«6.1. Общая характеристика 6.2. Характеристика биологического разнообразия и биологических ресурсов арктических морей России 6.3. Основные угрозы для биологического разнообразия арктических морей России и факторы, ...»

Таблица 6.13. Площади зональных и интразональных экосистем тундровой и лесотундровой зон России (данные Д.Г. Замолодчикова) Полученная оценка запасов углерода в фитомассе тундр и лесотундры России составляет 2735.34 млн.т С (2.735 Гт С) для площади 283.5 млн. га (Табл. 6.14 ), т. е. в среднем для России он равен 9.65 т С га-1, различаясь по группам экосистем (Табл. 6.14).

Таблица 6.14. Запасы фитомассы и годичная продукция экосистем АЗРФ Горные полярные Горные полярные Острова западного сектора Северного Ледовитого океана Горные полярные Восточные острова Северного Ледовитого океана Горные полярные Горные полярные Содержание углерода в чистой первичной продукции экосистем тундр и лесотундры России, по данным Д.Г. Замолодчикова, составляет 378.0 млн. т С год-1, из этой величины 233. млн. т С год-1 приходится на зональные тундры всех типов, 74.6 0 млн. т С год-1 на лесотундры и 68.5 млн. т С год-1 на интразональные экосистемы различных типов. Пространственное распределение запасов углерода в фитомассе и чистой первичной продукции тундр и лесотундр России показано на соответствующих картах и в таблицах 6.11-6.14.

6.5.3. Общая оценка потоков углерода в экосистемах АЗРФ При подготовке данного раздела использовались материалы Научно-технического программы «Глобальные изменения природной среды и климата», обобщенные в избранных научных трудах по проблеме «Глобальная эволюция биосферы. Антропогенный вклад» (1999), публикации последних лет (Замолодчиков, 2003; Тишков, 2005 и др.), результаты работ по программе Арктического совета ACIA (Воздействие потепления в Арктике, 2004), а также публикации, приуроченные к обоснованию ратификации Россией Киотского протокола (Габбс, и др., 2002; Парниковые газы…, 2004). Нет сомнений, что рассмотрение баланса и потоков углерода в Арктике можно было бы полностью ориентировать на продукционные оценки функционирования ее экосистем как интегрального выражения их функционирования, средообразующей деятельности биоты, а также антропогенной транасформации. Такое рассмотрение позволяет ограничиться параметрами запасов и продукции фитомассы и мортмассы при выявлении роли арктических экосистем России в глобальном балансе углерода.

Но имеется много проблем полевого и камерального измерения потоков СО2 в различных зональных и интразональных экосистемах, расчетов, экстраполяции, а главное – понимания биологического смысла и биосферного значения цикла органического углерода в АЗРФ (Кобак, 1995; Базилевич, 1993; Замолодчиков, 2001, 2003; Столбовой и др., 2004; Тишков, 2005).

Поэтому не может быть вольной интерпретации продукционных характеристик экосистем как «параметров углеродного цикла» и, тем более, любые балансовые конвертации здесь достаточно условны, но не исключены при крупномасштабных обобщениях, например, Д.Г.

Замолодчикова и А.И. Уткина (2000), А.С. Швиденко и др. (2000, 2001), В.С. Столбового и др.

(2004).

Следует не согласиться с академиком Г.А. Заварзиным (1999), который отмечал, что «этап географического описания баланса углерода России в ее новых границах завершен»

(с.15). Ни в тот период, ни в первые годы нового века так и не получено корректных оценок запасов и эмиссии углерода. До сих пор идут споры и появляются результаты новых измерений и расчетов, позволяющих по-разному оценивать их природную и антропогенную составляющие и вклад разных экосистем в углеродный баланс. При этом «разброс существующих оценок вклада этих экосистем в глобальный баланс углерода очень велик, что приводит к существенным неопределенностям в моделировании и прогнозировании климатических процессов. Одна из причин такого разброса состоит в явном недостатке в исходной информации …» (Замолодчиков, 2003, с.1).

Детальный анализ продуктивности и элементов углеродного баланса экосистем полярных пустынь, тундр и лесотундры приведен в работе (Bazilevich, Tishkov, 1997). Следует обратить внимание на тот факт, что благодаря работам по МБП российская часть Арктики сравнительно полно и равномерно покрыта точками инструментальных измерений продуктивности (запасов и продукции фитомассы в надземной и подземной сферах) на пробных площадках (Базилевич, Тишков, 1986б). Этим была создана хорошая база для углеродных оценок биома. Но балансовый поток углерода в арктических экосистемах существенно зависит от соотношения объемов первичной продукции и дыхания, которые по сути контролируются разными абиотическими режимами при сохранении в течение вегетационного периода высокой освещенности почти круглые сутки. Если первая зависит от величины фотосинтетически активной радиации (ФАР), то второе – от температуры приземного слоя воздуха (интенсивность фотосинтеза) и верхних слоев почвы (интенсивность дыхания ризосферы и деструкция органики).

Д.Г. Замолодчиков (2000, 2003) показал, что оценки углеродного бюджета тундровых экосистем России на основе результатов газиметрических измерений потоков СО2 вносят существенную корректировку в ранее полученные результаты. Так, на основе детальной модели получены величины потоков: в весенний период сразу после схода снега в экосистемах преобладает эмиссия СО2, в период вегетации экосистема функционирует с результатом на сток углерода, а в конце вегетационного периода происходит постепенное «переключение» баланса вновь на эмиссию (Замолодчиков, Карелин, 1999). Средние показатели углеродного эквивалента первичной продукции тундр оцениваются в 300-500 гСм2 в год (Рис. 6.10), что вполне согласуется с ранее полученными и представленными в серии оригинальных карт данными (Базилевич, Тишков, 1986; Bazilevich, Tishkov, 1997).

Рис.6.10. Годовой бюджет и потоки углерода для тундр России автотрофы (193 Мт С) Мощным резервуаром углерода в полярных пустынях, тундрах и лесотундре является почва. Запасы органического вещества, в т.ч. гумуса, в условиях его слабой минерализации и выноса с поверхностным стоком (в связи с наличием водоупора из вечномерзлых грунтов) в рассматриваемых почвах достаточно велики. Например, в тундровых глеевых и болотнотундровых почвах в слое 0-50 см они могут достигать 145-154 и 400-604 т/га соответственно. В лесотундре глеево-подзолистые почвы под лесом беднее (33-63 т/га в слое 0-100 см), но зато торфяно-глеевые и торфяно-болотные почвы, занимающие в этом биоме значительные пространства, имеют запасы от 495 до 1400-1536 т/га в слое 0-100 см (Орлов, Бирюкова, 1995).

Высокий потенциал лесотундры в отношении стока углерода связан и с максимальными запасами фитомассы мохообразных и высокими темпами их прироста в зональных экосистемах (Тишков, 1978). Имея низкие пищевые качества для консументов, их опад практически в полном объеме поступает в детритный цикл биологического круговорота, сохраняется в подстилке и оторфовывается. В отсутствии развитой корневой и проводящей системы моховой горизонт продуцирует только в периоды оптимального увлажнения (до 70-80% продукции мохового покрова в типичных тундрах Таймыра формировалось в первые недели после схода снега, когда богатые надмерзлотные поверхностные воды достаточно промачивали моховой горизонт). Покров мохообразных имеет колоссальную адсорбирующую поверхность и удельную плотность: «моховой фильтр» на пути вертикальных потоков СО2 из почвы способен коренным образом влиять на параметры углеродного баланса экосистемы (Тишков, 1978).

Для оценки реальных масштабов других элементов углеродного баланса АЗРФ можно привести данные по объемам стока растворенного и взвешенного углерода с речным стоком в арктические моря России (см. выше).

Характеристика биогенных макропотоков углерода и оценка запасов углерода в почвах. Для понимания процессов формирования биогенных макропотоков углерода важно иметь представление о зональной дифференциации показателей запаса и продукции фитомассы (табл.

6.11-6.14). Ранее было показано, что оценка запасов углерода в фитомассе тундр и лесотундры России составляет 2735.34 млн. т С (2.735 Гт С) для площади 283.5 млн. га (табл. 6.14 ), т. е. в среднем для России он равен 9.65 т С га-1, различаясь по группам экосистем.

Содержание углерода в чистой первичной продукции (NPP) тундр и лесотундры России составляет 378.0 млн т С год-1, из этой величины 233.9 млн т С год-1 приходится на зональные тундры всех типов, 74.6 0 млн. т С год-1 на лесотундры и 68.5 млн. т С год-1 на интразональные экосистемы различных типов. Приведенные оценки запасов углерода в фитомассе и первичной продукции арктических экосистем хорошо согласуются с имеющимися в литературе. Однако использованный метод усредненных эмпирических величин на значительные категории площадей далек от совершенства. С одной стороны, встают проблемы ограниченности исходных полевых материалов и корректности распространения таких данных на зональные или ландшафтные площади. С другой стороны, получаемые оценки отражают не столько современное состояние углеродного баланса, сколько усредненные для значительных временных отрезков за период проведения эмпирических исследований. Поэтому полученные оценки запасов углерода и некоторые показатели его круговорота в арктических экосистемах России следует считать как начальный этап инвентаризации углеродного цикла, нуждающийся в уточнении всех величин.

В табл. 6.15 приведены средние и абсолютные значения запасов органического углерода в почвах различных ландшафтов для регионов тундровой зоны России, включая лесотундру.

Географическое распределение средних запасов органического углерода в почвах тундровой зоны России подчиняется определенным широтно-меридиональным закономерностям. На Кольском полуострове наибольшие средние значения свойственны болотам и речным поймам горной тундры и болотам лесотундры, в Восточно-Европейской провинции и на Полярном Урале - в болотах лесотундры и лесотундре, в Сибири - в болотах арктической и типичной тундры, на Чукотке - в лесотундре, где значительно представлены низкорослые заросли кедрового стланика. Зональность распределения запасов органического вещества и углерода почв (возрастание их от полярных пустынь к южной тундре за исключением болотных территорий) отмечается и другими авторами (Игнатенко, и др., 1973; Базилевич, Тишков, 1981, 1986; Базилевич, 1993).

Таблица 6.15. Средние и общие запасы углерода в органическом веществе почвы для ландшафтов тундровой зоны России (данные Д.Г.Замолодчикова) пустыни Горная тундра 0.45 53.3± 18. 24± 8 0.26 204.0 46.4 53± 12 0.10 128.7 55.4 13± Южная тундра 1.90 99.9± 29. 190± Лесотундра 3.12 108.1± 36. 337± 113 0.32 321.1 139. Арктич. тундра 1.67 68.5± 18. 114± Типичная 4.55 79.2± 25. 361± 114 0.45 155.1 38.3 70± 17 0.12 179.1 59.8 21± Южная тундра 11.9 141.4± 60. 1686 715 1.12 321.1 139. 361 156 0.64 179.1 59.8 115± Лесотундра 6.38 310.8± 126. 1982 805 0.40 321.1 139. 128 56 0.13 192.0 60.7 25± Всего 24.5 168.9± 67. 4143 166 1.97 283.2 116. 559 229 0.89 181.0 59.9 161± полярные пустыни Лесотундра 0.09 191.1± 69. 17± Острова западного сектора Северного Ледовитого океана пустыни Арктическая 2.30 57.6± 3.4 132± тундра Горная тундра 0.00 105.5± 23.

Арктическая 6.50 57.6± 3.4 374± 22 0.68 212.8 50.4 145 34 0.83 100.7 30.4 84± Типичная 10.9 79.5± 9.2 871± 101 0.55 155.1 38.3 85± 21 1.60 179.1 59.8 287± Южная тундра 11.1 83.3± 20. 924± 226 0.71 151.7 47.1 108 33 2.41 179.1 59.8 432± Лесотундра 3.52 66.7± 11. 235± 41 0.16 151.7 47.1 24± Всего 32.0 75.0± 12. 2404 389 2.10 172.4 45.9 362 96 4.84 165.7 54.8 802± пустыни полярные пустыни Типичная 17.0 85.9± 22. 1463 375 0.17 155.1 38.3 26± 6 2.41 179.1 59.8 431± Южная тундра 10.8 121.2± 43. 1309 466 0.03 147.8 54.0 4± 2 1.24 179.1 59.8 222± Лесотундра 13.1 145.4± 65. 1907 859 0.11 147.8 54.0 16± 6 1.86 192.0 60.7 357± Всего 83.0 87.9± 23. 7304 191 0.31 152.0 45.4 46± 14 7.78 160.4 52.4 Арктическая 10.1 91.5± 8.6 925± 87 0.06 212.8 50.4 12± 3 3.45 100.7 30.4 347± Лесотундра 7.56 145.4± 65. Всего 40.4 103.7± 28. 4199 114 0.06 212.8 50.4 12± 3 7.04 136.7 45.1 962± пустыни Горная тундра 0.48 79.4± 14. 38± Арктическая 3.20 87.7± 14. 281± полярные пустыни тундра Связанные с зональностью особенности распределения средних запасов существенно сказываются на значениях абсолютных запасов; в результате - ранжирование элементарных выделов по абсолютным запасам существенно отличается от площадного представительства тех же выделов (табл. 15). Так, по абсолютным запасам лидерами являются лесотундры ВосточноЕвропейской провинции (1982 Гт) и Центральной Сибири (1907 Гт), по площадям же доминируют арктические тундры Центральной Сибири (23.05 млн. га) и дальневосточные типичные тундры (20.42 млн. га).

Суммарная оценка запасов углерода в почве тундровых и лесотундровых экосистем России составила 28.6 ГтС для площади 279 млн. га (табл. 12). На европейскую часть России приходится около 21% общих запасов почвенного углерода, причем большая часть из них сосредоточена в Восточно-Европейской тундре (17 %); на Кольский полуостров и Полярный Урал приходится лишь 4 %. Максимальные запасы углерода сосредоточены в более крупных по площадям регионах: Средней Сибири (8.6 ГтС) и Чукотско-Анадырской провинции (4.7 ГтС), минимальные - на Кольском полуострове (0.7 ГтС) и Полярном Урале (0.4 ГтС).

Средний запас углерода для российских тундр по оценкам Д.Г. Замолодчикова составил 103 тС га-1 при варьировании от 23 тС га-1 в полярной пустыне до 321 тС га-1 в болотах лесотундры (Табл. 6.16). В сводке К.И. Кобак (1988) размах варьирования средних величин составляет для тундр 50-200 тС га-1, для арктических ерников (зарослей берез кустарниковых) 27-232 тС га-1.

Таблица 6.16. Средние и общие запасы углерода в органическом веществе арктических экосистем России в целом и ее северных регионов территория севера России сектора Северного Ледовитого океана Перед сравнением независимых суммарных региональных и зональных величин необходимо отметить, что различия между ними объясняются, с одной стороны, варьированием средних величин, использованных в качестве исходных, с другой, разными оценками площадей.

Как уже отмечалось, мы оцениваем площади на основе ландшафтной карты, в то время как другие исследователи используют для этого почвенные карты, справочные материалы по природно-сельскохозяйственному районированию или иные типы ландшафтных карт. В качестве единицы территориального деления часто принимаются типы почв (Рожков и др., 1996). Для корректного сравнения мы суммировали авторские данные по типам почв, относящихся к зональному распространению тундр и лесотундры.

Оценки площадей полярно-тундровой зоны (без лесотундры) оказываются достаточно близкими (табл. 6.11), варьируя от 1.81 до 2.35 млн. км2. Во многих из них (Честных и др., 1999) лесотундра рассматриваются вместе с зоной северной тайги, потому суммарная площадь этих двух зон существенно выше нашей оценки для лесотундры (табл. 6.11).

Оценки средних запасов углерода в полярно-тундровой зоне образует две группы: (1) в пределах 80-106 тС га-1) Орлов и др., 1996; Честных и др., 1999), и (2) с вдвое большими значениями – 186-204 тС га-1 (Рожков и др., 1997). Причины столь больших расхождений не совсем ясны, однако можно предположить, что они связаны с недооценкой широтной зональности распределения средних запасов почвенного углерода. Например, в работе В.А.

Рожкова с соавт. (1997), средний запас углерода в равнинных арктических почвах составляет всего 50 тС га-1, и на них приходится только 11% общей площади тундровой зоны. По нашим оценкам, на площадь полярных пустынь и арктических тундр приходится около 30% при среднем запасе 69 тС га-1. В работе Kolchugina T. P., Vinson T.S. (1993) для всех зональных тундр использованная единая средняя оценка 200 тС га-1. Для лесотундры и северной тайги оценки среднего запаса углерода у разных авторов оказываются очень близкими, составляя -169-172 тС га-1 (Углерод в экосистемах…, 1994).

Отмеченные отличия в средних запасах приводят к расхождениям и для абсолютных запасов углерода в полярно-тундровой зоне России, которые составляют от 19.2 до 21.1 ГтС или от 40.2 до 43.7 ГтС. Наличие столь значимых расхождений дают основание считать, что для арктических экосистем обсуждаемый вопрос еще нельзя считать полностью закрытым.

Обобщенные оценки средних запасов углерода в мировом тундровом биоме также сильно различаются, составляя 127 тС га-1 и 204 тС га-1 (Табл.6.17). Первая из них вполне сопоставима с полученной нами величиной (103 тС га-1), особенно с учетом северного положения наиболее крупных регионов российской тундры – Западной и Средней Сибири.

Приняв за общую оценку запасов углерода в почвах тундрового биома мира 121 ГтС, получим, что на долю российских тундр и лесотундры приходится 24% от этого количества.

Таблица 6.17. Оценки средних и суммарных запасов углерода в органическом веществе почвы тундр и лесотундры России и Мира В итоге можно заключить, что именно биогенный углерод составляет основу баланса углерода в Арктике и он же в форме углекислого газа и метана, а также в виде растворенной органики и твердого стока в воде поступает дополнительно при расстеплении вечной мерзлоты, термоэрозии берегов при наблюдаемом потеплении климата.

6.5.4. Оценка сезонной динамики углеродных потоков в тундрах России Важным фактором, определяющим сток и эмиссию углерода в Арктике, является его сезонная динамика. Показано (Замолодчиков, 1999, 2003; Виноградов и др., 1999), что сухопутные и морские экосистемы в холодный и теплый период функционируют с разным знаком баланса углерода. Наиболее важными факторами для экосистем суши являются температура почвы, температура воздуха, влажность почвы и уровень грунтовых вод и вечной мерзлоты. В некоторых случаях, на сток и эмиссию углерода в разные сезоны может влиять содержание в почвах карбонатов.

Изменение функционирования экосистем Арктики в результате изменений климата будет происходить с потерей определенной части углерода, которая в принципе могла бы компенсироваться изменениями в сезонной динамике углеродных потоков, связанной с увеличением вегетационного периода и региональными сдвигами баланса между продукцией и деструкцией органического вещества. Изучение современной сезонной динамики углерода в тундрах как раз и позволяет выявить процессы, которые в перспективе могут трансформировать его баланс, например, способствовать его сдвигу в сторону источника при увеличении глубины протаивания почвы или снижения ее влажности (и роста аэрированности, стимулирующей деструкцию органического вещества).

Ниже приведены данные (Табл. 6.18), позволяющие оценить величины валовой первичной продукции (GPP), валового дыхания (GR), его зимней части и чистого потока углерода (NP) в арктических, горных, типичных и южных тундрах АЗРФ. Они позволяют со значительной определенностью выявить зимнюю составляющую функционирования и оценить ожидаемый сдвиг баланса углерода в связи с увеличением вегетационного периода при потеплении климата.

Понятно, что морские экосистемы также отличает сезонность продуцирования и аккумуляции углерода. Однако, они представляют собой более гомогенную среду с не столь значительными колебаниями температурных условий по сезонам. В соответствии с этим и годовые составляющие углеродного баланса имеют отличные от сухопутных пропорции.

Исключение составляет продукция фитопланктона и макрофитов, которая в условиях ледяного покрова резко падает. Также, существенно меняется и поступление органики со стоком рек, который, правда, в последние десятилетия в связи с климатическими изменениями растет, в т.ч.

и в зимний период (Воздействие потепления в Арктике, 2004).

Таблица 6.18. Оценки величины валовой первичной продукции (GPP), валового дыхания (GR), его зимней части и чистого потока углерода (NP) в арктических, горных, типичных и южных тундрах российской Арктики тундры тундры тундры тундры тундровая зона России На Рис. 11 показан общий характер сезонной динамики чистого потока углерода в тундрах России. Понятно, что в период с июня по октябрь валовое дыхание и валовая первичная продукция тундр демонстрируют «зеркальную» картину динамики и направления потоков углерода. Собственно сток углерода протекает не более чем в 3-х месячный теплый период с незначительными различиями в разных типах тундр.

6.5.5. Подходы к оценке годовой эмиссия метана арктических экосистем России Глобальный поток метана в атмосферу Земли составляет 500-800 Тг/год (Заварзин, Васильева, 1999). Несмотря на то, что некоторые авторы акцентируют внимание на значительных запасах метана в донных отложениях океана (Воздействие потепления в Арктике, 2004), все же основным источником его служат континенты и непосредственно арктические регионы и территории с вечномерзлыми грунтами. Это связано и тем, что в океане цикл метана замкнут – образуясь в донных отложениях, он окисляется при прохождении водной толщи. Наибольшие концентрации метана отмечаются в северных циркумбореальных и циркумполярных регионах (между 50 и 70 градусами северной широты), где имеется определенный дисбаланс между поступлением и утилизацией метана, деятельностью метанообразующих и метаноокисляющих бактерий. Именно потепление климата и расстепление мерзлоты способны сдвинуть этот глобальный баланс в сторону эмиссии. Также следует подчеркнуть, что аналогичные процессы могут быть и на морских мелководьях и в эстауриях, где имеются значительные площади с анаэробными условиями и при соответствующих сдвигах условий среды возможны масштабные эмиссии этого газа.

Общий поток метана с территории России оценивается разными авторами от 5 до 100 Тг.

Наиболее близкая величина, рассчитанная по пропорции площадей почв с разным метановым пулом – около 30 Тг в год (Zelenev, 1996). При сравнении с углекислым газом такая величина кажется незначительной, однако если принимать во внимание тепловой эквивалент метана, как парникового газа, эту величину можно умножать на 20 и тогда полученная величина эффекта будет сопоставима с эмиссией углерода от ископаемого топлива или соответствовать стоку углерода в лесные экосистемы.

Если принять во внимание, что наиболее крупными поставщиками метана с территории России являются тундры, сфагновые болота и области распространения т.н. криосолей (Ривкин, Галичинский, 1996; Галичинский, 2006; Заварзин, 1999), то, прогнозируя климатогенные изменения этих экосистем, можно определить и реальный рост эмиссии метана за счет расширения площадей с криогумидными условиями, с высвобождением в включением в глобальный цикл части метана, законсервированного в слое вечной мерзлоты, лежащем ниже современного на 25-50 см.

Особо следует отметить поступление метана при разрушении морских и речных берегов, скорость которого, по оценкам И.В. Семилетова (1999), может достигать достигает нескольких метров в год. При этом, в эродируемых грунтах высока льдистость, концентрация органического вещества и метана. Масштабы явления требуют более детальных оценок и уточнения географической специфики. Пока же можно говорить, что процессы деградации береговой линии усиливаются с ростом температур, стока, подъемом уровня океана, усилением ветров.

Помимо природных источников метана в АЗРФ в связи с расширением сферы деятельности добывающей промышленности существенными становятся и антропогенные источники. Известно, что активное метанообразование происходит в подземных водах и осадочных породах нефтегазовых районов, к которым, по последним данным, относятся большие части территории и особенно акватории АЗРФ (Додин, 2005). Одна из научных задач исследований в Арктике – дать оценку объемам метана (как одного из попутных газов), высвобождаемого при разведке и добыче нефти и газа. Такие данные пока для расчетов эмиссии метана отсутствуют, хотя рекомендации использования попутных газов, включая метан, с расчетом по отдельным месторождениям имеются.. К антропогенным источниками метана следует отнести отходы аграрного производства, бытовые отходы, в том числе твердые бытовые отходы, деструкция которых в Арктике замедлена в связи с низкими температурами и повышенной влажностью (собственно анаэробными условиями хранения, стимулирующими метанообразование). Среди прочих источников смешанного (природного и антропогенного происхождения) можно выделить лесные и тундровые пожары, которые ежегодно охватывают в областях распространения вечномерзлых грунтов в России не менее 1-2 млн. га. К ним следует добавить и масштабные палы, охватывающие значительные площади нарушенных оленьих пастбищ на водоразделах и травяной растительности в поймах северных рек.

Даже по предварительным оценкам до 7% эмиссии метана в атмосферу – это метан, образующийся в результате накопления твердых бытовых отходов. Кроме того, 7-8% метана поступает в атмосферу в результате несовершенства технологий добычи нефти, газа и угля.

Основная же часть метана поступает от природных источников, среди которых арктические экосистемы и экосистемы в областях распространения вечномерзлых грунтов – лидеры.

6.6. Исследование биоразнообразия и природных экосистем АЗРФ в рамках международных и отечественных научных проектов и программ Интерес к проблемам сохранения биоразнообразия в АЗРФ исключительно высокий на международном, национальном и региональном уровнях. Это отражается на составе реализуемых и планируемых проектов, поддерживаемых международными фондами, правительствами отдельных стран, федеральными органами управления, региональными правительствами Российской Федерации и другими организациями. Ниже рассмотрены некоторые национальные и международные программы, реализуемые в АЗРФ.

6.6.1. Научные проекты по проблемам сохранения биоразнообразия АЗРФ Обзор научных проектов по изучению природы Арктики опубликовал академик Ю.И. Чернов (2004). Некоторые дополнительные сведения можно найти в обзоре (Тишков, 2005). В данном разделе за основу взяты оценки в выделении приоритетов исследований, изложенные в этих публикациях. Главную роль в развитии фундаментальных направлений исследований биологического разнообразия Арктики играют государственные, в основном, академические учреждения (Российская Академия Наук, РАН). Их базовое бюджетное финансирование в последнее десятилетие недостаточно для интенсивных полевых и лабораторных исследований.

Основным источником средств для проведения таких работ в Арктике являлась плановая тематика (до 100 тем) и конкурс грантов Российского Фонда Фундаментальных Исследований (РФФИ) – ежегодно его преодолевают 20 - 25 проектов, посвященных разным аспектам биоразнообразия Арктики. Одновременно с учетом региональных конкурсов РФФИ выполняется от 50 до 70-80 проектов. Только треть из них полностью посвящена биоразнообразию собственно Арктики.

Всего в проектах РФФИ, посвященных биоразнообразию Арктики в широком смысле, участвует ежегодно около 300 - 350 специалистов-исполнителей (до начала реализации Международного полярного года 2007-2008 гг.). Средняя сумма гранта не превышает 3-4 тысяч долларов США в год и не позволяет организовывать полноценные полевые исследования.

Поэтому ежегодно проводятся дополнительные экспедиционные конкурсы, в которых участвуют исполнители основных проектов. В них ежегодно побеждают еще 15-20 заявок арктической тематики, каждая из которых подается от одного или нескольких, иногда более десяти проектов. Суммы, выделяемые ежегодно на эти гранты (от 3 до 12 тыс. долларов США), достаточны для организации небольших экспедиций в разные районы Арктики по отдельным конкретным вопросам (Чернов, 2004).

В программе Президиума РАН «Биоразнообразие и динамика генофондов»(2006-2010) выполнялись проекты по изучению арктических экосистем (Ботанический институт РАН, Института проблем экологии и эволюции РАН (ИПЭЭ РАН), Центр экологии и продуктивности лесов РАН, Института экологии растений и животных УрО РАН, Полярно-альпийский ботанический сад-институт РАН, Институт биологии КНЦ УрО РАН, и Мурманский морской биологический институт КНЦ РАН). Они были посвящены флоре, наземным беспозвоночным, морской фауне, микофлоре, вопросам интродукции, рекультивации нарушенных экосистем, биоресурсам арктических морей и др.

С конца 1990-х гг. по 2010 гг. около 20 учреждений проводили исследования биологического разнообразия Арктики (ААНИИ, ИГ РАН, ММБИ КНЦ РАН, ИО РАН и др.) по Федеральной целевой программе "Мировой океан», подпрограммы по Арктике (например, проект "Арктические экосистем»). В этом проекте наибольшее внимание уделялось продукционным и ресурсным исследованиям, изучению флоры и фауны различных территорий и акваторий Арктики.

В 2002-2004 гг. исследования биоты и экосистем АЗРФ были продолжены в рамках ФЦНТП «Глобальные изменения природной среды и климата», но специальные региональные проекты по Арктике в ней отсутствовали.

В 2004-2006 гг. ряд исследований выполнялся в рамках программ фундаментальных исследований Президиума РАН и отделений РАН (Отделения наук о Земле и Отделения биологических наук). Например, в 2006 г. биогеографические исследования Института географии РАН в Арктике проводились по двум программам фундаментальных исследований РАН - Президиума РАН «Природные процессы в полярных областях Земли и их вероятное развитие в ближайшие десятилетия» (тема «Изучение численности и ареалов животных и растений в полярных областях в условиях меняющегося климата и хозяйственного освоения») и программе ОНЗ РАН №14 «История формирования бассейна Северного Ледовитого океана и режим современных природных процессов Арктики» (тема ««Климатогенные и антропогенные изменения биоты и экосистем Российской Арктики: анализ современных тенденций и прогноз»). Среди районов исследований можно выделить Мурманскую область (побережье, заливы и архипелаги Белого моря), Ненецкий а.о. (низовья р. Печора и о-в Колгуев), Ямало-Ненецкий а.о. (п-в Гыдан, Гыданский заповедник) и Чукотском а.о.

(Беринговский р-н), а также центральные районы о-ва Западный Шпицберген (Норвегия).

Объектами тематических исследований являлись: (1) изменения численности и распространения морских, водоплавающих и околоводных птиц Арктики; (2) закономерности изменений и трансформации флоры и растительного покрова севера европейской территории России; (3) тенденции изменений ареалов некоторых видов млекопитающих на северном пределе их распространения; (4) развитие процессов фрагментации экосистемного покрова в районах хозяйственного освоения.

Многие исследователи биоты и экосистем Арктики и коллективы участвуют в разнообразных международных проектах. В настоящее время они сгруппировались вокруг специальных программ Арктического совета:

«Сохранение арктической флоры и фауны» (CAFF), результаты которой опубликованы в специальном издании - «Arctic flora and fauna. Status and conservation. (Helsimki, Edita, 2001);

«Программа мониторинга циркумполярного биоразнообразия» (CBMP);

«Программа арктического мониторинга и оценки» (AMAP), результаты которой также были опубликованы в специальном издании (Загрязнение Арктики…, 1998).

«Оценка изменений климата в Арктике» (ACIA), первые результаты которой обобщены в брошюре – «Impacts of a warming Arctic…» (2004);

«Быстрая оценка устойчивости циркум-арктических экосистем» (RACER), проект Арктической программы Всемирного Фонда Дикой Природы (WWF), задача которого направлена на оценку изменчивости и устойчивости экосистем в 50 ключевых биорегионах Арктики и др.

В 1990-х гг. была попытка реализовать международный проект "Панарктическая биота", цель которого - инвентаризация и создание баз данных по флоре и фауне в циркумполярном объеме. Но пока деятельность этого проекта успешна лишь по разделу флоры.

Один самых популярных международных арктических проектов ITEX ("Международный тундровый эксперимент"), который получил продолжение в период МПГ 2007-2008 годов, преследует цели, соответствующие в основном проблеме реакции арктических экосистем на глобальные изменения климата.

Широкое распространение получают двусторонние или трехсторонние проекты, посвященные конкретным регионам, биологическим объектам и имеющие четкие сроки исполнения. Так, исследования по плейстоценовой фауне и происхождению арктических экосистем Восточной Сибири проводят сотрудники Института проблем экологии и эволюции РАН совместно с немецкими специалистами. Институт физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН в рамках российско-американского проекта исследовал жизнеспособность микрофлоры и других групп организмов в мерзлых грунтах Северо-востока Сибири до возраста более 30 000 лет. Энтомологи Института биологических проблем Севера (ИБПС ДВО РАН и др.) совместно с финскими специалистами провели сравнительные исследования адаптивных механизмов насекомых и других беспозвоночных субарктической Скандинавии и Северо-востока Азии.

Ученые Ботанического института РАН и Института биологических проблем криолитосферы РАН выполнили проект "Карта циркумполярной арктической растительности" М 1: 7 500 000 (2003) совместно со специалистами США, Канады и Норвегии.

В Институте Арктики и Антарктики создана лаборатория полярных исследований им.

О.Ю. Шмидта, которая организует конкурсы проектов, финансируемых, в основном, Германией в рамках российско-германской программы "Система Моря Лаптевых". Биоте моря Лаптевых посвящены также обширные исследования специалистов Зоологического института РАН, которые участвуют в нескольких международных проектах. Международными являются работы Института биологии Коми НЦ РАН по биоиндикации состояния и мониторингу наземных экосистем в условиях промышленного загрязнения и рекультивации техногенных субстратов.

Практически все арктические заповедники России участвовали в работах по Проекту Глобального Экологического Фонда «Сохранение биоразнообразия» (1997-2002), в рамках которого осуществлялась поддержка их служб охраны, развитие связи и приобретение транспорта, проведение научных исследований (в основном, инвентаризация биоты и сбор данных по многолетним рядам наблюдений). В проекте участвовали Лапландский, Кандалакшский, Ненецкий, Большой Арктический, Путоранский, Таймырский, Усть-Ленский, Остров Врангеля, Магаданский заповедники.

Общая численность отечественных научных сотрудников, участвующих в исследованиях биоты и природных экосистем АЗРФ на начало XXI века, по оценкам Ю.И. Чернова (2004) и нашим расчетам, составляло от 600 до 800 человек ежегодно (в период реализации программ Международного Полярного Года – до 1100). Ведущую роль в этих исследованиях играли и играют Ботанический институт РАН, Зоологический институт РАН, Мурманский морской биологический институт КНЦ РАН, Полярно-альпийский ботанический сад-институт КНЦ РАН, Институт биологических проблем Севера ДВО РАН, Институт экологии растений и животных УрО РАН, Институт проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН, Институт географии РАН, Институт биологических проблем криолитозоны СО РАН, Институт биологии Коми НЦ УрО РАН, Институт микробиологии РАН, Поморский государственный университета, Биологический и Географический факультеты МГУ, научные отделы государственных заповедников - Остров Врангеля, Кандалакшский, Лапландский, Ненецкий, Гыданский, Усть-Ленский, Таймырский, Большой Арктический и др.

Комплексные исследования наземной биоты и экосистем разных регионов Арктики развиваются в Институтах и подразделениях, которые возглавляют Г.Г. Матишов, В.Н.

Большаков, Ю.И. Чернов, А.П. Андрияшев, Н.В. Матвеева, Д.И. Берман, А.В. Шер, Ф.Б.

Чернявский, А.А. Тишков, и др. Большое число специалистов заняты изучением самых разных аспектов арктического биоразнообразия, в первую очередь систематики растений и животных.

По этому показателю Россия, безусловно, опережает все прочие арктические страны, вместе взятые. Так, в Ботаническом институте РАН, где до недавнего времени активно работал Б.А.

Юрцев, умерший в 2005 г., продолжают вести исследования геоботаники и флористы (В.Ю.

Разживин, Н.В. Матвеева, А.Е. Катенин и др.), специалисты по всем группам арктической флоры - систематики и флористы, разрабатывающие таксономию и хорологию сосудистых растений (Т.В. Егорова, В.В. Петровский, О.В. Ребристая), мохообразных (О.М. Афонина, А.Л.

Жукова), грибов (И.В. Каратыгин) и др. Много первоклассных систематиков и флористов по разных группам флоры и микофлоры работает в институтах Уральского отделения (П.Л.

Горчаковский, В.А, Мухин, М.А. Магомедова), Сибирского отделения РАН (Л.И. Малышев). В Зоологическом институте РАН работают специалисты по всем группам животных, входящих в арктическую фауну, в том числе рыб (А.П. Андрияшев, Н.В. Чернова), водных беспозвоночных (С.И. Старобогатов, Б.И. Сиренко и др.), насекомых (Б.А. Коротяев, В.А. Рихтер, Э.П. Нарчук, И.М. Кержнер и т.д.).

Высококлассные специалисты по систематике разных групп арктической флоры и фауны трудятся в Институте проблем экологии и эволюции РАН (Ю.И. Чернов, О.Л. Макарова, А.Б.

Бабенко), на кафедре беспозвоночых МГУ (И.А. Жирков, А.В. Чесунов, А.Б. Цетлин), в Институте биологических проблем Севера ДВО РАН (Ю.М. Марусик). В качестве примера можно привести работу большого коллектива энтомологов Биолого-почвенного института ДВО РАН, подготовившего многотомный определитель насекомых Дальнего Востока.

Важную роль в исследованиях биологического разнообразия Арктики играет сеть стационаров и опорных пунктов. В отличие от американской Арктики, где они привязаны, в основном, к небольшому числу хорошо оснащенных и длительно существующих стационаров, в АЗРФ работы ботаников, зоологов, почвоведов и даже микробиологов издавна велись широким фронтом. Очень популярны были экспедиционные формы работы. Маршруты экспедиций покрывали огромные территории и акватории. Наряду с этим с 1960-1970-х годов интенсивно развивались стационарные исследования на специально организуемых станциях, на базах заповедников и полярных станций. Таковы стационары «Харп» на юге Ямала, «Тарея» и «Агапа» на Таймыре, "Чаун" на побережье Чаунской губы, заповедник "Остров Врангеля" и др.

Продолжается изучение природных комплексов тундры, эмиссии парниковых газов, биологических и почвенных процессов в тундровой зоне Якутии. Несколько лет в охранной зоне Усть-Ленского заповедника работает Российско-германская комплексная экспедиция "Лена-дельта". Германскую сторону представляют ведущие в мире в этой области научные организации — Институт полярных исследований им. Альфреда Вегенера и Центр морских геологических исследований ГЕОМАР, российскую — Арктический и Антарктический научноисследовательский институт (ААНИИ) Росгидромета, Усть-Ленский заповедник и Институт биологических проблем криолитосферы ЯНЦ СО РАН.

С помощью автоматической метеорологической станции организован мониторинг на острове Самойловском (Якутия). Здесь учеными Института мерзлотоведения СО РАН построен новый научный стационар "Самойловский", оборудованный всем необходимым для жилья и работы в условиях Арктики, в работе которого принимают участия биологи и экологи.

Полуостров Таймыр, остров Врангеля, юг Ямала и дельта р. Лена стали модельными территориями, на которых выполнены большие серии исследований. Объем и многообразие накопленной здесь информации сейчас не имеют равных при сравнении изученности компонентов биоразнообразия в Арктике в целом.

К сожалению, в исследованиях биоты и экосистем АЗРФ много пробелов. Это мешает разработке превентивных действий по сохранению биоразнообразия и устойчивому использованию биоресурсов. Например, очевидна необходимость развития полевой экспериментальной экологии, для чего крайне важно развивать стационарные исследования.

Особого внимания заслуживает развитие работ, создающих основы природоохранных, восстановительных и ресурсосберегающих технологий, о чем сказано ниже.

Глобальные изменения климата и проблемы биоразнообразия. Проекты по данной тематике ведутся совместно с учеными США (Якутия, Чукотка, Таймыр), Голландии (Якутия, Таймыр), Финляндии (Европейский Север) и др. С 2000 г. часть этих исследований была продолжена в рамках программы Арктического совета ACIA. Наряду с задачами оценки состояния, сохранения и восстановления биоразнообразия, использования биоресурсов в меняющихся условиях климата, эта программа решала некоторые социально-экологические, медико-биологические и эколого-экономические задачи. С 2007 по 2009 годы ряд проектов по климатогенным изменениям биоты реализовывались в рамках международной и национальной научных программ МПГ 2007-2008 годов. Например, в Мурманском морском биологическом института КНЦ РАН и Институте географии РАН исследовались климатогенные тренды биоты в связи с потеплением климата в Арктике в последние десятилетия, а Зоологический музей МГУ и Институт проблем экологии и эволюции РАН выявили изменения в динамике численности и размещении видов таких важных групп арктических околоводных и водоплавающих птиц, как кулики и гусеобразные (Томкович, Шубин, 2002). Результаты этих исследований отражены в материалах Международного банк данных по условиям размножения арктических птиц (и в его Бюллетенях: Томкович, Соловьев, 2001), Международной рабочей группы по куликам и Международной рабочей группы по гусеобразным.

Инвентаризация биоразнообразия Арктики: флористика, фаунистика, подготовка определителей, баз данных и пр. Основная масса проектов в данном области была ранее поддержана подпрограммой ФНТП «Биоразнообразие», проектами РФФИ и проектами программ фундаментальных исследований Президиума РАН и Отделения биологических исследований РАН. Международные проекты в данной области касаются поддержки изданий за рубежом готовых обзоров, определителей, сводок. В России обеспеченность этого направления специалистами высокого класса не имеет равных за рубежом. Таксономические, флористические и фаунистические исследования арктической биоты России имеют длительную, более чем столетнюю историю, но в последние десятилетия наблюдался особенно резкий их подъем и развитие. Опубликовано много частных и обобщающих сводок по флоре и фауне Арктики, охватывающих почти все основные таксоны. В числе наиболее значимых ботанических проектов - уникальной "Арктической флоры СССР", серия аннотированных списков, составленных специалистами, в основном, Ботанического института РАН - по мхам (Afonina, Czerenyadjeva, 1995), печеночникам (Коnstantinova, Pоtemkin, 1996), грибам (Каратыгин и др., 1999), водорослям (К.Л. Виноградова, С.И. Генкал, Н.И. Стрельникова), сосудистым растениям (Секретарева, 1999). Вышли из печати большие серии работ ЗИН РАН по морской фауне (Б.И. Гиренко и др.), а результаты исследований морской фауны Северного Ледовитого океана обобщены в рамках совместного международного проекта с Институтом полярного экологии (Университет г. Киль, Великобритания) «Computer Network for Arctic Marine Fauna» (CNAMF). Особо следует отметить сводки по панарктической ихтиофауне (Павлов и др., 1999, 2001; Чернова, 2005; Решетников, 2007; Андрияшев, Чернова, 1994 и др.).

По проблемам изучения и сохранения биоразнообразия опубликовано много работ регионального характера. Так, по восточному сектору Арктики вышли региональные сводки по сосудистым растениям (Б.А. Юрцев, В.В.Петровский, А.А.Пугачев) и наземным позвоночным и рыбам (Чернявский, 2000, Черешнев, 1996, 1998), Особо следует отметить начатый еще в г. многотомный "Определитель насекомых Дальнего Востока СССР (России)" под редакцией П.А. Лера, включающий и энтомофауну арктической части Северо-востока Азии. Уже опубликовано более 10 книг этого уникального издания. Детально исследуется состав флоры и фауны ключевой области материковой Арктики - Таймыра и Северной Земли (Chernov, Matveeva, 1997; Матвеева, 1998; Чернов и др., 1993., 2000, 2001, 2004; Макарова, 2000, 2001).

Институт биологии КНЦ УрО РАН публикует серию сводок по фауне Европейского Северовостока, включая тундровую часть этого района (Ануфриев, Бобрецов, 1996; Лешко, 1998:

Татаринов, Долгих, 1999). Усилиями российских и норвежских орнитологов завершена крупная сводка по морским птицам Баренцрегиона, вышедшая на английском и русском языках (Состояние популяций…, 2003).

Состав наземной биоты и природные экосистемы наиболее изучены на территориях восточно-европейского сектора, юга Ямала, Таймыра, острова Врангеля, Чукотки. Но ряд ключевых территорий, таких как п-ов Канин, Гыдан, острова Северного Ледовитого океана, большая часть арктической Якутии, нуждается в организации специальных фаунистических и флористических исследований с привлечением профессиональных систематиков, флористов, фаунистов, биогеографов. Так, в 1990-х – начале 2000-х годов усилиями сотрудников Института природного и культурного наследия РАН и Института географии РАН был проведен ряд экспедиций на Новую Землю, Землю Франца-Иосифа,. Сотрудники Института проблем экологии и эволюции РАН в последние десятилетия активно исследовали фауну беспозвоночных и позвоночных животных практически во всех регионах Арктики, в т.ч. на арктических архипелагах, проводили маршрутные работы по изучению фауны птиц п-ова Таймыр, севера Республики Якутия и п-ова Чукотка (Е.Е. Сыроечковский-мл., Е.Г. Лаппо и др.). В 2001-2009 гг. сотрудники лаборатории биогеографии Института географии РАН провели маршрутные исследования фауны позвоночных животных п-ова Гыдан в границах Гыданского заповедника, архипелагов Белого моря, низовьев р. Печора, о-ва Колгуев, п-ова Чукотка и др.

Исследования российских флористов и фаунистов последних лет позволяет дать суммарную оценку видового богатства всего органического мира Арктика. Эти данные в дальнейшем составят основу баз данных по таксономическому составу биоты Арктики.

Подсчет суммарного богатства всех основных высших таксонов биоты Арктики, как отмечено выше, дает цифру 25 000-26 000 видов. Эта диспропорция между долями площади (площадь Арктики - около 4% площади Земли) и видового богатства обусловлена общим снижением таксономического разнообразия от тропиков к полюсам в связи с уменьшением количества климатического тепла, но также и другими факторами, в частности, связанными с генезисом арктической биоты (Чернов, Пенев, 1993; Чернов, 2003).

Российские исследования по типологии и зональной структуре растительного покрова и животного населения, климатическим градиентам и климатогенным трендам биоразнообразия Арктики имеют давние традиции. Но следует признать значительную неоднозначность трактовок многими отечественными и зарубежными авторами основных ландшафтнозональных категорий (зона, подзона) и их границ в северных регионах России. Российские специалисты (прежде всего, биологи и с некоторой острожностью в оценках – географы) рассматривают структуру и пространственные закономерности биоразнообразия Арктики как результат маргинального положения в глобальных трендах биоразнообразия, как обостренное выражение глобальных тенденций (Cheгnov, Маtveyeva, 1997, Чернов, 1999). Исследование связей трендов биоразнообразия с широтными градиентами климатического тепла может найти широкое применение в прогнозировании и моделировании влияния климатических изменений на биоту и экосистемы Арктики. Важно, что эти исследования проводятся на материале самых разных групп организмов, например - сосудистых растений и мохообразных (Матвеева, 1997;

Ребристая, 1998), пауков (Есюнин, 1998, 2000), птиц (Чернов, 1999), насекомых (Чернов и др., 2000, 2001), коллембол (Бабенко, 1999), клещей (Макарова, 2001) и др.

Анализ структуры растительного покрова. Функционирование экосистем. Одно из центральных направлений экологических и биогеографических исследований в АЗРФ – изучение функционирования экосистем. В последние десятилетия исследовались различные формы трофических и симбиотических отношений, в частности - пищевые связи хищников и цикличность их размножения.

Развитию этих исследований следует уделить особое внимание при проведении конкурсов проектов. В последнее время получены новые уникальные данные о тонких симбиотических взаимоотношениях между микроорганизмами и беспозвоночными животными (коллемболы, клещи), которые рассеивают свои экскременты на оголенном грунте полярной пустыни, а после развития на них синезеленых водорослей вновь их поедают. Полярные зоологи в последние десятилетия стали все больше уделять внимания роли различных форм поведения, этологических механизмов в процессах формирования, регуляции динамики популяций и видового разнообразия сообществ. В первую очередь это проявляется в работах орнитологов (Рябицев, 1993). В этих работах раскрываются аспекты функциональноценотической роли видового разнообразия. Формируется концепция компенсаторных механизмов, поддерживающих структуру и устойчивость экосистем при общем снижении биоразнообразия в экстремальных климатических условиях (Сhеrnоv, 1995, Сhеrnov, Маtvеуеvа, 1997, Чернов, 1999, 2003).

Также традиционным объектом исследований микроэволюции и адаптациям к условиям Севера служат арктические гольцы (Salvelinus aipinus), которые образуют надвидовой комплекс (Черешнев, 1996). Вопросы выявления и типологии форм, механизмов и закономерностей адаптации организмов к высокоширотным условиям вызывают большой интерес, что связано с разработкой методов и технологий биоиндикации, оценки последствий климатических трендов и их прогнозирования. При общем сужении тематики полярных исследований в области биологии, экологии и биогеографии спектр изучения адаптаций и адаптивных механизмов компонентов арктической биоты остается очень широким, охватывает самые разные группы организмов и уровни адаптивных явлений. В исследованиях этого направления особое место занимает проблема оценки роли различных форм адаптивных стратегий в адаптации к экстремальным условиям Арктики. Предложена концепция преимуществ пассивно-толерантных стратегий, характерных для относительно примитивных форм, по сравнению с активно-резистентными (Чернов, 2003).

Историческая биогеография и палеогеография Арктики. Эта проблема в последнее время получила новый импульс развития в связи с повышением внимания к проблеме глобальных изменений среды. Ретроспективный анализ состояния арктической биоты стал рассматриваться в соответствии с его возможностями экстраполяции на современную динамику экосистем (Серебрянный, Тишков, 1993; Serebrjanny, Tishkov, 1998). Исследователи динамики экосистем и биоразнообразия плейстоценовых и голоценовых комплексов используют богатый набор методик (дендрохронология, анализ костных остатков, пыльцевых спектров, субфоссильных захоронений организмов и продуктов их жизнедеятельности, археологические данные, адаптивные особенности, особенности структуры и динамики ареалов и т.д.).

Российскими исследователями интенсивно развиваются методы восстановления истории формирования современной биоты севера Евразии в плейстоцене и голоцене, а также ее динамики в современную эпоху, в частности с целью определения последствий различных нарушений среды, загрязнения, ядерных взрывов и с целью прогноза влияния глобальных изменений. В институтах РАН сформировалось несколько научных коллективов и научных школ этого направления, исследующих процессы динамики экосистем и биологического разнообразия севера Евразии и Арктики, в том числе - школы дендрохронологии (Е.А. Ваганов, С.Г. Шиятов, О.Н. Соломина), исторической экологии (Л.Г. Динесман, А.Б. Савинецкий), исторической териологии и биогеографии (Н.Г. Смирнов, А.К. Маркова). Энтомофауне плейстоценовых тундростепных ландшафтов посвящена серия работ С.В. Киселева. А.В. Шер с сотрудниками проводит исследования эволюции континентальной арктической биоты мамонтов, мамонтова териокомплекса и энтомофауны Северо-Востока Азии в ИПЭЭ РАН.

Широкий резонанс получили исследования коллектива ИФХ и БПП РАН (Пущино) жизнеспособности микроорганизмов из вечной мерзлоты Арктики и Антарктики и возможности их использования для определения возраста мерзлых толщ, динамики почвенного покрова и экосистем (Д.Д. Галичинский, Е.М. Ривкина, С.В. Губин). Эти исследования арктической биоты, несмотря на их кажущуюся сугубую академичность, дают прекрасный и уникальный материал для разработки общих принципов, подходов и методологии прогнозирования изменений, сохранения и восстановления биоразнообразия. В Институте географии РАН с участием зоологов Института экологии растений и животных Уральского отделения РАН реализован российско-голландский проект по эволюции биоразнообразия в позднем плейстоцене и голоцене, а в настоящее время активное накопление базы данных по мамонтовой фауне плейстоцена и голоцена для реконструкции экосистем ключевых их периодов (А.К. Маркова, А.Ю. Пузаченко). По-прежнему среди лидеров палеоэкологических исследований и реконструкций изменений климата и биоты Арктики коллективы Института Арктики и Антарктики и Ботанический Институт (Санкт-Петербург), Институт географии РАН, Геологический институт РАН.

Уровень и объем фундаментальных исследований биоты и экосистем АЗРФ позволяет ставить вопрос о создании в настоящее время крупных баз данных по биоразнообразию в масштабах России, Северной Евразии и Панарктики в целом. В институтах и вузах накоплены огромные коллекционные материалы по самым разным группам флоры и фауны Арктики, позволяющие вести биологические, экологичекие и географические исследования биоты и экосистем. Создалась благоприятная ситуация для инвентаризации биоразнообразия Арктики, в том числе посредством организации серии изданий определителей, каталогов, многотомных сводок, аналогичных, например "Арктической флоре СССР" и др. При этом отечественный потенциал в области таксономии, флористики и фаунистики позволяет не ограничиваться арктической биотой России, а создавать панарктические сводки (например, подготовлен циркумполярный «Атлас ареалов куликов»). Это реальная перспектива международного научного сотрудничества.

В то же время, несмотря на успехи в создании циркумполярной карты растительности Арктики (2002), по-прежнему недостаточно разработана синтаксономия и картографирование растительности, которые имеет важное значение для решения задач природопользования и сохранения биоразнообразия. Большинство попыток типологии и картографирования растительного покрова тундровой зоны разными авторами дают абсолютно несопоставимые результаты, что серьезно влияет на возможности экстраполяции данных по углеродному балансу и продуктивности экосистем Арктики. Это показал и опыт российско-американских проектов по картографированию растительности и зонально-ландшафтной типологии растительного покрова этого циркумполярного региона. Разработку принципов типологии, классификации, районирования и картографирования биоты и экосистем следует считать одной из первоочередных задач изучения Арктики.

Связь фундаментальных исследований с практикой охраны природы в АЗРФ. К сожалению, большинство результатов российских фундаментальных исследований по природным экосистемам и биоразнобразию Арктики остаются вне сферы внимания природоохранной практики, заповедного дела, охраны редких видов и восстановления их популяций. Можно привести много примеров необоснованного выбора заповедных территорий, необоснованных квот промысла и запретов использования отдельных биоресурсов коренными народами, случаев произвольного занесения видов растений и животных в федеральную и региональные Красные Книги и т.д. Например, при реализации российско-германского проекта создания «Большого Арктического заповедника» в его состав включено около изолированных участков, расположенных на огромной территории всего севера Таймыра и прилежащих островах, что не обосновано особенностями распределения биоразнообразия, а целесообразность кластерности, достоверные описания растительности и животного мира отсутствуют (Заповедники Сибири, т. II, М., 2000).

Противоположный пример - длительные полевые эксперименты по рекультивации нарушенных экосистем Института биологии Коми НЦ УрО РАН под руководством И. Д.

Арчеговой. Этот коллектив на базе собственных экспериментов и анализа международного опыта создает методы рекультивации техногенных грунтов, почв, территорий, в том числе загрязненных нефтяными отходами. Ими разработана целостная, концептуально обоснованная система реставрационных технологий в условиях Севера. Обобщение используемых в России подходов и методов восстановления нарушенных экосистем Арктики проведено А.А.

Тишковым (1996 и др.).

В этой сфере особую значимость приобретают опорные пункты и стационары, на которых проводятся модельные эксперименты и исследования как основа соответствующих технологий.

Позитивные результаты в данной области получены Полярно-альпийским ботаническим садом-институтом КНЦ РАН, который выполняет проекты, в т.ч. международные, по акклиматизации растений в условиях Севера. Результаты этих уникальных исследований могут быть использованы, например, при подборе видов для экологической реставрации, в озеленительных технологиях. Ряд аналогичных проектов выполняется на стационарах Института биологии Коми НЦ УрО РАН в окрестностях Воркуты: многолетние эксперименты по сельскохозяйственному освоению тундры (И.С. Хантимер, Н.С. Котелина, С.В. Дегтева), отработке методов рекультивации техногенных грунтов (И.Д. Арчегова), биоиндикации (М.В.

Гецен). Ко всем этим исследованиям необходимо проявить особое внимание, организовать финансовую поддержку в конкурсах научных проектов различных фондов, в том числе и международных.

Особого внимания заслуживает опыт успешной реакклиматизации и создания жизнеспособных популяций овцебыка на Таймыре, о-ве Врангеля и южном Ямале. Эти работы дали крайне интересный материал по популяционной экологии, адаптивному потенциалу этого уникального арктического вида млекопитающих (Якушкин, 1998). Позитивные результаты реализации билатеральных проектов арктических стран в отношении овцебыка в настоящее время используют в проекте по акклиматизации лесного бизона на юге полуострова Ямал и в Якутии.

В 2006 г. после долгих переговоров в Якутию привезли стадо из 30 лесных бизонов (по 15 молодых самцов и самок) из заповедника Элк-Айленд, подаренных правительством Канады.

Первоначально бизонов предполагалось направить в Плейстоценовый парк. Вся подготовительная работа по переселению бизонов шла в рамках этого проекта, но в итоге, учитывая ценность полученных животных, было решено поселить стадо в парке Усть-Бутома, расположенном южнее. Стадо в парке Усть-Бутома должно стать основой для восстановления азиатской популяции бизона — отсюда по мере увеличения поголовья, их будут расселять по территории Сибири. Животные содержатся в огороженном участке площадью 27,5 га. Одна из самок бизона погибла из-за перелома бедра при перелёте, ещё три самца погибли в результате несчастных случаев позже. Однако оставшиеся животные успешно адаптировались к суровому климату Якутии. Условия жизни в парке оказались столь подходящими для бизонов, что первое потомство было получено на год раньше ожидаемого срока. На весну 2009 г. в Якутии родились уже 6 бизонов. В 2010 - 2011 гг. работы по реакклиматизации бизонов были продолжены, в том числе и в комплексном зоологическом заказнике «Горнохадытинский» (Ямало-Ненецкий а.о.), в котором проводится реакклиматизация овцебыка и акклиматизации северо-американского лесного бизона.

Следует признать, что при глубоком теоретическом анализе и наличии успешных экспериментов практика внедрения разработок по экологической реставрации в АЗРФ пока недостаточна. В России еще не было масштабной реализации программ по экологической реставрации нарушенных экосистем, аналогичных, например, рекультивации земель трансформированных при строительстве трансаляскинского нефтепровода на Аляске (Тишков, 1996).

Ранее неоднократно обосновывалась целесообразность и необходимость самых разных мероприятий по восстановлению и мониторингу состояния популяций и по реинтродукции, например гуся-белошея, белощекой казарки, стерха, моржа и др. Сейчас реализация этих действий началась в рамках проекта Русского географического общества по белому медведю. В 2009 г. был создан национальный парка «Русская Арктика» на Новой Земле, что наряду с подготовкой «Стратегии сохранения …» (2010) окажет существенную помощь в сохранении популяции этих животных.

Особое внимание следует уделить проблеме охраны ботанических объектов, в том числе в связи с Глобальной стратегией сохранения растений, рассматриваемой в качестве инструмента Конвенции о биологическом разнообразии. В этой области в отношении АЗРФ было много предложений, среди которых необходимо выделить «ключевые ботанические территории»

(Ключевые ботанические территории…, 2004), действительно заслуживающие природоохранного статуса. Вероятно, следует рассмотреть вопрос о целесообразности создания Красной книги российской Арктики, базируясь на итогах аналогичных работ по СAFF (Arctic flora and fauna…, 2002). К этому следует добавить необходимость инвентаризация и мониторинга состояния интразональной и азональной растительности Арктики (лугов, маршей, зоогенных комплексов, островов леса и кустарниковых зарослей, тундростепей и др.).

В анализе научных проектов по биоразнообразию Арктики и практическим мерам по его сохранению особое место занимают исследования по развитию сети охраняемых природных территорий. Их создание на Севере России началось только в 1930-х гг. и было связано с централизованным государственным планированием, контролем и финансированием.

Перспективы развития этой системы охраняемых природных территорий в АЗРФ не ясны, особенно судьба региональных заказников, организованных в последние два десятилетия, в новых социально-экономических условиях. К сожалению, научные проекты в области территориальной охраны наземной биоты и экосистем российской Арктики единичны.

Прикладные природоохранные проекты, реализуемые в АЗРФ. Анализ прикладных природоохранных проектов, реализуемых в АЗРФ в последнее десятилетие был проведен по разным источникам информации - действующим базам данных и информационным системам:

информационные системы «Экопроект» (ISAR/ROLL), «ДАД» (Минэкономразвития России), Проекта ГЭФ «Сохранение биоразнообразия» (более 2300 проектов), размещенной на www.biodat.ru, ФЦП "Мировой океан" (Минэкономразвития России), подпрограмма ФЦНТП "Биологическое разнообразие" (Минобрнауки России), ФЦП «Экология и природные ресурсы»

на 2002-2010 гг. (Минприроды России), информационных ресурсов ИНТЕРНЕТа, международных организаций, программ и фондов, в т.ч. их региональных программ: GEF, UNDP, IUCN, Arctic Council (PAME, CAFF, AMAP, ACIA), UNESCO, NATO, WWF, Greenpeace, Wetlands International, EU (TACIS, North Dimension), информация международных конференций и семинаров, базы данных, созданной на подготовительной фазе нового арктического проекта ГЭФ «ECORA» и др.

Для 6 арктических регионов Российской Федерации Мурманская область, Ненецкий а.о., Ямало-Ненецкий а.о., Таймырский а.о., Республика Якутия-Саха, Чукотский а.о. – собраны данные о примерно 60-70 научных проектах (темах) из Планов научно-исследовательских работ РАН. РФФИ в последнее 5-летие поддерживал 10-15 научных экспедиций в Арктику, 3- проектов по специальному конкурсу «Арктика» в начале 2000 годов, 8-10 билатеральных проектов (российско-немецких, российско-голландских и др.). Программа "Мировой океан" Минэкономразвития России имела в последние годы не менее 20 проектов, посвященных природоохранным проблемам Арктики, подпрограмма ФЦНТП «Биоразнообразие» - 7- проектов. Не менее 10-15 проектов в российской Арктике реализовывалось по крупным международным программам и проектам типа «Панарктическая биота», «Международный тундровый эксперимент», «Циркумполярная карта растительности», «Сохранение арктической флоры и фауны» и др.

О реальных масштабах практической работы по охране живой природы Российской Арктики можно судить не по объему научной работы, которая в целом сокращается, а по конкретным прикладным проектам. В последние годы единовременно в Российской Арктике по нашим оценкам реализуется не менее 200-210 международных, двусторонних, российских – федеральных и региональных проектов в данной области. Сформированная нами ранее база данных включала около 160 позиций (Тишков, 2005). Но из крупных доноров, поддерживающих проекты по биоразнообразию в российской Арктике можно выделить Проект ГЭФ «Сохранение биоразнообразия» (1996-2002; Проект ГЭФ …, 2003) - 60 (из почти 750) проектов, WWF Arctic Program – около 20 (из 95), правительственные и неправительственные организации Норвегии, Финляндии, Швеции, Дании, Великобритании, Голландии, США, Канады.

Из крупных доноров непосредственно по российской Арктике можно выделить Норвегию. Ею в период в последнее десятилетие, включая период МПГ 2007-2008 годов было реализовано более 100 экологических проектов с бюджетом от нескольких тысяч до 1 млн.

долларов США (экспедиция в Карское море по оценке загрязнения радионуклидами), около – Финляндией, около 30 – Швецией, 15 - США, 12 – Канадой. Разброс бюджетов проектов также от нескольких тысяч до 15 млн. долларов США. Из международных организаций, поддерживающих арктические проекты по сохранению биоразнообразия и природных экосистем – WWF, IUCN, EU, IBRD, OECD. Но в целом проектов было существенно больше, т.к. многие из проектов в целом по России, касались и северных регионов, а ряд проектов выполнялся на условиях, исключающих их регистрацию по месту проведения. Так, ежегодно в Усть-Ленском заповеднике работает 4-5 международных экспедиций, а полуостров Таймыр посещает не менее 10 международных научных экспедиций (преимущественно из Германии, Голландии, США и др.). Экспедиции на средства Японии активно работали и работают в Республике Якутия, на Северо-востоке Сибири. Каковы их цели, направления работ, бюджеты установить сложно. Некоторые результаты можно найти среди научных публикаций. Но в статистических данных о проектах эта информация отсутствует.

Первичный анализ проектов показывает, что проекты непосредственно по проблемам сохранения биоразнообразия редки. Доноры понимают, что причины деградации природы находятся в области экономики, технологий и управления. Поэтому в российской Арктике преобладают проекты именно данных направлений. В базу данных пока не включены проекты по малочисленным народам и территориям традиционного природопользования.

Приблизительная оценка показывает, что таких проектов не менее 25-30 (например, проекты ГЭФ, МПГ, RAIPON, WWF, ) - по 4-5 в каждом регионе (Система финансирования…, 2002;

Крупник, 2008).

Анализ массива природоохранных проектов (всего около160) показал следующую картину их распределения по тематике и по регионам на 2003 г. (Табл. 6.19).

Таблица 6.19. Распределения прикладных проектов в области сохранения биоразнообразия по тематике и по регионам на 2003 г. (Тишков, 2005) Направление Практика Инвентариз Управлени Образование, Техника, Итого область а.о.

Якутия-Саха Арктика В АЗРФ очень мало проектов, которые решают конкретные задачи сохранения биоразнообразия – действия по охране редких видов и их местообитаний, созданию охраняемых природных территорий, охране и восстановлению биоресурсов. По данным (Система финансирования …, 2002) среди международных проектов проекты по сохранению арктических экосистем России составляют только 0,74%. Также сравнительно немногочисленны проекты по совершенствованию системы управления и по роли местного населения в охране природы. Проекты по совершенствованию управления охраной природы оказались во внимании только Якутии и Мурманской области, где велик научный потенциал и масштабы антропогенной трансформации. Практически нет проектов по вовлечению в управление охраны природы местных общин, организации самоуправления, внедрению новых экономических моделей хозяйствования и охраны природы на севере.

Крайне неравномерно проекты распределяются по регионам. Лидерство Мурманской области определяется повышенным интересам к ее экологическим проблемам (в первую очередь – загрязнению моря и суши радионуклидами и выбросами комбинатов в Печенге и Мончегорске) со стороны соседа - Норвегии. Финляндия, также выступает одним из основных доноров и исполнителей одновременно по многим проектам в Карелии, Архангельской и Вологодской областях. В Мурманской области доминируют технологические проекты, связанные со снижением загрязнения, а также проекты по научному обоснованию практики охраны природы региона (практически каждый региональный исследовательский институт имеет несколько билатеральных проектов). В то же время, более детальный анализ программ Европейского Союза по Баренцрегиону и «Северному измерению» показал, что многие декларируемые и заявленные к реализации еще в 1995-2000 гг. проекты так и не реализовались (Тишков, 2002).

В Республике Саха (Якутия) преобладают проекты по научной поддержке охраны природы, что объясняется активностью научных учреждений, поиском контактов и доноров, а также интересом к региону со стороны ученых США, Японии и других стран.

Слабая проектная активность богатых нефте- и газодобывающих регионов – Ненецкого а.о. и Ямало-Ненецкого а.о. и Таймырского а.о. определяется преобладанием в них природоохранных действий самих крупных компаний. Причем природоохранные бюджеты этих «монополистов» больше, чем Российской Федерации в целом. По-видимому, именно по этим причинам, Ямало-Ненецкий округ часто отказывается от участия в международных экологических проектах.

Некоторые общие выводы и рекомендации по результатам анализа современных проектов по сохранению биоразнообразия и экосистем АЗРФ. Отбор, систематизация и предварительный анализ проектов по сохранению биоразнообразия, реализуемых в АЗРФ, показали, что:

- до настоящего времени нет детального анализа и оценки эффективности реализации экологических проектов для решения природоохранных проблем Арктики;

- оценки последствий для экологической, социальной и экономической сфер делались лишь применительно к отдельным проектам, а не ко всему массиву в целом;

- нет обзоров позитивного опыта, оценок активности отдельных стран и международных финансовых организаций в поддержке экологических проектов в АЗРФ;

- негативным результатом можно признать слабую информированность природоохранных органов на федеральном, региональном и локальном уровнях, местного населения и общественных организаций о реализуемых проектах, программах, инициативах;

- национальные, билатеральные и международные программы по АЗРФ выполняются лишь на 15-40%;

- координация природоохранной деятельности в АЗРФ на федеральном и региональном уровнях отсутствует, что приводит к ее недостаточному соответствию приоритетам охраны природы России в целом и ее отдельных регионов;

- основная часть природоохранных проектов и инвестиций на региональном уровне идет от добывающих компаний – нефтяных, газовых и пр.;

- по проектной активности четко прослеживаются региональные геополитические и экологические интересы отдельных арктических стран: Финляндии – в Карелии, на западе Мурманской, в Архангельской и Вологодской областях, Норвегии – в Мурманской области и в Ненецком а.о., Швеции – в Республике Коми, Голландии – в Таймырском а.о. и на северозападе Республики Саха (Якутия), США – в Республике Саха (Якутия), Магаданской области и в Чукотском а.о., Японии – в Республике Саха (Якутия), Камчатской и Магаданской областях, в Чукотском а.о.

- в тематическим отношении арктические проекты по сохранению биоразнообразия и экосистем слабо отражают приоритеты Национальной Стратегии по сохранению биоразнообразия (2001), а по некоторым ее позициям проекты редки или отсутствуют (экологическая реставрация, устойчивое использование биоресурсов, экономические механизмы, территории традиционного природопользования);

- в региональном отношении проектная активность крайне неравномерна: в Ненецком а.о.

и Чукотском а.о., где отмечается высокий уровень биоразнообразия и концентрации биоресурсов, проектов по созданию новых охраняемых природных территорий почти нет, а в Мурманской области и на Таймыре – они продолжают создаваться; в последние годы резко сократился объем научных исследований в Ненецком а.о. и Чукотском а.о.;

- в финансовом отношении географическая и тематическая неоднородность распределения проектов еще более очевидна (Система финансирования…, 2002); в последние годы Арктика постепенно выходит на 2-ю позицию после Байкала по объему внешнего природоохранного финансирования (на место Дальнего Востока), что в некоторой степени объясняется и проведением МПГ 2007-2008 годов.

Необходимо компенсировать пробелы проектной активности в АЗРФ в отношении экологического образования, воспитания, повышения квалификации, а также обучения представителей локальных общин для создания и функционирования территорий традиционного природопользования и участия коренного населения в сохранении арктической биоты (Тишков, Петрова, 2001). Опыт реализации подобных проектов в Мурманской области, Ненецком а.о. и в Республике Якутия показывает, что есть потребность в подготовке специальных учебных программ по «арктической экологии», «арктическому природопользованию», «устойчивому использованию биоресурсов» и пр.

Обязательными следует считать предложения по адаптации и внедрению новых экономических механизмов сохранения биоразнообразия и устойчивого природопользования, основанных на эколого-экономических оценках территории и учета «экосистемных услуг».

Необходимы: экономическая оценка экосистем, биоты и биоресурсов, экосистемных услуг (вклад в глобальную устойчивость биосферы, в глобальных баланс углерода, сохранение биоразнообразия, генетических ресурсов и пр.), кадастровая оценку земель, с учетом их экологических функций и компенсации за их поддержание, осуществляемое местным населением.

Требуется научное обоснование мероприятий по созданию новых охраняемых природных территорий и территорий традиционного природопользования, особенно в Республике Саха (Якутия), Магаданской области и Чукотском а.о. Они должны взять на себя сохранение и мониторинг уникального биоразнообразия отдельных районов, поддержку традиционного хозяйства.

Необходимо восстановить в АЗРФ исследования по экологии отдельных видов редких и важных для жизни местного населения групп биоты – эндемичные виды растений, белый медведь, серые киты, морж, северный олень, водоплавающие и морские птицы и др.

Наконец, надо обобщить позитивный опыт реализации научных и прикладных проектов по биоразнообразию и экосистемам Арктики, в том числе выполненных экологическими службами добывающих компаний, опубликовать его на русском языке и распространить для внедрения в регионах России. Будет полезным и обобщение и перевод на английский язык российского опыта изучения и охраны живой природы АЗРФ и материалов исследований арктической биоты.

6.6.2. Исследования и экспериментальные работы по реабилитации экосистем, нарушенных хозяйственной деятельностью в АЗРФ Площадь сухопутных арктических экосистем России, деградированных в результате хозяйственной деятельности можно оценить в 16-17 млн. га. Из-за того, что темпы рекультивации здесь отстают на 15-20 лет (только 5-7% ежегодного прироста деградированных земель включается в реабилитацию) с каждым годом отмечается прирост земель этой категории. Их естественное восстановление идет исключительно низкими темпами:

восстановление тундры после пожара растягивается на 80-100 лет, после механических нарушений почвенно-растительного покрова – на 150-200 лет, а вторичные субстраты на месте катастрофических проявлений солифлюкции и других спровоцированных хозяйственной деятельностью криогенных процессов, зарастают только спустя 250-400 лет (Тишков, 1996;

2007).

Известно, что еще до начала освоения одного из крупнейших нефтяных месторождений – Приобского, около 100 тыс. га земель в этом районе было разрушено – замазучено, загрязнено нефтью, деградировано (т.н. «прошлый», наследуемый экологический ущерб).

Можно выделить 4 главные стратегии реабилитации земель Арктики, деградированных в результате нерегламентированной хозяйственной деятельности:

1. Оставление в покое для самовосстановления при условии остановки дальнейшей деградации растительности, почв и мерзлоты. Консервация нарушенных земель в Арктике иногда приносит больше положительных результатов, чем попытки рекультивации земель с применением тяжелой техники и неадекватных методик. К этому пришли и наши американские коллеги, прибегая в ряде случаев к чисто «косметическим» действиям при восстановительных работах, чтобы избежать дополнительных разрушений при реабилитации.

2. Ориентация на восстановление исходной экосистемы (экологическая реставрация), включающая обеззараживание, очистку территории от твердых отходов, восстановление исходного рельефа, гидрологического режима, почвенного покрова, растительного покрова и животного мира деградированного участка. Исключительно высокозатратная деятельность, которая может быть рекомендована для восстановления уникальных участков природы. В ней используется только аборигенный биологический материал. Поэтому движение по экологической реставрации в Северной Америке – одно из самых богатых, имеет многочисленный штат волонтеров и использует в своей деятельности семенной и посадочный материал от «региональных ферм дикой флоры».

3. Ориентация при восстановлении на замещение деградированной экосистемы на искусственную более устойчивую и продуктивную. Например, на Аляске часто для рекультивации песчано-гравийных карьеров используется их заполнение водой и формирование новых мелководных водоемов. Наоборот, на возникших для водообеспечения буровых мелководных водоемах в ряде случаев стимулируется создание болота. Достаточно часто деградированные тундровые экосистемы замещаются лугами, для чего используются разные травосмеси из аборигенных видов злаков и разнотравья и имитируются местные субстраты (преимущественно, аллювиальные наносы).

4. Реабилитации деградированных земель путем создания на их месте антропогенных модификаций экосистем. Этот путь включает детоксикацию и рассоление грунтов (если нужно), техническую рекультивацию (выравнивание поверхности, формирование плодородного слоя, посевы травосмеси, преимущественно злаков). Обычно в этих случаях широко используется техника, что удорожает и делает неэффективным в экономическом отношении эти природоохранные мероприятия.

Совет Федерации в 2008 г. провел Круглый стол по теме «О мерах по ликвидации техногенных загрязнений в Арктике», на котором принял рекомендации по созданию региональных программ восстановления земель. Эти вопросы затрагивались и в документах последних лет по государственной политике в АЗРФ.

Хозяйственная деятельность и чрезвычайные экологические ситуации в арктических регионах оставили большие площади разрушенных территорий, растительный покров которых рано или поздно придется восстанавливать.

Эффективность большинства методик экологической реабилитации деградированных земель в Арктике еще не оценена до конца, предварительные результаты предполагают наличие и в нашей стране и за рубежом разработанных подходов и методов. Их уже активно используют экологические службы крупных добывающих компаний, но настоящего аудита реабилитированных земель пока еще никто не проводил.

Например, для восстановления деградированной тундровой растительности в арктической зоне Аляски еще в 1991 г. были заложены исследовательские площадки на месторождениях Купарук и Прудхэ Бэй (США). На них проверялась эффективность реставрационных мероприятий и оценивалась роль отдельных методов и используемых в них видов растений. Из технологических приемов ликвидации последствий чрезвычайных экологических ситуаций для природных арктических экосистем, используемых нашими американскими коллегами, следует выделить следующие:

экспонирование нарушенных поверхностей для природной колонизации растений;

посев семян злаков осок;

выкладка тундрового дерна;

укоренение веточного материала - кустарников.

Для формирования травяного покрова на реставрируемых участках широко использовались семенной материал коммерческих питомников "дикой флоры", в т.ч. семена мятлика серого (Poa glauca), овсяницы красной (Festuca rubra), арктагростиса широколистного (Arctagrostis latifolia) и щучки беренгийской (Deschampsia beringensis). Всего же только для гравийных субстратов апробировано 52 вида растений (в основном, травянистых). Кроме того, исследовались возможности использования для задернения нарушенных участков 7 видов бобовых - астрагалов (Astragalus alpinus), копеечников (Hedisarum alpinum) и остролодочников (Oxitropis borealis,O. deflexa,O. campestris). Три других вида бобовых, а также сибирская астра (Aster sibiricus), арктическая полынь (Artemisia arctica) и иван-чай (Epilobium latifolium) проверялись для целей коммерческого семеноводства.

Рассматриваемые методы включали в себя элементы технической рекультивации выравнивание поверхности, снятие техногенных грунтов (в данном случае гравия), уборку насыпей и дамб для восстановления исходного гидрологического режима, распашку, боронование и пр. Кроме этого, в экспериментах на сухопутных участках на Аляску использовались: очистка почв от нефтяного загрязнения, нейтрализация кислой реакции почв (известкование), удобрения и внесение органики для стимулирования микробиологических процессов. Выявлено, что в результате природной колонизации (первичной или вторичной сукцессии) за 20 лет проективное покрытие растений составило 30-40%, а на засеянных участках этот же результат был получен на 3-5–й год.

Обращаем внимание на тот факт, что разработанная американскими учеными стратегия ориентирована на методологию экологической реставрации нарушенных территорий. В их интерпретации она включает: формирование и коррекцию рельефа, стимулирование почвообразования, формирование водных экосистем с заданными параметрами среды, восстановление местообитаний животных.

На Аляске и севере Канады вопросам рекультивации территорий, разрушенных в процессе разведки и добычи нефти, газа и других полезных ископаемых, стали уделять внимание несколько раньше, чем в нашей стране. Здесь закладка семенных питомников и биологическая рекультивация экосистем Арктики рассматривались в единстве и базировались на результатах детальных геоботанических изысканий. Большая часть традиционных рекультивационных мероприятий ориентирована, как и в России, на создание продуктивных луговых сообществ с их последующим использованием в сельском хозяйстве. Аляскинская опытная семеноводческая станция поставляет для залужения нарушенных земель и рекультивации семена следующих растений: мятлик луговой (сорт Нагтет), овсяница луговая (сорт Арктаред), вейник канадский, арктагростис широколистный, тимофеевка луговая, кострец безостый, лисохвост луговой, волоснец сибирский и др.

На опытных площадках Прудо-Бей (Аляска, США) в районе нефтяного месторождения в опытах по рекультивации лучшие результаты дали овсяница красная (Festuca rubra) и мятлик луговой (Poa pratensis) аляскинских сортов. На участках растительности, нарушенной разливами нефти, использовались специальные технологии: нефтяные остатки предварительно сжигались или удалялись с помощью впитывающих веществ, для стимулирования восстановительного процесса использовались удобрения и специально подобранные виды растений (например, для этого испытывались бескильница северная и рожь яровая, причем первая оказалась более устойчивой). При внесении фосфорных удобрений (при норме около кг на га) выход сухого сена составлял около 1 ц на га. Для целей рекультивации и залужения Палмарский исследовательский центр (США) вывел новые сорта: мятлик сизый (сорт Тандра), арктагростис широколистный (сорт Аляска), вейник канадский (сорт Соурдарф).

Еще в 1991 г. на Ямале на 3-х экспериментальных участках (Бованенково, п. Ямальский) было проведено испытание 24 видов травянистых растений из Канадской Арктики. Многие из них до этого испытывались в американской Арктике около 20 лет, имели генетически чистую линию и постоянство признаков, полученных в процессе селекции.

Мы достаточно критически относимся к такому подбору испытываемых видов, т.к. для рекультивации в арктических тундрах Ямала были предложены к испытанию многие виды, оптимум произрастания которых располагается значительно южнее. В 1992 г. были проводились опыты с посевом вразброс и с рядовыми посевами с помощью сеялки "Модел Кейс 5300" семян травосмеси из 8 видов в Надыме и Бованенково с удобрением (из расчета около 50 кг на га). Основу покрытия на 2-3-й гг. давала овсяница красная (до 34% из 58%). На отдельных участках с благоприятными показателями покрытие овсяницы достигало около 100%. Испытывались также и местные виды, семена которых были собраны в окрестностях Салехардской сельскохозяйственной опытной станции или культивируемые ею. В целом, приживаемость местных растений выше, чем у американских видов.

Для закрепления эродированных склонов, оползневых участков и насыпных площадок кустов буровых могут быть использованы посевы семян (50 кг/га) с параллельным внесением удобрений (250 кг/га) с предварительным выравниванием и рыхлением. На коротких склонах можно использовать противоэрозионное покрывало "Карлекс", которое выкладывалось шириной до 3,5 м на засеянном и удобренном склоне. Покрывало представляет собой редкого плетения ткань из древесных волокон с нейлоновой сеткой. На склоне оно крепится металлическими шпильками.

Рекомендуется для повышения липкости частиц почв препараты "Ар-Эм-Би" и "Хайдросил" (вносятся в форме густой суспензии из расчета 90-100 кг сухого вещества на гектар на полосе склона 1,2 м). Первый представляет собой порошок бежевого цвета, полученный смешиванием гидрофильного коллоидного глинистого состава со специальными гелеобразными агентами и стимуляторами роста. Препарат "Ар-Эм-Би" широко применяется в американской и канадской Арктике в качестве эффективного средства для формирования почвы, для крепления соломы, сена или волокнистой мульчи к поверхности почвы. Второй препарат также представляет собой порошок, полученный из растительного клея (из особого вида подорожника Plantago insularis), что особо важно для быстрого разложения агента и нейтрализации грунтов. В Северной Америке препарат применяется как рабочая жидкость при посеве гидрораспылением для ускорения прорастания семян и борьбы с эрозией. Технологически агенты, повышающие липкость частиц почвы, смешивались с водой непосредственно перед применением и наносились на поверхность почвы с помощью поливочной техники или вручную.

Наши эксперименты по восстановлению деградированной растительности арктических экосистем на Шпицбергене (Норвегия) были начаты еще в 1977 г. и продолжались в 1983- гг. в заброшенном поселке Колсбей на оползневых склонах с транспортными нарушениями, на руднике Баренцбург на отвалах вскрышных пород и участках с механическими нарушениями растительного покрова. Были использованы следующие методы:

посев семян местных злаков (Poa alpigena, Alopecurus alpinus) и специально привезенных семян овсяницы (Festuca rubra) на насыпной суглинистый субстрат с последующей заделкой семян катком (3 варианта - без удобрений, удобрение сухим куриным пометом с нормой 0,2 кг на м2 и полив раствором этих же удобрений;

размещение на голом субстрате кусков дерна 20 х 20 см2 (Poa alpigena, Festuca sp.sp., Alopecurus alpina), заготовленных на органогенных поверхностях поселка Колсбей (побережье Ис-фьорда); использовались варианты сплошной выкладки дерна и "шахматный порядок";

сбор и посадка выводковых почек аборигенных живородящих растений (Saxifraga cernua, S. rivularis, Polygonum viviparum, Poa vivipara, P. alpigena v. vivipara, Festuca vivipara) на экспериментальные грядки 1 х 2 м2;

эксперименты с посевом фрагментов талломов кустистых лишайников (родов Cladonia, Cladina, Cetraria) и мхов (частей стебля и псевдоподий Aulacomnium palustre, A. turgidum, Polytrichum piliferum, P. juniperinum, Dicranum elongatum).

Все эксперименты дали положительные результаты - хорошую приживаемость, развитие покрова, стимулирование внедрения растений с соседних ненарушенных участках ("затягивание" пятен техногенных нарушений). В то же время, следует отметить, что всхожесть семян в опытах не превышала 30-40% и отсутствовал эффект влияния внесения сухих удобрений (на участках с внесением жидких органических удобрений на 2-й год эксперимента высота травостоя была на 4-5 см выше, имела темно-зеленый цвет и лучшее развитие корневой системы).

Приживление дерна после 5 лет экспозиции на влажных участках склона с транспортными нарушениями составило около 100%, а на сухих - 50-60%. Из-за процессов техногенной солифлюкции часть дерна сместилась вниз по склону, но растения сохранились живыми. Уже на 2-3 год после начала эксперимента в пространстве между кусками дерна отмечалось поселение напочвенных мхов Описано проникновение корней из обнаженного субстрата в дерн и, наоборот.

Выводковые почки живородящих растений имели 70-80% приживление на сырых участках и всего 30-40% на сухих. Наиболее высокие показатели приживления у живородящих злаков, наименьшие - у камнеломок.

Фрагменты споровых растений в наших опытах имели менее высокие возможности для приживления на голом субстрате. На 3-й год эксперимента проективное покрытие живых талломов лишайников и куртин мхов составляло около 5% (исходно он занимал 4%).

Наилучшие результаты дали Аulacomnium turgidum и Politrichum juniperinum).

Результаты экспериментов и обследований нарушенных территорий вокруг российских поселков на Шпицбергене были переданы в свое время в гострест «Арктикуголь», осуществляющий хозяйственную деятельность на архипелаге, а также норвежским властям для внедрения в природоохранную практику на архипелаге.

В настоящее время базовым (универсальным) приемом биологической рекультивации на Севере является залужение рекультивируемого участка местными видами многолетних трав (Арчегова, 1993). При этом происходит ускоренное создание травянистого сообщества. При естественном самозарастании многолетнее травянистое сообщество представляет собой одну из стадий сукцессии (Биологическая рекультивация..., 1992). Но, применяя для реабилитации арктических земель лишь луговые злаки и разнотравье, мы обрекаем рекультивируемые участки на длительное блокирование сукцессии, т.к. разросшиеся злаки будут препятствовать восстановлению тундровой растительности. Поэтому в концепции экологической реабилитации экосистем Арктики основное внимание необходимо уделить комплексу видов местной флоры, способных формировать в процессе восстановительной сукцессии зональные сообщества, более устойчивые в данных климатических условиях.

По сложившейся традиции биологическая рекультивация в Арктике базируется преимущественно на луговые виды растений, районированные для более южных регионов и полученных от региональных семеноводческих хозяйств. В лучшем случае, поставщики семян располагаются в пределах того же термического пояса. Но обычны и ситуации, когда семена для рекультивации завозились в Арктику из районов с умеренным климатом, в том числе из степной зоны (как в случае с экспериментами по рекультивации на ранних этапах обустройства Бованенковского месторождения на Ямале, когда семена были завезены с Украины!).

Тенденция в преимущественном использовании местной флоры при рекультивации нарушенных земель наметилась еще в 30-ые гг. ХХ в., но получает развитие в последние десятилетия. Лидирующие позиции в создании теоретических основ и практических приемов биологической рекультивации северных земель принадлежат "уральской школе", созданной еще в 1960-х гг. В.В. Тарчевским и Б.П. Колесниковым. Уже на V совещании "Биологическая рекультивация нарушенных земель" в ноябре 1988 года впервые дифференцированно рассматривались и проблемы рекультивации земель, нарушенных в результате чрезвычайных ситуаций - загрязнения аварийными газообразными и жидкими выбросами, разливами нефти и др. Полный приоритет был отдан восстановлению исходных природных комплексов.

Ориентация на аграрное и противоэрозионное (почвозащитное) использование рассматривалось как дополнительное.

Из пятнадцати реализованных в рамках Проекта ЮНЕП/ГЭФ «Российская Федерация – Поддержка Национального плана действий по защите арктической морской среды» (Проект НПД-Арктика) демонстрационных и пилотных проектов можно выделить следующие проекты:

1. «Очистка донных отложений Кольского залива от опасных веществ».

2. «Разработка технологии биологической очистки наземных участков, загрязненных нефтепродуктами, в арктических условиях».

3. «Очистка морского дна бухты Тикси от топляка и остатков судов».

Полный перчень реализованных демонстрационных и пилотных проектов с подробными отчетами можно найти по этому адресу: http://npa-arctic.ru/rus/demos_all_ru.html Современный опыт, подходы и методы восстановления деградированных экосистем Арктики после чрезвычайных экологических ситуаций требуют обобщения и скорейшего внедрения в практику.

6.6.3. Исследования биоразнообразия российской Арктики в рамках научной программы Международного Полярного Года 2007-2008 годов Предварительный анализ международной и национальной программ 3-го МПГ 2007- годов, проведенный в рамках подготовки заседания рабочей группы «Международная научная инициатива в Российской Арктике» (ISIRA) Международного Арктического научного комитета (IASC) показал, что, несмотря на сложившиеся традиции МПГ в отношении ориентации на метеорологические и геофизические исследования, в его тематике равные позиции получили биогеографические и экологических проекты, направленные на анализ современной динамики биоты и экосистем или на палеоэкологические реконструкции этапов эволюции природы полярных областей в плейстоцене и голоцене (Табл. 6.20). Анализ касается проектов (всего около 1270 из почти 60 стран), представленных на сайте www.ipy.org и составляющих основу национальных программ МПГ. Собственно, кластерные проекты международной программы МПГ 2007-2008 годов (166 научных и 52 образовательных), отобранных Объединенным комитетом в составе экспертов в области наук о Земле, а также представителей международных организаций - ВМО, МСНС, Межправительственной океанографической комиссии, Международного арктического научного комитета и Научного комитета по антарктическим исследованиям представлены «классические» направления исследований МПГ – метеорология, геофизика, гляциология, океанология, геология, но сравнительно много и т.н. «био-кластеров»

(Табл. 6.20). В их числе проекты "Морская жизнь в Антарктике", "Биоразноoбразие Арктического бассейна", "Эволюция и биоразноoбразие в Антарктике" и целый ряд других.