new/mdex.php?id=3#arc_hlab). Она представляет лабораторный комплекс для решения разнообразных научных задач, решаемых организациями Консорциума РНЦШ.

Публикация научных статей в российских и зарубежных изданиях, популяризация проводимых на архипелаге исследований

Результаты научных исследований ММБИ в районе арх. Шпицберген, проведенных в 2017 и 2018 гг. в рамках темы госзадания «Комплексные исследования экосистем фьордов и морей, омывающих архипелаг Шпицберген», представлены в форме тезисов 22 докладов XIV Всероссийской научной конференции с международным участием «Комплексные исследования природы Шпицбергена и прилегающего шельфа», опубликованы в российских [6-8] и зарубежных [9] научных журналах, обнародованы на разнообразных конференциях [10-12]. Следует отметить успешный опыт сотрудничества ученых ММБИ и ААНИИ в проведении совместных исследований и подготовке научных публикаций [6, 8, 10, 12]. Сотрудники Института регулярно публикуют научно-популярные материалы в «Российском вестнике Шпицбергена» [13-19].

Заключение

Непосредственно в морских и береговых полевых работах на арх. Шпицберген в 2017 г. принимали участие 30 научных сотрудников ММБИ, в 2018 г. — 16. Общее время присутствия специалистов Института на архипелаге в 2017 г. составило 319 чел/дней. В 2018 г. научные и технические сотрудники ММБИ отработали в районе Шпицбергена в общей сложности 364 чел/дней, из них 120 чел/дн. — в морской экспедиции на НИС «Дальние Зеленцы» в территориальных водах Шпицбергена, 244 чел/дн. — на базе биогеостанции ММБИ в Баренцбурге. По итогам исследований опубликовано свыше 10 научных работ, 7 научно-популярных статей, защищена кандидатская диссертация. Результаты НИР были представлены на российских и международных конференциях. Сформированы цели и задачи исследований ММБИ на Шпицбергене на 2019 г.

Благодарности

Авторы выражают признательность Г. Н. Духно за помощь в подготовке карт-схем районов экспедиционных исследований НИС «Дальние Зеленцы», а также коллегам из организаций Консорциума РНЦШ за помощь и поддержку в решении разнообразных вопросов, возникавших в период проведения полевых и аналитических исследований на Шпицбергене.

ЛИТЕРАТУРА

1. Макаревич П. Р., Моисеев Д. В. Комплексные экосистемные исследования Мурманского морского биологического института на НИС «Дальние Зеленцы» в летний и осенне-зимний периоды 2017 года // Труды Кольского научного центра. Океанология. 2018. № 4 (10), вып. 5. С. 5-14. 2. Исследования Мурманского морского биологического института в районе архипелага Шпицберген в 2017 г. / П. Р. Макаревич [и др.] // Экспедиционные исследования на научно-исследовательских судах ФАНО России и архипелаге Шпицберген в 2017 г.: тез конф. «Итоги экспедиционных исследований на научных судах ФАНО России» (г. Москва, 21-22 февраля 2018 г.) / ФАНО России. Севастополь: ФГБУН МГИ, 2018. С. 43-48. URL: http://mhi-ras.ru/ assets/files/Sbornik_FANO_2018.pdf. 3. Экспедиционные исследования ММБИ КНЦ РАН в 2017 г. / П. Р. Макаревич [и др.] // Экспедиционные исследования на научно-исследовательских судах ФАНО России и архипелаге Шпицберген в 2017 г.: тез. конф. «Итоги экспедиционных исследований на научных судах ФАНО России» (г. Москва, 21-22 февраля 2018 г.) / ФАНО России. Севастополь: ФГБУН МГИ, 2018. С. 66-77. URL: http://mhi-ras.ru/ assets/files/Sbornik_FANO_2018.pdf. 4. Макаревич П. Р., Моисеев Д. В. 40 лет научно-исследовательскому судну «Дальние Зеленцы» // Исследования арктических экосистем: материалы XXXVI конф. молодых ученых ММБИ КНЦ РАН, посвященной 40-летию НИС «Дальние Зеленцы» / отв. ред. Д. В. Моисеев; Мурман. мор. биол. ин-т КНЦ РАН. Мурманск, 2018. С. 5-12. 5. Isfjorden Marine Observatory Svalbard / J. E. Soreide [et al.] // Комплексные исследования природы Шпицбергена и прилегающего шельфа: материалы Всерос. науч. конф. с междунар. участием / Мурман. мор. биол. ин-т КНЦ РАН. 2016. С. 339. 6. Ртуть в гидробионтах и среде обитания Грён-фьорда (Западный Шпицберген) ранней весной / Н. В. Лебедева [и др.] // Геохимия. 2018. № 4. С. 351-362.

DOI: 10.7868/S0016752518040052. 7. Результаты морских радиоэкологических исследований фьордов Западного Шпицбергена / Г. Г. Матишов [и др.] // ДАН. 2018. Т. 480, № 3. С. 353-358. 8. Ртуть в компонентах экосистемы заливов Западного Шпицбергена в летний период 2017 года / Н. В. Лебедева [и др.] // Проблемы Арктики и Антарктики. 2018. Т. 64, № 3. С. 311-325. 9. What role does human activity play in microbial biogeography? The revealing case of testate amoebae in the soils of Pyramiden, Svalbard / Y. A. Mazei[et al.] // Pedobiologia — Journal of Soil Ecology. 2018. Vol. 67. P. 10-15. 10. Особенности энергомассообмена в водах фьордов архипелага Шпицберген в зимний период / Б. В. Иванов [и др.] // Турбулентность, динамика атмосферы и климата: тез. докл. междунар. конф., посвященной столетию со дня рождения акад. Александра Михайловича Обухова (Москва, 16-18 мая 2018 г.). М.: Физматкнига, 2018. С. 186. 11. Годовой цикл развития и продукционный потенциал пелагических альгоценозов прибрежных вод и фьордов Западного Шпицбергена / П. Р. Макаревич [и др.] // Материалы научных мероприятий, приуроченных к 15-летию Южного научного центра Российской академии наук: междунар. науч. форум «Достижения академической науки на Юге России»; междунар. молодеж. науч. конф. «Океанология в XXI веке: современные факты, модели, методы и средства» памяти чл.-корр. РАН Д. Г. Матишова; всерос. науч. конф. «Аквакультура: мировой опыт и российские разработки» (г. Ростов-на-Дону, 13-16 декабря 2017 г.) / гл. ред. акад. Г. Г. Матишов. Ростов н/Д: Изд-во ЮНЦ РАН, 2017. С. 66-67. 12. Mercury in benthic organisms and their habitat in Gr0nfjorden, West Spitsbergen, in early springtime / A. Nikulina [et al.] // NETS2018: Towards a solution for pollution in a warming Arctic. March 14-16, 2018 in Longyearbyen, Svalbard: Abstract book: 7th Norwegian Environmental Toxicology Symposium (March 14-16, 2018 in Longyearbyen, Svalbard) / V. L. B. Jaspers [et al.]. 2018. P. 18. 13. Лебедева Н. Прекрасная гребенушка // Русский вестник Шпицбергена. 2017. № 4 (30). С. 20-21. 14. Лебедева Н. Пернатые гастролеры // Русский вестник Шпицбергена. 2017. № 4 (30). С. 21. 15. Воскобойников Г. М., Макаров М. В. Как зимует морская капуста // Русский вестник Шпицбергена. 2017. № 5 (31). С. 20-21. 16. В объективе фотокамеры: а собаки лучше! [фоторепортаж] / Д. Тюрюмин [и др.] // Русский вестник Шпицбергена. 2018. № 2 (34). С. 16-17. 17. Воскобойников Г. Фукусы: гиганты и карлики // Русский вестник Шпицбергена: [Человек и природа]. 2018. № 3 (35). С. 20-21. 18. Федонин М., Лебедева Н. Чем питается песец на Шпицбергене: [Н. Лебедева отвечает на вопросы читателей] // Русский вестник Шпицбергена. 2018. № 3 (35). С. 21. 19. Чернакова И., Лебедева Н. Где проводят полярную ночь птицы?: [Н. Лебедева отвечает на вопросы читателей] // Русский вестник Шпицбергена. 2018. № 4 (36). С. 21.

Сведения об авторах

Макаревич Павел Робертович — доктор биологических наук, профессор, директор ММБИ КНЦ РАН E-mail: makarevich@mmbi.info

Моисеев Денис Витальевич — кандидат географических наук, заместитель директора по науке

ММБИ КНЦ РАН

E-mail: denis_moiseev@mmbi.info

Author Affiliation

Pavel R. Makarevich — Dr. Sci. (Bio); Professor, Director of MMBI KSC RAS E-mail: makarevich@mmbi.info

Denis V. Moiseev — PhD (Geography), Deputy Research Director of MMBI KSC RAS E-mail: denis_moiseev@mmbi.info

Библиографическое описание статьи

Макаревич, П. Р. Комплексные экосистемные исследования в районе архипелага Шпицберген в 2017-2018 гг. / П. Р. Макаревич, Д. В. Моисеев // Вестник Кольского научного центра РАН. — 2018. — № 3 (10). — С. 8-13.

Reference

Makarevich Pavel R., Moiseev Denis V. Integrated Ecosystem Research in the Area of Svalbard in 2017-2018. Herald of the Kola Science Centre of the RAS, 2018, vol. 3 (10), pp. 8-13 (In Russ.).