Портрет моря: Белое

12 мин
30 Мая, 2018, 08:58
Портрет моря: Белое

Сегодня Арктика вступает в новую фазу хозяйственного освоения. Ареной крупномасштабных индустриальных проектов, в первую очередь связанных с добычей и транспортировкой углеводородов, скорее всего, окажутся те районы арктических морей и побережий, где сосредоточена жизнь — своего рода узловые участки экосистем. Как скажется на экосистемах арктических морей и побережий совместное воздействие изменений климата и хозяйственной деятельности – точно предсказать нельзя. Материковая часть Арктической зоны России и шельф арктических морей, как самые обширные и наиболее промышленно-освоенные, являются крупным полигоном мировых научных исследований в различных областях знаний. В российском секторе Арктики обитает около 80% всех видов живых организмов, свойственных арктическим экосистемам (суммарное видовое богатство Арктики составляет около 21 000 видов) и 90% типичных арктических видов. Общее число арктических видов едва ли превышает 3500 (в том числе насекомых – 800, прочих членистоногих – 500; высших растений – 600, рыб – 100, птиц – 74, млекопитающих – 20). В силу особенностей своей экологической "валентности", адаптивного потенциала, образа жизни, многие арктические виды чрезвычайно уязвимы по отношению к различным формам нарушений среды.

Белое море принадлежит к бассейну Северного Ледовитого океана, но это единственное из арктических морей, которое практически полностью находится к югу от Полярного круга. Оно представляет собой полузамкнутый водоём, имеющий на севере условную границу с Баренцевым морем по линии мыс Святой Нос — мыс Канин Нос. 

Канинский берег Белого моря, отлив, автор фото Дмитрий Моисеев

Общая площадь моря - около 90 тыс. км2, средняя глубина - 60 м. Белое море имеет четыре больших залива: Мезенский, Двинский, Онежский и Кандалакшский. Оно самое маленькое и мелководное из наших северных морей. Геологическое строение Белого моря определяет формы берегов. Западные берега находятся на окраине массивного горного образования, возрастом 3,2-1,7 млрд. лет (так называемый Балтийский щит, возраст Земли насчитывает ± 4,6 млрд. лет) и сложены породами, слабо подверженными разрушительному воздействию моря. Берега Кандалакшского залива и Поморский берег очень изрезаны и образуют бухты и губы с многочисленными мелкими скалистыми островками. Южные и восточные берега моря низменные, и под воздействием приливов контур этих берегов постоянно изменяется. Белое море в геологическом отношении сравнительно молодо, оно образовалось после таяния ледника около 12 тысяч лет назад.

Скалы западного побережья

Интенсивные неотектонические процессы здесь идут и сегодня. Так, западные берега Белого моря поднимаются со скоростью полметра в столетие. Восточное побережье Белого моря, наоборот, опускается с той же скоростью, с которой поднимаются западные берега. Самые глубокие районы моря — Кандалакшский залив и Бассейн - имеют глубины до 350 м. Северная часть моря наиболее мелководна, глубины не превышают 50 м. Солёность поверхностных вод повышается от устьев рек к центру моря и достигает летом 26-27 г на литр. Опреснённые поверхностные воды продвигаются вдоль восточных берегов моря и поступают через Горло в Баренцево море, откуда вдоль западных берегов в Белое море поступают более солёные воды. Приливы в Белом море правильные, полусуточные, амплитуда приливов по высоте – 1-2 м, в горле Белого моря амплитуда приливов велика и достигает 7-8 м. 

Канинский берег, горло Белого моря, фото Дмитрия Моисеева

Эколого-биологический облик Белого моря определяют климатические, зональные, географические, геоморфологические, гидрологические и гидрохимические особенности этого водоёма. Ведущая роль в формировании современного облика Белого моря принадлежит Горлу, которое является барьером, ограничивающим обмен между экосистемами Баренцевоморского и Беломорского бассейна и обеспечивающим самостоятельность Белого моря как особого водоёма. В результате фауна и флора Белого моря существенно обеднены по сравнению с таковыми Баренцева моря и составляют в среднем 50-70 % от числа видов в его соседних участках.

Белое море – самое чистое море России, но и оно всё больше начинает страдать от антропогенного воздействия. В бассейнах рек, впадающих в этот водоём, производится половина всей целлюлозы, четверть картона, шестая часть всей бумаги и пиломатериалов России, поэтому загрязнение часто приводит к серьёзным, порой необратимым изменениям. Белое море в течение последних столетий целиком принадлежит России, хорошо изучено и может служить удобной моделью для исследования береговых и морских биологических систем. На берегах этого водоёма расположено несколько крупных учебных и научно-исследовательских биологических станций, самая крупная из которых – Беломорская биологическая станция им. Н.А.Перцова Московского государственного университета (сокращенно ББС). Чуть южнее, в районе Чупы, находится Беломорская Биологическая Станция «Картеш» (ББС) – морской стационар Зоологического Института РАН (Санкт-Петербург),  на о. Средний расположена учебно-научная база «Беломорская» (МБС) СПбГУ,  имеются на Белом море и другие научные учреждения. 

Картеш, автор фото Антон Макаров

Интерес к изучению экосистемы Белого моря резко возрос весной 1990 г., когда на берег Двинского залива штормом были выброшены сотни, а может, и тысячи тонн морских звёзд и других обитателей моря. Штормовой выброс образовал оранжевый вал, протянувшийся вдоль кромки прибоя на десятки километров. 

Морские звёзды на бурых водорослях, автор фото Артём Новичонок

Назывались и возможные причины этой катастрофы: разрушение захороненных в 1940-х гг. на дне моря контейнеров с ипритом, гибель в декабре 1989 г. подводной лодки в районе Северодвинска, авария танкера в Кандалакшском заливе, падение ракеты, неочищенные сточные воды и т.д. Действительно, деревообрабатывающие и целлюлозно-бумажные комбинаты ежегодно сбрасывают в реки, впадающие в Белое море, более 700 тыс. куб. м сточных вод, причём без всякой очистки. Так, почти не очищаются сточные воды в бассейне Сухоны, сильно загрязнены нижнее и среднее течение Вычегды, устье Северной Двины. Дно Белого моря буквально выстлано целыми кубокилометрами брёвен, затонувших при молевом сплаве (транспортировка спиленных и обработанных, но не связанных брёвен при помощи протекающих в районе лесозаготовок рек). Большого ущерба морю они не приносят, но и пользы от этого нет, и слишком велик экономический ущерб от недополученного кем-то леса. На загрязнённых древесиной и корой реках рыбы не могут нереститься, а на некоторых нерестилищах толщина слоя древесной коры на дне достигает двух метров. Загрязнение вод Белого моря наряду с чрезмерно интенсивным рыболовством стало причиной сокращения добычи сёмги до 500 т в год (для сравнения: в Норвегии ежегодно добывается до 50 тыс. т этой ценной рыбы). 

Брёвна, выброшенные на западное побережье

В биологии признана выдающаяся роль контактной зоны "суша – океан" как зоны наиболее  интенсивного геологического, биологического и химического  взаимодействия. Белое море, в зависимости от геологического строения дна, гидрологических условий прибрежной зоны и распределения жизни в толще водоёма, можно разделить  на ряд зон, сменяющих друг друга по вертикали. Выделяются четыре основных зоны:

· Толща воды (пелагиаль), лишённая плотных субстратов. Населяющие её организмы составляют две группы, различающиеся по размеру и подвижности: планктон (пассивно парящие в воде или очень мелкие организмы – водоросли, протисты и беспозвоночные) и нектон (крупные активно плавающие организмы – в основном рыбы).

· Дно водоёма (бенталь), от греч. benthos – глубина) – это экологическая зона Белого моря, область дна водоёмов, заселённая донными организмами. Живущие на дне организмы – бентос – подразделяются на две группы: одни образуют сидячие или малоподвижные формы, другие — мигрантные (способные к перемещениям по дну).

· Поверхность водоёма, населённая нейстоном (организмы, обитающие у поверхностной плёнки воды (микроорганизмы, мелкие водоросли).

· Высшие водные растения и макроводоросли (макрофиты) являются живым компонентом водоёма и, кроме того, дают приют перифитону – обрастающим их микроорганизмам и малоподвижным беспозвоночным (в основном из рода Литторина).

Сублитораль – наиболее сложно расчленённая зона Белого моря, она полностью находится в пределах материковой отмели или шельфа. Сублитораль делится на два участка — верхний и ниж­ний, различающиеся по принципу освещённости. В верхнем от­деле — фотической зоне — ещё достаточно света для жизне­деятельности высших растений и бурых и красных водорослей. Фотическая зона обычно разделяется на пояс ламинарий (бурые водоросли) и пояс красных водорослей – багрянок. 

Бурая водоросль фукус и морской червь нереис, автор фото Артём Новичонок

Гнездо из высохшего фукуса на берегу, автор фото Анна Стародубцева

Афотическая зона погружена во мрак и лишена многоклеточных водорослей, здесь царство микроорганизмов.  Граница между этими участками зависит от прозрачности воды и в отдель­ных частях Белого моря проходит на уровне 10-30 метров глубины. Условия жизни на дне Белого моря  крайне одно­образны. На всем протяжении дна, начиная с 200 м и кончая мак­симальными для Белого моря глубинами в 340 м, в течение всего года царит вечная тьма, температура воды не поднимается выше 1.3 °С, а солёность близка к 30 ‰. Среди макробентоса первое место принадлежит двустворчатому моллюску высокоарктического происхождения – портландии арктической. Из ракообразных для глубоководной части Белого моря наиболее характерен аноникс вздорный, являющийся самым крупным беломорским бокоплавом.

Водоросли, рачки и моллюски, автор фото Артём Новиченок

Для арктического побережья в высшей степени характерны марши – участки береговой зоны с особой  растительностью, которая хорошо переносит избыток солей. Устьевые области российской Арктики представляют собой системы биотопов с уникальными местообитаниями полупроходных и проходных рыб и важнейшими водно-болотными угодьями, где околоводные и водоплавающие птицы могут образовывать миллионные скопления. Не менее чувствительны они и к деятельности человека: регулированию стока, загрязнению среды, изъятию водных и биологических ресурсов. 

Марши канского берега, фото Дмитрия Моисеева

Ширина глинистых или песчаных морских осушек Белого моря (ватты – осушки без растительности,  марши – зарастающие растениями осушки) на побережьях Белого моря местами достигает 2-4 км (устья рек  Мезень, Несь, Чижа). Такие  территории заселяют специфические сообщества растений, обладающие уникальной структурно-функциональной целостностью, представляющие большой интерес как модель для разработки общих принципов эволюционной экологии и биогеографии, для выяснения различных путей освоения географической среды. Состав приморской растительности зависит от приливов, солёности воды и почвы, дренажа, аэрации, уровня грунтовых вод, количества осадков, механического состава приморских почв, испарений, температуры морской воды и зональной растительности, окружающей эти участки. Благодаря продуктивности приморских экосистем, особенно участков, ежедневно заливаемых морскими водами, там формируются массовые миграционные стоянки куликов, казарок и других гусей. 

Канинский берег, осушка, фото Дмитрия Моисеева

Береговая зона – это не статичная система, а постоянно трансформирующаяся, где нужно постоянно меняться только ради того, чтобы остаться на прежних позициях. Для этих организмов действует «Правило Красной Королевы»  из книги Льюиса Кэрролла «Алиса в Зазеркалье», т.е. организмам  «приходится бежать со всех ног, чтобы только остаться на том же месте». На приморской полосе микроорганизмы и симбиотические грибы расщепляют органические отходы и клетчатку, обеспечивая питательными веществами высшие  растения, популяции эпилитных (обитающих на горных породах и отдельных камнях) лишайников (в лишайнике сочетаются два организма с противоположными свойствами: водоросль (чаще зелёная), которая в процессе фотосинтеза создает органическое вещество, и гриб, потребляющий это вещество). Некоторые сосудистые растения – астра солончаковая,  подорожник морской, триостренник морской с толстыми мясистыми листьями (суккулентными) - «пришли» на эти территории в древности с берегов солёных континентальных озер Средней Азии, где они прекрасно существовали под жарким азиатским солнцем, и на  побережье Белого моря  формируют достаточно простые по составу сообщества. 

Триостренник морской, фото Анжелы Сониной

Астра солончаковая

Ещё один феномен приморских экосистем  — доминирование одних и тех же видов в широком диапазоне сообществ. На приморской полосе Белого моря из 69 видов сосудистых растений повсеместно распространены лишь 10. Но именно они определяют облик покрова и возникает ощущение эффекта «перетасовки»: различные по внешнему облику сообщества формируются из одного и того же набора видов в разных соотношениях. Таким образом, в приморской зоне проявляются разные формы уравновешивающих механизмов, способствующих формированию достаточно широкого спектра растительных сообществ при очевидном снижении видового разнообразия. Сообщества береговой зоны Белого моря, по существу, представляют собой начальную стадию зарастания берегов и одновременно отражают в своей структуре ранний этап развития жизни на Земле. 

Зостера морская (взморник) - не водоросль! Автор фото Анастасия Стародубцева

В условиях  постепенного медленного  поднятия сильно изрезанного западного побережья Белого моря, которое началось 12 тысяч лет назад после схода ледника, происходит постепенное обособление и отделение от моря небольших водоёмов, вызывающих значительный интерес в плане изучения общих закономерностей формирования анаэробных условий в гидросфере (так называемые меромиктические водоемы). Они  являются удобной моделью для прогнозирования экологических последствий искусственного отделения морских акваторий, которое может происходить при строительстве дамб, мостов и приливных электростанций. Меромиктические водоёмы представляют собой промежуточную стадию отторжения небольшого участка бывшей лагуны  от основной акватории ковшовых губ Белого моря. Экосистема меромиктического водоёма испытывает серьёзные естественные биотические нарушения, поскольку в ходе отторжения такого водоёма происходят определённые  изменения в прибрежных и водных сообществах. В таких водоёмах  практически отсутствует циркуляция воды между слоями различной минерализации, разделёнными так называемым хемоклином, вследствие чего вода нижнего слоя более минерализованная и плотная, чем в верхнем слое. Наиболее интересной биологической особенностью таких водоёмов является интенсивное развитие процессов восстановления серы в нижней зоне водоёма и участие фото- и хемотрофных бактерий в производстве органического вещества. В данном случае нарушен основной принцип  жизни приморских экосистем: основное  функциониро­вание приморских  систем в переменной среде возможно лишь при условии нахождения их в колебательном режиме – а колебательный режим исчез из-за резкой смены условий. Приморские виды растений по берегам меромиктических водоемов Белого моря реагируют на это изменением видового состава и соотношения жизненных форм. 

Автор фото Л.А. Сергиенко

Относительное благополучие приморских экосистем Белого моря сейчас во многом является просто результатом отсутствия интенсивного вторжения в них человека – из-за сложной структуры берегов, непостоянного климата и удалённости берегов от главных центров развития экономики и проживания населения. Постоянный мониторинг биоразнообразия уникальных приморских и морских экосистем должен стать необходимой составляющей при  их изучении.  

Антропогенный хлам на берегу Белого моря, фото Дмитрия Моисеева

Автор: Л.А. Сергиенко, доктор биол. наук, профессор Института биологии, экологии и агротехнологий Петрозаводского государственного университета.

Автор фото заставки (берег острова Великий в Кандалакшском заливе Белого моря) - Анастасия Стародубцева. 

Публикация подготовлена  в рамках работы по гранту РФФИ (18-54-20001 - Норв_т) "Экологический мониторинг прибрежных экосистем Арктики: тестирование чувствительности к загрязнению нефтепродуктами (Arctic EcoSens)"

Дополнительная литература:

1. Природный комплекс побережий Белого моря 
Природный комплекс побережий Белого моря: учебное пособие / Е.Ф. Марковская, Л.А. Сергиенко, Г.А.Шкляревич, А.В.Сонина, А.А. Стародубцева, О.В. Смолькова; Петрозаводский гос. ун-т. — Петрозаводск: Карельский научный центр РАН, 2010. — 85 с.

2. Атлас биологического разнообразия морей и побережий российской Арктики. М.: WWF России, 2011. — 64 с.: ил. 

3. Аномальный выброс морских звезд в Двинском заливе весной 1990 г. 
Составитель А. Д Наумов. Москва, изд-во "КМК", 2011. 414 с.

далее в рубрике