Коллектив авторов - Наземные и морские экосистемы

Моря российской Арктики изучались на протяжении длительного времени, но основные усилия были направлены на исследования климата, ледяного покрова и океанологических условий. Источниками данных были наблюдения береговых и островных полярных станций, рейсы гидрографических судов, авиационные разведки ледяного покрова. В конце XX века к ним прибавились космическое зондирование и постановка дрейфующих буев. Биологические данные собирались эпизодически и главным образом в летние месяцы на акваториях, свободных ото льда. Мониторинг загрязнения водной и воздушной среды был начат в 80-е годы XX века, наиболее полный цикл исследований выполнен в рамках международной программы AMAP ( Arctic …, 1997; Arctic …, 2002 ). Важным вкладом в изучение моря Лаптевых и других частей Северного Ледовитого океана стали германско-российские экспедиции на борту ледокола «Поларштерн» в 1990-е гг. В это же время была развернута экспедиционная программа ММБИ с использованием атомных ледоколов Мурманского морского пароходства, совершающих регулярные рейсы по трассе Северного морского пути. Эти работы продолжаются уже более 10 лет и позволили получить уникальные данные об экосистемах арктического шельфа ( Матишов и др., 2005; Биология …, 2007; Матишов, Ишкулов, настоящий сборник ).

Природная среда и деятельность человека в морях Северного Ледовитого океана освещены в большом числе публикаций, однако целостное описание БМЭ шельфовых морей российской Арктики пока отсутствует. Информация, представленная на сайте www.lme.noaa.gov, лишь частично восполняет этот пробел, так как основывается на ограниченном числе источников. В советский период многие публикации по Арктике распространялись с ограничениями или были засекречены, в международный обмен они поступали лишь в виде исключения. Важно и то, что принципы комплексного описания БМЭ на основе пяти модулей были предложены сравнительно недавно и формализованы еще не в полной мере.

Данная работа представляет собой первую попытку описания БМЭ российской части арктического шельфа (Карского, Лаптевых, Восточно-Сибирского и Чукотского морей) на единой методической основе с использованием современных данных о природной среде, антропогенных воздействиях и социально-экономической ситуации, включая результаты исследований ММБИ, выполненных по программе Международного полярного года 2007/2008. Имеющаяся информация в ряде случаев неполна или недостаточно адекватна требованиям экосистемного описания. Однако в целом она позволяет выявить специфику арктических экосистем и закономерности их функционирования.

Северный Ледовитый океан превосходит все другие океанические бассейны по развитию континентального шельфа. На долю батиметрической ступени 0–200 м приходится 39,6 % его площади (5,84 млн км 2), ступени 200–500 м – 15,3 % (2,26 млн км 2) ( Атлас океанов. Термины …, 1980 ). Между шельфом и океаническим ложем везде существует отчетливо выраженная граница. Ширина континентального склона в российском секторе Арктики на многих участках составляет менее 100 км.

Границы шельфовых морей российской Арктики за пределами материковых и островных побережий проведены по условным линиям, не всегда согласованным с батиметрическими критериями. Это относится прежде всего к морю Лаптевых, в котором участок дна с глубинами свыше 1000 м занимает около 20 % общей площади (в Карском и Восточно-Сибирском морях таких глубин нет, в Чукотском на них приходится 0.2 % площади). Из этих соображений в своей работе по делимитации арктических БМЭ ( Матишов и др., 2006 ) мы сочли необходимым скорректировать границу БМЭ моря Лаптевых и провести ее по изобате 200 м, которая в этом районе хорошо совпадает с шельфовой границей континентального склона. Эта поправка учтена на схеме БМЭ 2006 года, принятой международными организациями (ГЭФ, ЮНЕП и др.) ( www.lme.noaa.gov ). Для трех других морей расхождения между официальными и батиметрическими границами относительно невелики и не носят закономерного характера, поэтому для удобства географического анализа БМЭ могут рассматриваться в официальных границах морей (рис. 1). Сведения о морфометрических характеристиках БМЭ приведены в таблице 1, составленной на основе данных о распределении площади и объема по ступеням глубин ( Атлас океанов. Термины …, 1980 ). Площади водосборных бассейнов даны по: ( Атлас Арктики, 1985 ).

Как следует из приведенных данных, для всех морей к востоку от Новой Земли характерны малые глубины шельфа. Этим они резко отличаются от Баренцева моря, которое по геологическим и геоморфологическим признакам относится к шельфовым, но более половины его площади приходится на глубины свыше 200 м. В Карском море также есть относительно глубокие районы в северной части (желоба Святой Анны и Воронина) и на западе (Новоземельская впадина), но это не нарушает морфометрическую целостность данной части шельфа.

Все рассматриваемые моря относятся к арктическому климатическому поясу, для которого характерны низкие температуры воздуха на протяжении всего года, малое количество осадков при незначительном испарении, преобладание циклонической активности летом и антициклонической – зимой. Большое экологическое значение имеют сезонные изменения режима освещенности. Почти вся акватория шельфа расположена за полярным кругом, между 70° и 80° с.ш. Продолжительность полярной ночи в этих границах находится в диапазоне 50–120 суток, полярного дня – 70–140 суток.

Западная часть Карского моря и Чукотское море в определенной мере испытывают смягчающее влияние атмосферных процессов Северной Атлантики и Тихого океана соответственно. В других районах арктического шельфа господствуют резко континентальные условия азиатского материка. На северной окраине шельфа устойчивого перехода температуры воздуха через 0 °С в летние месяцы не бывает, вдоль материкового побережья морей средняя летняя температура в июле-августе 6–8 °С, продолжительность периода с положительной температурой воздуха около 3 месяцев. Различия между районами с резко континентальным и умеренно континентальным климатом заметны только зимой, когда средняя температура января и февраля над морями Лаптевых и Восточно-Сибирским близка к –30 °С, а в атлантическом и тихоокеанском секторах повышается до –20 °С. Штормовая активность значительно ниже, чем на морях Северо-Европейского бассейна, и при наличии сплошного ледяного покрова мало сказывается на состоянии морских экосистем.

Океанографические условия БМЭ арктического шельфа складываются под влиянием батиметрии, низких температур воздуха, обильного речного стока и проникновения водных масс из прилегающих океанических бассейнов. В условиях холодного климата и малых глубин водная толща легко выхолаживается от поверхности до дна до температур, близких к температуре замерзания (от 0 °С для пресных вод в речных эстуариях до –1.8 °С на северной границе шельфа, где соленость мало отличается от океанической). В летние месяцы температура поверхностного слоя не превышает 5 °С в открытых районах и 8 °С в прибрежной зоне.