О Т Ч Е Т

О НАУЧНОЙ И НАУЧНО-ОРГАНИЗАЦИОННОЙ

ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

ИНСТИТУТА ВОДНЫХ ПРОБЛЕМ СЕВЕРА

КАРЕЛЬСКОГО НАУЧНОГО ЦЕНТРА РАН

за 2006 год

1. ВАЖНЕЙШИЕ ДОСТИЖЕНИЯ

1. Впервые разработан атлас Онежского озера - второго по величине озера в Европе, в который вошли более 100 карт и схем по геологии, истории развития котловины, физической географии, гидрологии и климату, гидрофизике, гидрохимии и донным отложениям, гидробиологии, водному хозяйству, природным и культурно-историческим памятникам. Результаты обобщения материалов 40-летних исследований отражают закономерности пространственно-временного изменения основных компонентов экосистемы. Даны рекомендации по рациональному использованию и охране ресурсов озера.

В Атласе показано, что во­ды Онеж­ско­го озе­ра в це­лом со­хра­ня­ют вы­со­кое ка­че­ст­во и вы­со­кий оли­го­троф­ный ста­тус. Во­до­ем не только име­ет важ­ней­шее зна­че­ние как ос­нов­ной ис­точ­ник пить­е­вой во­ды для Ка­ре­лии, но и оказывает влияние на качество вод Ла­дож­ского озе­ра. Во­ды озе­ра пред­став­ля­ют стра­те­ги­че­ское зна­че­ние для бу­ду­ще­го как ис­точ­ник питьевого и промышленного во­до­снаб­же­ния, объект энергетики, рекреации и водного транспорта Се­ве­ро-за­па­да Рос­сий­ской Фе­де­ра­ции.

2. По результатам многолетних исследований разнотипных озер Севера России впервые получены закономерности трансформации лабильных веществ, необходимые для прогноза изменения режима озер при антропогенном воздействии. Установлены связь между удерживающей способностью и водообменом озер (рис.1) и зависимость отношения внешней нагрузки к удельной скорости трансформации вещества от коэффициента условного водообмена озер (рис.2).

Рис. 1. Связь между удерживающей способностью и водообменом озер ( ).

А и Б – константы.

Рис. 2. Зависимость отношения внешней нагрузки к удельной скорости трансформации вещества от коэффициента условного водообмена озер

3. Впервые разработана и опубликована обобщающая сводка по альгофлоре водных экосистем Карелии по данным многолетних (1971-2004 гг.) исследований, включающая систематический каталог (1092 таксона) и эколого-географические характеристики современных представителей водорослей 190 озер и 83 рек Карелии, как чистых, не затронутых хозяйственной деятельностью, так подверженных основным типам антропогенного воздействия. Актуальность данной сводки определяется возможностью решения проблемы сохранения биоразнообразия альгофлоры северо-западного региона России.

II. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ЗАКОНЧЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Тема № 58. Водные ресурсы крупнейших озер Северо-Запада России: проблемы управления, экологической безопасности и рационального использования в условиях антропогенных и климатических изменений.

№ государственной регистрации: 01.2.00409652

Срок выполнения: 2004-2006 гг.

Научный руководитель: д.г.н., проф. Н.Н. Филатов

Исполнители: лаборатории географии и гидрологии, гидрофизики, гидробиологии, гидрохимии и гидрогеологии

Бюджет.

Основные результаты исследований состоят в следующем:

• Впервые разработан атлас «Онежское озеро», содержащий более 100 карт и схем.
• Оценено современное состояние и показаны тенденции изменения Онежского озера - одного их крупнейших озер Севера России - в результате антропогенных и климатических воздействий.

Вод­ные ре­сур­сы Онеж­ско­го озе­ра иг­ра­ют ис­клю­чи­тель­но важ­ную роль в раз­ви­тии эко­но­ми­ки Севера РФ, в том числе и субъекта Федерации – Республики Ка­ре­лия. В двухки­ло­мет­ро­вой зо­не его по­бе­ре­жья про­жи­ва­ет 81% жи­те­лей от об­ще­го чис­ла, про­жи­ваю­щих на тер­ри­то­рии бас­сей­на, и со­сре­до­то­че­но 95% по­тре­би­те­лей его вод. За по­след­ние 15 лет в озе­ре и на его во­до­сбо­ре про­изош­ли су­ще­ст­вен­ные из­ме­не­ния, свя­зан­ные с па­де­ни­ем про­мыш­лен­но­го и сель­ско­хо­зяй­ст­вен­но­го про­из­вод­ст­ва на про­тя­же­нии 90-х го­дов. Выполнена оценка современного экономического развития региона, показана биогенная нагрузки на водосбор и экосистему озера в новых социально-экономических условиях. Определены сценарии возможного использования водных ресурсов региона с учетом антропогенной нагрузки и изменения климата. Изучены особенности изменения климата и гидрологии водосбора, а также влияние этих изменений на озеро. Для оцен­ки из­мен­чи­во­сти кли­ма­та и эле­мен­тов вод­но­го ба­лан­са (ЭВБ), ко­ле­ба­ний уров­ня озер как ин­те­граль­но­го по­ка­за­те­ля из­ме­не­ний кли­ма­та, проанализированы дан­ные мно­го­лет­них ин­ст­ру­мен­таль­ных на­блю­де­ний за пе­ри­од 1880–2004 гг. Уве­ли­че­ние осад­ков и по­вы­ше­ние го­до­вой тем­пе­ра­ту­ры воз­ду­ха при­во­дит к воз­рас­та­нию сум­мар­но­го ис­па­ре­ния с тер­ри­то­рии, ко­то­рое все же не ком­пен­си­ру­ет пол­но­стью уве­ли­че­ние при­ход­ной час­ти вод­но­го ба­лан­са. В среднем по Карелии общая тенденция изменения годовой температуры приземного слоя воздуха составляет +0.6оС за 50 лет (1951-2000 гг.), в районе водосбора Онежского озера +0.9оС. Полученные результаты позволяют сделать вывод о максимальном потеплении за последние 40 лет ХХ века на северо-западе России во второй половине марта - начале апреля. На­чи­ная с 90-х го­дов ХХ ве­ка, на­ме­ти­лась тен­ден­ция па­де­ния уров­ня Ла­дож­ско­го и Онеж­ско­го озер. За по­след­ние 10 лет от­ме­ча­ет­ся ма­ло­вод­ная фа­за для обо­их озер, од­на­ко сред­не­го­до­вые зна­че­ния уров­ня озер да­ле­ки от ми­ни­маль­ных, на­блю­дав­ших­ся в 1940 и 70-х го­дах. Установлена связь ледовых явлений Онежского озера (сроков замерзания и вскрытия акватории, продолжительности безледоставного периода), с климатическими характеристиками. Изучены возможные сценарии изменений климата в будущем. Исследованы из­ме­не­ния сред­не­ме­сяч­ной тем­пе­ра­ту­ры вод­ной мас­сы Онеж­ско­го озера для двух сце­на­ри­ев из­ме­не­ния гло­баль­но­го кли­ма­та, с ис­поль­зованием в ка­че­ст­ве ожи­дае­мых зна­че­ний ТV ре­зуль­та­ты чис­лен­ных экс­пе­ри­мен­тов на мо­де­ли ECHAM-4.

Изучен приток и трансформация поступающих в озеро веществ. Оценена биогенная нагрузка на озеро. Поступление фосфора в Онежское озеро с речным стоком, с атмосферными осадками и сточными водами в 1986–1987 гг. составило 1003 т год-1, а в 2001–2002 гг. оно уменьшилось до 680 т год-1, что было обусловлено спадом хозяйственной деятельности на водосборном бассейне. Поступление азота с речным стоком превышало вынос фосфора в 15–20 раз и в среднем за период с 1986–2006 гг. составило 9.7 тыс. т год-1. Минеральный азот в воде озера находится преимущественно в окисленной форме. Средняя концентрация нитратного азота равна 0.20 мг/л, в летний период содержание нитратного азота в эпилимнионе понижается до 0.15 мг/л.

Главным источником поступления органического вещества в Онежское озеро является речной сток, дающий 70–80 % всей приходной части внешнего баланса органического вещества. За период с 1965 по 2006 гг. среднее поступление органического углерода в озеро с речным стоком составило 213 тыс. т.

На основании более чем 40-летних наблюдений экосистемы озера выявлены тенденции токсического загрязнения и эвтрофирования Петрозаводской и Кондопожской губ, в то время как глубоководный район озера сохраняет черты водоемов олиготрофного типа. В Онежском озере наблюдается интенсивная инвазия байкальского бокоплава Gmelinoides fasciatus (Stebbing), который в короткий период (2001-2006 гг.) увеличил численность популяции и встречается практически по всей литоральной зоне, в отдельных биотопах составляя до 90 % биомассы и численности бентоса. Экспансия чужеродного вида изменяет структуру и функционирование донных сообществ. Возможно вытеснение аборигенного вида Gammarus lacustris (Sars), имеющего сходное биотопическое распределение. Подобная ситуация наблюдается в настоящее время в Ладожском озере, где Gm. fasciatus практически вытеснил местный вид G. lacustris.

Выполнен анализ данных для расчетов воздействия хозяйственного комплекса и климатических воздействий на водосбор и Онежское озеро с оценкой критических нагрузок на экосистему с использованием математических моделей (разработанных в СПб ЭМИ РАН) как инструмента управления. Особое внимание на первом этапе уделено корректной оценке нагрузок на озеро и параметризации химико-биологических процессов в современных условиях водопользования и водопотребления. На основе анализа натурных наблюдений и численных экспериментов показано, что воз­мож­ные в бу­ду­щем из­ме­не­ния кли­ма­та мо­гут иметь раз­но­об­раз­ные эко­ло­ги­че­ские и со­ци­аль­но-эко­но­ми­че­ские по­след­ст­вия. С помощью математических моделей оце­нен как раз­дель­ный, так и си­нер­ге­ти­че­ский эф­фек­ты воз­дей­ст­вия ан­тро­по­ген­ных и кли­ма­ти­че­ских фак­то­ров.

Вы­чис­ли­тель­ные экс­пе­ри­мен­ты по­ка­за­ли, что из­ме­не­ния в гид­ро­тер­мо­ди­на­ми­че­ском ре­жи­ме озе­ра при воз­мож­ных из­ме­не­ни­ях кли­ма­та, в це­лом, не­зна­чи­тель­ны. В ос­нов­ном из­ме­не­ния от­но­сят­ся к осен­не­му пе­рио­ду и вто­рой по­ло­ви­не ле­та. По­лу­чен­ные в вы­чис­ли­тель­ных экс­пе­ри­мен­тах оцен­ки воз­мож­ных из­ме­не­ний в эко­си­сте­ме озе­ра по­ка­зы­ва­ют, что из­ме­не­ния в го­до­вой ди­на­ми­ке био­мас­сы фи­то­планк­то­на (ос­нов­но­го про­ду­цен­та в эко­си­сте­ме Онеж­ско­го озе­ра) при воз­мож­ных из­ме­не­ни­ях кли­ма­та за­мет­ны толь­ко в осен­ний пе­ри­од, и эти из­ме­не­ния не­зна­чи­тель­ны. Ре­ак­ция зоо­планк­то­на на из­ме­не­ние тем­пе­ра­тур­но­го ре­жи­ма озе­ра бо­лее за­мет­на, чем у фи­то­планк­то­на, и она име­ет ме­сто в те­че­ние все­го ве­ге­та­ци­он­но­го пе­рио­да. Сохранение олиготрофного статуса пелагиали Онежского озера в условиях меняющейся антропогенной нагрузки мо­жет быть обес­пе­че­но под­дер­жа­ни­ем по­сту­п­ле­ния био­ге­нов на уров­не, не пре­вы­шаю­щем 800 т P/год и 15000 т N/год, и строи­тель­ст­вом ком­плек­сов очи­ст­ных со­ору­же­ний в го­ро­дах, рас­по­ло­жен­ных на по­бе­ре­жье озе­ра.

Важной задачей настоящей работы являлась разработка методов, моделей и баз данных о водных объектах и экономике региона для поддержки принятия решений по управлению водными ресурсами водной системы “Онежское озеро и его водосбор”. Основная задача – согласование интересов экономического и социального развития региона с интересами сохранения природной среды, в частности, сохранения качества воды в одном из крупнейших озер Европы, в условиях возможного изменения климата на водосборе Онежского озера в результате глобального потепления. Управление водными ресурсами как административными методами, так и с помощью экономического механизма требует согласования региональных регламентов водопользования с бассейновым принципом. Рассмотрены проблемы гармонизации системы управления ресурсами в рамках региона и между субъектами Федерации, которые осложняются крупномасштабными изменениями климата. Математическое моделирование используется для обоснования методов экономического регулирования, рационального использования и охраны вод.

На основе численных экспериментов показаны критические нагрузки, при которых озеро не будет переходить в другой трофический статус. Оценена ассимиляционная емкость водоема и возможные последствия антропогенной деятельности на водосборе (гидроэнергетика, ЦБП, сбросы сточных вод и в особенности нефтепродуктов).

Разработка Атласа «Онежское озеро».

Впервые ИВПС КарНЦ РАН, при участии ИГ КарНЦ РАН и ИНОЗ РАН) разработан атлас Онежского озера - второго по величине озера в Европе, в который вошли более 100 карт и схем по геологии, истории развития котловины озера, физической географии, гидрологии и климату, гидрофизике, гидрохимии и донным отложениям, гидробиологии, водному хозяйству, природным и культурно-историческим памятникам. В Атласе показано как современное состояние озера, так и тенденции изменения его экосистемы. Результаты обобщения материалов 40-летних исследований отражают закономерности пространственно-временного изменения основных компонентов экосистемы в чистых олиготрофных районах, а также в заливах озера, подверженных антропогенному загрязнению и эвтрофированию. Изучена хозяйственная деятельность на водосборе в условиях формирования новых экономических отношений. Даны рекомендации по рациональному использовании и охране ресурсов озера. Во­до­ем не только име­ет важ­ней­шее зна­че­ние как ос­нов­ной ис­точ­ник пить­е­вой во­ды для Ка­ре­лии, но и оказывает влияние на качество вод Ла­дож­ского озе­ра. Во­ды озе­ра пред­став­ля­ют стра­те­ги­че­ское зна­че­ние для бу­ду­ще­го как ис­точ­ник питьевого и промышленного во­до­снаб­же­ния, как объект энергетики, рекреации и водного транспорта Се­ве­ро-за­па­да Рос­сий­ской Фе­де­ра­ции.

Тема № 60. Изменение водного режима водосборов и состояния водных объектов под влиянием интенсивных антропогенных воздействий

№ государственной регистрации: 0120.0 504021

Срок выполнения: 2005-2006 гг.

Научные руководители: д.г.н. Ю.В. Карпечко, к.б.н. В.И. Кухарев

Исполнители: лаборатории географии и гидрологии, гидробиологии

Бюджет

На основании многолетних исследований установлено, что наблюдаемая в настоящее время тенденция роста плотности торфа зоны аэрации обусловлена притоком из почвенно-грунтовых вод растворенных соединений железа и образования болотной руды (лимонита). Ежегодный приток железа в зависимости от уровня почвенно-грунтовых вод и концентрации в них железа составляет 300 – 2000 мг/м2. В настоящее время торфяник не перепахивается, поэтому вблизи верхней границы капиллярной каймы формируются слои ожелезненного торфа мощностью до 10 и более сантиметров. Плотность твердой фазы в этих слоях повышается до 2000 кг/м3 и более, при среднем значении этой величины на исследуемом болоте – 1500 кг/м3, а объемная масса возрастает до 400 – 450 кг/м3.

Для модельного водосбора, покрытого после сплошной рубки 20-летней сосной, показано, что своевременно начатые рубки ухода позволяют избежать столь резкого изменения стока с водосбора, как сплошнолесосечные. Увеличение стока после такого ухода зависит от возраста насаждения и объема выборки древесины, но не превышает 10% (рис.), в то время как полное сведение леса на участке вызывает почти двукратный рост стока. В случае более редкого, но интенсивного изреживания насаждений колебания стока оказываются более значительными, т. к. при позднем проведении ухода древостой уже имеет существенный запас. Следовательно, с точки зрения водного баланса водосбора, рубки промежуточного пользования являются более щадящими, позволяя избежать резких изменений стока.

Рис. Сток с водосбора при разных вариантах рубок ухода: 1 – 3 ухода в 20 (50%), 40 (30%) и 60 лет (15%); 2 - 3 ухода в 20 (30%), 40 (30%) и 60 лет (15%); 3 - 2 ухода в 40 (40%) и 60 лет (30%); 4 – контрольный водосбор.

В результате анализа многолетних данных сопоставлена устойчивость организмов зоопланктона озер и зообентоса речных участков озерно-речной системы Кенти-Кенто к минерально-калиевой техногенной нагрузке. На фоне сравнительно низкой толерантности рачкового планктона показаны различия в устойчивости его отдельных видов как следствие различий истории их формирования в пресных водах. Сформирован ряд устойчивости организмов зообентоса, оказавшийся во многом противоположным ряду устойчивости к органическому загрязнению. Разнонаправленность рядов объясняется эффектом «олиготрофизации» малотоксичной для донной фауны минеральной нагрузки и подтверждает гипотезу о сдвиге сукцессии донных сообществ на более поздние стадии развития при воздействии техногенных вод.

III. РЕЗУЛЬТАТЫ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ РАБОТ

ФЕДЕРАЛЬНЫЕ ЦЕЛЕВЫЕ ПРОГРАММЫ

ФЦП «Мировой океан»

Тема 6. «Комплексные исследования процессов, характеристик и ресурсов российских морей Североевропейского бассейна»

Раздел: «Проведение комплексных исследований Онежского залива Белого моря, изучение закономерностей проявления маргинальных фильтров, разработка методологии оценки маргинальных фильтров по данным спутниковых наблюдений».

Научный руководитель: д.г.н., проф. Н.Н. Филатов

Выполнен очередной этап исследований Белого моря. Изучены закономерности изменчивости основных гидрометеорологических характеристик Онежского залива и водосбора. Выполнен сбор полевых подспутниковых наблюдений в Онежском заливе и предварительный анализ многолетней изменчивости параметров качества вод по данным спутниковых измерений. Дана предварительная оценка изменения экосистемы Онежского залива Белого моря. Расчеты показали, что изменения океанологических характеристик в основном обусловлены естественной изменчивостью климата.

ПРОГРАММА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРЕЗИДИУМА РАН

«Формирование и трансформация природно-ресурсного потенциала в новых социально-экономических условиях; почвенно-земельные, лесные, водные и биологические ресурсы; факторы изменения, оценка и прогноз».

Головной институт- ИГ РАН.

Проект ИВПС «Изучение и оценка изменений формирования речного стока и экосистем водных объектов на территории Европейского Севера России в современных социально-экономических условиях»

Научный руководитель: д.г.н., проф. Н.Н. Филатов, д.г.н. Ю.В. Карпечко

Государственный заказчик: Институт географии РАН

В 2006 г. в соответствии с планом работ по проекту проводились исследования:

- преобразований условий формирования элементов водного баланса при многолетней эксплуатации осушаемых для сельскохозяйственного использования торфяников;

- влияния лесохозяйственных работ на влагооборот леса;

- развития инвазии байкальской амфиподы в Онежском озере.

Установлено, что из-за понижения поверхности осушаемого болота в период его эксплуатации периодически проводились работы по углублению дренажной сети, что сопровождалось снижением уровня почвенно-грунтовых вод. Анализ многолетних наблюдений показал, что аналогичная тенденция отмечается и для уровня напорно-грунтовых вод водоносных горизонтов, подстилающих торфяник. Данное соответствие режимов этих вод является свидетельством постоянства интенсивности подземного водообмена на осушаемых болотах и иллюстрацией их влияния на водный режим грунтовых вод смежной территории в течение всего периода эксплуатации.

На основании зависимостей наименьшей влагоемкости (НВ) и влажности завядания (ВЗ) лесных и полевых почв от отношения плотности почвы к плотности ее твердой фазы изучалась реакция влагосодержания верхних горизонтов почвогрунтов на передвижение лесопромышленной техники при рубках леса. Показано, что уплотнение почв приводит к различному снижению их НВ в зависимости от механического состава: сосняк брусничный (на суглинках) – до 1-4%, ельник черничный (на песках) – до 6-10%, березняк разнотравный (на суглинках) – до 9%. ВЗ после вырубки хвойных лесов на суглинистых почвах увеличивается на 5-17%, на песчаных – снижается на 10-13%. Для березняка разнотравного на суглинках рост ВЗ достигает 50% в поверхностном горизонте.

Проведено полевое обследование побережья Онежского озера. Получены данные о существенных структурных преобразованиях его литоральных биоценозов в результате интенсивного развития инвазии байкальской амфиподы. Выдвинута гипотеза об определяющем влиянии судоходства на скорость распространения инвазионного вида в Онежском озере. Появление рачка способствует повышению самоочистительной способности зоны литорали и росту кормовой базы рыб, однако снижает биологическое разнообразие бентосных сообществ и, вероятно, повысит уровень паразитарных заболеваний представителей ихтиофауны. На основе полученных данных сформулированы первоочередные задачи по изучению последствий инвазии байкальской амфиподы.

Программа №13 фундаментальных исследований Отделения наук о Земле РАН

«Формирование водных ресурсов, прогноз режима и качества вод с учетом изменения климата и развития экономики».

Головной институт- ИВП РАН.

Тема ИВПС: «Проблемы управления ресурсами и качеством вод региона при возможных изменениях климата и социально-экономической структуры (на примере Онежского озера и его водосбора).

Научный руководитель: д.г.н., проф. Н.Н. Филатов

Институт водных проблем РАН

В соответствии с общими целями проекта выполнены разработки методологии управления ресурсами и качеством вод системы «Онежское озеро – водосбор» с учетом регионального и бассейнового принципов. Оценено современное состояние Онежского озера и его водосбора в новых экономических условиях, определена антропогенная нагрузка на водосбор и озеро. Выполнены расчеты на математической модели. Даны рекомендации по сохранению качества вод озера при разных сценариях изменений климата и антропогенной нагрузки. За по­след­ние 40 лет хо­зяй­ст­вен­ная дея­тель­ность ока­за­ла боль­шое влия­ние на эко­си­сте­му, при том, что в из­ме­не­ни­ях кли­ма­та, по всей ви­ди­мо­сти, пре­об­ла­да­ла ес­те­ст­вен­ная, при­род­ная из­мен­чи­вость. Тем не ме­нее, в бу­ду­щем при ус­ло­вии сни­же­ния ан­тро­по­ген­ной на­груз­ки роль кли­ма­ти­че­ских фак­то­ров в фор­ми­ро­ва­нии ди­на­ми­ки эко­си­стемы Онежского озера мо­жет ока­зать­ся оп­ре­де­ляю­щей. При этом меж­ве­ко­вая и внут­ри­ве­ко­вая из­мен­чи­вость гид­ро­ме­тео­ро­ло­ги­че­ских по­лей су­ще­ст­вен­но влия­ют на со­стоя­ние при­род­но­го фо­на, на ко­то­ром про­ис­хо­дит функ­цио­ни­ро­ва­ние вод­ных эко­си­стем. Су­ще­ст­вен­но бо­лее зна­чи­мой яв­ля­ет­ся ре­ак­ция эко­си­сте­мы озе­ра на из­ме­не­ния ан­тро­по­ген­ной на­груз­ки, ко­то­рая, как и для Ла­дож­ско­го озе­ра, яв­ля­ет­ся ос­нов­ным фак­то­ром, оп­ре­де­ляю­щим ус­той­чи­вое со­стоя­ние эко­си­сте­мы озе­ра. На ос­но­ве мно­го­лет­них на­блю­де­ний и ре­зуль­та­тов мо­де­ли­ро­ва­ния мож­но сде­лать вы­вод, что, по край­ней ме­ре, пе­ла­ги­аль Онеж­ско­го озе­ра в на­стоя­щее вре­мя со­хра­ня­ет оли­го­троф­ный ста­тус.

РЕГИОНАЛЬНЫЕ ПРОГРАММЫ и ПРОЕКТЫ

ИННОВАЦИОННЫЕ ПРОЕКТ

«Создание научно-исследовательских композитных судов проекта «Полярный Одиссей» для проведения постоянного мониторинга Арктического и Субарктического регионов, развития высокоширотного туризма и реализации мегапроета «Скандинавское кольцо»

Министерство экономического развития РК

Научный руководитель: д.г.н., проф. Н.Н. Филатов

Научно-исследовательская работа представляет собой продвижение инновационного проекта нового судна «Полярный одиссей» для мониторинга Арктики и туристического проекта «Скандинавское кольцо» для развития высокоширотного туризма. Работы включали: поиск партнеров по подготовке принципиально новой, существенно расширенной научной программы работ исследования Арктики по сравнению с ранее проводимыми на СП, для реализации исследований на новом научном уровне; разработку проекта для строительства судна, определение потенциальных заказчиков; выбор проектировщиков, поиск возможных инвесторов проекта, разработку предпроектной документации. Разработаны подходы для реализации высокоширотного туризма как по маршруту «Скандинавское кольцо», так и для научного туризма на судне «Полярный Одиссей» в Северный Ледовитый океан. Для этой цели были найдены соответствующие организации и исполнители по всем разделам, проведены совещания и научно-практическая конференция в Санкт-Петербурге; с целью привлечения партнеров, инвесторов, заказчиков издан буклет-брошюра, проведены пресс-конференции в Петрозаводске и Санкт-Петербурге, организованы выступления на телевидении и радио, опубликованы материалы в СМИ.

Инженерно-экологические изыскания для обоснования инвестиций в строительство магистрального газопровода Видяево-Волхов со Штокманского месторождения в пределах Республики Карелия»

Головной: Институт проблем промышленной экологии Севера КНЦ РАН

Научный руководитель от КарНЦ РАН.: д.г.н. Н.Н.Филатов,

Исполнители: все институты Карельского научного центра РАН.

Проведены изыскания по оценке современного состояния окружающей природной среды на территории Республики Карелия для обоснования проектирования трассы линейной части магистрального газопровода (МГ) Видяево–Волхов, для чего был выполнен сбор исходный информации из фондовых материалов институтов Карельского научного центра РАН, публикаций, справок, представленных соответствующими государственными организациями. Кроме научного отчета объемом 900 стр. выполнены карты «Экоограничений», «Почв», «Нарушенности почвенного покрова», «Растительности», «Опасных геологических и гидрологических явлений». Проведенный анализ позволил выбрать оптимальный вариант прокладки трассы МГ по территории Республики Карелия с учетом охраны окружающей среды, социально–экономической обстановки, а также обеспечения безопасности МГ и его дальнейшего обслуживания.

Разработка программы и программно-технического обеспечения для сбора, хранения и оперативного использования данных по состоянию водной среды, донных отложений и биологических ресурсов Северной Ладоги с целью прогноза возможных экологических рисков

Министерство сельского, рыбного хозяйства и экологии РК

Научный руководитель: д.б.н., профессор Е.П. Иешко

Ответственный исполнитель: д.х.н П.А. Лозовик

Осенью 2006 г. были проведены комплексные исследования (гидрохимические, гидробиологические и ихтиологические) северной части Ладожского озера, на основании которых установлено, что состав воды, донных отложений и количественные показатели фито-, зоопланктона и зообентоса существенно не изменились за последние 10 лет. Не выявлено загрязнение вод нефтепродуктами и тяжелыми металлами, а в донных отложениях отмечено снижение концентрации нефтяных углеводородов по сравнению с 90-ми годами.

Анализ качества воды по организмам - сапробионтам, в том числе наличию индикаторов органического загрязнения (Daphnia longispina, Asplanchna), повышенный индекс сапробности (1.69 против 1.61 на других) с учетом вышеприведенных показателей позволяет выделить на общем фоне (b-мезосапробном) участок Якимварского залива вблизи г. Лахденпохья и особенно район залива вблизи г. Сортавала (индекс сапробности в придонном слое составляет 1.97 против 1.68 – в поверхностном), где происходит накопление органических веществ и биогенных элементов.

На прибрежных участках наблюдаются более высокие (0.2–1.8 г/м3) значения биомассы фитопланктона, с максимумом у населенных пунктов, вблизи источников поступления органических веществ (до 9.5 г/м3), а в открытом плесе – более низкие (соответственно 0.08–0.90 г/м3). В целом по показателям фитопланктона северная часть Ладожского озера по-прежнему сохраняет статус мезотрофного типа. Прибрежные районы, испытывающие прямое антропогенное влияние, выделяются высоким уровнем развития макрозообентоса, показатели которого здесь в несколько раз, а в некоторых случаях и на порядок больше, чем в открытом плесе.

Предварительные данные о содержании тяжелых металлов в органах и тканях рыб и паразитических цестод, обитающих в этих рыбах, показали, что распределение металлов в организме рыб характеризуется неоднородностью, что зависит от физико-химических свойств самих элементов и функциональных особенностей органов и тканей. Накопление тяжелых металлов в специфичных паразитах имеет выраженную связь с характером накопления металлов в органах рыб, в которых они обитают. Изучение динамики накопления тяжелых металлов в органах и паразитах рыб является очень важным элементом биомониторинга, поскольку позволяет дать интегрированную оценку состояния водоема по популяции, находящейся на вершине трофической пирамиды.

Подготовлен заключительный отчет по теме и представлен в срок заказчику.

АННОТАЦИИ НИР ИВПС, ВЫПОЛНЕННЫХ ПО ЗАДАНИЮ ОНЗ РАН

Тема № 59. Эколого-географическая типизация и классификация водоемов Северо-Запада России в условиях антропогенного воздействия и климатических изменений: экспертная система оценки озерных экосистем.

№ государственной регистрации: 0120.0 504018

Срок выполнения: 2005-2007 гг.

Научный руководитель: д.г.н., проф. Н.Н. Филатов

Исполнители: лаборатории географии и гидрологии, гидрофизики, гидробиологии, гидрохимии и гидрогеологии, управления ресурсами водных объектов

Бюджет

Создается комплексная база данных, информационная система озер Карелии.

В на­стоя­щее вре­мя соз­да­на ба­за дан­ных по ос­нов­ным гид­ро­фи­зи­че­ским, гид­ро­хи­ми­че­ским и гид­ро­био­ло­ги­че­ским по­ка­за­те­лям, на­ко­п­лен­ных за бо­лее чем 60-лет­ний пе­ри­од. Обоб­ще­ние это­го ма­те­риа­ла по­зво­лит соз­дать экс­перт­ную сис­те­му оцен­ки со­стоя­ния озер­ных эко­си­стем, вы­явить их чув­ст­ви­тель­ность и ус­той­чи­вость к ан­тро­по­ген­ной на­груз­ке, а так­же раз­ра­бо­тать ре­ко­мен­да­ции по ра­цио­наль­но­му ис­поль­зо­ва­нию и ох­ра­не ре­сур­сов озер раз­ных ланд­шаф­тов. В ре­зуль­та­те обоб­ще­ния мно­го­лет­них дан­ных ин­ст­ру­мен­таль­ных на­блю­де­ний за тем­пе­ра­ту­рой во­ды на се­ти стан­ций и по­стов Рос­ги­дро­ме­та в раз­но­тип­ных во­до­емах Се­ве­ро-За­па­да Ев­ро­пей­ской тер­ри­то­рии Рос­сии получены эм­пи­ри­че­ские за­ви­си­мо­сти тер­ми­че­ско­го ре­жи­ма озер от раз­лич­ных гео­гра­фи­че­ских фак­то­ров. Ус­та­нов­ле­но, что да­ты на­ча­ла, окон­ча­ния и про­дол­жи­тель­ность «био­ло­ги­че­ско­го ле­та» (пе­ри­од, ко­гда тем­пе­ра­ту­ра верх­не­го слоя во­ды боль­ше 10°С) за­ви­сят глав­ным об­ра­зом от зо­наль­ных фак­то­ров и по­год­ных ус­ло­вий На ос­но­ве раз­ра­бо­тан­ных сто­хас­ти­че­ских мо­де­лей вы­пол­не­ны оцен­ки тол­щи­ны эпи­лим­нио­на, глу­би­ны за­ле­га­ния тер­мо­кли­на, ти­па тер­ми­че­ской стра­ти­фи­ка­ции и от­дель­ных ха­рак­те­ри­стик «био­ло­ги­че­ско­го ле­та» для 100 озер Ка­ре­лии, вклю­чен­ных в ком­плекс­ную ба­зу дан­ных.

На основе разработанной в лаборатории автоматизированной системы обработки гидрохимических данных проведена классификация озер Карелии по щелочности, гумусности и трофности. Выделено 6 геохимических классов озер по комплексу показателей (гумусность и щелочность), различающихся уровнем трофии. Разработаны карты щелочности, гумусности и трофности водных объектов Карелии. Проведена оценка качества природных вод, определяемого как среднегеометрическое значение коэффициентов, соответствующих щелочности, гумусности и трофности водного объекта. Предложена шестибалльная шкала качества природных вод.

Сформирован банк данных (таксономический состав, экологические характеристики, численность, биомасса) по фитопланктону 190 разнотипных озер и 83 рек Карелии, как чистых, не затронутых хозяйственной деятельностью (фоновых), так и в разной степени подверженных антропогенному воздействию.

На основе многолетних (1971-2004 гг.) исследований опубликована первая обобщающая сводка по альгофлоре водных экосистем Карелии, включающая систематический каталог и эколого-географические характеристики современных представителей водорослей 190 озер и 83 рек Карелии.

В альгофлоре карельских водоемов (озера, озера-водохранилища, реки) установлено 1092 таксона водорослей. Видовое разнообразие альгофлоры карельских водоемов определяют диатомовые, зеленые, синезеленые и золотистые водоросли. Для фитопланктона карельских озер и рек характерно преобладание космополитных форм (73%) при существенной доле бореальных (16%) и северо-альпийских (11%) видов, что свидетельствует о холодолюбивости альгофлоры. Выполненная оценка качества воды с использованием индикаторных организмов выявила олиго--мезосапробный характер вод в обследованных озерах и реках, что позволило отнести их к разряду вполне чистых или слабо загрязненных.

Методами многомерного статистического анализа (кластерный, факторный, дискриминантный) выполнена предварительная типизация озер Карелии с использованием гидрологических, гидрохимических и структурных показателей состояния фитопланктонных сообществ озер, находящихся в различных эколого-географических условиях.

Тема № 61. Биоресурсы Онежского озера и озерно-речных систем его бассейна: стратегия управления, сохранения и использования в условиях антропогенного воздействия

№ государственной регистрации: 0120.0 504019

Срок выполнения: 2005-2007 гг.

Научные руководители: д.б.н. Н.М. Калинкина, д.б.н. А.А. Лукин

Исполнители: лаборатории управления ресурсами водных объектов, гидробиологии

Бюджет

В 2006 г. проведена серия экспедиционных работ на акватории Онежского озера, что позволило расширить базы данных о современном состоянии зоопланктона, зообентоса, количественных показателях бактериальных сообществ в прибрежных районах и литорали озера.

Исследования пространственного распространения рачка-вселенца Gmelinoides fasciatus (Stebbing) и количественные характеристики его популяций показали, что Gm. fasciatus был обнаружен во всех исследованных районах Онежского озера, исключая Лижемскую губу. Аборигенный бокоплав Gammarus lacustris Sars отмечен лишь в Кондопожской и Уницкой губах, а также в Кижских шхерах. Таким образом, к настоящему времени вид-вселенец распространился по всему озеру. G. fasciatus проник не только в материковые прибрежные донные ценозы, но и в литоральную зону островов. На каменисто-валунной литорали Ивановских островов его численность была невысока (0.57 тыс.экз./м2 и 0.40 г/м2 или 9 и 7% от общих показателей ценоза), а скалисто-валунная литораль о.Суйсарь заселена рачком более плотно – 4.60 тыс.экз./м2 и 2.24 г/м2.

Выявлен состав донных ценозов в литоральной зоне озера, границы распространения вида-вселенца, количественные характеристики его популяций, местообитания и состояние популяций аборигенного вида Gammarus lacustris (Sars). Эти данные необходимы для оценки степени нарушенности ценозов экосистемы при «биологическом» загрязнении, для прогноза состояния сообществ гидробионтов как кормовой базы рыб в условиях инвазийного воздействия.

На основании анализа многолетних данных были выявлены особенности сезонной динамики основных компонентов пелагического планктона Онежского озера и некоторых факторов среды. Методом аппроксимации заданной функцией были описаны процессы сезонной динамики и оценена их межгодовая изменчивость.

На основании полученных данных предпринята попытка обоснования рекомендаций по регулированию любительского и спортивного рыболовства, что является основой для разработка стратегии управления биоресурсами Онежского озера в изменяющихся условиях среды обитания.

Тема № 62. Геохимические особенности поверхностных и подземных вод Карелии, обусловленные природными и антропогенными факторами

№ государственной регистрации: 0120.0 504020

Срок выполнения: 2005-2007 гг.

Научный руководители: д.х.н. П.А. Лозовик, к.г.-м.н. Г.С. Бородулина

Исполнители: лаборатория гидрохимии и гидрогеологии

Бюджет

В 2006 г. продолжены исследования химического состава атмосферных осадков (снеговых проб) на территории Карелии. Установлено, что атмосферные осадки, отобранные на удалении от населенных пунктов, по-прежнему имеют низкие значения рН (среднее – 4.9). Вблизи локальных источников загрязнения наблюдаются повышенное содержание некоторых химических компонентов (K+, Ca2+, Mg2+, SO42-, Рмин, Робщ, NH4+, NO3-) и более высокие значения рН талой снеговой воды.

Разработан экспериментальный потенциометрический метод определения показателей кислотно-основного равновесия природных вод (содержания слабых кислот и их солей, константы диссоциации и буферной емкости воды). Этот метод позволяет осуществлять оценку устойчивости водных объектов к кислотной нагрузке с геохимических позиций.

На Онежском и Пряжинском озерах продолжены работы по изучению процессов первичного диагенеза микроэлементов донных отложений. Отобраны пробы донных осадков. Проводятся лабораторные эксперименты по изучению потребления кислорода донными отложениями. Обобщен экспериментальный материал по распределению форм фосфора в поверхностном 0–15 см слое донных отложений озер Ладожское, Онежское, Сайма. Выявлено, что состав фосфорных фракций осадков является показателем эвтрофирования водоема. Показано, что содержание общего фосфора в твердой фазе поверхностного слоя (0–15 см) донных отложений этих озер выше кларка, увеличивается с ростом глубины водоема и степени дисперсности осадка. Максимальные концентрации обнаружены в осадках заливов, испытывающих повышенную внеш­нюю фосфорную нагрузку. Накопление фосфора в донных отложениях озер происходит за счет увеличения доли железо-связанного фосфора. Вертикальное распределение фосфора и его форм в твердой фазе осадка графически описывается кривыми от монотонно убывающих или возрастаю­щих по глубине до кривых с ярко выраженными минимумами или максимумами и позволяет оценить потенциальную способность донных отложений к созданию внутренней фосфорной нагрузки. Показано, что изменение положения геохимического барьера в донных отложениях, подверженных антропогенному воздействию (положение оксред-границы совпадает с границей раздела фаз вода-дно), приводит к иммобилизации и концентрации фосфора в поверхностном слое донных отложений, вследствие чего поступление фосфора из таких осадков в 2–100 раз превышает поступление фосфора из донных отложений центральных районов озер.

Методом лабораторного моделирования определены термодинамические характеристики (энтальпия, энтропия и свободная энергия активации) реакций разложения азотсодержащих соединений в природной воде. На основании этих параметров оценены механизмы трансформации данных веществ, обеспечивающие способность водоемов к самоочищению. Наиболее лабильными в природных водах являются биогенные азоторганические соединения – амины и аминокислоты, наиболее устойчивыми – вещества техногенного происхождения – нитрозо- и нитросоединения.

Для более чем 700 водных объектов (озера и реки) с учетом региональных значений рассчитаны индексы превышения ПДК (Ji) для азотсодержащих соединений. Превышение (Ji >1) наблюдается по иону аммония – для 20%, по нитратам – для 2%, по нитритам – для 32% объектов.

По разделу «Изучение ресурсов и геохимических особенностей подземных вод четвертичных отложений» проведена оценка подземного химического стока в оз. Пряжинское, определена доля подземного стока в водном и химическом балансе водоема.

Основное внимание уделено сезонным изменениям химического состава подземных вод и поступлению биогенных элементов. Впервые получены данные о концентрациях органического азота и фосфора в подземных водах региона.

Тема № 63. Озерно-речные системы как элемент ландшафта Северо-запада России. Численное моделирование – инструментарий для эффективного управления водными ресурсами озер

№ государственной регистрации: 01.2.006 06526

Срок выполнения: 2006-2008 гг.

Научный руководитель: к.т.н. А.Ю. Тержевик

Бюджет

В 2006 г. проведены полевые работы на оз. Вендюрское, в рамках которых получены новые данные, позволяющие уточнить оценки потоков кислорода на границе «вода-дно». Проведены работы по типизации объектов исследований на основе создаваемой в ИВПС базы данных «Озера Карелии». Проведены эксперименты с использованием численной модели FLake для оценки ее чувствительности к различным озерным параметрам, в первую очередь – к оптическим характеристикам воды. Ведется подготовка к синтезу метеорологической информации, необходимой для проведения запланированных на 2007 г. численных расчетов для различных погодных/климатических сценариев. Для модели FLakeEco разработана, верифицирована по данным натурных наблюдений и внедрена новая параметризация вертикального распределения РК в озере в подледный период, позволяющая рассчитывать сроки возникновения и величину кислородного дефицита в воде озера в зависимости от эффекта подледного прогрева водной массы в зимний период. Начато развитие новой субмодели, описывающей поступление растворенных биогенных элементов в водную массу озера из донных отложений в зависимости от особенностей теплообмена в системе «водная масса – донные отложения». Новая субмодель позволит значительно улучшить воспроизведение в модели FlakeEco таких особенностей биогенного режима мелководных озер, как формирование осенне-зимнего максимума концентрации РНФ в водной массе.

В рамках проводимых работ в 2006 г. опубликованы две статьи в рецензируемых журналах (Водные Ресурсы, Oecologia – см. список опубликованных работ).

Тема № 64. Трансформация экосистемы Белого моря и его водосбора в результате антропогенного воздействия и колебаний климата: разработка экспертной системы

№ государственной регистрации: 01.2.006 06527

Срок выполнения: 2006-2008 гг.

Научный руководитель: д.г.н. Н.Н. Филатов

Бюджет

Создана комплексная информационная база данных, ГИС о море и водосборе. Выполнен вероятностный анализ длительных рядов гидрометеорологических параметров для водосбора и для ряда параметров гидрометеорологичского режима (полей температуры воды, уровня, стока рек) Белого моря. Впервые для Белого моря получены закономерности изменчивости температуры поверхности моря (ТПМ) в интервалах от межгодового до синоптического. Выявлены причины изменчивости ТПМ при наблюдающемся последние десятилетия потеплении климата в районе водосбора Белого моря. Установлена связь межгодовой изменчивости ТПС Белого моря и крупномасштабных процессов. Разработана методика выделения «теплых», «холодных» и «средних» лет из генеральной совокупности временного ряда для выявления закономерностей межгодовой изменчивости ТПС Белого моря. Оценены региональные и крупномасштабные особенности изменения климата и изучена реакция океанографических параметров Белого моря на эти климатические изменения. Установлена связь между ТПМ Белого моря и Северо-Атлантическим колебанием.

Собраны новые подспутниковые данные для температуры поверхностного слоя воды, концентрации хлорофилла-а, взвесей, РОВ.

Выполнены расчеты на модели ИО РАН (А.В.Леонова) для отдельных заливов моря. В 2006 г. выполнены расчеты для Чупинского залива.

АННОТАЦИЯ НИР ИВПС, ВЫПОЛНЕННЫХ ПО ГРАНТАМ РФФИ

1. Особенности физических, химических, геологических и биологических процессов на прибрежных участках Белого моря разной конфигурации в зависимости от амплитуды при­ливов

№ 06-05-64760

Научный руководитель: чл.-корр. РАН Ю.С. Долотов

Ответственный исполнитель: д.г.н., проф. Н.Н. Филатов

Срок выполнения 2006-2008 гг.

Изучены все элементы природной цепи в устьях рек  Летняя, Поньгома, Гридина в их тесном взаимодействии: изменение уровня моря в ходе сизигийных и квадратурных приливов и связанных с ними течений, направление и интенсивность перемещения взвешенных наносов, изменение химического состава вод, изменение донного рельефа и состава донных отложений, распространение различного рода загрязнений. Важная задача работ - выяснить условия существования биоты. Исследованы факторы, действующие на приливном побережье Карельского берега Белого моря, такие как его плановые очертания, прямолинейность, открытость, разная степень расчлененности, изучены мелко- или крупно-бухтовые береговые участки. Изучены ключевые прибрежные участки по всему карельскому побережью в связи с поступлением пресных вод при впадении рек, взаимодействие с морскими водами.

По результатам выполненных работ и предыдущих исследований осуществляется подготовка монографии «Исследования физических, химических, геологических и биологических процессов в эстуариях карельского побережья Белого моря».

 

2. Организация и проведение экспедиции по изучению особенностей физических, химических, геологических и биологических процессов на прибрежных участках Белого моря разной конфигурации в зависимости от амплитуды при­ливов.

№ 06-05-79090

Научный руководитель: чл.-корр. РАН Ю.С. Долотов

Ответственный исполнитель: д.г.н., проф. Н.Н. Филатов

Срок выполнения 2006-2008 гг.

Проведены полевые исследования физических, химических, геологических и биологических процессов на Карельском побережье Белого моря В ходе экспедиционных работ в августе 2006 г. собраны данные о течениях, приливах, распределении температуры и солености воды, метеопараметрах, донных отложениях, рельефе дна и химическом составе вод, для чего отобраны пробы воды на химический анализ в прибрежной зоне Белого моря (устья р. Летняя, р. Поньгома, р. Гридина). Определена концентрация растворенных форм тяжелых металлов (Cu, Ni, Pb, Mn, Fe) в морской воде прибрежной зоны (Сорокская губа).

3. Реакция крупных водных систем Севера на климатические и антропогенные воздействия (на примере Белого моря и его водосбора)

№ 06-05-64728

Научный руководитель: д.г.н., проф. Н.Н. Филатов

Срок выполнения 2006-2008 гг.

Работа состояла из нескольких разделов и выполнялась специалистами нескольких организаций:

Главное направление исследований - разработка систем анализа данных (САД) и экспертных систем (ЭС) на примере Белого моря и его водосбора. На первом этапе выполнения проекта в качестве базовой модели Белого моря избрана модель И.А. Неелова (ААНИИ). Эта модель описывает явления от мезо- до климатического масштабов основных физических процессов, ответственных за формирование гидрологических полей Белого моря (дрейфующий лед, приливы) и соединена с экосистемной моделью. По сравнению с ранее использованной для Белого моря моделью (Климат Карелии, 2004) добавлены кремний -SI, динофлагелляты, несколько видов планктона. Параллельно для решения ряда исследовательских и практических задач (оперативный мониторинг, оперативный прогноз с усвоением данных измерений, полученных на гидрометеопостах и спутников использована усовершенствованная модель гидротермодинамики Белого моря, разработанная Е.В. Семеновым (ИО РАН). В ИВПС КарНЦ РАН создаются базы данных для настройки, калибрации, параметризации и верификации моделей. Разрабатывалась информационная основа для задач усвоения данных (контактных и дистанционных) в САД и ЭС. Сформулированы требования к точности, чувствительности моделей. В ИВМ РАН (д.ф-м.н. Н.Г.Яковлев) разрабатывается блок «ледовый покров» для модели Е.В.Семенова. По литературным данным изучен вопрос восстановления поля температуры с использованием данных измерений вертикальной структуры температуры (профилей T(z)) in situ и спутниковых данных о температуре поверхности моря TS. Подготовлены предложения по организации натурных экспериментов под разрабатываемые модели термогидродинамики и усовершенствованию наблюдательной сети в целях решения основных задач проекта, в том числе задачи инициализации и оперативного прогноза гидротермодинамических и экосистемных характеристик Белого моря.

Модель ИО РАН востребована в задачах выбора наиболее оптимальных мест с точки зрения разведения марикультур, а также для оперативного прогноза океанологических полей для нужд ВМФ.

4. Автоматизированная система обработки гидробиологических данных

№ 05-07-97500

Научный руководитель: к.б.н. А.Р. Хазов

Срок выполнения: 2005-2006 гг.

Программное обеспечение АСОГД в настоящее время располагает предметно-ориентированным комплексом оригинальных методов анализа массивов гидробиологической информации, результаты которых могут быть использованы для оценки степени стабильности таксономической структуры водных сообществ и биоценотического районирования водных объектов. На основе Автоматизированной системы обработки гидробиологических данных (АСОГД), адаптированной для работы с операционными системами Windows 98, 2000, XP, созданы и продолжают пополняться базы данных фито- и зоопланктонных сообществ, а также макрозообентоса озер Республики Карелия (более 3000 проб). Система доведена до практического применения в исследованиях лаборатории гидробиологии Института водных проблем Севера Карельского научного центра РАН.

5. Современный статус сигов Онежского озера

№ 05-04-97507

Научный руководитель: д.б.н. А.А. Лукин

Срок выполнения: 2005-2006 гг.

Проведена ревизия всех сохранившихся до настоящего времени форм сига Coregonus lavaretus и европейской ряпушки C. albula в Онежском озере. Данные свидетельствуют, что сохранилось все многообразие форм сиговых: ряпушка представлена двумя формами (обычная мелкая форма и крупная килец), у сига обнаружены все 9 форм. Обсуждаются различные таксономические подходы к определению систематического статуса этих форм.

6. Исследование изменения закономерностей распределения и трансформации нефтяных углеводородов в озерных донных отложениях

№ 05-05-97508

Научные руководители: к.х.н. А.В. Рыжаков, к.х.н. Н.А.Белкина

Срок выполнения: 2005-2006 гг.

Поставленные в проекте задачи выполнены. Продолжено исследование химического состава нефтепродуктов и их производных в донных отложениях, изучена динамика изменения качественного и количественного состава нефтяных углеводородов. Оценен горизонтальный перенос нефтепродуктов в поверхностном слое донных отложений, условия захоронения, трансформация и поступление нефтяных углеводородов обратно в воду. Проведен анализ развития групп бактерий, участвующих в трансформации нефтепродуктов и фенолрезистентных микроорганизмов в донных отложениях.

7. Среднемноголетний сценарий сезонной динамики планктона Онежского озера

№ 06-05-64403

Научный руководитель: д.б.н. Н.М. Калинкина

Срок выполнения: 2005-2006 гг.

На основе натурных данных с помощью аппроксимации заданной функцией создан среднемноголетний сценарий сезонной динамики основных компонентов пелагического планктона (фито-, зоопланктон, первичная продукция и температура). Описана динамика величины первичной продукции фитопланктона и ее связь с основными факторами среды. Функция позволяет определять среднемноголетние величины первичной продукции на любые сутки вегетационного периода, а также интегральную продукцию фитопланктона за любые периоды вегетационного сезона. Величины дисперсии реальных данных вокруг среднемноголетней кривой отражают их межгодовую изменчивость и характеризуют устойчивость процесса первичного продуцирования.

АННОТАЦИИ НИР ИВПС, ВЫПОЛНЕННЫХ В РАМКАХ

МЕЖДУНАРОДНОГО СОТРУДНИЧЕСТВА

1. Нелинейные внутренние волны в озерах: генерация, разрушение и воздействие на экосистему

Проект ИНТАС

№ INTAS-51-3728

Партнеры: Немецкая Служба Погоды (координатор проекта), Шведский Институт Гидрологии и Метеорологии, Королевский Институт Метеорологии Нидерландов, Институт вычислительной математики РАН, Институт озероведения РАН.

Научные руководители от ИВПС: проф. Н.Н. Филатов, к.т.н. А.Ю. Тержевик

Лаборатории: географии и гидрологии, гидрофизики

Срок выполнения: 2004 - 2007 гг.

Проведены комплексные гидрофизические исследования, направленные на изучение особенностей генерации и разрушения нелинейных внутренних волн в Онежском озере. Собраны данные о термической структуре, течениях и погодных условиях в период наблюдений. Сотрудниками ИВПС оцифрованы и подвергнуты анализу исторические данные, полученные в Онежском озере в 1970-80 гг. Выявлены основные особенности развития нелинейных волн в большом стратифицированном озере. Натурные наблюдения были использованы для настройки и проверки численной модели, разработанной партнерами. В настоящее время заканчивается подготовка окончательного отчета по деятельности ИВПС в рамках рабочей программы проекта (срок подачи – февраль 2007 г.).

Проведено международное рабочее совещание в Петрозаводске по проекту.

Институт принимает участие в подготовке коллективной монографии по результатом проекта, публикация которой планируется в издательстве Springer-Praxis

2. Использование спутниковых методов для изучения биотических и абиотических процессов в морях и крупных пресноводных водоемах

№ INTAS- 03-51-4494

Партнеры: Нансеновский международный центр дистанционных методов и окружающей среды, Институт метеорологии Макса Планка (Германия), СПГУ, ММБИ.

Научный руководитель от ИВПС: д.г.н. Н.Н.Филатов

Лаборатории: географии и гидрологии, гидрофизики

Срок выполнения: 2004 - 2007 гг.

В 2006 г. выполнено обобщение данных, собранных на Белом море и Онежском озере в 2004-2005 г.г., которые использовались для сравнения с данными дистанционного зондирования. По космическим снимкам со спутников SeaWiFS и MODIS/Aqua были восстановлены концентрации хлорофилла, минеральной взвеси и растворенного органического вещества.

Заканчивается подготовка окончательного отчета по деятельности ИВПС в рамках рабочей программы проекта (срок подачи – февраль 2007 г.).

В настоящее время готовится коллективная монография в издательстве Springer-Praxis по результатам проекта.

3. Озерная модель FLake: современный инструмент для моделирования окружающей среды и образования (Инновационный проект)

№ INTAS-05-1000007-431

Партнеры: Немецкая Служба Погоды, Российский государственный гидрометеорологический университет (С. Петербург).

Научный руководитель от ИВПС: к.г.н. А.Ю. Тержевик

Лаборатории: гидрофизики, географии и гидрологии

Срок выполнения: 2006 - 2008 гг.

В рамках рабочей программы проекта проводится разработка нового интерфейса модели; проведены работы по улучшению рабочего сайта модели, его раскрутке (на сегодняшний день сайт попадает в первую десятку результатов поиска по ключевым словам на Google); на сервере ИВПС создана web-страница проекта (http://nwpi.krc.karelia.ru/flake_innovation). Сделан доклад на международном симпозиуме «Большие озера Европы» (Тарту, Эстония, 11-15.09.06).

4. Российско-Финляндский проект "Воздействие Костомукшского ГОКа на водные экосистемы "

Партнер: Центр окружающей среды Кайнуу, Финляндия

Научный руководитель: к.х.н. Лозовик П.А.

Лаборатория: гидрохимии и гидрогеологии

Договор № 0454/02/04 НТИМИ Миннауки и технологий

Срок выполнения: 2004 - 2006 гг.

С использованием автоматизированной системы обработки гидрохимической информации проведено картирование водных объектов Костомукшского заповедника и Калевальского района по химическим показателям. Проведено совещание с центром окружающей среды Кайнуу и определены перспективы дальнейшего сотрудничества.

По разделу «Экологическое просвещение» организована и проведена стажировка учителей средних школ Республики Карелия в Центре окружающей среды Кайнуу с целью знакомства с методами работы по охране окружающей среды и экологическому просвещению в Финляндии. В программу стажировки были включены актуальные для Республики Карелия вопросы: питьевое водоснабжение рассредоточенных населенных пунктов, охрана и использование водных объектов для различных целей, в том числе и рекреации, взаимодействие и сотрудничество административных, научных и просветительных структур с целью сохранения природного наследия.

Проведено рабочее заседание по итогам работы за 2004-2006 г.г. и подготовлен договор для продолжения сотрудничества.

5. Экологическая ситуация и состояние водосборного бассейна озера Пюхяярви

Партнер: Центр окружающей среды Северная Карелия, Финляндия

Научный руководитель: к.б.н. Рябинкин А.В.

Лаборатории: управления ресурсами водных объектов, гидробиологии, гидрохимии и гидрогеологии

Договор № 0183/01/05 НТИМИ Миннауки и технологий

Срок выполнения: 2005 - 2007 гг.

В соответствии с договором о сотрудничестве между Институтом водных проблем Севера Карельского научного центра РАН и Региональным Центром окружающей среды округа Северная Карелия Финляндии продолжены начатые ранее комплексные исследования на российской части озера Пюхяярви по оценке современного экологического состояния водоема. Результаты исследований представлены на российско-финском семинаре «Сотрудничество на территории Зеленого пояса – исследования и мониторинг водосборных бассейнов как часть приграничного сотрудничества» Полученные материалы подготовлены для совместной публикации.

6. Лейкпромо – средства и методы для управления и восстановления водных объектов

Проект ИНТЕРРЕГ III 3N0053I

Партнеры: Региональное объединение высших профессиональных учебных заведений Северная Савония, Куопио (Финляндия), Институт окружающей среды (Финляндия), г. Куопио (Финляндия), Муниципалитет Северной Ютландии (Дания), Университет г. Брайтон (Великобритания), Муниципалитет Рогуетас де Мар (Испания), Университет сельского хозяйства (Эстония), Технологический Университет Бранденбург (Германия), Технологический и экономический Университет г. Будапешт (Венгрия)

Научный руководитель от ИВПС: к.б.н. Регеранд Т.И.

Срок выполнения: 2004 -2007 гг.

Принималось участие в работе двух семинаров, организованных по проекту.

Продолжены комплексные полевые работы на водосборной территории пилотного объекта проекта - оз. Пряжинского, включающие гидрологические, гидрохимические, гидробиологические, токсикологические и геоэкологические исследования.

Организован и проведен международный семинар по проекту с участием представителей всех партнеров и местного населения и администрации п. Пряжа. На семинаре рассматривались как локальные проблемы состояния пилотного проекта, так и возможности организации мероприятий по охране водосборной территории с целью улучшения качества воды и экологического состояния озера для его рационального использования в целях водоснабжения и рекреации на основе внедрения в практику международного опыта и полученной по проекту информации.

7. Окружающая среда приграничных территорий

Проект ИНТЕРРЕГ III A Карелия

Партнеры: КарНЦ РАН, ИЛ, ИБ, ИГ, Парк «Дружба», Региональный центр окружающей среды Кайнуу, Управление по лесу Финляндии, Региональный центр окружающей среды Северной Карелии

Научный руководитель: д.б.н. Иешко Е.П.

Срок выполнения: 2005-2007 гг.

Сбор опубликованной в открытой печати информации о природе приграничных территорий и издание на основе полученной информации материалов по экологическому образованию на финском, английском и русском языках.

IV СВЕДЕНИЯ О НАУЧНО-ОРГАНИЗАЦИОННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

1. Работа Ученого Совета

• В составе Ученого Совета ИВПС, согласованном с Отделением наук о Земле РАН и утвержденном Президиумом Карельского научного центра РАН (Постановление № 58 от 30 октября 2003 года), 21 член, из них – 17 сотрудников института и 4 представителя сторонних организаций (Института биологии КарНЦ РАН, Карельского государственного педагогического университета и Управления природных ресурсов по Республике Карелия).
• В 2006 году проведено 11 заседаний Ученого Совета, на которых утверждались планы и программы научных исследований по фундаментальной и хоздоговорной тематике и международному сотрудничеству, а также рассматривались результаты фундаментальных исследований.
• На заседаниях Ученого Совета были заслушаны отчеты о деятельности научных сотрудников и лабораторий ИПВС по различным проектам, обсуждались перспективы дальнейших исследований, согласно плану редподготовки утверждались к печати предлагаемые рукописи печатных изданий.
• На заседаниях Ученого Совета ИВПС заслушивались и обсуждались научные доклады как сотрудников института, так и приглашенных специалистов.
• Рассматривались отчеты по хоздоговорным темам.
• На заседаниях Ученого Совета утверждались темы диссертаций, планы работ и отчеты аспирантов, проходящих обучение в аспирантуре ИВПС.
• Заслушивались информационные сообщения о проведении работ по международным проектам двухстороннего сотрудничества, программам ИНТАС и ИНТЕРРЕГ.
• Регулярно рассматривались текущие вопросы научной и научно-организационной деятельности института.

2. ИЗДАТЕЛЬСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ

Список опубликованных работ представлен в приложении 1.

Научные публикации

Института водных проблем Севера КарНЦ РАН в 2006 г.

Вид издания
1. Монографии, сборники статей, книги	5
в.т.ч. изданные в КарНЦ РАН	5
2. Статьи (всего):	99
в т.ч.: в международных журналах	5
в центральных российских журналах	20
в книгах, монографиях, сборниках	21
в т.ч. международных и совместных	1
российских	20
в материалах конференций	53
в т.ч.: доклады международных конференций, семинаров, заседаний	12
труды и материалы всероссийских конференций, семинаров, заседаний	20
труды и материалы региональных конференций, семинаров, заседаний	21
3. Препринты научных докладов	1
4. Тезисы научных докладов, конференций, симпозиумов и пр.	16
в т.ч.: международных	7
российских	8
региональных	-
5. Прочие издания (статья в электронном виде)	5
6. Авторефераты	2
ВСЕГО:	127

3. СВЕДЕНИЯ О ТЕМАТИКЕ ИВПС В 2006 ГОДУ

Темы	Количество
Всего	34
Президентские программы	-
ФЦП «Мировой океан»	1
Фундаментальные исследования Президиума РАН	1
Программа РАН «Поддержка молодых ученых»	1
Региональные программы	5
РФФИ	7 (3+4)
РГНФ	-
По международному сотрудничеству (всего) По зарубежным грантам (ИНТАС, ИНТЕРРЕГ) По международным договорам По международным проектам	7
	5
	2
По хоздоговорам с российскими заказчиками	5
По программам ОНЗ По заданию отделения Всего: в том числе, законченных в отчетном году	1 7 2