Частота наблюдений определяется как свойствами замеряемых параметров, их динамичностью так и трудоёмкостью применяемых методик. Наблюдения за водными объектами должны проводиться с такой частотой, чтобы была возможность отслеживать изменения, происходящие в природном комплексе заповедника (в водной его составляющей) как в течение года, так и на протяжении сезона, а в отдельные периоды (весеннее половодье) и в течение суток. Идеальным решением этой проблемы была бы установка приборов-самописцев. Однако, далеко не везде, даже в заповедниках - особо охраняемых территориях, есть возможность установки самописцев без угрозы их сохранности. Поэтому имеется необходимость в регулярном посещении водного объекта наблюдателями.

В таком случае ответственным за раздел «Воды» Летописи природы разрабатывается так называемый гидрологический маршрут - замкнутый путь с посещением всех водных объектов мониторинга в течение даже самого короткого зимнего дня. Для повышения производительности труда и лучшей организации лимнологического мониторинга целесообразно использование современных портативных, простых в обращении приборов-анализаторов качества воды. Основными из них мы считаем термооксиметр, кондуктометр и рН-метр. Использование последних с длиной кабеля не меньше глубины водоёма позволяет быстро произвести замеры во всём столбе воды с любым интервалом между замерами, установить степень прогрева водной толщи, выявить наличие или отсутствие кислородного дефицита у дна или перенасыщение поверхностных вод, степень минерализации и рН. Исследователь сразу получает определенное представление о трофическом статусе водоёма. Разница в содержании O2 между горизонтами говорит об интенсивности идущих в водоёме процессов фотосинтеза и дыхания. Термооксиметры удобны и для определения БПК.

В системе Росгидромета наблюдения осуществляются дважды в сутки - в 8.00 и в 20.00 на средних и крупных реках. На малых реках в период половодья проводятся учащенные измерения с учетом суточного хода стока воды. В заповедниках достаточно одноразовых (раз в сутки) наблюдений в большую часть года в 9.00 или 10.00 утра с началом трудового дня. В период весеннего половодья можно увеличить частоту режимных наблюдений до двух раз в сутки.

Пути дальнейшего совершенствования приборов для экологического мониторинга мы видим в повышении их надежности, долговечности, уменьшении размеров и в создании многофункциональных, имеющих встроенное запоминающее устройство, совместимых с компьютерами моделей. Для наблюдений за ходом продукционно-деструкционных процессов необходимы приборы, позволяющие отслеживать их ход в режиме непрерывной регистрации, аналогичные созданному Г.Г. Шинкаром, В.М. Хромовым и В.А. Семиным (1987), причём позволяющие следить за процессами синтеза и распада на разных горизонтах.

3.4 Сообщества перифитона как перспективные объекты мониторинга

Как правило, в качестве биоценозов-мониторов используются на реках сообщества бентосных организмов, на озёрах - зоопланктон. Но потоки вещества, энергии, а следовательно, и информации через планктонные и бентосные компоненты экосистемы весьма различны. Сказывается специфика того или иного типа водоёма или водотока, биотопические особенности (глубина, прозрачность, участок течения и т.д.). И исследователь самостоятельно принимает решение относительно компоненты слежения, как правило, исходя из собственной специализации.

Встаёт проблема сравнения получаемых данных по разным объектам. Поэтому возникает желание иметь однотипное для всех объектов мониторинга сообщество для слежения. Немаловажным является трудоёмкость сбора материала, от которой, в частности, зависит его частота (а значит и качество данных мониторинга), а также возможность одновременности наблюдений как за биологической компонентой, так и за гидрологическими и гидрохимическими параметрами водной среды.

Одним из наиболее подходящих и перспективных сообществ-мониторов на наш взгляд является перифитон - совокупность организмов различных жизненных форм, жизнедеятельность которых тесно связана с поверхностями раздела твёрдого субстрата и воды. На то, что перифитон - исключительно подходящий для исследований объект в области экологии и биоиндикации указывали ещё С.Н. Дуплаков (1933) и Г.С. Корзинкин (1935). К сожалению, слежение за перифитоном так и не вошло в повсеместную практику водного мониторинга в России. В то же время оно с успехом применялось в конце 1970-х - начале 1980-х гг. при мониторинге среднеазиатских водотоков, в частности, Узбекистана, В.Н. Тальских с коллегами (Абакумов, Тальских, 1985; 1987; Тальских, 1991). Причём, как справедливо замечают М.М. Телитченко и Т.В. Курочкина (1991) для организации более полноценного биологического мониторинга особенно важно, чтобы в число анализируемых компонентов перифитона входили представители всех трёх основных экологических групп: автотрофные организмы - продуценты (водоросли), гетеротрофы - консументы (простейшие, коловратки, черви и др.) и организмы-редуценты (нитчатые, палочковидные, кокковидные и др.).

Непременными условиями для осуществления такого рода работ выступают: 1) повышение квалификации специалистов заповедников; 2) оснащение заповедников современным лабораторным оборудованием и определителями по разным группам животного и растительного мира; 3) сотрудничество научных отделов ООПТ с академическими, отраслевыми НИИ и ВУЗами; 4) заказ на данные мониторинга водных объектов ООПТ со стороны Росгидромета.

Только при выполнении всех этих условий реально наладить и проводить долговременный полноценный экологический мониторинг водных экосистем заповедников России с включением в него в качестве индикаторных сообщества перифитона.

3.5 Форма представления материалов в Летопись природы

В процессе работ по диссертации разработаны формы представления и хранения данных наблюдений. Важным моментом является наглядность представления материала в ежегодном отчете - Летописи природы (раздел 8.2.6. Структурные характеристики эталонных сообществ). Благодаря правильности выбора формы представления материала различия структурных или функциональных характеристик объектов наблюдений должны быть видны и понятны как специалистам-гидробиологам, так и экологам других специальностей, а также представителям административно-управленческого аппарата. Видовая структура сообществ нами изображалась в виде столбчатых диаграмм с ранжированием видов по индексу плотности с указанием доминантов, субдоминантов, характерных и второстепенных. В табличной форме приводились показатели численности, биомассы, индекс видового разнообразия.

При написании раздела 2 «Воды» Летописи природы материал можно излагать либо исходя из объектов мониторинга (по каждому объекту приводится в виде графиков динамика того или иного показателя: уровня, электропроводности, температуры, рН и т.д.) либо исходя из наблюдаемых параметров (например, на одном рисунке показана динамика уровня воды в реках, озёрах, на болоте, в колодце). В первом случае хорошо видна взаимосвязь между показателями в динамике, во втором же хорошо видно как характеризуются водные объекты по тому или иному признаку.

Цифровая информация приводится в Летопись в минимальных объемах (осреднённые данные по месяцам, сезонам, годам). В то же время формируется электронный архив данных (база данных) за каждое наблюдение. Подходы к формированию базы данных могут быть различными, но должна быть обеспечена возможность быстрого поиска нужной информации и преобразования (сортировки) материала в зависимости от требований анализирующего.

Описание фенологических явлений даётся в текстовой форме. В конце раздела «Воды» желательно приводить словесную характеристику года на основании сравнения со среднемноголетними данными.

Для характеристики сезонов, фенологических периодов и отдельных временных интервалов предлагается использовать вошедшие в практику фенологии термины, критерии и подходы (Крутовская, Буторина, 1975; Шульц, 1981).

Таким образом работа по биолимнологическому мониторингу в заповедниках должна строиться по современным методикам, с использованием новейших приборов и оборудования, выпуск которых должен быть налажен как для системы Росгидромета, так и системы ООПТ. Наряду с приборным оснащением в заповедной системе должна проводиться и соответствующая кадровая политика, поддерживающая оптимальное соотношение между специалистами по водным и наземным экосистемам. Данные по водным экосистемам, так же как и по наземным, должны пополнять Календарь природы заповедника. В перспективе мы видим создание и ведение единых баз данных по природным комплексам ООПТ отдельных регионов.

Глава 4. Озера Беломорско-Кулойского плато

Архангельская область является краем голубой целины, насчитывающей до 25 тысяч озёр (Анухина, 1972). Озёра Беломорско-Кулойского плато до сих пор являются малоизвестными и малоизученными. В 1974 году СевНИОРХ проводились работы на озерах Мегорской группы в Мезенском районе Архангельской области. Изучались озёра Шунское Верхнее, Северное Большое, Северное Малое, Куропаткино, Окулово, Елдома, Падозеро, Большое, Койдозеро, Утиное и Плотичье. Произведены батиметрическая съемка, гидрохимический анализ вод, гидробиологическое обследование (Отчёт СевНИОРХ, 1974).

В 1982-1984 гг. сотрудниками кафедры геологии пермского политехнического института (под руководством В.К. Кокаровцева) совместно с ПО «Архангельскгеология» проводились палеолимнологические исследования оз. Родничное (из системы Карась-озер, находящихся в нескольких десятках километров от Пинежского заповедника) по прогнозной оценке территории Архангельской области на гажу (известковое удобрение). Анализ разреза донных отложений оз. Родничное позволил проследить историю озерного седиментогенеза, изменения климатической обстановки, выявить основные фазы развития растительности на данной территории с бореала по современный периоды. Полученные данные стали основой реконструкции палеоклиматических и палеогидрологических условий региона. Кроме этого, были намечены дальнейшие перспективы работ палеогеографического плана (Еловичева, 1985; Зубович, 1985).

В диссертации кратко освещены история и результаты изучения пещер региона, начавшиеся в середине 1960-х годов спелеологами ленинградской спелеосекции во главе с В.М. Голодом при участии лесоведа Д.Н. Сабурова. Работы включали поиск карстовых полостей и пещер, топосъемку. Результаты исследований вместе с ландшафтно-геоботаническим обоснованием послужили основой для принятия решения о создании Пинежского заповедника.

Через несколько лет после организации Пинежского заповедника в период с 1977 по 1979 гг. в нём работала гидробиолог Нижегородского госуниверситета М.А. Кузнецова со своими студентами и аспирантами. Были описаны синузии зоопланктонных комплексов второй половины лета озёр Лесное, Большое и Малое Долгие, Круглое, Сычево, Железное, Кумичево, Першковское, Кривое и Плоское. Согласно классификации озёр Тинеманна-Науманна (Thienemann, 1925; Naumann, 1932) выделено три группы водоёмов: морфометрически-олиготрофные, морфометрически-эвтрофные и дистрофные; выявлен видовой состав зоопланктона озёр (71 вид) и определены основные структурные характеристики зоопланктоценозов (Кузнецова, Арсланова, 1983).

После формирования научного отдела заповедника исследования были направлены главным образом на организацию и проведение мониторинга карста, выявления природного разнообразия ООПТ, в том числе редких видов флоры и фауны. Проведена инвентаризация лихенофлоры, бриофлоры, сосудистых растений, орнито- и териофауны и частично энтомофауны (Захарченко, 1984; Рыкова, 2005 и др.). К настоящему времени детально изучены почвы и растительность заповедника; составлены почвенная, геоботаническая и ландшафтные карты его территории (Пучнина, 2004; Горячкин, 2006).

Сеть мониторинговых стационаров в Пинежском заповеднике включает более 100 пробных и учётных лесоведческих и геоботанических площадей. Мониторинг позвоночных животных осуществляется на постоянных маршрутах длиной 125 км и на учётной площади 47.7 км2, орнитологических маршрутах общей протяженностью 50 км. Постоянные геоморфологические наблюдения проводятся в 3 режимных и 5 контрольных пещерах, на 5 маршрутах изучения активности экзогенных процессов, общей протяженностью 35 км, гидрохимическом профиле по р. Сотке протяженностью 30 км (Пучнина, 2004).

4.2 Морфометрическая, гидрологическая и гидрохимическая характеристика озёр Пинежского заповедника