CC BY
73
ВЕСТНИК ПЕРМСКОГО УНИВЕРСИТЕТА
2013 БИОЛОГИЯ Вып. 2
ЭКОЛОГИЯ И ОХРАНА ПРИРОДЫ
УДК 574.42
ВОЗДЕЙСТВИЕ ИЗМЕНЕНИЙ КЛИМАТА И АНТРОПОГЕННОЙ НАГРУЗКИ НА ЭКОСИСТЕМЫ ОСТРОВА ВАЙГАЧ
М. С. Стишов3, О. Н. Липка3, А. И. Постнова3, А. О. Кокорин3, О. К. Сут-кайтис3, В. В. Никифоров3, В. В. Элиас3, Е. А. Шварц3, П. И. Жбанова3, В. Г. Краснопольский3, К. А. Згуровский3, С. А. Уваровъ
а Всемирный фонд природы, 109240, Москва ул. Николоямская, 19 стр. 3, [email protected]. (495)7270939
ь Ботанический институт им. В.Л. Комарова РАН, 197376, Санкт-Петербург, ул. проф. Попова, 2; чеп>еш\аго\«\а.П1. (812) 3725442
Выявлены основные естественные и антропогенные факторы, воздействующие на экосистемы о. Вайгач. Охарактеризована современная динамика природных объектов, а также оценены прогнозируемые последствия изменений климата. В ближайшие 30 лет природные явления не приведут к исчезновению редких видов флоры и фауны, но могут быть опасны для строений и объектов инфраструктуры. Угроза от браконьерства и разливов нефти представляется более значимой и будет возрастать в связи с активизацией Северного морского пути.
Ключевые слова: остров Вайгач; изменения климата; антропогенное воздействие; устойчивость и уязвимость природных объектов; современное состояние природных комплексов; динамика экосистем' редкие виды флоры и фауны.
Введение
В современной литературе довольно часто встречаются статьи о воздействии изменений климата как в глобальном масштабе, так и для отдельных регионов. На Европейской части России с 1976 г. рост температуры составил 2°С, что намного больше, чем в среднем для всего мира - 0.8°С, и для России в целом - 1.5°С. В Западной Сибири рост температуры меньше - 1°С. Для территории России, по оценке ГГО Росгидромета1, повышение температуры в ближайшие тридцать лет вновь ожидается примерно в два раза большее, чем текущее ее повышение для планеты в целом (3°С, а не 1.5°С). Для Арктических регионов повышение температуры может достигать 4-6°С, что вызывает особую тревогу среди специалистов.
Однако наибольший ущерб приносят опасные метеорологические явления, вызванные «раскачкой» климатической системы: сильные осадки и штормовые ветра, аномально жаркая или особо холодная погода, заморозки, метели и т. п. Тенден-
1 http://www.voeikovmgo.rLi/ni/izmenenie-klimata-rossii-v-
ха-уеке
ция к увеличению числа подобных опасных явлений проявляется по всему миру. В России в 2007-2012 гг. их было примерно в 2 раза больше, чем в 1998-2003 гг. В Северо-Западном Федеральном округе в 2010 г. их было 54, в 2011 г. - 37, а в 2012 г. - 40. Примерно вдвое увеличилось за последние 15 лет и число различных гидрометеорологических явлений (метеорологических, гидрологических, агрометеорологических), которые нанесли значительный ущерб. В 2012 г. был поставлен рекорд -469 явлений. Больше всего было сильных ветров, очень холодной погоды, заморозков и сильных осадков [Доклад..., 2013].
По всему миру отмечается тенденция к более «экстремальному» выпадению осадков. Имеется в виду, что примерно то же количество осадков за год выпадает в виде более редких, но сильных дождей и снегопадов, вместо более равномерного выпадения более частых умеренных осадков, как это было в прошлом.
Все вышесказанное вызывает обоснованные опасения среди специалистов по изучению Арктики, т.к. здесь ожидаемые изменения климата макси-
© Стишов М. С., Липка О. Н., Постнова А. И., Кокорин А. О., Суткайтис О. К., Никифоров В. В., Элиас В. В., Шварц Е. А., Жбанова П. И., Краснопольский В. Г., Згуровский К. А., Уваров С. А., 2013
мальны. а естественная устойчивость экосистем низка.
В качестве объекта исследований нами был выбран о. Вайгач, расположенный у северного побережья России между Карским и Баренцевым морями, который от материка отделен узким проливом Югорский Шар, а от архипелага Новая Земля - проливом Карские Ворота. Территория острова сравнительно невелика (длина - 105 км, ширина - 44 км, площадь - 3380 км2), мало заселена (в единственном пос. Варнек проживает 106 чел.). Большую часть территории занимает комплексный заказник. В 2010 г. Всемирным фондом природы была организована экспедиция на о. Вайгач для изучения флоры, фауны, антропогенного воздействия и объектов культурного наследия [Лавриненко и др., 2010].
Цель настоящего исследования - оценка последствий изменений климата и антропогенной нагрузки на экосистемы острова, что позволит сделать выводы об уязвимости редких видов флоры и фауны.
В ходе исследования решались задачи изучения климата и прогнозирования его изменений на ближайшие 30 лет, предположительной динамики мерзлотных и склоновых процессов, структуры растительности, фаунистических комплексов и ландшафтов, уязвимости редких видов флоры и фауны по отношению к изменениям климата. Из антропогенных факторов учитывались традиционная охота и рыболовство, разрешенные официально в ограниченном количестве на территории заказника, выпас домашних северных оленей и ведущиеся проектировочные работы по добыче нефти на шельфе Печорского моря.
Материалы
В ходе исследования использовались материалы комплексной экспедиции на о. Вайгач в 2010 г., двух экспедиций по мониторингу редких видов и их мест обитания в 2011 г., данные гидрометеорологических наблюдений на станции им. Е.К. Федорова и в пос. Амдерма, литературные источники, картографические материалы и данные дистанционного зондирования: многоканальные снимки Landsat 5. К сожалению, организованная летом 2012 г. съемка с помощью спутника SPOT 5 при поддержке ИТЦ СканЭкс из-за высокой облачности в период максимальной вегетации желаемых результатов не дала.
Результаты
Изменения климата на о. Вайгач действительно зафиксированы по данным наблюдений на метеорологической станции им. К.Е. Федорова (северная оконечность острова) и пос. Амдерма (ближайшая материковая). Среднегодовая температура увеличилась почти на градус по сравнению с 1975 г. (в основном за счет зимних температур). В то же время, тренд уменьшения количества осадков на
1.1 мм за 10 лет можно считать несущественным. При любых сценариях количество осадков превышает испарение, т.е. тенденция к заболачиванию выположенных участков сохраняется. Гораздо больший вклад в изменение экосистем вносит увеличение амплитуды экстремумов температуры, в первую очередь летних, которые способствуют увеличению глубины протаивания многолетнемерзлых пород, усилению термокарста, термоэрозии, солифлюкции [Семенов, 2012].
Повышение уровня океана в ближайшие 30 лет более чем на 50 см не предполагается. Так как берега острова носят в основном обрывистый характер, данным фактором можно пренебречь. Изменение базиса эрозии скажется в нижнем течении рек западного побережья, которое выположено и сложено глинистыми сланцами, но для каньонообразных участков русел (наиболее характерных), это изменение не существенно.
Значительное распространение на острове имеют достаточно прочные карбонатные породы, которые хорошо противостоят береговой абразии (отступание не более 1 см в год). Даже при повышении среднегодовых температур и летних экстремумов, увеличении продолжительности безледного периода и количества штормов, скорость отступания берегов не увеличится значительно. Рыхлые породы со значительной долей льдистой фракции распространены вдоль берегов гораздо реже (западное побережье, бухта Лямчина), и здесь ожидается активизация термоабразии.
Воздействие изменений климата на растительность проявляется в изменении структуры и состава фитоценозов. В условиях смягчающегося климата бореальные виды будут продвигаться на север и вверх по склонам, вытесняя арктические. Потепление способствует увеличению высоты кустарников и кустарничков, но здесь лимитирующим фактором начинает выступать высота снежного покрова, а мы ожидаем некоторое сокращение количества зимних осадков. Лишайники будут распространяться шире, занимая каменистые участки, но скорость данного процесса невелика вследствие медленного роста лишайников. В то же время, про-таивание мерзлоты будет способствовать развитию понижений в рельефе и расширению заболоченных территорий (активно внедряются осоки, пушица), сокращая площадь ягельников. На космических снимках совокупность перечисленных процессов уже нашла свое отражение в изменении показателей нормализованного вегетационного индекса №)У1 (увеличен вклад зеленого цвета в спектре) с 70-х гг. по настоящее время как для Арктики в целом по данным Национального управления океанических и атмосферных исследований США1 , так и
1 http://www.arctic.noaa.gov/reportl l/ArcticReportCard_
full_report.pdf
для модельного участка территории о. Вагач [Лавриненко, 2009].
Из млекопитающих, занесенных в Красные книги Российской Федерации [2001] и Ненецкого автономного округа [2006], на острове встречаются: белый медведь, морж атлантический, на север заходит дикий северный олень. Серый и гренландский тюлени отмечаются крайне редко вдоль берегов северной оконечности острова.
Для белого медведя изменения климата на территории острова несущественны, т.к. вид не устраивает здесь берлоги, только проходит во время миграций. Гораздо серьезнее сказывается на популяции сокращение ледовитости Баренцева моря (в меньшей - Карского) и увеличение продолжительности безледного периода1 [Доклад ..., 2013; Изменчивость ..., 2004]. Морж использует галечные пляжи и отмели для лежбищ. Их площадь изменяется от шторма к шторму, что является естественным процессом, к которому вид приспособлен: животные перебираются на более удобные в каждый данный момент участки лежбищ. Сокращения кормовых ресурсов (пластинчатожаберных моллюсков, реже - брюхоногих и т.д.), связанных с незначительным повышением температуры прибрежных вод, не ожидается. Дикий северный олень встречается достаточно редко и только на северной оконечности о. Вайгач, переходя через пролив Карские Ворота с южного острова Новой Земли и обратно (отмечается не каждый год). Возможное сокращение площадей зимних пастбищ (ягельников) не настолько велико, чтобы представлять угрозу для популяции.
Орнитофауна о. Вайгач и прилегающих островов насчитывает 112 видов птиц [Вайгач, 2011], из которых 12 внесены в Красную книгу РФ [2001] и 11 - в Красную книгу НАО [2006]. От сильных штормов страдают гнезда, расположенные на береговых обрывах. При скорости ветра, превышающей в порывах 40 м/с, птенцы гибнут полностью. В настоящее время подобные шторма наблюдаются достаточно редко, по данным метеостанции им. Е.К. Федорова отмечались в 1976 г., затем в 2010 г., т.е. раз в 30-40 лет. В перспективе ожидается удвоение частоты до проявления раз в 15-20 лет [Special report..., 2012]. Однако даже при такой периодичности естественной устойчивости популяций достаточно для восстановления численности при отсутствии других негативных факторов. Заболачивание территории ведет к сокращению площадей, пригодных для гнездования, с одной стороны, но с другой - будет благоприятно для водоплавающих птиц, т.к. расширится площадь мест кормежки [Семенов, 2012].
Если не принимать во внимание территорию собственно пос. Варнек и метеорологической станции, то основными видами антропогенных воздей-
ствий на экосистемы острова являются: традиционная охота и рыболовство, выпас домашних северных оленей, свалки мусора, фактор беспокойства. До Великой Отечественной войны на острове шла добыча цветных металлов, но с тех пор разработки заброшены вследствие нерентабельности, штольни обрушились, отвалы породы заросли. Потенциальную серьезную угрозу представляют планы добычи нефти на акватории Печорского моря, а также увеличение транспортировки нефтепродуктов через проливы со стороны Ямала, возможны столкновения, посадки на мель, а следовательно -разливы конденсата, нефти и бункерного топлива.
Традиционно ненцы на о. Вайгач не селились. Он был священным местом, куда приезжали для проведения обрядов у многочисленных святилищ. Поселок возник в 20-х гг. XX в. Первоначально постоянное население насчитывало около двух десятков человек, но в летний период значительно возрастало за счет приезжающих поклониться святыням и тех, кто перекочевывал на остров через узкий пролив Югорский Шар вместе со стадами оленей [Вайгач, 2011]. Уже тогда сам поселок считался экономически невыгодным. С 1930 г. на острове начались основательные геолого-разведочные работы силами заключенных Вайгачской экспедиции ОГПУ. Максимально в лагере на острове одновременно содержалось до 1500 чел. В 1941 г., в связи с началом войны, работа экспедиции на о. Вайгач была свернута, большая часть людей вывезена на материк. Поселок сохранился, отстраиваясь и обновляясь за счет материалов из разобранного лагеря, а метеорологическая станция на севере острова после войны была переоборудована и работает по настоящее время [Вайгач, 2011].
Полная зависимость от северного завоза вынуждает местных жителей активно заниматься охотой и рыболовством, сбором яиц гнездящихся птиц, а также продавать продукты и сувениры морякам и редким туристам, чтобы иметь возможность обеспечивать пропитанием свои семьи. Из-за отсутствия денег и дороговизны патронов, охотники предпочитают бить птиц во время линьки [Лавриненко и др., 2010]. При этом возможна добыча водоплавающих птиц, занесенных в Красные книги, или их яиц. Подобное браконьерство носит случайный характер и не наносит популяциям серьезного ущерба.
Выпас домашних северных оленей теоретически возможно вести на большей части территории острова, перегоняя стада на наиболее благоприятные для каждого сезона участки. На карте растительности И. А. Лавриненко [2009] ягельники занимают значительные площади в центральной и северо-восточной частях острова. Если соблюдать режим оборота пастбищ, то оленеемкость территории острова может превышать 5-6 тыс. голов без истощения кормовых запасов, но изменения в
1 http:///www.aari.nw.ru/
структуре фитоценозов при этом будут происходить за счет выпадения слабоустойчивых к стравливанию видов. С точки зрения сохранения объектов природы, на территории заказника подобная нагрузка будет избьггочной и не должна допускаться. На севере острова крупные стада домашних северных оленей могут конкурировать с заходящими группами диких, охрана которых является одной из задач заказника.
По данным СПК «Дружба Народов», предоставленным в устной форме председателем колхоза Родионовой Анастасией Семеновной, в июле 2012 г. на Вайгаче содержалось стадо оленей около 1700 голов. В прошлом количество домашних северных оленей на острове никогда не превышало
5 ООО [Вайгач, 2011]. Животные пасутся самостоятельно, почти без присмотра, в пределах ближайших 10-15 км от поселка, что соответствует наиболее продуктивным участкам типичных тундр вне территории комплексного заказника. В результате степень стравливания гораздо выше, чем при пастбищеобороте. Уровень пастбищной дигрессии требует для оценки проведения полевых исследований, т.к. даже использование высоко детальных снимков не позволит определить изменения в видовом составе сообществ.
Вероятное увеличение степени заболоченности территории сократит площади лишайниковых тундр, которые являются основными зимними пастбищами. В связи с этим зимой животным придется добывать корм на более обширной территории, в том числе и в заказнике. «Положением о государственном региональном комплексном заказнике Вайгач» [Об утверждении..., 2007] это допускается, но увеличивать поголовье оленей в таком случае нельзя, чтобы не нанести ущерб экосистемам на охраняемой природной территории.
Хотя местные жители активно ловят и заготавливают рыбу, морские млекопитающие также являются объектом промысла. Нерпа заготавливается для корма ездовых собак [Лавриненко и др.,
2010]. Для моржей, помимо охоты, опасен фактор беспокойства - приближение людей вызывает панику, животные устремляются в воду, что при их количестве и скученности приводит к гибели отдельных особей [Семенова и др., 2012]. Так как основные лежбища расположены на северо-западе острова, куда достаточно редко заходят охотники и туристы, то обычно опасности для местной популяции не существует.
Спрос на шкуры белого медведя достаточно высок. Потенциальными браконьерами на о. Вайгач могут являться как местные жители - рискованный, но очень прибыльный заработок, так и моряки с проходящих мимо судов, а также тури-сты-охотники, целью которых является убийство (добыча) редких видов животных. К сожалению, системы контроля, которая позволяла бы отслежи-
вать и пресекать вывоз шку р с территории острова, не существует. Бороться с браконьерством возможно, прежде всего, через усиление режима охраны заказника, что в настоящее время для ГКУ «Центра природопользования и охраны окружающей среды» Архангельской области невыполнимо из-за труднодоступности территории и ограниченности денежных средств. Всемирным фондом природы совместно с Советом по морским млекопитающим была предпринята попытка организовать на острове «медвежий патруль» из числа местных жителей для охраны и мониторинга животных. В 2012 г. удалось получить первые результаты: найдены черепа трех белых медведей }. Более кардинально решить проблему можно было бы через повышение статуса заказника до национального парка, при котором существует гораздо больше возможностей как для охраны, так и для изучения редких видов и экосистем.
Заключение
Таким образом, зафиксированные за последние 30 лет и прогнозируемые изменения климата на о. Вайгач, бесспорно, вносят свой вклад в изменение различных компонентов природных экосистем острова. Для одних видов флоры и фауны изменения более благоприятны, для других - менее. Однако естественной устойчивости популяций в настоящее время достаточно для адаптации к новым условиям. В то же время, численность и распространение видов по территории острова будут изменяться.
Наибольшей угрозе из числа редких охраняемых видов подвергаются белые медведи. Увеличение продолжительности безледного периода приводит к истощению животных, а браконьерская охота ставит под угрозу их существование в данном районе. Для борьбы с браконьерской добычей необходимо усилить контроль за транспортировкой шкур воздушным путем через аэропорты Воркута, Амдерма, Нарьян-Мар и водным путем. Необходимо принимать меры по усилению режима охраны заказника для сохранения популяции вида на данной территории.
Поселок Варнек, расположенный на южном побережье о. Вайгач, вызывает опасения с точки зрения последствий изменений климата. Даже если здания не пострадают в результате разрушения берегов штормами, протаивания мерзлоты и термо-карстовых просадок, штормовые ветры ураганной силы могут привести к полному разрушению поселка. Ввиду отсутствия ресурсов и возможностей у местных жителей для перестройки домов, без помощи государства поселок будет обречен. Необходима замена обветшавших строений на современные «вагончики» на сваях, способные выдерживать сильные ветра и не боящиеся просадок грунтов.
1 http://programmes.putin.kremlin.m/bear/news/20198
Увеличение частоты и интенсивности штормов, экстремальных погодных условий создают условия для техногенных катастроф в непосредственной близости от о. Вайгач. Изменение климата в Арктике открывает большие перспективы для освоения нефтегазоносного арктического шельфа [Оценка...,
2011]. В частности, уже построена Морская ледо-стойкая стационарная платформа «Приразломная» (МЛСП «Приразломная») в Баренцевом море недалеко от о. Долгий. Серьезные опасения вызывает намерение эксплуатировать платформу в экстремальных условиях. В случае аварии объем выброшенной в море нефти может достичь 8-10 тыс. тонн. Ситуация осложняется и тем. что ближайшие аварийно-спасательные службы, способные проводить ликвидационные работы на море, находятся в порту г. Мурманска, почти в 1000 км от месторождения. Моделирование поведения разливов нефти с МЛСП «Приразломная», проведенное коалицией неправительственных организаций, показало: в случае разлива нефти о. Вайгач попадает непосредственно в зону загрязнения, что представляет серьезную угрозу для прибрежных экосистем острова, и для населения, экономически зависимого от этих экосистем [Моделирование поведения..., 2012].
Исследование выполнено при поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации, соглашение 14.Ш2.21.0677.
Библиографический список
Вайгач. Остров арктических богов // Острова и архипелаги Российской Арктики / под общ. ред. П.В. Боярского. М.: Раикеп, 2011. Т. 2. 576 с. Доклад об особенностях климата на территории Российской Федерации за 2012 г. М., 2013. 86 с. Изменчивость природных условий в шельфовой зоне Баренцева и Карского морей / под. ред. А.И. Данилова, Е.У. Миронова. В.А. Спичкина // СПб: ААНИИ, 2004. 432 с.
Красная книга Ненецкого автономного округа. Нарьян-Мар, 2006. 448 с.
Красная книга Российской Федерации (животные). Москва: ACT - Астрель, 2001. 862 с.
Лавриненко НА. Индикация изменений климата арктических островов современными методами изучения и картирования растительности: отчет по гранту № WWF602/RU011101D-09/GLM. М., 2009. 313 с.
Лавриненко ПЛ., и др. Изучение влияния климатических изменений на состояние природных экосистем и коренного населения острова Вайгач: отчет WWF 2010. М., 2010. 216 с.
Моделирование поведения возможных разливов нефти при эксплуатации МЛСП «Приразломная». Оценка возможности ликвидации чрезвычайных ситуаций, связанных с разливами нефти: отчет о науч.-исслед. работе . М.: НИЦ «Информатика риска», 2012. 88 с.
Об утверждении Положения о государственном региональном комплексном природном заказнике "Вайгач": постановление Администрации Архангельской области от 17.12.2007 N 237-па.
Оценка макроэкономических последствий изменения климата на территории Российской Федерации на период до 2030 г. и дальнейшую перспективу. М.: Федеральная служба по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, 2011. 252 с.
Семенов С.М. Методы оценки последствий изменений климата для физических и биологических систем. М.: Росгидромет, 2012. 511 с.
Семенова B.C. и др. Исследования атлантического моржа (Odobenus rosmarus rosmarus) в юго-вос-точной части Баренцева моря в 2011-2012 гг. // Морские млекопитающие Голарктики: сб. науч. тр. М., 2012. Т. 2. С. 228-234.
Special report of the Intergovernmental Panel on Climate Change: ‘"Managing the risks of extreme events and disasters to advance climate change adaptation”, 2012. 582 p. [Электронный ресурс] URL: www.ipcc.ch
Поступила в редакцию 28.03.2013
Impacts of climate changes and anthropogenic pressures on Vaigach Island ecosystems
M. S. Stishov, candidate of biology, chief project coordinator O. N. Lipka, candidate of geography, senior project coordinator A. I. Postnova, chief project coordinator
A. O. Kokorin, candidate physical and mathematical sciences, program leader
O. K. Sutkaitis, head of Barents division
V. V. Nikiforov, program leader
V. V. Elias, candi date of biology, head of departm ent
E. A. Shvarts, doctor of geography, head of department
P. I. Zhbanova, chief project coordinator
V. G. Krasnopolsky, project coordinator
К. A. Zgurovsky, program leader
Vsemimyi fond prirody (WWF). 19-3, Nikoloyamskaya str., Moscow, Russia, 109240; [email protected];
(495)7270939 S. A. Uvarov, postgraduate student
Botanical Institute of Komarov of Russian Academy of Sciences. 2, Professor’s Popov str., St. Petersburg, Russia, 197376; [email protected], (812)3725442
The basic natural and human factors affecting on the ecosystem of Vaigach island were indicated. The present dynamics of natural objects were characterized, as well as the expected effects of climate change were evaluated. In the next 30 years, natural phenomenas will not lead to disappearance of rare flora and fauna species, but can be dangerous to buildings and infrastructure. The threat from poaching and oil spills is more significant and will grow with future activization of the Northern Sea Route.
Key words: Vaigach Island; climate changes; human impacts; sustainability and vulnerability of natural objects; present state of natural systems; dynamics of ecosystems; rare flora and fauna species.
Стишов Михаил Сергеевич, кандидат биологических наук, главный координатор проектов Липка Оксана Николаевна, кандидат географических наук, старший координатор проектов Постнова Агата Ильинична, главный координатор проектов
Кокорин Алексей Олегович, кандидат физико-математических наук, руководитель программы Суткайтис Олег Кестутович, руководитель обособленного подразделения Никифоров Виктор Владимирович, руководитель программы
Элиас Виктория Валентиновна, кандидат биологических наук, руководитель департамента
Шварц Евгений Аркадьевич, доктор географических наук, руководитель департамента
Жбанова Полина Игоревна, главный координатор проектов
Краснопольский Вадим Григорьевич, координатор проектов
Згуровский Константин Александрович, руководитель программы
Всемирный фонд природы
Уваров Сергей Александрович, аспирант Ботанический институт им. В. Л. Комарова РАН
