Наземные и морские экосистемы

Исследование состояния сообщества первичных продуцентов (организмов пико-, нано– и микрофитопланктона), выполненное по данным экспедиций ММБИ на атомных ледоколах, выявило факт их постоянного присутствия в условиях сплошного ледяного покрова при полном отсутствии фотосинтетически активной радиации. На общем фоне низких биомасс первичных продуцентов, составляющих в подледном слое 6.5 мкг/л, выделяются области их повышенной концентрации (биомасса достигает 65.9 мкг/л), приуроченные к фронтальным зонам раздела водных масс разного генезиса и элементам каскадной структуры биогеохимических барьеров (Матишов и др., 2005).

Состав и обилие зоопланктона во всех рассматриваемых морях в целом сходны. В эстуариях и прилегающих к ним опресненных водах преобладают коловратки, в открытых морских акваториях – копеподы. Зона распространения солоноватоводных видов охватывает порядка половины площади арктического шельфа (рис. 3). В морях Карском и Лаптевых этому способствует обильный речной сток, в Восточно-Сибирском море – малые глубины шельфа.

Рис. 3. Северная граница распространения солоноватоводных видов зоопланктона (Атлас океанов, 1980)

Оценки биомассы зоопланктона в различных районах СЛО, обобщенные Тимофеевым (1998), свидетельствуют о значительных различиях (в 5–25 раз) между летними и зимними значениями, а также между прибрежными и открытыми акваториями. Так, в прибрежных водах морей Лаптевых и Восточно-Сибирского зимняя биомасса зоопланктона зимой менее 10 мг/м

, летом – 25–65 мг/м

, в юго-восточной части моря Лаптевых – соответственно, 120 и 950 мг/м

. Опубликованные оценки для Чукотского моря также дают большой разброс значений – от 40 до 1300 мг/м

, что объясняется различиями в происхождении и свойствах водных масс (Павштикс, 1984).

В зоогеографическом районировании по фауне бентоса Карское, Лаптевых и Восточно-Сибирское моря объединяются в Сибирскую провинцию, Чукотское море отнесено к Чукотско-американской провинции (Атлас …, 1985). Вместе с тем, градиенты бентосных характеристик от побережий к внешней границе шельфа во многих отношениях более важны, чем фаунистические различия между провинциями.

Распределение зообентоса на шельфе СЛО отличается крайней неравномерностью. Наиболее полная систематизация данных о биомассе бентоса выполнена Лукьяновой (2005). Максимальные значения биомассы обнаружены в южной части Карского моря (около 300 г/м

) и в районе Чукотского моря, примыкающем к Берингову проливу (до 500 г/м

). По мере удаления от побережий и устьев рек биомасса бентоса снижается на два-три порядка. Для северных участков шельфа во всех четырех морях характерны значения менее 0.1 г/м.

Следует, однако, отметить, что бентосные съемки в арктических морях проводились лишь эпизодически, и многие участки шельфа совсем не освещены наблюдениями.

Планомерные исследования бентоса Карского моря проведены в экспедициях ММБИ 1990-х гг. (Денисенко и др., 1998; Denisenko et al., 1999; Dahle et al., 2000). Наиболее полно изучены прибрежные районы и заливы, отличающиеся относительным обилием бентоса. В этих районах отмечено свыше 390 таксонов разных систематических групп. Основное количество всех идентифицированных видов составляли полихеты (33 %), ракообразные (30 %) и моллюски (21 %).

Число видов на станциях варьировало от 22 до 137. Наиболее богаты видами станции с песчано-илистыми донными осадками в районах мыса Белуший Нос, Байдарацкой губы, на траверзе Обской губы, а также у острова Диксон. На этих станциях зарегистрировано 106–137 видов. В Енисейском и Обском заливах, а также в приустьевой их части отмечено сильное обеднение фауны (22–55 видов).

Биогеографическая структура донного населения исследованного района отличается значительно более высокой долей арктических видов, чем соседнее Баренцево море. Количество бореально-арктических видов здесь составляет около 80 %, среди них 16 % имеют атлантическое происхождение, а 7 % – тихоокеанское. Бореальные формы встречаются только у западного побережья Байдарацкой губы, куда проникают атлантические воды из Баренцева моря. Доля этих видов в фауне не превышает 1,5 %. В устьевых участках Обской губы и Енисейского залива происходит увеличение количества арктических видов на фоне резкого сокращения бореально-арктических форм. При этом доля арктических видов в Енисейском заливе гораздо выше (58 %), чем в Обской губе (30 %).

Высокая биомасса прибрежных районов Карского моря образована в основном крупными двустворчатыми моллюсками Astarte borealis и Serripes groenlandicus. Один из этих видов Serripes groenlandicus относится к перспективным для промысла беспозвоночным. В наиболее плотных скоплениях биомасса этого моллюска достигает 53,9 г/м

, что значительно меньше, чем в соседнем Печорском районе Баренцева моря. На прибрежных мелководьях Байдарацкой губы отмечено поселение еще одного условно промыслового моллюска Clinocardium ciliatum. Однако биомасса этого моллюска в южной части Карского моря не превышает 25 г/м

(Денисенко и др., 1993). По-видимому, промысел этих видов в условиях Карского моря нерентабелен из-за относительно маленькой биомассы и незначительных площадей их поселений, а также большой удаленности Карского моря от районов переработки и сбыта.

Аналогичные закономерности распределения зообентоса установлены для морей Лаптевых и Восточно-Сибирского, в частности, по результатам российско-германских исследований в море Лаптевых (Anisimova et al., 1997). В южных частях морей преобладают солоноватоводные и эвригалинные виды бентоса, в северных – представители арктической фауны.

В Чукотском море фауна зообентоса представлена океаническими видами: арктическими в северной части моря и беринговоморскими в крайних южных районах. Биомасса бентоса значительно выше, чем в морях Лаптевых и Восточносибирском. Область с биомассами более 50 г/м

занимает более половины площади моря, ее северная граница проходит от о-ва Врангеля до м. Барроу.

Количественные оценки биомассы и годовой продукции зообентоса, обобщенные Романкевичем и Ветровым (2001) со ссылками на (Gurevich, 1995; Тимофеев, 1988) и собственные результаты, приведены в таблице 2. Данные по морю Лаптевых здесь отнесены ко всей площади моря, но вклад его глубоководной части в суммарные показатели незначителен. Более существенно может сказаться на достоверности оценок пространственно-временная изменчивость показателей. Основная доля биомассы и продукции приходится на прибрежные зоны, где на расстояниях порядка 200 км от берега диапазон значений биомассы составляет от 10 до 300 и более г/м

. Отметим также, что по сводке Лукьяновой (2005) в Восточно-Сибирском море показатели биомассы нигде не превышают 10 г/м

, тогда как в море Лаптевых на значительной площади они достигают 50 г/м

и более. Очевидно, что разброс оценок можно снизить только при проведении ежегодных съемок в наиболее репрезентативных районах. Можно считать доказанной только более высокую продуктивность Чукотского моря по сравнению с другими морями арктического шельфа.

Таблица 2. Оценки суммарной биомассы и годовой продукции зообентоса в морях арктического шельфа (по: Романкевич, Ветров, 2001)

Ихтиофауна морей арктического шельфа изучена слабо, так как промыслового лова в них нет (за исключением добычи проходных и полупроходных рыб в устьях сибирских рек). По зоогеографическому районированию морской ихтиофауны все моря от Карского до Чукотского относятся к ледовитоморской циркумполярной области. Только на юго-востоке Чукотского моря циркумполярная ихтиофауна сочетается с тихоокеанской бореальной (Атлас Арктики, 1985). Всего в арктических морях насчитывается около 60 видов рыб, из которых промысловыми признаются омуль, ряпушка, муксун, сиг, нельма, навага и голец.

Сведения об ихтиофауне моря Лаптевых, обобщенные Тимофеевым (1998), показательны для всех морей арктического шельфа, так как условия обитания в пелагиальной зоне практически однородны. В море Лаптевых обнаружено 48 видов рыб, из которых 32 относятся к морским, остальные – к проходным, полупроходным и солоноватоводным. Среди морских рыб преобладают виды арктического биогеографического комплекса (30 видов). Среди бореальных видов отмечаются как атлантические, так и тихоокеанские. По видовому составу море разделяется на северную глубоководную часть, где доминируют донные рыбы семейства Zoarcidae и криопелагические Gadidae (черная треска и сайка), и на юго-восточную мелководную с преобладанием проходных, полупроходных и солоноватоводных рыб.

По численности и обилию в море Лаптевых преобладают донные виды и виды, питающиеся донными организмами. Это дает автору основание для вывода, что рыбы не играют заметной роли в функционировании экосистемы пелагиали моря Лаптевых. Вместе с тем известна важная экосистемная роль одного из видов – сайки, ареал которой распространяется на все шельфовые моря и Арктический бассейн до Северного полюса (рис. 4). В высоких широтах сайка служит основной кормовой базой для колониальных птиц, ластоногих, белух и других млекопитающих.

Рис. 4. Места наиболее высокоширотных поимок тресковых рыб в Арктическом бассейне: зачерненные кружки – сайка, черно-белые – ледовая или черная треска (Атлас Арктики, 1985)

Моря арктического шельфа не включаются в национальную и международную статистику уловов. Морские рыбы добываются в незначительных количествах и только для удовлетворения потребностей местного населения. Определенное значение имеет добыча ценных видов проходных и полупроходных рыб в Обской губе Карского моря и некоторых других устьевых областях. Соответствующие данные включаются в промысловую статистику по речным бассейнам России. Так, по данным Госкомитета России по рыболовству, уловы рыбы во внутренних водоемах Ямало-Ненецкого автономного округа в 1998–2000 гг. составляли около 1,1 тыс. т ежегодно (Проблемы …, 2006).

Важное место в арктических экосистемах занимают морские млекопитающие и птицы. Млекопитающие арктических морей представлены несколькими видами ластоногих и китообразных, а также своего рода символом Арктики – белым медведем, который в зоологической литературе отнесен к наземным животным, но его жизнедеятельность тесно связана с арктическими льдами и полыньями.

Среди ластоногих к семейству моржей относится один вид – Odobenus rosmarus, включающий три подвида. Атлантический морж O.r. rosmarus встречается в Карском море, местный подвид O.r.laptevi – в морях Лаптевых и Восточно-Сибирском, тихоокеанский O.r. divergeus – в Чукотском море. Основную кормовую базу для моржей образует зообентос, поэтому они преимущественно обитают на литорали и прибрежных льдах.

Атлантический морж в прошлом был широко распространен и добывался в больших количествах. Теперь он получил статус исчезающего вида. Наблюдения последних лет свидетельствуют об увеличении численности моржей и позволяют пересмотреть некоторые прежние представления об их миграциях. Ранее считалось, что моржи с началом зимы покидают акваторию Карского моря и зимуют во льдах Печорского моря, а после их весеннего таяния вновь проникают в Карское море. По результатам наблюдений, проведенных в ледокольных экспедициях (Матишов и др., 2005; Биология …, 2007), установлено, что в Печорском море моржи обитают круглогодично. На акватории Карского моря они регулярно встречаются уже в марте-апреле, т. е. значительно раньше, чем начинается разрушение льда в Печорском море. В море Лаптевых моржи остаются на всю зиму, моржи тихоокеанского подвида зимуют в Беринговом море.

Несколько видов ластоногих входят в группу настоящих тюленей. Самым распространенным среди них является нерпа Phoca hispida, обитающая во всех морях СЛО и в Арктическом бассейне. Этот вид не образует скоплений и ведет одиночный образ жизни на ледяном покрове, питается преимущественно рыбой (сайкой). Сходную экологическую нишу занимает другой циркумполярный вид – морской заяц Erignathus barbatus barbatus, также обитающий на ледяном покрове.

Обыкновенный тюлень Phoca vitulina vitulina на западе арктического шельфа не встречается, в Чукотском море он представлен дальневосточным подвидом – ларгой. Он может обитать на припайных и дрейфующих льдах и образовывать береговые залежки. Гренландский тюлень Hisriophoca groenlandika oceanica мигрирует в летние месяцы в северную часть Карского моря. В Чукотском море встречается тихоокеанский вид – тюлень-крылатка.

Тюлень-хохлач Cystophora cristata, как считалось ранее, не заходит к востоку далее 30° в.д. В результате наблюдений специалистов ММБИ с борта атомных ледоколов вдоль трассы Севморпути впервые установлено, что ареал тюленя-хохлача включает западную часть Карского моря.

Китообразные, в отличие от ластоногих, совершают дальние миграции и находятся в арктических морях преимущественно в период с благоприятными ледовыми условиями и обилием корма. Наиболее часты миграции в Чукотское море, куда заходят гренландские киты, синие киты, ивасевые киты, малые полосатики, кашалоты, морская свинья. Более обширен ареал миграций косаток, которые заходят в Чукотское и Карское моря. В прошлом в Арктику в большом количестве заходили киты-горбачи, но в результате интенсивного промысла их западная популяция практически исчезла, и только в Чукотском море встречаются киты американского стада.

К аборигенным арктическим видам китообразных относятся нарвал и белуха. Нарвалы обитают среди льдов преимущественно в Арктическом бассейне и только эпизодически появляются в северных частях морей Лаптевых, Карского и Чукотского. Напротив, белуха Delphinapterus leucas занимает важное место в экосистемах шельфовых морей Арктики и относится к числу промысловых видов. Наиболее полная сводка данных об этом виде содержится в монографии Матишова и Огнетова (2006).

Современная численность популяций белухи, обитающих в российской части арктического шельфа (карской, новосибирской, чукотско-анадырской) оценивается в 5–7 тыс. особей (Берзин, Яблоков, 1978). При этом существование обособленной популяции в районе Новосибирских островов («Великая сибирская полынья») остается дискуссионным. В Карское и Восточно-Сибирское моря белуха заходит только в летние месяцы из соседних морских бассейнов. Значительный промысел белухи возможен только в Карском и Чукотском морях. В первой половине XX века в Обской губе и Енисейском заливе добывалось до 700 особей в год, тогда как максимальная годовая добыча в западном секторе Арктики достигала 2800 особей/год.

Промысел морских млекопитающих ведется в небольших количествах коренным населением автономных округов. В российской промысловой статистике имеются данные только по Чукотскому автономному округу, где ежегодно добывается около 6 тыс. т морских биоресурсов (Проблемы …, 2006). Есть основания полагать, что этот показатель относится преимущественно к Берингову морю, которое в статистических данных не отделяется от Чукотского (тот же недостаток присущ американским статистическим данным о морском промысле на Аляске).

Белый медведь Ursus maritimus распространен на всей акватории шельфа, покрытой дрейфующими и припайными льдами. В российской Арктике выделяют три популяции белого медведя: карско-баренцевоморскую, центральную (море Лаптевых и прилегающая часть Восточно-Сибирского моря) и восточную (Чукотское море и прилегающая часть Восточно-Сибирского моря). Однако степень изолированности этих популяций остается дискуссионной (Матишов и др., 2000).

По расчетам наших специалистов численность популяции составляет порядка 3–3,5 тысячи особей. Наибольшая концентрация белых медведей в зимне-весенний период выявлена в юго-западной части Карского моря, включая проливы Карские Ворота и Югорский Шар, в районе, примыкающем к устьям Гыданского и Енисейского заливов, а также у северной оконечности архипелага Новая Земля. Обобщенные данные наблюдений в Карском и Баренцевом морях позволяют прийти к выводу о существенном росте популяции за последние 20 лет.

Для других арктических морей сопоставимые данные за последние годы отсутствуют. Ранее отмечалась тенденция снижения численности медведей на материковом побережье и смещения их мест обитания и путей миграции к арктическим островам. Наибольшей численностью этого вида в восточном секторе Арктики отличаются острова Врангеля и Геральд, известные как основной «родильный дом» белых медведей.

В ходе многолетних наблюдений в Карском море была подтверждена зависимость между распределением белых медведей и структурой ледовых образований. В целом она соответствует тенденции, выявленной в других районах Арктики: белые медведи и их жертвы – ластоногие – приурочены к участкам льда с большим количеством трещин и разводий. В то же время, как и ожидалось, на характер данной зависимости в значительной степени влияют климатические условия. В суровые зимы (например, 1998 и 1999 гг.) белые медведи встречаются на более широком пространстве, посещая зоны однолетних льдов всех типов и припая. В мягкие зимы (начало 2000-х гг.) они придерживаются преимущественно серо-белых и тонких белых льдов.

Ледокольная навигация в Арктике сама по себе становится экологическим фактором, в одних случаях привлекающим, а в других – отпугивающим морских млекопитающих и птиц. Регулярные проходы ледоколов и караванов судов сопровождаются разрушением ледяного покрова и образованием искусственных полыней, что нарушает среду обитания тюленей и делает их более доступными для хищников. Кроме того, морские суда привлекают белых медведей и других животных как возможный источник пищевых отходов Таким образом, малоизученным фактором воздействия на ледовые экосистемы является само судоходство по Севморпути.

Морские птицы в Арктике ведут преимущественно колониальный образ жизни. Колонии могут быть образованы одним видом или многовидовыми, в последнем случае они называются птичьими базарами. Видовой состав и обилие морских птиц тесно связаны с кормовой базой, поэтому все моря от Карского до Чукотского значительно уступают Баренцеву морю по богатству орнитофауны. Ряд видов распространен циркумполярно по всем материковым побережьям и многим островам Арктики. К ним относятся, в частности, бургомистр, длиннохвостый поморник, люрик. Из эндемичных видов наиболее популярна розовая чайка, ареал которой ограничен прибрежной зоной морей Лаптевых и Восточно-Сибирского между реками Яной и Колымой.

По результатам орнитологических наблюдений в экспедициях ММБИ на атомных ледоколах получены новые данные для описания авифауны Карского моря, которая до настоящего времени изучена совершенно недостаточно. В период кочевок и сезонных миграций наиболее часто здесь встречаются глупыши, бургомистры, моевки и толстоклювые кайры. Вследствие того, что моевки и кайры являются наиболее массовыми видами в колониях на западном побережье Новой Земли, они регулярно появляются в Карском море после окончания размножения. Пребывание большинства видов птиц в указанном районе лимитируется продолжительностью существования ледового покрова. В сколько-нибудь заметных количествах морские птицы встречаются лишь осенью в западной части акватории Карского моря, проникая сюда через пролив Карские Ворота или огибая Новую Землю с севера в свободный ото льда период. В весенний и осенний периоды над акваторией Карского моря совершают сезонные миграции сотни тысяч морских уток западносибирских популяций.

Из-за сложности условий работы среди льдов и в период полярной ночи еще меньше известно об орнитофауне открытых районов Карского моря в зимнее время. Наблюдения, проводимые в ледокольных экспедициях, значительно восполнили этот пробел. Как следует из полученных нами материалов, в зимний период в полыньях и разводьях Карского моря встречаются лишь отдельные особи и небольшие группы морских птиц. За весь период наблюдений были отмечены восемь видов морских птиц: бургомистр, глупыш, моевка, чистик, толстоклювая кайра, обыкновенная и стеллерова гаги, морянка. По всей видимости, встреченные птицы постоянно кочевали по разводьям и акваториям полыней. Чаще их отмечали в западной части Карского моря, реже – в районе Обско-Енисейского мелководья. Судя по характеру распространения, птицы проникали на акваторию Карского моря через пролив Карские Ворота.