По инициативе директора Института экологических проблем Севера (ИЭПС), д.х.н. Боголицына К.Г. и при активной поддержке директора ФИЦКИА УрО РАН, чл-корр. РАН, д.б.н. Болотова И.Н. проведены комплексные исследования водных и наземных экосистем острова Большой Соловецкий (начальник экспедиции – заведующая лабораторией пресноводных и морских экосистем, в.н.с., к.б.н Т.Я. Воробьева).

Основная цель исследований – оценить современное состояние экосистем Соловецкого архипелага в условиях глобальных и региональных изменений климата, трансграничных переносов и техногенного воздействия на окружающую среду территориально обособленных экосистем высоких широт.

В экспедиционной работе наиболее представительной была группа специалистов, исследующих водные экосистемы: гидрологи, гидрохимики, гидробиологи, в том числе ихтиологи из лабораторий пресноводных и морских экосистем, экоаналитических исследований ИЭПС, эволюционной экологии и геномики гидробионтов Института комплексных исследований Арктики.

Объектами исследований являются экосистемы озер Красное, Большое Гремячье, Валдай, Щучье, Светлое Орлово, Средний Перт, Нижний Перт, Питьевое, Святое, Куможье, Биосадское, Банное, Варваринское. Впервые были проведены комплексные исследования, включающие одновременное изучение гидрологических, физико-химических, геохимических и гидробиологических параметров в одних и тех же пробах воды и донных отложений.

В ходе экспедиционных работ проведены исследования гидролого-гидрохимических параметров (температура, рН, содержание растворенного кислорода и сероводорода, щелочности, цветности), морфометрических характеристик. Произведен отбор проб воды на содержание растворенного органического углерода, микроэлементов, анионов, биогенных элементов, метана и гидробиологических показателей (общей численности бактериоплактона, количественного и качественного состава фито- и зоопланктона).

В воде также будут определены концентрации индивидуальных хлорорганических соединений, содержание которых нормируется СанПин. В отобранных кернах озерных отложений и почвах на водосборе (отобранных по глубине) будут определены концентрации индивидуальных хлорорганических соединений, включая стойкие хлорорганические загрязнители, потенциально опасные для окружающей среды.

В результате, получен значительный натурный материал, который будет в дальнейшем анализироваться в условиях стационарных лабораторий.

– Мы исследовали озера, часть которых входит в состав озерно-канальной системы острова, а также озеро Куможье, не входящее в систему и находящееся близко к побережью Белого моря и, возможно, подверженное его влиянию, – рассказывает старший научный сотрудник лаборатории экоаналитических исследований Ксения Титова. – Озера, входящие в систему, являются проточными, они насыщены кислородом в значительных количествах фактически до дна. В менее проточных озерах, каким является Куможье, кислород ко дну исчезает. Это говорит о том, что там создаются анаэробные условия, не являющиеся идеальными для гидробионтов. Поэтому мы также определяли гидрохимические параметры, которые влияют на сульфатредукцию в воде и донных отложениях.

Сульфатредукция – сложный процесс, связанный с жизнедеятельностью бактерий, влияющих на химические и микробиологические процессы, происходящие в воде, включая образование сероводорода. В ходе экспедиции учеными были выбраны ключевые с точки зрения биоразнообразия и наличия ценных видов рыб водоемы для проведения мониторинговых ихтиологических работ, осуществлены контрольные обловы и отбор биоматериала для дальнейших исследований. Определены мониторинговые водоемы и тест-полигоны для закладки сети долгосрочного мониторинга, гидрологических исследований и морфометрических измерений озер.

– Соловецкие озера представляют большой интерес с точки зрения ихтиологии, – комментирует ведущий сотрудник лаборатории эволюционной экологии и геномики гидробионтов Геннадий Дворянкин. – Это изолированные со времен ледникового периода пресноводные экосистемы с достаточно экстремальными условиями для жизни рыб. Интересно найти ответ на вопрос: как изменились популяции рыб, оторванные от своих родных ареалов за прошедшие тысячи лет? Какие эволюционные процессы идут на архипелаге? Другой важнейший момент – антропогенный пресс на экосистемы Соловков, который становится все сильнее. Необходимо выяснить его возможное влияние на рыбное сообщество соловецких озер.

Исследования наземных экосистем проводили сотрудники лаборатории химии растительных биополимеров ИЭПС и лаборатории приарктических лесных экосистем Института биогеографии и генетических ресурсов.

Уникальность природы Соловецкого архипелага состоит в наличии на небольшой территории разнообразных биомов. Это дает исследователям возможность одновременного изучения биоценозов нескольких природных зон (тундра, лесотундра, тайга, смешанные и широколиственные леса). Для изучения влияния климатических факторов на химический состав, строение и структуру высших и низших растений проведен отбор образцов высших (ель, сосна, береза, можжевельник) и низших растений – эпифитные (рода Hypogymnia, Usnea) и эпигейные (рода Cladonia, Peltigera) лишайники, а также дереворазрушающих грибов рода Fomes.

При выполнении исследований планируется получить принципиально новые данные о закономерностях влияния характерных особенностей условий произрастания на формирование строения и структуры высших и низших растений как отклика на адаптационные возможности растений. Кроме того, будет изучено видовое разнообразие афиллофоровых грибов, грибных заболеваний и вредителей на деревьях и кустарниках Ботанического сада.

Напомним, Соловецкая комплексная экспедиция, организованная Институтом экологических проблем Севера и ставящая целью изучение природной среды уникального северного архипелага, проводилась в период с 2001 по 2014 годы. К ее реализации привлекались ученые МГУ, СПбГУ, САФУ, а также студенты и аспиранты научно-образовательных учреждений. В ходе этих экспедиций проводились отдельные исследования абиотических и биотических компонентов водных и наземных экосистем Соловецкого архипелага.