К междисциплинарному подходу в оценке распределения и состояния донных биотопов прибрежной зоны

1. К междисциплинарному подходу в оценке распределения и состояния донных биотопов прибрежной зоны М.И. Орлова, Н.Г. Богуцкая, Д.В. Рябчук, С. Бак (Зоологический институт РАН, ФГУП Всероссийский научно-исследовательский геологический институт им. А.П. Карпинского (ВСЕГЕИ), Finnish Environmental institute) marina_orlova@rambler.ru

2. Некоторые пространственные выделы и их значение в процессе управления природными ресурсами: менеджмент, “the units best representing communities and ecosystems of an ecoregion, underlying ecological processes that sustain them” (Grove et al., 2002 ); «“contiguous areas with similar habitats, communities and species” [=biotopes] (Green et al., 2003) БАССЕЙНЫ ЭКОРЕГИОНЫ (3) ЛАНДШАФТЫ (landscapes, seascapes, functional landscapes) БИОТОПЫ мониторинг и научные исследования ИССЛЕДОВАНИЯ ИНФОРМАЦИЯ МЕНЕДЖМЕНТ

3. БИОТОП (Dahl, 1908…Беклемишев, 1961, 1974; Connor, 1995, Hiscock, 1995; Olenin, Ducrotoy, 2007) Комплекс основных дисциплин: Геология Аэрокосмические исследования Гидрофизика и Геофизика Гидрохимия и Геохимия Систематика (ботаника и зоология) Экология (ботаника, зоология (беспозвоночные и рыбы), микробиология) Информатика (обработка, визуализация и хранение данных) • - функциональная единица ландшафта и базовый геоэкологический выдел, включающий в себя: • местообитание (=среда для обитания живых организмов) • биоценоз (как таковой и результаты его присутствия в местообитании) • находящиеся • во взаимодействии друг с другом и • под влиянием внешних источников вещества и энергии, внешних абиотических, биотических и антропогенных воздействий.

4. К чему междисциплинарностьв подводных исследованиях? ВОПРОСЫ: ГРАНИЦЫ ВЫДЕЛОВ РАЗНОЙ ИЕРАРХИИ? ИЗ КАКИХ ЭЛЕМЕНТОВ ОНИ СОСТОЯТ, КАК ЭЛЕМЕНТЫ СООТНОСЯТСЯ ДРУГ С ДРУГОМ, И ЧЕМ ОПРЕДЕЛЯЕТСЯ ИХ СОСТОЯНИЕ? ПОДВОДНОЕ КАРТИРОВАНИЕ: ГДЕ, КАКИМ ОБРАЗОМ, НАСКОЛЬКО ДЕТАЛЬНО? КАК ОЦЕНИТЬ СОСТОЯНИЕ бИОТОПОВ И, СООТВЕТСВЕННО, ЛАНДШАФТА ДЛЯ ПЛАНИРОВАНИЯ И РЕЗУЛЬТАТЫ (ПОСЛЕДСТВИЯ) ПРИМЕНЕННЫХ МЕР? И.Т.Д.

5. К чему междисциплинарность в подводных исследованиях? ИМЕЕТСЯ: Рофф и Тэйлор (Roff &Taylor 2000/ marine L concept) - подготовка карт для экологических и природоохранных целей, основана на имеющихся крупномасштабных геологических, физических и гидрологических материалах, при крайне незначительном использовании или полном отсутствии биологических сведений. Применена для Балтийского моря (Al-Hamdani et al 2007a, b (BALANCE)). Отсутствие всесторонней информации [без биологической составляющей] делает разграничение ландшафтов приблизительным, основанным на их «географической целостности и внутренней связности» в пределах экорегиона (Green et al., 2003). Биологические исследования в свою очередь ориентированы на биоценоз или отдельные виды и сбор информации об отдельных внешних по отношению к биоценозу факторах (см. любой поисковик на публикации в реферируемых изданиях) Прибрежная зона!!! Биологические, геологические, гидрофизические исследования часто разобщены в пространстве и времени Планирование природоохранных мер ориентировано на отдельные (промысловые) виды, территории, безотносительно к взаимосвязям всех компонентов ландшафта (его биотопов)

6. Конкретный случай…(2004-2007 гг, Финский залив, субаквальная часть береговой зоны) • Разработка основ мониторинга чужеродных видов в рамках экологического мониторинга Комитета по природопользованию при Правительстве СПб (2004-2007) • Неоднородность и вертикальная зональность прибрежной зоны (максимальное число чужеродных видов в бентали прибрежной зоны) • Проблема выбора станций (число и местоположение) для получения репрезентативных гидробиологических данных при очевидном разнообразии местообитаний и небезграничных возможностях обработки проб…(РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ДОННЫХ БИОТОПОВ) • Интерпретация данных… неучтенные факторы (СОСТОЯНИЕ ДОННЫХ БИОТОПОВ) +

7. Курортный район Зона бассейновой аккумуляции(Курортный район) или область накопления современных алевро-пелитовых илов (Невская губа) Субаквальная часть береговой зоны Прибрежье Мелководье 10[2,0,6,2] 11[0,5,8,0] 8[0,4,4,0] Каменистые и смешанные грунты; мобильные пески различного гранулометрического состава Алевро-пелитовые осадки (мягкие грунты) Цифры: общее число обнаруженных чужеродных видов, далее в квадратных скобках: растения, планктонные беспозвоночные, донные и некто-бентические беспозвоночные, рыбы)

8. Примеры разнообразия донных биотопов субаквальной части береговой зоны КР Тип 8 Типы 3 и 4 в Типы 3 и 4 а в 2006-2007 гг…

9. Field inventory methods used by Metsähallitus Photo and video by Jaan Ekeboom VIDEO SCUBA DIVING В восточной части Финского залива PHOTOGRAPHY SAMPLING 9

10. Венеция…2006 Балтийский форум…2007 (ECSA’41)

11. Типы донных биотопов (предварительно) Битопы субаквальной части береговой зоны Мелководья и подводная терраса (2÷4 – 8 м) Сугубое мелководье (littoral zone) (2÷4 м) (8) Biotopes at zone of aquatic vegetation (3а 3b 3c) biotopes at hard and mixed sediments (5) Biotopes of Erosion grooves (6) Biotopes of Underwater ridges (2) Biotopes in intermediate zone (7) Biotopes at zone of underwater cliff abrasion (4а 4б 4в) Biotopes at sands of various size-fraction content and mobility (1) Biotopes in basin accumulation zone 8÷12 - …м Соленость Волновая и ветровая активность Стратификация водных масс в летнее время, газовый режим и окислительно-восстановительные условия Прозрачность и другие гидрооптические характеристики (содержание и природа взвешенных веществ) Газовый режим (ночное время) Основные формирующие факторы Аккумуляция мелкодистперсных осадков Аккумуляция мелкодисперсных осадков Популяции видов - средообразователей Ги поксия/Аноксия Геологическое строение, рельеф, процессы абразии, транзита, накопления терригенного материала

12. Биотопы 3а типа ВИДЫ-СРЕДООБРАЗОВАТЕЛИ (ЭДИФИКАТОРЫ) ВИДЫ-ИНДИКАТОРЫ (в другой раз)

13. Запасы дрейссены в районе профиля 13 на дистанции 2.5 км побережья около 197 тонн в 2000 и 421 тонн в 2001 г Биотопы с грубообломочными отложениями (типы 3а-в) Дрейссена Кладофора Район профиля 13. Карта с указанием зоны, занятой зарослями кладофоры, сообществом дрейссены, прочими участками дна. Справа вырезанные для взвешивания участки сонограмм

14. Dreissenaкак пример средообразующего вида waterfowl Phytobenthos (Cladophora) planktivorous fishes benthivorous fishes zooplankton DIP= till 513 kg/day (S=4.7 km2) phytoplankton bacterioplankton water transparency nutrients faeces, pseudofaeces microhabitats, substrate phytobenthos Faeces + pseudofaeces = till 94 t/day (S=4.7 km2) zoobenthos Species-competitors sediments

15. Что делать? • Биотоп =биоценоз в местообитании в многообразии присущих им внутренних и внешних взаимодействий=функциональная единица (подводного) ландшафта • Протяженность и границы биотопов и ландшафтов, пространственное распределение гомологичных биотопов • Разнообразие биотопов (включая статически е и динамические характеристики) и пространственно-временная изменчивость ландшафтов • Классификация биотопов • Формирующие и поддерживающие существование биотопов внешние воздействия • Роль конкретные биотопов в формировании особенностей ландшафта – экорегиона – бассейна, протекающих в них процессов (потоки энергии и биогеохимические циклы) Местообитания: Науки о Земле Биоценозы и виды: Биология

16. На основе: Объединения представителей различных естественных научных дисциплин (в первую очередь дистанционное зондирование, науки о земле, физика, химия, экология, систематика) для разработки основных положений подхода и плана его реализации применительно к местным условиям в рамках проектов, где это требуется; Совмещенного в пространстве и (желательно) во времени сбора ВСЕСТОРОННЕЙ (слайд 3) текущей информации о структуре биотопа, внутренних связях между его компонентами и действующих на него внешних факторами ее дальнейшей совместной интерпретации Хранения первичной информации, визуализацию результатов работ с использованием общих для участников информационных ресурсов, что может рассматриваться также и как эффективный инструмент распространения полученных знаний, а также осуществления связей между наукой и управлением природными ресурсами.

17. Практический выход (биотопический подход – мониторингу, управлению, охране и.т.д. ландшафтов прибрежной зоны) Пересмотр накопленной и анализ вновь поступающей информации о взаимодействиях внутри биотопа, между соседними биотопами, с внешними физическими, биологическими и антропогенными факторами, определяющими структуру и функционирование, пространственное и временное разнообразие биотопов в пределах ландшафта; Идентификация и картирование биотопов в отдельных подводных ландшафтах прибрежной зоны ВЧФЗ с последующим созданием иерархической классификации, совместимой с ранее разработанными (Connor et al., 2004; CORINE, EUNIS, Benthic habitat directive, BioMar, BALANCE); Оценка разнообразия и пространственно-временных трендов в гомологичных биотопах (Беклемишев, 1962; 1973)различных ландшафтов, расположенных в разных экорегионах; Экспертная оценка состояния подводных ландшафтов и разработка рекомендаций по их мониторингу и рациональному использованию.

18. Благодарности Использованная информация была собрана в рамках Государственной программы «Биоразнообразие», инициативных проектов Санкт-Петербургского научного центра РАН, Finnish-Russian Littoral Ecology project funded by Finnish Environment institute and Maj and Tor Nessling Foundation. Персональные благодарности специалистам Отделения Региональной геоэкологии и Морской геологии ВСЕГЕИ М.А. Спиридонову, В.А. Жамойде, Е.Н. Нестеровой, коллегам из Geological Survey of Finland A.Kotilainen and A.Reijonen for useful discussions. Особая благодарность: и Н.А. КОВАЛЬЧУК (БИН РАН) «РИСК»