В научный посёлок Борок, что на Рыбинском водохранилище, на 65-летний юбилей Института биологии внутренних вод им. И. Д. Папанина РАН съехались крупнейшие гидробиологи со всей страны — от Арктики до южных морей. Мы решили спросить у некоторых из них, как сегодня складывается экологическая ситуация водных систем нашей страны. А ещё узнали, почему в водоёмах, где живут бобры, мало рыбы.

Член-корреспондент РАН Иван Николаевич Болотов, директор федерального исследовательского центра комплексного изучения Арктики УрОРАН:

Фото: Mario Hoppmann/Flickr.com

— Существует убеждение, что северные воды — самые чистые. На самом деле не всё так просто и однозначно. С одной стороны, это действительно так. Арктика — очень чистая, стерильная территория. Если купить в магазине курицу и положить на открытом воздухе, она будет лежать очень долго и ничего ей не сделается. Если, конечно, её не съест кто-то из представителей северной фауны. В Арктике нет бактериальной среды, почти нет запахов, и когда ты прилетаешь на материк с Новой Земли, запахи леса, тундры, земли, травы резко бьют тебе в нос. Совершенно необычные ощущения.

С другой стороны, если мы будем говорить о таком регионе, как Архангельская область и Ненецкий округ, то там есть свои экологические проблемы, как и на севере Сибири и Дальнего Востока. Случаются аварии. Норильская авария сильно ударила по природным экосистемам. Есть и старые раны, связанные с ядерными испытаниями на Новой Земле и захоронениями радиоактивных отходов.

Всё более заметную роль играет атмосферный перенос ртути и поллютантов. Изменяется и климат. Всё чаще мы наблюдаем залёты бабочек, южных видов птиц, чего раньше никогда не видели. В прошлом году инспекторы национального парка на северной оконечности Новой Земли обнаружили бабочек-многоцветниц, что стало настоящей сенсацией. В связи с потеплением климата у бабочек произошла вспышка численности в Сибири, из-за этого они мигрировали к побережью Северного Ледовитого океана и некоторые из них с воздушными потоками были унесены на арктические острова. Мне, как специалисту по тропическим бабочкам, наблюдать за этими процессами особенно интересно.

Можем ли мы что-то сделать для минимизации вредных воздействий человека на природную среду? Сейчас делается довольно много, и главное тут — мониторинг экологической ситуации. Техногенные аварии, конечно, непросто предугадать в первую очередь потому, что из-за глобального потепления подтаивает вечная мерзлота и начинаются просадки различных технологических конструкций. Здесь, видимо, нужен более чёткий мониторинг таких объектов для того, чтобы предотвратить разливы токсичных веществ. Мы активно занимаемся этим вопросом, даём рекомендации, прогнозы состояния зданий и сооружений, проводим мониторинг природных зон и радиационной обстановки.

В рамках программы по масштабной очистке Арктики проделана огромная работа, к которой были подключены военные. Сейчас эти территории во многом очищены от залежей остатков топлива, которое раньше везли в Арктику и там перерабатывали, в результате чего образовались колоссальные полигоны из бочек с этими токсичными отходами. Это был зловещий пейзаж из бочек, уходящих за горизонт. Сейчас ситуация радикально меняется. Появляется понимание, что к планете, на которой мы живём, надо относиться бережно, иначе мы захлебнёмся в собственных отходах.

Национальный парк Русская Арктика: северная часть архипелага Новая Земля. Фото: Nixette/Wikimedia Commons.

Кандидат биологических наук Виктор Павлович Иванчев, заместитель директора по науке Окского биосферного заповедника:

— Многие не понимают, что экология — это не только про то, сколько грязи мы выливаем в окружающую среду. Это наука об отношениях животных между собой и с окружающей средой. В водных системах очень много компонентов взаимодействия, и человек здесь — далеко не единственное и даже не главное звено. Мы изучали разные компоненты экосистем, в частности, взаимодействие бобра и рыб, а точнее, системообразующее влияние бобра на рыбное население малых водотоков Рязанской и соседних областей. Было много споров, вопросов, противоречий.

Наконец, мы решили взять пробы воды там, где хозяйничают бобры. В результате пришли к неожиданному выводу: в прудах, где много бобров и мало рыбы, повышена концентрация азота аммонийного. Проще говоря, это моча бобров. Рыба в такой воде, естественно, жить не хочет. А если бобров в пруду мало или вообще нет, рыбы там сразу прибавляется.

Как видим, ни бобры, ни раки не являются индикаторами чистоты воды. Те же раки зачастую обитают в сильно загрязнённых водоемах, и людям их в пищу лучше не употреблять. При этом живые организмы очень устойчивы, они могут приспосабливаться практически в любой среде. Задача человека — научиться жить и хозяйствовать в природной среде таким образом, чтобы не наносить ей вреда, не разрушать сложившихся экосистем.

Фото: Michael Levine-Clark/Flickr.com.

Что касается инвазивных видов, которые могут агрессивно воздействовать на эти экосистемы, то опыт показывает, что бороться с ними, по крайней мере, с некоторыми, не нужно. А нужно проводить мониторинг, чтобы выяснить, каково это влияние и не вредит ли оно аборигенным видам. В большинстве случаев экосистемы сами справляются с этой задачей, и вмешательство человека не требуется. Наблюдать, не вмешиваясь и не вредя —  самая мудрая позиция для человечества.

Доктор географических наук Сергей Владимирович Бердников, директор Южного научного центра РАН:

— Водоёмы, которые мы изучаем, — это река Дон, Цимлянское водохранилище, Азовское, Чёрное и Каспийское моря. В последнее время из-за маловодья на Дону у нас стремительно растёт солёность Азовского моря. Для Азовского моря оптимальная солёность — 10–12 промилле, что наиболее комфортно для аборигенных видов, которые там живут. Сейчас из-за маловодья черноморская вода прибывает, солёность повышается, привыкшие там жить организмы падают в численности, теряют возможность нереста, погибают. Появляются черноморские организмы. Может, это и не так плохо, однако, например, ценные виды рыбы — судак или осетровые — исчезают.

Во всех этих процессах существенную роль играет человек, и далеко не всегда позитивную. В первую очередь речь идёт о неразумном регулировании стока рек, строительстве водохранилищ, создании прудов, которые зачастую становятся бесхозными.

Сейчас во всём мире начались споры о вреде и пользе систем  водохранилищ: чего здесь больше — вреда или пользы? Однозначно ответить на этот вопрос нельзя, ведь мы наблюдаем за ними всего лишь сто лет. Водохранилищ очень много на Волге, у нас на Дону одно, есть также на Кубани, и мы до конца не понимаем степени их влияния на природные экосистемы. Однако в мире уже появляется тенденция спуска некоторых водохранилищ.

Затопленная колокольня на Угличском водохранилище недалеко от города Калязина. На дальнем плане видна антенна радиотелескопа ТНА-1500 Калязинской радиоастрономической обсерватории. Фото: philcalvert/Flickr.com.

Не знаю, произойдёт ли такое в нашей стране, однако очевидно, что в этой ситуации надо что-то делать. У нас на Дону есть институт НИИ МЧС, который предрёк нам скорую катастрофу с водообеспечением. Воды не хватает уже сейчас, а та, что есть, не самого высокого качества, обладает неприятным запахом, повсеместно цветёт. Помимо того, что это дефицит самых востребованных для человека водных ресурсов, так ещё возникают транспортная и другие проблемы.

В нынешнем году цветение Дона оказалось необычным. Цвели не сине-зелёные водоросли, как в прошлые годы, а диатомовые, которые обычно встречаются в морской среде. Это для нас нечто новое, и почему так произошло, мы пока не знаем. Несколько лет подряд такие водоросли цвели на Байкале, и, насколько мне известно, единого мнения о причинах этого явления ученые пока не выработали. Ясно одно: большую роль здесь играет глобальное потепление, которое способствует более активному цветению воды.

Есть и хорошие новости. Работающие в нашем научном центре молодые учёные пришли к выводу, что избыточная биомасса, а именно — камыш южный, или донской тростник, который у нас обильно растёт, может служить сырьем для производства природных фильтров и биотоплива. Сейчас они заняты продвижением этих идей, и если всё получится, то мы получим новую прорывную технологию.

Академик Вячеслав Владимирович Рожнов, главный научный сотрудник Института проблем экологии и эволюции РАН:

— Печально то, что лица, принимающие решения и руководящие различными компаниями, не до конца понимают, что такое экология. Слово модное, у всех на слуху, поскольку от этого во многом зависит экономическая ситуация, а что за этим словом стоит, мало кто знает. Многие считают, что экология — это хорошее или плохое состояние среды, в которой мы живём, в то время как это — наука, которая занимается взаимоотношениями живых организмов с той средой, где они живут, изучением механизмов адаптации к этой среде, взаимоотношением организмов между собой, механизмов, которые обеспечивают эти взаимоотношения, функций, которые выполняют экосистемы.

Если говорить о тех водоёмах, на которых мы работаем, то можно выделить проблему активного цветения, что мы наблюдаем сегодня почти повсеместно. Главная причина цветения — появление большого количества органических веществ, поступающих в воду в результате хозяйственной деятельности человека. Человек, который должен контролировать эти процессы, очищать и выбрасывать уже очищенные отходы, поступает так далеко не всегда. Если этого не делает человек, за дело берётся экосистема, которая в этом водоёме присутствует — особенно микроорганизмы, которые в нём живут. Именно поэтому водоёмы и цветут.

Цветение фитопланктона в Баренцевом море, сфотографированное с научно-исследовательского спутника Auqa. Илл.: NASA/GSFC/Jeff Schmaltz/MODIS Land Rapid Response Team/Flickr.com.

Не надо думать, что это однозначно хорошо. Из-за глобального потепления и антропогенных выбросов появляются новые виды, экосистема меняется, не успевая приспособиться к этим изменениям. При этом надо понимать, что экосистема с точки зрения человека — это жизнеобеспечивающее понятие. Именно экосистемы обеспечивают нас и продуктами питания, и водой, и кислородом, и различными материалами, да и удовольствием отдохнуть на природе. Безответственное отношение к экосистемам приведёт нас к разбитому корыту.

Из этого следуют вроде бы простые и очевидные, но сложные в исполнении выводы: не надо загрязнять водоёмы, перепромышлять изымаемые биологические ресурсы, а там, где мы нарушаем биоразнообразие, необходимо его восполнять, восстанавливать. Если мы все это поймём, состояние наших водоёмов станет лучше, а вода — чище.

Доктор биологических наук Александр Витальевич Крылов, директор Института биологии внутренних вод РАН:

— Многие отмечают бурное цветение воды Волги, в результате чего она приобретает зелёный цвет и неприятный запах. Основная причина этого явления — изменения климата, жаркая погода, а также поступление богатых биогенными веществами стоков. Не весь бассейн великой русской реки такой — всё зависит от гидрологического режима, в частности, проточности. Цианобактерии, или сине-зелёные водоросли, массовое развитие которых чаще всего и выступает причиной цветения, не терпят ветрового перемешивания и быстрого течения, а развиваются в затишных зонах, которые широко представлены в водохранилищах.

Когда мы рассуждаем о пользе или вреде такой ситуации, мы должны понимать, что тут есть две точки зрения. С точки зрения экосистемы катастрофы нет — она перестраивается и продолжает жить, функционировать. Иначе говоря, в ней будет повышаться трофность, плодовидость водных организмов — гидробионтов, быстрее пойдет сукцессия, она будет изменяться, но неизменно продолжать жить.

С точки зрения человека, потребителя воды и биоресурсов, ситуация значительно хуже. Помимо того, что мы выходим из воды зелёные после купания, что нравится далеко не всем, у нас есть немало городов, имеющих открытые водозаборы. Наличие цианотоксинов в воде напрямую связано с её «цветением», то есть, с биомассой цианобактерий, и в любом водоёме мы можем получить ситуацию, когда вода станет опасной для употребления, для здоровья человека.

В этом смысле очень тревожная ситуация несколько лет подряд складывается на Плещеевом озере — жемчужине не только Ярославской области, но и всей России, водоёме, где с постройки «потешного» флота Петра I началась история русского флота. Там обитает краснокнижная переславская ряпушка, которую с XV века подавали к царскому столу и называли «царской селёдкой».

Панорама Плещеева озера и расположенного на его берегу города Переславль-Залесский. Фото: Игорь Шелапутин/Wikimedia Commons. 

Плещеево тоже цветёт, что угрожает состоянию популяции ряпушки и других организмов. За обозримую историю жизни озера отмечены разные его состояния, но оно восстанавливалось даже после значительного ухудшения качества воды, сокращения количества рыбы. Но для этого либо вводились строжайшие правила, вплоть до смертной казни за нарушения правил отлова ряпушки во времена Фёдора III Алексеевича, либо начинала играть большую роль биота, в частности, фильтрационная деятельность моллюсков-дрейссенид, случайно попавших в водоём в прошлом веке. Это оставляет нам надежду.

Однако для людей ситуация остаётся тревожной. В озере расположен водозабор, который обеспечивает водой целый город — Переславль-Залесский. Мы только-только взяли пробы, чтобы определить, насколько вода токсична, но оставаться заложниками такой ситуации нельзя. Этот вопрос нужно решать кардинально на государственном уровне — строить другие водозаборы вне водоёма, снижать антропогенное воздействие на озеро, более строго отслеживая стоки с хозяйственных объектов и населённых пунктов на всей площади его водосбора, регулировать рекреационную нагрузку.

Кроме этого, хочется надеяться и на успехи научного поиска в решении проблем «цветения». Один из перспективных вариантов — подход, разрабатываемый нашими коллегами из Института озероведения Российской академии наук, с которыми мы активно сотрудничаем. Доктор биологических наук, профессор Евгений Александрович Курашов со своей командой на основе использования аллелопатии, знаний о низкомолекулярном метаболоме высших водных растений, предлагает уникальную природоподобную технологию, которая позволит нивелировать массовое развитие цианобактерий, не принося вреда остальным группам водных организмов и их сообществ. Они апробировали выделенные вещества в лабораторных условиях и в замкнутых системах, получили потрясающие результаты — «цветущая» вода становится кристально чистой. На такие методы очистки водоёмов большая надежда.

И, безусловно, нужно продолжать поиск других природоподобных подходов. В научном сообществе накоплен богатый материал по результатам полевых исследований водохранилищ, имеются умные головы, мощный математический аппарат и компьютерное обеспечение, что, уверен, позволит построить модели и использовать их для создания сказочной ситуации, когда «и овцы целы, и волки сыты». Иначе говоря, будет обеспечен необходимый режим работы гидроэлектростанций, учтены потребности судоходства, а также созданы благоприятные условия для существования сообществ гидробионтов. Наука способна помочь в решении всех этих проблем, если только общество будет прислушиваться к результатам и мнению исследователей