Наземные и морские экосистемы

В ходе рейса СТД – зондом SEACAT SBE 19plus выполнено 73 СТД – профилирования водной толщи от поверхности до дна. Попутно велись метеонаблюдения за атмосферным давлением, температурой воздуха в приводном слое, скоростью ветра, визуальные наблюдения за облачностью, волнением и дальностью видимости.

В период исследований выполнен разрез «Кольский меридиан» (разрез № 6) до 78°30’ с.ш. На всем разрезе с юга на север наблюдалась двухслойная структура вод с верхним прогретым слоем. Температура воды на разрезе изменялась в широких пределах: от –1,41 °С в холодном промежуточном слое в северной части разреза до 9,88 °С в поверхностном слое на самой южной станции разреза у входа в Кольский залив. В поверхностном слое с юга на север температура воды уменьшалась от примерно 10 °С до 1 °С. Максимальные горизонтальные градиенты температуры наблюдались в области полярного гидрофронта.

Значительная область на разрезе была заполнена водами атлантического происхождения соленостью свыше 35 ‰. К югу и к северу от этой области наблюдались горизонтальные градиенты солености, где соленость уменьшалась соответственно в сторону мурманского берега на юг и в сторону кромки льда на север. На широте 74°30’ вода соленостью 35 ‰ наблюдалась и на поверхности. В целом соленость на разрезе изменялась от 32,38 ‰ в поверхностном слое на севере разреза в прикромочном районе до 35,07 ‰ в ядре затока атлантических вод.

Воды были сильно стратифицированы в южной и северной частях разреза «Кольский меридиан» вблизи границ между различными водными массами.

Расчет аномалий температуры и солености воды по слоям для наиболее обеспеченной архивными данными части разреза «Кольский меридиан» до 74° с.ш. показал, что значения аномалий сильно уменьшились в сравнении с августом 2007 г. На многих станциях и слоях значения аномалий стали отрицательными. Это может свидетельствовать о начавшемся уменьшении притока атлантических вод в Баренцево море.

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 отобрано и проанализировано 70 проб морской воды. Определялись биогенные вещества (фосфаты, общий фосфор, органический фосфор, нитраты, нитриты, общий азот, органический азот, кремний); водородный показатель; кислород (концентрация и процент насыщения).

Исследования фитопланктона

На 23 станциях отобрано и зафиксировано 69 проб микрофито– и нанопланктона по трем горизонтам, выбранным в зависимости от плотностной структуры водной толщи. Пробы микрофитопланктона объемом 1 л концентрировались с помощью установки обратной фильтрации конструкции Ю.И. Сорокина и фиксировались нейтральным раствором формальдегида (конечная концентрация 2 %). Пробы доставлены на берег для дальнейшей камеральной обработки в условиях стационарной лаборатории.

Для исследования нанопланктона пробы воды объемом 50 мл фиксировались 0,5 %-ным раствором глютарового альдегида и концентрировались на ядерные фильтры (диаметр пор 0.8 мкм). После этого фильтры окрашивались примулином. Подготовленные постоянные препараты хранились в морозильной камере до дальнейшего микроскопирования в стационарных условиях.

Исследования зоопланктона

В ходе экспедиции было отобрано 65 зоопланктонных проб. Отбор проб производился сетью Джеди с диаметром входного отверстия 37 см и размером ячеи 168 мкм. Некоторые станции отбирались с использованием замыкателя планктонной сети, что позволило проводить послойные обловы водной толщи для более подробного и точного описания особенностей вертикального распределения зоопланктонных организмов. Полученный материал фиксировался в 4 %—ном растворе формалина. Хранение для дальнейшей камеральной обработки осуществлялось в пластиковых емкостях объемом 1 л.

Помимо количественных зоопланктонных ловов, было отобрано 5 проб для проведения генетического анализа внутри– и межвидовой изменчивости двух представителей веслоногих ракообразных Calanus glacialis и C. hyperboreus – 30 особей каждого вида 4–6-ой копеподитной стадии. Каждая особь помещалась в отдельную пробирку Эппендорфа и фиксировалась 96 %-ным раствором этанола. Определение видовой принадлежности определялось по длине цефалоторакса (в случае с C. glacialis) и характерным морфологическим признакам (C. hyperboreus) с использованием бинокулярного микроскопа МБС–10.

Макрозообентос

Выполнен отбор 88 проб грунта дночерпателем ван-Вина на 26 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. Также по маршруту следования проведены 6 тралений тралом Сигсби и анализ бентосных беспозвоночных в ихтиологических тралах.

На разрезе «Кольский меридиан» наблюдались типичные для центральной части Баренцева моря илисто-песчаные с плотной глиной грунты, на фоне значительных (220–290 м) глубин. Фауна разреза состояла из полихетных (Pectinaria hyperborea, Maldania sarsi, Nephtis sp., Lumbrineris sp., Polychaeta varia) комплексов, основная часть которых – Spiochaetopterus tipicus. Характерным представителем иглокожих данного района является морская звезда Ctenodiscus crispatus и офиура Ophiura sarsi. На разрезе присутствовали мелкие двустворчатые моллюски Arctinula groenlandica и кумовые раки Diastylis goodsiri. Стоит добавить, что на одной из станций в дночерпателе обнаружена достаточно редкая для северных морей России эхиурида Hamingia arctica.

На станциях через желоб Персей к Шпицбергену грунты представлены илистым песком с глиной и каменным материалом разных фракций. На Шпицбергенской банке преобладал песок с ракушей и гравием. Фауна здесь четко районирована по глубинам. На первых трех (глубоководных) станциях видовой список практически совпадает с разрезом «Кольский меридиан». На мелководье, где были выполнены траления ихтиологическим и тралом Сигсби, наблюдается увеличение разнообразия фауны беспозвоночных, и в первую очередь моллюсков, таких как Cerripis groenlandicus, Clinocardium ciliatum, Astarte crenata, Yoldia hyperborea, Boreotrophon clathratus, Clamus islandica. Также можно отметить увеличение доли ракообразных; в драге отмечены многочисленные усоногие раки рода Balanus, креветки Pandalus borealis, Eualis gaimardi, Spirontocaris dalli и крупные декаподы Hyas araneus и Pagurus pubescens.

Тип иглокожие в районе был представлен офиурами O. Sarsi, Ophiopleura borealis, Ophiocten sericeum и морскими звездами Crossaster papposus, Pontaster tenuispinus, Hymenaster pellucidus.

В районе ЗФИ диапазон глубин находился в пределах от 33 м (о. Гукера, б. Тихая) до 510 м (впадина в проливе Абердэра). На станциях преобладали илисто песчаные с глиной и каменным материалом грунты. Фауна многочисленна и разнообразна. Из крупных беспозвоночных отмечены полихеты S. tipicus, Maldania sarsi, Nephtis sp. и различные сератулиды. Таксономическая группа мшанки была представлена известковыми Stegohornera lichenoides (рис. 22).

Рис. 22. Мшанка Stegohornera lichenoides (Linnaeus, 1758)

Большое количество видов встречено в типе членистоногие: Balanus sp., Annonyx nugax, P. pubescens, D. spinulosa, E. gaimardi, Sabinea septemcarinata, Saduria sabini, Sclerocrangon ferox, Synidotea bicuspida.

В типе иглокожих наряду с обычными, часто встречаемыми видами (O. bidentata, Psolus pantapus, O. sarsi, O. sericeum), определили морскую лилию Heliometra glacialis и крупных многолучевых звезд C. papposus и Solaster glacialis. Характерной особенностью района являлось наличие в эпифауне крупных морских червей сипункулид рода Golfingia: G. Vulgaris и G. margaritacea.

Остается добавить, что при драгировках в районе Новой Земли было встречено также огромное количество беспозвоночных, типичных для данной части Баренцева моря. На наш взгляд, интереснее фауна была представлена в ихтиологических тралах вдоль Новой Земли. Это очень крупные беспозвоночные, не образующие плотные поселения, и поэтому попадающие в бентосную драгу крайне редко.

Ихтиологические исследования

В период экспедиции проводился сбор ихтиологического материала с помощью донного трала (чертеж № 2387.02.155, мешок ячея 138 мм, рубашка ячея 12 мм). Всего выполнено 8 ихтиологических станций. Материал обрабатывали по стандартным ихтиологическим методикам. Исследован размерно – весовой состав всех выловленных рыб. Для промысловых видов рыб проведен полный биологический анализ, отобраны отолиты для определения возраста. Всего в разной степени детальности исследовано 1112 рыб.

На исследованных станциях отмечены представители 9 семейств, 15 видов, большинство из которых (66,7 %) являются преимущественно бореальными (ПБ). Доля арктических видов (А) составляет 20,0 %. Единично встречались южноборебальные (ЮБ) и арктическо-бореальные (АБ) виды (по 6,7 %). Число видов в уловах, как правило, не превышало 6. Наибольшее видовое разнообразие (6 видов) отмечено в рыбопромысловых районах Демидовская банка и Центральная возвышенность. Следует отметить, что при отрицательной придонной температуре воды в рыбопромысловом районе мыс Желания траление в течение 45 минут оказалось нерезультативным.

По численности в западных районах Баренцева моря (Демидовская банка) в уловах значительно преобладала пикша (67.8 %), доля которой постепенно снижалась на более северных станциях до 10,7 %, а в остальных исследованных районах этот вид в уловах отсутствовал. Треска, встречавшаяся на всех исследованных станциях, существенно преобладала по численности только в районах Центральной возвышенности и полуострова Адмиралтейства (62.3–71.8 %), а в остальных районах ее доля в уловах варьировала от 11,1 до 44,3 %. Сайка отмечена на самых северных станциях и у Новой Земли в районе полуострова Адмиралтейства. Этот вид доминировал по численности только в районе возвышенности Персей. Также из промысловых видов рыб штучно встречались мойва (район Демидовской банки), пятнистая и полосатая зубатки (районы Центральной возвышенности и Северной части Новоземельского мелководья), молодь морского окуня и гренландский черный палтус (район в Возвышенности Персея). Кроме того, почти на всех исследованных станциях встречалась камбала-ерш. В районе Земли Франца Иосифа в улове по численности преобладал непромысловый вид – чернобрюхий липарис (66.7 %).

По биомассе во всех исследованных районах, исключая северную часть Новоземельского мелководья, преобладала треска (53,2–99,5 %). Максимальная относительная биомасса пикши отмечена в районе Демидовской банки. Камбала – ерш доминировала по биомассе в районе северной части Новоземельского мелководья (49.8 %), а на станциях в районе возвышенности Персея биомасса этого вида в уловах была значительной, составляя 15,7–31,1 %. Биомасса пятнистой зубатки варьировала от 7,2 до 14,1 %. Доля других видов рыб в уловах не превышала 4 %.

В период исследований на акватории Баренцева моря рыбы не создавали плотных скоплений. Общие уловы варьировали от 3,9 кг/час траления на границе районов Земли Франца-Иосифа и мыса Желания до 781,0 кг/час траления в районе Центральной возвышенности. Среди промысловых видов максимальная плотность распределения наблюдалась у трески, пикши, полосатой и пятнистой зубаток в районе Центральной возвышенности, у камбалы-ерша – в районе северной части Новоземельского мелководья. Остальные виды рыб встречались единично на отдельных станциях, а плотность их скоплений не превышала 1,9 кг/час траления.

Орнитологические исследования

За время экспедиции на акватории Баренцева моря (в западной части) был отловлен 21 глупыш. У отловленных птиц были взяты пробы крови на исследования биохимического состава. Сами птицы после умерщвления были заморожены для дальнейшего вскрытия в лабораторных условиях и выяснения степени заражения паразитами, видового состава паразитофауны, а также для изучения кормовой базы посредством исследования содержимого желудков.

Моевки были отловлены с гнёзд в посёлке Баренцбург (Шпицберген). Всего было поймано 10 птиц, которые, после отбора крови на исследования биохимических показателей были умерщвлены и заморожены для дальнейшей лабораторной обработки. Как и в случае с глупышами, после проведения лабораторных исследований будут выявлены характеристики заражения паразитами (степень инвазии и видовой состав паразитофауны) и определён спектр питания посредством изучения содержимого желудков.

Комплексные исследования архипелага Шпицберген

Еще одним постоянно действующим стационаром института является база на в пос. Баренцбург (о. Зап. Шпицберген). В 2007–2008 годах здесь постоянно работали экспедиционные группы ММБИ (Тарасов, Ишкулов, 2007; Любина, Иваненко, 2008). В их задачу входило (рис. 23):

• изучение рельефа дна и донных отложений приледникового озера Ледовое, у фронта ледников Западный и Восточный Шпицберген и изучение потока осадочного вещества ледникового выноса;

• Исследование бентосных организмов в верхней сублиторали залива Грен – фьорд;

• Орнитологические наблюдения в окрестностях Баренцбурга и Пирамида.

Изучение рельефа дна и донных отложений

Приледниковое озеро Ледовое находится в кутовой части залива Грён-фьорд, у фронта ледников Западный и Восточный Гренфьорд. С целью определения глубины озера с использованием мотобура делались на льду лунки. Глубина водного слоя озера измерялась с использованием проградуированного ручного лота. Кроме глубины, в каждой точке измерялась мощность озерного льда и толщина снега. Всего глубина была измерена в 200 точках. По результатам работ построена батиметрическая карта оз. Ледовое (рис. 23)

Рис. 23. Работы на Шпицбергене в апреле 2007 года

Кроме того, были продолжены работы по изучению потока осадочного вещества ледниковой разгрузки и скоростей осадконакопления в Грён-фьорде при помощи седиментологических ловушек (рис. 24). Ловушки были установлены в двух местах. Установленные на станциях конструкции состоят из груза, нижней ловушки, верхней ловушки и плавающего буя. Нижняя ловушка находится в 25 м от дна, а верхняя – в 25 м от поверхности. Первая станция (Lov 1), севернее м. Финнесет, расположена в самой глубоководной части залива. Глубина здесь около 150 м. Её координаты: N 78,04816°, E 14,15025°. Вторая станция (Lov 2), напротив устья Альдегонды, находится на глубине около 90 м. Её координаты: N 77,99328°, E 14,2494°. При этом ставились следующие задачи: получение количественной оценки осадочного терригенного материала посезонно; определение дальности переноса ледниковой взвеси, определение скорости седиментации водно-ледниковых и ледниково-морских отложений.

Рис. 24. Рабочие моменты изучения потока вещества

Так, в летний сезон, в период активного таяния ледников, в заливе Грён-фьорд (приустьевой зоне реки Грендален) на дне аккумулируется в сутки до 605 г/м

осадочного минерального вещества. Здесь же, по данным ловушки, простоявшей в течение года, количество осадочного материала составляет порядка 90 г/ м

в сутки. При этом основной объем осадочного минерального вещества выносится и оседает в течение трех летних месяцев (с июня по август), а в феврале – марте отмечается практически нулевая седиментация. В продольном профиле залива количество поступаемого материала убывает с удалением от верховья залива. Например, в осевой глубоководной зоне залива в районе ледника Альдегонда летом в сутки оседает на дно порядка 24 г/ м

, а с удалением на 2 км на выход от залива, несколько севернее мыса Финнесет, – 14,3 г/ м

минерального вещества.

Орнитологические исследования (рис. 25).

Рис. 25. Карта-схема береговых и судовых орнитологических учетов и станций сбора литоральных и прибрежных организмов в заливе Грён-фьорд в июле 2008 г.

В летний период в Грён-фьорде встречается 24 вида морских, водоплавающих и околоводных птиц, среди которых ведущая роль принадлежит представителям отрядов ржанкообразные Charadriiformes и гусеобразные Anseriformes. Большинство видов, за исключением короткоклювого гуменника Anser brachyrhynchus (Lath.), связаны питанием с морем.