ИСТИНА

В Проекте содержатся предложения о проведении комплексных исследований на реках Камчатского края — уникальных природных объектах, в которых под воздействием экстремальных гидрологических явлений (вулканогенного загрязнения и сверхвысоких приливов) сформировались барьерные зоны, оказывающие сильное влияние на водную биоту. Цель данного Проекта состоит в сборе полевых материалов, характеризующих гидролого-морфологические процессы, а также состав и пространственно-временную динамику сообществ живых организмов основных трофических уровней (планктона, бентоса и рыб) в реках с природными гидрологическими барьерами. Для работы в рамках настоящей Заявки объединяются усилия 6 инициативных грантов РФФИ, тематика которых связана с исследованиями в районах активного вулканизма и в береговой зоне моря. Кроме этого, в работе будет принимать участие руководитель еще одного инициативного гранта РФФИ (биологические науки, конкурс 2015 г.), в котором полевые исследования предусмотрены собственной сметой. Основное достоинство запланированных работ — их комплексность и масштабность. Успех предстоящей Экспедиции обеспечивается привлечением специалистов географических и биологических специальностей с большим опытом полевой работы (в том числе на Камчатке), а также высоким уровнем технического оснащения Экспедиции и внимательным отношением к обеспечению мер безопасности при производстве полевых исследований. Помимо достижения задач «основных» грантов РФФИ, результаты предлагаемой экспедиции послужат для решения более общей научной проблемы, находящейся на стыке гидрологии, геоморфологии и биологии — выявления роли природных гидролого-морфологических факторов в формировании речных экосистем. Проведение экспедиции в рамках предлагаемого Проекта позволит: 1) получить представление о механизмах формирования гидрологических барьеров под воздействием экстремальных и очень редких для России природных явлений — сверхвысоких приливов и вулканогенного загрязнения; 2) оценить воздействие гидрологических барьеров на водную биоту рек. Для финансирования представляемого Проекта запрашивается 700 000 руб. Из этих средств будут оплачены горюче-смазочные материалы, аренда экспедиционной базы и высокопроходимой автотехники, а также перевозка м экспедиционных грузов по морю к месту проведения работ. Командировки сотрудников будут оплачены из средств «основных» грантов РФФИ. Приборы и оборудование будут предоставлены ВНИРО и КамчатНИРО. Общая численность Экспедиции составит 7 человек, разделенных на 2 полевых отряда («эстуарный» и «речной»). Каждый из этих отрядов будет обеспечен моторными лодками с необходимым снаряжением и научным оборудованием.

Исходная гипотеза. При планировании и последующей реализации предлагаемого Проекта за основу принимается гипотеза о том, что под систематическим воздействием экстремальных (для данного района) гидролого-морфологических факторов в реках формируются специфические сообщества гидробионтов и азональные экосистемы с необычными для большинства других рек характеристиками. При локализации экстремального воздействия на сравнительно коротком участке реки возникают естественными границы (барьеры) между «нормальными» экосистемами. В этом смысле «барьерные экосистемы» могут иметь ту же функциональную роль, что и морфологические барьеры в речных руслах (водопады, пороги, завалы). Цель экспедиционных исследований: сбор полевых материалов, характеризующих гидролого-морфологические процессы, а также состав и пространственно-временную динамику сообществ гидробионтов основных трофических уровней (планктон, бентос и рыбы) в реках с природными гидрологическими барьерами. В предлагаемом Проекте рассматриваются следующие гидролого-морфологические барьеры естественного (природного) происхождения: 1) гидрологические барьеры в устьях рек («эстуарные барьеры», связанные с зоной смешения речных и морских вод [Михайлов, Горин, 2012]; 2) гидрологические барьеры на участках экстремального вулканогенного загрязнения рек токсичными соединениями, минеральными взвесями и термальными водами [Fleming, Reynolds, 2004]; 3) морфологические барьеры в речных руслах — водопады, пороги, завалы, сели и т.п. [Wilzbach, 2008; Sandlund et al., 2014].

Обобщение результатов экспедиции 2015 г. по водным объектам вулканических районов Камчатки позволило установить основные закономерности влияния гидрологических барьеров на реофильную фауну: 1. Среди ключевых факторов среды, определяющих формирование гидрологических барьеров в водных объектах вулканических районов, – явления пересыхания, повышенная мутность, неустойчивый русловой режим, измененный температурный режим, сложный химический состав и повышенная токсичность вод. В связи с разной силой проявленности перечисленных факторов в пределах речной сети может формироваться полный спектр речных экосистем: от фоновых до предельно регрессировавших. Наиболее распространенными загрязнителями среды являются растворенные металлы и минеральные взвеси. 2. Хотя срок существования самостоятельных популяций гидробионтов в районах активного вулканизма ограничен тысячами лет, выявленный тип специализации популяций, несомненно, имеет эволюционное значение. В случае глобальных изменений условий существования на ареале прошедшие несколько бутылочных горлышек группировки со смещенным метаболическим равновесием могут дать новый вектор развития популяционной системы. Известно, что хронический физиологический стресс обеспечивает снижение пенетрантности широкого спектра вредных мутаций.