НИР - Институт океанологии им. П. П. Ширшова РАН

Резюме проекта (НИР), выполняемого в рамках ФЦП
«Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научнотехнологического комплекса России на 2007 – 2013 годы»
по этапу №4/итоговое
Номер контракта: 16.515.11.5016
Тема: Разработка методических основ технологий оценки и прогнозирования пользовательских свойств прибрежных морских экосистем в условиях современных антропогенных и климатических изменений
Приоритетное направление: Рациональное природопользование (РП)
Критическая технология: Оценка ресурсов и прогнозирование состояния литосферы и
биосферы
Период выполнения: 12.05.2011 – 10.11.2012
Плановое финансирование проекта: 8,800 млн. руб.
Бюджетные средства
- 6,800 млн. руб.,
Внебюджетные средства - 2,000 млн. руб.
Исполнитель: Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт
океанологии им. П.П. Ширшова Российской академии наук (ИО РАН)
Ключевые слова: прибрежные морские экосистемы, мониторинг, пользовательские
свойства экосистем, климатические изменения, антропогенные изменения, способы и
методы оценки
1
Цель исследования, разработки
1.1 Реализуемый проект направлен на решение актуальной проблемы природопользования – адекватной оценки пользовательских свойств морских прибрежных экосистем в
условиях антропогенного воздействия на фоне современных резко выраженных климатических изменений. Учитывая, что климатический фон может как усугублять, так и сглаживать действие антропогенных факторов и их последствия, возможность достоверно
разделять потенциально управляемые (антропогенные) и неуправляемые (климатические)
тренды текущих изменений принципиально важно для целого ряда направлений рационального природопользования, как в текущем моменте, так и в перспективе. В настоящее
время отсутствует методическая основа для выполнения оценки состояния и прогноза
морских прибрежных экосистем с учетом антропогенных и климатических факторов.
1.2 Цель реализуемого проекта: Развитие технологий оценки ресурсов и прогнозирования состояния биосферы, совершенствование методик оценки биоресурсов, сохранение и восстановление биологического и ландшафтного разнообразия. Разработка комплекса методик по оценке текущего и прогнозируемого состояния параметров морской
природной среды и надежной идентификации ее климатической и антропогенной разнопериодной изменчивости, позволяющих прогнозировать изменения пользовательских
свойств экосистем в прибрежных морских регионах, важных с точки зрения хозяйственного, рекреационного и иного использования и сохранения целостности естественных
природных комплексов.
В качестве конечных продуктов, создаваемых с использованием результатов, полученных при выполнении проекта, запланированы:
а) Комплекс методик по оценке текущего и прогнозируемого состояния морских
экосистем на основе ключевых параметров морской среды и биоты (характеристик и процессов в морской экосистеме, определяющих основные свойства и функционирование
конкретной экосистемы в определенные сезоны года) с учетом антропогенных и климатических факторов (и их взаимодействия), определяющих разнопериодную изменчивость
экосистем.
б) Методические рекомендации по предотвращению однонаправленного суммарного воздействия на морские экосистемы факторов климатической и техногенной природы,
приводящего к глубоким и продолжительным негативным изменениям.
1
в) Методические рекомендации по оценке пользовательских свойств прибрежных
морских природных комплексов, связанных с состоянием и изменениями морских экосистем.
Получение запланированных результатов реализуемого проекта обеспечит решение
проблемы, сформулированной в п. 1.1, в части формирования научно-методической основы для повышения эффективности рекомендаций по уменьшению экологических рисков
антропогенной и климатической природы для прибрежных морских акваторий и прибрежных морских комплексов в целом. Результаты выполненных работ позволят эффективно планировать и своевременно принимать соответствующие технологические и организационные меры по минимизации ущерба от хозяйственной деятельности на акваториях, а также осуществлять рациональное природопользование и управление прибрежными
зонами морей, учитывающие региональную климатическую изменчивость среды и, соответственно, меняющуюся чувствительность экосистем и их ключевых абиотических и
биологических компонентов к антропогенной нагрузке.
2
Основные результаты проекта
Выполненный аналитический обзор информационных источников о результатах
исследований прибрежных морских акваторий России показал существенное влияние
климатических факторов на состояние водных экосистем. Анализ существующей научнометодической базы морских исследований показал отсутствие комплексного подхода к
оценке состояния морских экосистем, что усложняет или делает невозможным эффективный и достоверный прогноз развития и изменчивости экологических параметров морской
среды и «здоровья» экосистемы в целом.
Разработаны Программа и методика экспериментальных (полевых и лабораторных)
исследований важнейших компонентов биоты и последствий интегрального антропогенного воздействия на морские экосистемы в арктических и южных морях России, позволяющие четко спланировать и провести эффективные исследовательские работы и получить достоверные результаты, характеризующие изучаемые зависимости. В Программе
предусмотрены основные современные методы океанологических исследований, необходимые для решения поставленных задач.
Проведены экспериментальные полевые исследования в прибрежных экосистемах
шельфа и континентального склона разных широтных зон (полярных районов - Карское
море, и южных районов – Черное море), выбранных в качестве модельных природных
морских комплексов. В результате исследований установлены основные параметры сезонной изменчивости гидрологической и гидрохимической структуры водной толщи в
глубоководной, шельфовой и прибрежной частях морей. Разработан и обоснован перечень
наиболее важных закономерностей во взаимодействии морская среда – биота, определяющих текущее состояние и изменчивость морских прибрежных экосистем, и взаимодействие климатических и антропогенных трендов в этой изменчивости. В числе этих закономерностей: изменение активности водной биоты (первичная продукция, концентрация хлорофилла «а», активность размножения водных организмов) в ответ на сезонные
изменения гидрологических (температура и соленость) и гидрохимических показателей в
сочетании с влиянием стока рек, несущего как природный (гидрологический) сигнал, так
и антропогенный (загрязнение) сигнал. Разработан перечень основных характеристик
климатических и антропогенных воздействий на морскую среду и важнейшие компоненты
биоты в экосистемах выбранных регионов в арктических и южных морях России. Данный
перечень включает в себя природные гидрофизические (сезонная стратификация водной
толщи, температура зимнего периода, сила ветров, циклоническая циркуляция, завихреность) и гидрохимические (степень насыщения кислородом, величина рН, содержание и
парциальное давление двуокиси углерода, содержание основных биогенных элементов)
факторы, и также факторы антропогенной природы (регулирование стока рек и поверхностного стока, вынос загрязнений на акватории морей, производственные и строительные
работы на дне и др.).
2
Разработаны методические рекомендации по оценке изменений пользовательских
свойств прибрежных морских природных комплексов, связанных с состоянием и изменениями морских экосистем, по предотвращению однонаправленного суммарного воздействия на морские экосистемы факторов климатической и техногенной природы, приводящие
к глубоким и продолжительным негативным изменениям.
Выполнено обобщение и оценка полученных результатов.
Разработан проект технического задания на проведение прикладных НИР по теме
«Разработка технологий оценки и прогнозирования пользовательских свойств прибрежных морских экосистем в условиях современных антропогенных и климатических изменений»
Разработан проект Комплекса методик по оценке текущего и прогнозируемого состояния морских экосистем на основе ключевых параметров морской среды и биоты. Разработаны региональные типовые наиболее рациональные (в части оптимизации пространственно-временного разрешения и обеспечения заданного уровня точности оценок при
минимально необходимых затратах) схемы наблюдений за параметрами природной среды
и биоты в экосистемах разных климатических зон.
Новизна научных решений заключается в том, что впервые при изучении совместного воздействия факторов среды антропогенной и климатической природы на морские
экосистемы предлагаются подходы по достоверному разделению последствий действия
этих факторов.
Полученные результаты проекта соответствуют мировому уровню решения аналогичных проблем для других районов Мирового океана. В частности, для Средиземного
моря международным научным коллективом представлены результаты комплексного исследования влияния ключевых природных и антропогенных факторов на морские экосистемы (the Marine Ecosystems’ Response in the Mediterranean Experiment (MERMEX,
http://mermex.com.univ-mrs.fr/); Progress in Oceanography, 2011, т. 91, с. 97-166).
3
Охраноспособные результаты интеллектуальной деятельности (РИД), полученные в рамках исследования, разработки
Изобретение заявка № 2012114114 от 10.04.2012 «Способ оценки экологического состояния прибрежных экосистем», РФ.
4
Назначение и область применения результатов проекта
Результаты НИР могут быть использованы для разработки и научно-методического
обоснования программ комплексного исследования состояния и изменчивости морских
прибрежных экосистем с использованием современных океанологических методов. Результаты НИР могут быть использованы при инженерно-экологических изысканиях для
точной идентификации вклада антропогенной составляющей в текущие изменения морских экосистем и точной оценки ущерба природным комплексам от собственно хозяйственной деятельности.
5
Эффекты от внедрения результатов проекта
Экономическая эффективность внедрения результатов НИР может быть достаточно
высокой. К числу наиболее значимых преимуществ и выгод следует отнести достоверные
оценки ущерба от хозяйственной деятельности и определение необходимых мер и объемов компенсации, принятие эффективных технологических и организационных мер по
минимизации ущерба, переход к рациональному природопользованию, учитывающему
климатическую изменчивость среды и меняющуюся чувствительность экосистем к разным формам антропогенной нагрузки.
6 Формы и объемы коммерциализации результатов проекта
Результаты выполнения проекта являются экспериментально-аналитическими и обеспечивают методическое обоснование для создание и дальнейшей разработки системы
оценки и прогнозирования пользовательских свойств прибрежных морских экосистем в
3
уоловиях современньтх анщопогенньп( и к^]тиматичеоких изменений. 1(оммерш'1а]1!тзация
проектом не предусмотрена.
3амеотитель директора ?1Ф
РАЁ
А.Б. €оков
\-л'т+н0в л'''{
Б. Флинт