Экспедиции на НИС «Академик В.А. Коптюг» с 04 по 18 июня 2024 г.
Цель экспедиции: Междисциплинарное исследование современного состояния прибрежной зоны озера Байкал в июне 2024 г. с точки зрения многолетней динамики и смены комплексов доминирующих видов гидробионтов, а также факторов их определяющих, в условиях широкомасштабных негативных экологических процессов в озере.
Задачи экспедиции:
1. Сбор материала для продолжения многолетних рядов наблюдений за динамикой биомассы и таксономического состава естественных и чужеродных для Байкала водорослей-нитчаток (FAB= Filamenteous Algal Blooms), мест их массового развития в прибрежной зоне, в сезонном и межгодовом аспектах;
2. Сбор данных по береговым выбросам растительного детрита в районах их массовых скоплений как опосредованного показателя продуктивности и эвтрофикации прибрежной зоны (экспресс-оценка);
3. Обор фитопланктонных проб для создания многолетних рядов наблюдения за динамикой количественных показателей и видового состава в прибрежной зоне на постоянных станциях наблюдений (фоновых и в местах с антропогенной нагрузкой разной степени интенсивности);
4. Отбор и анализ гидрохимических и микробиологических проб для соответствующей характеристики качества прибрежных вод;
5. Отбор проб зообентоса драгой и дночерпателем для последующего выделения мейозообентоса (с акцентом на микротурбеллярий, остракод и гарпактицид – группы, по которым проводят диссертационные исследования аспиранты 2 курса обучения);
6. Отбор проб в приурезовой зоне нитчатых водорослей рода улотрикс (в масштабах всего озера) из условно чистых и загрязненных мест для сравнительного анализа их элементного состава (биоиндикация).
Состав экспедиционного отряда: д.б.н. Тимошкин О.А. (нач. отряда), к.б.н. Мальник В.В. (зам. нач. отряда), к.г.н. Томберг И.В., к.б.н. Куликова Н.Н., вед. спец. Гула М.И., вед. инж. Побережная А.Е., аспирант Кривороткин Р., аспирант Алексеева Т., инженер Хамид Салават Ули, техник Юргин Р.
Наименования и регистрационные номера тем Планов НИР, для выполнения которых проводилась экспедиция:
«Комплексные исследования прибрежной зоны озера Байкал: многолетняя динамика сообществ под воздействием различных экологических факторов и биоразнообразие; причины и последствия негативных экологических процессов», №0279-2021-0007 (121032300180-7);
«Исследование роли атмосферных выпадений на водные и наземные экосистемы бассейна озера Байкал, идентификация источников загрязнения атмосферы», №0279-2021-0014 (121032300199-9);
«От клетки – к экосистеме: Исследование ультраструктуры гидробионтов и их сообществ в эволюционно-экологическом аспекте методами клеточной биологии и геномики», № 0279-2021-0008 (121032300186-9).
Предварительные научные результаты:
1. По результатам экспресс-анализа более 200 проб (stone-unit method, траление малой драгой), отобранных в прибрежной зоне всех трех котловин озера, можно сделать следующие предварительные выводы.
1.1. Наиболее значительные изменения в экологии сообществ фитобентоса, как и в 2023 г., наблюдаются в южной котловине озера, а именно – напротив пос. Култук. На станции стандартных наблюдений, на глубинах до 5-6 м, выявлено 100% покрытие дна чужеродными нитчатками 5-6 морфотипов (при доминировании так называемого речного Spirogyra morphotype.
1.2. В зоне заплеска обнаружены значительные береговые скопления детрита со специфическим запахом разложения. В небольшом заливе напротив пос. Узуры обнаружено массовое цветение (гиперпродукция) прибрежной нитчатой водоросли улотрикс (рис. 1).
Как и в предыдущие годы, в июньских пробах макрофитобентоса, на многих станциях доминировали типичные для Байкала нитчатки рода улотрикс, что обычно для этого сезона. Из 37 обследованных станций чужеродные спирогиры в разном количестве были найдены на следующих 14 станциях (38% от общего числа станций) (рис. 2): напротив БЦБК (7 м, «фекальный морфотип» – далее «ФМ»), Слюдянки (1.5 м, «ФМ»), Култука (см. выше), Листвянки-Нерпинария (единично, «ФМ»), Больших Котов (единично, «ФМ»), Большого Голоустного (смесь 4-5 морфотипов спирогир, включая «ФМ»), Бабушкина (единично, «ФМ»), в бухтах Ая («ФМ»), севернее мыса Мужинайская Коврижка (смесь 2-3 морфотипов спирогир при доминировании «ФМ», эдогониумы и мужоция), напротив Заречного (доминирование 5-6 морфотипов спирогир), Бухты Фролиха, Аяя (в обеих – «ФМ»), Томпа («ФМ», эдогониумы), напротив Хужира («ФМ», единично). Более детальный анализ количественного и качественного состава макрофитобентоса будет продолжен в ЛИН СО РАН.
2. Исследования качества вод по гидрохимическим показателям проведены на 34 пляжах по всему периметру озера, где на анализ отобрано 153 пробы воды. Температура прибрежной воды Байкала в период исследования варьировала от 3 до 8 °С. Величина электропроводности в интерстициальной воде изменялась от 120 мкСм/см (пляжи бухты Б.Коты) до 807 мкСм/см (г. Северобайкальск, Заречный). В прибрежной воде значения в основном были близки к байкальским – 118-124 мкСм/см. Отмечены повышенные величины электропроводности (143-159 мкСм/см) в прибрежной воде на юге озера (г. Байкальск, пп. Култук и Голоустное). Величины рН в прибрежной воде варьировали от 7,34 до 9,07. В интерстициальной воде значения рН были ниже – 6,66-8,12. Содержание растворенного кислорода в интерстициальной воде изменялось от следовых значений (п. Култук, гг. Бабушкин и Северобайкальск, м/с Узуры, пляжи Б. Ушканьего о-ва) до 11,07 мг/дм3. В прибрежной воде озера концентрации кислорода варьировали от 11,0 до 17 мг/дм3. Анализ собранного за время экспедиции материала будет продолжен в лабораториях Института. В воде будут определены ионный состав, концентрации биогенных элементов и органического вещества.
3. Обследование поздневесеннего фитопланктона в прибрежной зоне озера показало, что распределение планктонных водорослей неравномерно по акватории. В южной котловине вегетация, практически, закончилась, зафиксированы единичные клетки и колонии, интенсивно вегетировавших в подледном планктоне видов. Биомассы низкие: около 100 мг/м3. Исключение составила станция в районе г. Бабушкин (326 мг/м3), где отмечены значительные концентрации диатомеи Ulnaria acus и зеленой Koliella longisrta. Количественные характеристики фитопланктона в средней котловине более богаты, здесь вегетировали те же виды, что у г. Бабушкина. Максимальные биомассы зафиксированы в северной котловине озера (до 400-500 мг/м3) за счет присутствия в планктоне крупноклеточной колониальной диатомовой водоросли байкальского комплекса Aulacoseira baicalensis (рис. 3). Её развитие подходило к завершению, о чем свидетельствуют массовые скопления водоросли на дне водоема.
4. Обнаружены представители новых видов микротурбеллярий из родов Riedelella Timoshkin, 2004 и Mariareuterella Timoshkin et Grygier, 2005, а также остракод из рода Cytherissa Sars, 1928. Собран обширный материал для морфологического и молекулярно-генетического анализа по группам: Turbellaria (таксоны Kalyptorhynchia, Dalytyphloplanida, Macrostomorpha); Harpacticoida (рода Bryocamptus Chappuis, 1929, Moraria Scott T. et Scott A., 1893, Canthocamptus Westwood, 1836 и др.); Ostracoda (рода Candona Baird, 1845, Pseudocandona Kaufmann, 1900, Baicalocandona Mazepova, 1976 и Cytherissa Sars, 1928); Bathynellidae (Baicalobathynella magna (Bazikalova, 1954), Bathynella sp.n.). Изучено распространение батинеллид в прибрежной зоне озера Байкал (выше уреза), из 36 точек особи этой группы обнаружены на 4 станциях.
5. Для изучения возможности использования Ulothrix zonata в качестве биоиндикатора антропогенного загрязнения мелководной зоны Байкала отобрано: 1) 25 проб воды из лунок на пляжах; 2) 25 – ниже уреза, в точках отбора проб Ulothrix zonata (табл.1); 3) 52 образца Ulothrix zonata. Пробы воды профильтрованы в подготовленные 2 мл пробирки; образцы водорослей промыты в прибрежной воде, в профильтрованной байкальской воде, очищены от посторонних примесей под бинокуляром, ополоснуты дистиллированной водой, высушены до воздушно-сухого состояния, герметично упакованы. Анализ проб будет проводится в лабораториях Института.
6. Береговые скопления детрита (БСД) были обнаружены на 11 станциях из 37 изученных (около 30% от общего числа обследованных мест): Култук, Бабушкин, Ая, Узуры, Максимиха, Большой Ушканий (бухта Северная), Сеногда, Заречное, Фролиха, Аяя, Сахюрта. Для изучения состава БСД отобрано более 25 проб. Удивительно, второй год подряд не регистрируются некогда огромные БСД в бух. Максимиха Баргузинского залива. Самые массовые и неприглядные БСД, как и в предыдущие годы (2013 – 2023 гг.), наблюдались на побережье Северного Байкала, напротив пос. Заречный.
7. Для оценки загрязнения вод прибрежной зоны санитарно-показательными микроорганизмами, было отобрано 158 проб (с акцентом на Малое море – центр рекреации и туризма). Результаты находятся на стадии анализа.
Общий вывод: В целом, программа работ выполнена. Чужеродные нитчатки встречены на 14 станциях из 37 обследованных. «Цветение» чужеродных спирогир продолжается во многих районах прибрежной зоны открытого Байкала. Причем, наиболее массовое их развитие и наиболее серьезные изменения в структуре и продукционных характеристиках фитобентоса наблюдаются в южной оконечности озера, напротив пос. Култук. Фитопланктон представлен неравномерно в трех котловинах – наибольшие продукционные характеристики наблюдались в Северном Байкале, за счет массового развития крупноклеточной колониальной диатомовой водоросли байкальского комплекса Aulacoseira baicalensis. Её развитие подходило к завершению, о чем свидетельствуют массовые скопления водоросли на дне водоема. Береговые скопления детрита (БСД) были обнаружены на 11 станциях из 37 изученных (около 30% от общего числа обследованных мест). Самые массовые и неприглядные береговые скопления растительного детрита, как и в предыдущие годы (2013–2023 гг.), наблюдались на побережье Северного Байкала, напротив пос. Заречный.