Природные условия в районе ББС МГУ

Природные условия в районе Беломорской биологической станции МГУ

Е.Ю. Замесова, Е.Д. Краснова, Ф.А. Романенко, А.В. Чесунов

Беломорская биологическая станция Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова расположена в северной части Республики Карелия у полярного круга (66º33′N и 33º06′E) (рис. 1). Полуостров Киндо, на северном берегу которого находится поселок биостанции, это небольшой, площадью около девяти кв. км, выступ береговой линии карельского побережья Белого моря, с севера обращенный к острову Великому, относящемуся к Кандалакшскому государственному природному заповеднику, от которого его отделяет пролив Великая Салма шириной от 0,7 до 2,4 км. Территория окрестностей ББС МГУ, охваченная исследованиями биологического разнообразия, на которую распространяются списки данного Каталога, включает восточную часть этого полуострова, ограниченную с запада двумя морскими губами, вдающимися в материк навстречу друг другу – Кислой губой с юга и Ермолинской с севера, и соединяющим их болотным массивом с озёрами Большое и Малое Ершовские. Морская акватория, охваченная исследованиями биологического разнообразия, прилегает к берегам полуострова Киндо и ее ширина не превышает 2,5 км. Она охватывает часть Ругозёрской губы с западной границей, проходящей по створу Ермолинская губа (с юга) – Городецкий порог (с севера), пролив Великая Салма по всей ее ширине с восточной границей по условной линии, пересекающей его с севера на юг и проходящей через Крестовые острова. С южной стороны Киндо полуострова акватория включает береговую зону шириной 2,5 км, сужающуюся к оконечности мыса Зеленого, и всю губу Кислую. На большем отдалении от биостанции расположены ещё несколько полигонов учебных практик и научных работ ББС – эстуарии Чёрной реки на западе и Нильмы на юге, небольшие острова Кастьян, Величаиха и Кокоиха на востоке.

Климат

Северное побережье Карелии характеризуется умеренно-холодным климатом с растянутыми сроками весны и осени. Среднегодовая температура воздуха составляет около 0,5°C, самый холодный месяц года – февраль со средней месячной температурой от -10° до -12°C,а самый теплый – июль со средней температурой +13,2°C. Безморозный период длится до 120 дней при невысоких температурах. Вегетационный период (число дней в году с температурой воздуха, равной и превышающей +5°C) составляет 127 дней, общая сумма температур 1290°C. Период активной вегетации (число дней в году с температурой, равной и превышающей +10°C) составляет 70 дней, общая сумма температур 896°C. Число дней в году со снежным покровом более 190, средняя высота снежного покрова 40-60 см. Количество осадков в году 390-420 мм, из них в тёплый период выпадает 290-300 мм. Испарение небольшое, средняя величина составляет 150 мм/год (Романов, 1961).

Геоморфология территории

Большую часть полуострова Киндо занимает гнейсово-амфиболитовый купол горы Ругозёрской с наибольшей высотой 103 м над уровнем моря, испытывающий послеледниковое поднятие, со скоростью 3-4 мм в год. Самые распространенные в этом районе горные породы – архейские гнейсы возрастом 2,7-2,8 миллиарда лет. Верхняя часть Ругозёрской горы имеет вид округло-вершинных гряд — «китовых спин» — шириной до 100 м, разделенных болотистыми ложбинами глубиной 15-25 м. На большей части вершинной поверхности нет рыхлых отложений, а в днищах и на склонах ложбин их мощность достигает нескольких метров. Склоны горы перекрыты маломощным, до 1-2 м, чехлом ледниковых и водно-ледниковых отложений. В рельефе склонов прослеживаются тектонические разломы в виде крутых скальных уступов высотой 15-40 м (в бухте Биофильтров), террасовидных ступеней и трещин глубиной до 2-3 м. Несколько небольших, до 0,5 км в диаметре, котловин, расположенных в центральной и восточной частях массива горы Ругозёрской заняты торфяными озёрами, одно из которых используется как источник питьевой воды и испытывает большие сезонные перепады уровня из-за повышенного расхода воды в летний период. Ругозёрская гора окаймлена морскими террасами, достигающими наибольшей ширины на западе, в районе Ершовских озёр. В разрезе террас вскрываются сортированные песчаные толщи, подстилаемые валунниками и галечниками, а также опесчаненными глинами. В одном из таких разрезов, расположенном на высоте 20 м относительно современного уровня моря, на глубине 2,6 м от поверхности в глинах обнаружены многочисленные раковины двустворчатых моллюсков Tridonta borealis, Elliptica elliptica, Hiatella arctica, брахиоподы Hemithyris psittacea и др. Их возраст, определенный методом радиоуглеродного датирования, составляет 7160±90 лет (Шевченко, 1999), что позволяет отнести формирование данной поверхности к максимуму трансгресии Тапес в среднем голоцене. Современная морская терраса высотой до 2 м и шириной до 100 м, полого спускающаяся к литорали, сложена в основном песками и галечниками, часто заиленными, с большим количеством валунов. В результате тектонического поднятия побережья эта поверхность недавно вышла из-под уровня затопления приливом и продолжает подвергаться волновым и ледовым воздействиям во время штормов и нагонов.

Почвы

Почвенный покров полуострова Киндо очень пёстрый и сложный, что обусловлено мозаичностью рельефа, а также литологических и гидрологических условий. По площади преобладают подзолистые почвы. Наиболее развитые и зрелые подзолы формируются под хвойными кустарничково-зелёномошными лесами на дренированных глубоких песках II морской террасы. Болотные почвы также распространены повсеместно, от ложбин вершинных поверхностей до побережий и устьевых участков ручьёв. В прибрежной зоне под приморскими лугами формируются маршевые почвы с признаками засоления. На скалах в местах скопления рыхлых продуктов выветривания коренных пород, под покровом мхов и лишайников образуются маломощные примитивные почвы. Для всех почв характерны укороченный генетический профиль и оторфованность верхнего гумусового горизонта (Евдокимова, 1972).

Наземные растительные сообщества

В системе геоботанического районирования территория, охваченная Каталогом, относится к Кольско-Карельской подпровинции Североевропейской таежной провинции, которая разделяется на несколько округов. Вместе со всем Лоухским административным районом Республики Карелия он входит в Пяозёрско-Топозёрский округ, представляющий собой озёрное плато, несколько приподнятое на западе и равномерно спускающееся к востоку, лишенное высоких сопок, с разреженными осветленными таежными лесами. Основная лесообразующая порода этого района – сосна, и сосняки занимают 80% площади (Раменская, 1983). Согласно увлажнённости почв, сосняки образуют закономерный экологический ряд: в наиболее сырых местах – на болотных торфяных грядах встречаются отдельные экземпляры сосны низкорослой искривленной формы, менее обводненные, но все же заболоченные плоские участки или пологие склоны заняты сосняком багульниковым с напочвенным покровом из сфагновых мхов; на более дренированных, полого наклонных местах располагаются сосняки черничные с зелеными мхами в нижнем ярусе; верхние части склонов с каменистыми или песчаными почвами, ощущающими недостаток влаги, заняты сосняками брусничными. Вершины «китовых спин» обычно заняты разреженными лишайниковыми сосняками с покровом из лишайников. Ельники на территории биостанции незначительны, леса с участием ели встречаются по берегам озёр, у ручьев, вокруг болот и вдоль морского побережья (Виталь, 1999).

Возраст большинства лесных насаждений не превышает 70 лет из-за частых лесных пожаров, ураганов, а главное – массовых рубок, проводившихся в 20-30-х годах. На месте вырубок и старых гарей к настоящему времени сформировались березовые леса с примесью осины, сосны, ели с разнотравным, кустарничково-зеленомошным или осоково-хвощевым покровом. Первичные березняки представлены вороничными криволесьями вдоль морского побережья (Виталь, 1999).

Болота, на которые приходится 6% площади Киндо полуострова, занимают ложбины стока, приозёрные понижения, плоские террасы и нижние части склонов гряд. Среди типов болот преобладают аапа – обширные безлесные грядово-мочажинные болота, характерные для северной тайги с соответствующими растительными группировками. Торфяные гряды покрыты сфагновыми мхами, а возвышенные места — растениями, свойственными верховым болотам.

Площадь лугов на полуострове очень мала. Вдоль морского побережья узкой полосой тянутся приморские луга (марши) различной степени засоления: крупнозлаковые, мелкозлаковые и осоково-ситниковые. На северных побережьях, обращенных к открытому морю, вместо приморского луга развивается особый тундрообразный тип растительности – сомкнутая заросль кустарничка вороники (Empetrum hermaphroditum), с примесью других низкорослых кустарничков: арктоуса альпийского, брусники и толокнянки (Бреслина, 1980). Под приморскими вороничниками формируется специфический тип почвы – так называемый «сухой торф». Суходольные луга представлены небольшими фрагментами на берегах Ершовских озёр, где в травостое преобладают щучка и разнотравье. На подгрядовой равнине встречаются участки низинных вейниковых и щучково-вейниковых замоховелых лугов (Вехов, Богданова, 1971).

Береговая линия

Карельский берег, сложенный в основном кристаллическими породами Балтийского щита, из-за черезвычайной изрезанности береговой линии относится к фиардово-шхерному типу. Многочисленные заливы с невысокими берегами напоминают фиарды, широко рпспространенные на побережьях Швеции и Финляндии; вдоль всей береговой линии — множество больших и малых островов, мелкие скалистые островки «луды» и каменистые отмели корги, обнажающиеся во время отлива — беломорские аналоги шхер (Каплин и др., 1991). На фиардово-шхерную изрезанность береговой линии накладывается более мелкое фестончатое расчленение литорали: вогнутости береговой линии протяженностью от нескольких десятков до нескольких сотен метров, ограниченные скальными выходами или мысами из грубообломочного материала с вложенными в них фестонами более низких порядков, формирующихся за счет разномасштабных циркуляций приливно-отливных и волновых течений.

Берега Кандалакшского залива, а вместе с ними и полуостров Киндо, испытывают быстрое тектоническое поднятие, начавшееся после последнего оледенения и продолжающееся в наши дни. Средняя скорость воздымания на описываемой территории 3-4 мм в год, что дает возможность наблюдать прирастание берега и изменения в его очертанях на протяжении жизни одного исследователя: причленяются острова, замыкаются и пересыхают лагуны, поднятие подводных порогов приводит к возникновению перемычек и превращению морских заливов в опресненные озёра.

Приливы

В районе Беломорской биологической станции МГУ, как и во всем Кандалакшском заливе, приливы правильные, полусуточные, с амплитудой до 2,5–3,5 м. Из-за высокой изрезанности береговой зоны скорости приливно-отливных течений колеблются в пределах 0,2–0,5 м/сек, достигая 3 м/сек в узких проливах и на морских порогах. Одна из особенностей приливной волны в Кандалакшском заливе – асимметрия: время подъема воды на 1,5–2,2 часа меньше, чем время отступания.

Гидрологические особенности акватории

Большая часть акватории, прилегающей к полуострову Киндо относительно мелководна, за исключением Великой Салмы, по дну которой проходит желоб глубиной до 25 м напротив поселка биостанции, возрастающей в восточном направлении до 50 м. Сильные приливно-отливные течения в Великой Салме обеспечивают однородность характеристик воды по всей толще, тогда как в восточной глубоководной части образуется типичная для Белого моря стратификация в три слоя.

Соленость воды в акватории вокруг полуострова Киндо пониженная —16 до 28‰, с минимумом в период весеннего таяния льдов и максимумом в зимнее время. В эстуарии Чернореченской губы, принимающей сток реки Черной, поверхностная солёность опускается до 2-4‰. Температура поверхностного слоя моря претерпевает существенные сезонные колебания, в то время как на больших глубинах она низкая и более постоянная, до -1,5°C в локальных депрессиях (ямах) на мористом выходе из Салмы. У поверхности в летнее время вода прогревается до +15-16ºС, а в вершинах мелководных губ в даже до +20ºС и выше. Самый теплый месяц – июль, но уже к августу температура падает до +10ºС и продолжает понижаться. В ноябре температура воды по всей ее толще опускается до -1,4ºС и только в апреле поднимается к нулевой отметке. Ледостав начинается в октябре, когда температура воздуха опускается ниже нуля, постоянный ледовый покров формируется в декабре и держится до марта. В проливе Великая Салма, на Еремеевском, Кривом и нескольких других порогах из-за сильного течения лед не становится, и всегда остаются полыньи, увеличиваясь в размерах во время оттепелей и сокращаясь при сильных морозах. В апреле ледовый покров начинает трескаться, от прибрежного ледового припая отрываются отдельные льдины, приливно-отливные течения носят по образовавшимся полыньям, где они постепенно крошатся и тают. В губах, глубоко вдающихся в материк – Кислой и Ермолинской, ледовый покров держится дольше и тает на месте. Полное очищение акватории ото льда происходит в первой половине мая.

Литораль

Ширина и характер грунта, слагающего литораль – часть береговой зоны, которая оказывается затопленной во время прилива, и обсыхает в отлив – зависит от характера залегания подстилающих коренных пород, воздействия ветров, силы и направления прибрежных течений, а также наличия берегового стока. В районе ББС МГУ ширина литорали варьирует от нескольких метров до двух-трех сотен. На участках, подверженных сильному прибою, литораль, как правило, узкая, всего несколько метров в ширину. Она может быть скальной — в виде «бараньих лбов» округлых очертаний, валунной, гравийной или песчано-гравийной. Большая часть береговой линии в окрестностях биостанции не столь подвержена волновому воздействию, и там литораль шире – до нескольких десятков метров. На таких участках между уровнями среднеквадратурного прилива и среднеквадратурного отлива, как правило, находится зона из мягких грунтов, чаще алевритисто-песчаных с примесью грубообломочного материала; у нижней границы осушки обычно тянется валунный пояс, сформированный в результате взаимодействия припайных льдов и приливно-отливных колебаний, а мористее его — отливный пляж, либо склон, который уходит под уровень сизигийного отлива. В кутовых частях губ комплексы берегового рельефа иные: там значительная часть береговой зоны занята маршем, постепенно переходящим в плоскую алевритисто-глинистую осушку шириной от нескольких десятков до первых сотен метров.

Морская растительность

На литорали с мягкими грунтами в самой верхней ее части можно встретить сообщества из сосудистых растений-галофитов: астры морской, подорожника морского, триостренника морского и гляукса. У самого верха пояса галофитов и в супралиторали часто тянется полоса ситника чернобурого. Большая часть песчаной осушки, как правило, свободна от растительности, а на заиленных участках встречаются заросли морской травы зостеры (Zostera marina), которая в прежние времена по биомассе превосходила все остальные прибрежные макрофиты. Массовая гибель этого растения, случившаяся в Белом море в середине 60-х годов XX века, привела к практически полному исчезновению его зарослей. Наблюдаемое возрождение зостеры происходит очень медленно, и, хотя ее уже можно встретить по всему побережью, в основном это мелкие молодые растения. Прежние густые «леса» из растений двухметровой длины, которые существовали, в частности, в Ермолинской и Чернореченской губах, пока не восстановились. Нижняя часть приливно-отливной зоны в районе ББС МГУ почти повсеместно покрыта густыми зарослями прикрепляющихся к валунам фукусов, ниже уровня максимального отлива в верхней сублиторали простираются подводные «леса» из ламинарии, а на глубинах от 10 до 15 м царствуют красные водоросли.

Морские фаунистические комплексы

Морская биота района ББС МГУ весьма богата и, видимо, в целом весьма мало отличается от видового состава всего Белого моря. Фауна литорали не так разнообразна, как в сублиторали, но количественно обильна и ее обитатели великолепно приспособлены к переживанию отливов – это подвижные ракообразные-гаммариды и брюхоногие моллюски-литторины, зарывающиеся полихеты и двустворчатые моллюски мии и макомы, прикреплённые усоногие раки (балянусы), мидии, актинии и многие другие. Большая часть видов литорали относится к так называемому бореальному комплексу – основная часть их ареала расположена южнее, а Белое море является крайним северо-восточным пределом их обитания. Ниже, от нуля глубин (уровень максимального отлива) расположена сублиторальная зона. Сообщества животных и растений здесь распределены поясами, которые определяются условиями освещённости и температуры, а в их пределах – характером грунта и трофическими условиями. Здесь соседствуют животные бореального и бореально-арктического комплексов, тогда как в наиболее глубоких местах, где в течение всего года сохраняется температура, близкая к нулю и даже отрицательная, обитает комплекс из небольшого числа типично арктических видов.

В зоопланктоне акватории, охваченной Каталогом, в течение года сменяется два фаунистических комплекса. Весной, летом и осенью здесь царствует мелководный планктонный комплекс из планктонных личинок донных беспозвоночных, а взрослые формы представлены преимущественно бореальными, относительно теплолюбивыми животными, численность которых увеличивается в теплое время года, а в холодное многие виды исчезают. У нескольких видов планктонных рачков, таких как Centropages hamatus, Temora longicornis и Acartia bifilosa, зимуют только покоящиеся яйца, осевшие на дно. Зимой на смену ему из глубоководных центральных частей Белого моря приходят немногочисленные виды арктического комплекса, в частности, копеподы Metridia longa и Calanus glacialis. Разнообразие донных грунтов – от скалистых, валунных, галечных, до песчаных, илистых и сложенных ракушей, богатые заросли донных макрофитов, мозаика из мелких и глубоководных участков, хорошая аэрация дна на всех глубинах – все это вместе создает условия для обитания большого количества видов с разными экологическими требованиями, из-за чего биота в окрестностях ББС МГУ отличается высоким разнообразием.

eng:Nature in the MSU WSBS vicinity