2020 Трансформация экосистем 3 (3), 77-86

Гидрологический и биологический режимы озер Восточной Антарктиды

Шаров А.Н. , Толстиков А.В.

В работе рассмотрены особенности гидрологического и биологического режимов разнотипных озер оазисов Восточной Антарктиды: Холмы Тала, оазис Ширмахера и Холмы Ларсеманн – в летний период 2010–2011 гг. В озерах, покрытых льдом,
отмечена обратная температурная стратификация. В придонном горизонте воды температура (около 4 °С) близка к значениям, характерным для воды с максимальной плотностью. На вскрывшихся мелких озерах наблюдается изотермия, вода в некоторых водоемах прогревается до 8 °С. Донные сообщества цианобактерий и беспозвоночных представляют собой основную биологическую компоненту озер, в которых отсутствует классическая пищевая цепь и преобладает микробная петля. Исследования показали, что 3-метровый слой льда пропускает достаточное количество света даже до глубины 30 м. Свет не лимитирует развитие водорослей и цианобактерий. Однако низкое содержание биогенных веществ в воде ограничивает рост фитопланктона, обусловливая низкие значения биомассы (менее 0.01 мг/л) и концентрации хлорофилла а (0.1–0.45 мкг/л). Отмечена тенденция изменения климата в районе оазиса Ширмахера. В последние десятилетия некоторые озера, постоянно покрытые льдом в середине прошлого века, начали вскрываться в летние месяцы. В период, когда озеро находится подо льдом, устанавливается гомотермия с температурой воды 4 °С. После вскрытия водоема в результате ветро-волнового выхолаживания температура воды падает до 0.5–1 °С.

Андрей Николаевич Шаров
Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина РАН
152742, Россия, Ярославская обл., Некоузский р-н, пос. Борок, д. 109

старший научный сотрудник
sharov_an@mail.ru

Алексей Владимирович Толстиков
Институт водных проблем Севера (обособленное подразделение Карельского научного центра РАН)
185030, Россия, Республика Карелия, Петрозаводск, пр. Александра Невского, д. 50

кандидат биологических наук, старший научный сотрудник

Захаров, В.Ф. 1970. К вопросу о термическом режиме озера Глубокого (оазис Ширмахера). Бюллетень САЭ 77, 90–95.
Короткевич, В.С., 1958. Население водоемов оазисов в Восточной Антарктиде. Информационный бюллетень САЭ 3, 91–98.
Симонов, И.М., 1971. Оазисы Восточной Антарктиды. Гидрометеоиздат, Ленинград, СССР, 176 с.
Филатов, Н.Н., Георгиев, А.П., Ефремова, Т.В., Назарова, Л.Е., Пальшин, Н.И., Руховец, Л.А., Толстиков, А.В., Шаров, А.Н., 2013. Влияние изменений климата на экосистемы озер. Вестник РФФИ 2 (78), 43–50.
Шаров, А.Н., Толстиков, А.В., 2018. Экологические проблемы озер Восточной Антарктиды. Региональная экология 3 (53), 5–14. http://www.doi.org/10.30694/1026-5600-2018-3-5-14
Andreoli, C., Scarabel, L., Spini, S., Grassi, C., 1992. The picoplankton in Antarctic lakes of northern Victoria Land during summer 1989–1990. Polar Biology 11, 575–582.
Contreras, M., Cabrera, S., Montecino, V.,Pizarro, G., 1991. Dinamica abiotica del lago Kitiesh. Antartica. Ser Cient INACH 41, 9–32.
Dartnall, H.J.G., Hollowday, E.D., 1985. Antarctic rotifers. British Antarctic Survey Scientific Reports100, 46 p.
Ellis-Evans, J.C., 1981. Freshwater microbiology at Signy Island, South Orkney Islands, Antarctica. PhD thesis. Council for National Academic Awards, 283 p.
Ellis-Evans, J.C., Laybourn-Parry,  J., Bayliss,  P., Perriss,  S., 1997. Human impact on an oligotrophic lake in the Larsemann Hills. In: Battaglia, B., Valencia, J., Walton, D.W.H. (eds.), Antarctic Communities: Species, Structure and Survival. Cambridge University Press, Cambridge, UK, 396–404.
Filatov, N.N., Georgiev, A.P., Efremova, T.V., Nazarova,  L.E., Pal’shin,  N.I., Rukhovets,  L.A., Tolstikov, A.V., Sharov, A.N., 2012. Response of Lakes in Eastern Fennoscandia and Eastern Antarctica to Climate Changes. Doklady Earth Sciences 2 (444), 752–755. Gibson, J.A.E., Wilmotte, A.T., Taton, A., Van de Vijver,  B., Beyens,  L., Dartnall,  H.J.G., 2006. Biogeographic trends in Antarctic Lake Communities. In: Bergstrom, D.M., Convey, P., Huiskes, A.H.L. (eds.), Trends in Antarctic Terrestrial and Limnetic Ecosystems: Antarctica as a Global Indicator. Springer, Dordrecht, Netherlands, 71–99.
Hansson, L.-A., Hylander,  S., Herbert,  J.G., 2012. High zooplankton diversity in the extreme environments of the McMurdo Dry Valley lakes, Antarctica. Antarctic Science 24 (02), 131–138.
Hawes, I., 1990. Eutrophication and vegetation development in maritime Antarctic lakes. In: Kerry, K.R., Hempel, G. (eds.), Antarctic Ecosystems. Ecological Change and Conservation. Springer-Verlag Berlin, Heidelberg, Germany, 83–90.
Heath, C.W., 1988. Annual primary productivity of an Antarctic continental lake: phytoplankton and benthic algal mat production strategies. Hydrobiologia 165, 77–87. Henshaw, T., Laybourn-Parry, J., 2002. The annual pattern of photosynthesis in two large, freshwater, ultra-oligotrophic Antarctic lakes. Polar Biology 25, 744–752.
Hodgson, D.A., Convey, P., Verleyen,  E., Vyverman,  W., McInnes,  S.J., Sands,  C.J., Fernández-Carazo,  R., Wilmotte,  A., De Wever,  A., Peeters,  K., Tavernier,  I., Willems, A., 2010. The limnology and biology of the Dufek Massif, Transantarctic Mountains 82 South. Polar Science 2 (4), 197–214.
Ingole, B.S., Parulekar, A.H., 1993. Limnology of freshwater lakes at Schirmacher Oasis, East Antarctica. Proceedings of the Indian Academy of Sciences 6 (59), 589–600.
Kaup, E., 1998. Trophic status of lakes in Thala Hills, Antarctica – records from the years 1967–68 and 1988. Proceedings of the National Institute of Polar Research Symposium on Polar Biology 11, 82–91.
Kaup, E., Ellis-Evans, J.C., Burgess, J.S., 2001. Increased phosphorus levels in the surface waters of Broknes, Larsemann Hills, Antarctica. Verhandlungen International Vereinigung fur Theoretische und Angewandte Limnology 27, 3137–3140.
Kurbatova, L.E., Andreev,  M.P., 2015. Bryophytes of the Larsemann Hills (Princess Elizabeth Land, Antarctica). Новости систематики низших растений 49, 360–368. Laybourn-Parry, J., Marchant, H.J., Brown, P.E., 1992. Seasonal cycle of microbial plankton in Crooked Lake, Antarctica. Polar Biology 12, 411–416.
Li, S.-P., Ochyra,  R., Wu,  P.-C., Seppelt,  R.D., Cai, M.-H., Wang, H.-Y., Li, C.-S., 2009. Drepanocladus longifolius (Amblystegiaceae), an addition to the moss flora of King George Island, South Shetland Islands, with a review of Antarctic benthic mosses. Polar Biology 32, 1415–1425. http://www. doi.org/10.1007/s00300-009-0636-z
MacNamara, E.E., 1970. Some limnological observations from Enderby Land, Antarctica. Limnology and Oceanography 15, 768–775.
McInnes, S.J., Pugh, P.J.A., 1998. Biogeography of limno-terrestrial Tardigrada, with particular reference to the Antarctic fauna. Journal of Biogeography 25, 31–36.
Opalinski, K.W., 1972. Flora and fauna of freshwater bodies of the Thala Hills oasis (Enderby Land, Eastern Antarctica). Polskie Archiwum Hydrobiologii 19, 383–398. Priddle, J., Hawes, I., Ellis-Evans, J.C., Smith, T.J., 1986. Antarctic aquatic ecosystems as habitats for phytoplankton. Biological Reviews 61, 199–238.
Quesada, A., Vincent, W.F., Kaup, E., Hobbie, J.E., Laurion,  I., 2006. Landscape control of high latitude lakes in a changing climate. In: Bergstrom, D.M., Convey, P., Huiskes, A.H.L. (eds.), Trends in Antarctic Terrestrial and Limnetic Ecosystems: Antarctica as a Global Indicator. Springer, Dordrecht, Germany, 221–252.
Reynolds, C.S., 2006. The ecology of phytoplankton. Cambridge University Press, Cambridge, UK, 535 p.
Sanyal, A.K., 2004. Diversity of Invertebrate Fauna of Schirmacher Oasis, East Antarctica. Nineteenth Indian Expedition to Antarctica. Scientific Report.
Department of Ocean Development. Technical Publication 17, 173–187.
Sharov, A.N., Berezina, N.A., Tolstikov, A.V., 2015. Life underice in the perennial ice-covered Lake Glubokoe in Summer (East Antarctica). Lakes and Reservoirs: Research and Management 20, 120–127.
Stal, L.J., 1995. Physiological ecology of cyanobacteria in microbial mats and other communities. New Phytologist 131, 1–32.
Starmach, K., 1995. Freshwater algae of the Thala Hills oasis (Enderby Land, East Antarctic). Polish Polar Research 3–4 (16), 113–148.
Talling, J.F., 1979. Factor interactions and implications for the prediction of lake metabolism. Archiv für Hydrobiologie – Beiheft Ergebnisse der Limnologie 13, 96–109.
The Schirmacher Oasis, Queen Maud Land, East Antarctica, and its surroundings, 1995. Bormann, P. and Fritzsche, D. (eds.). Justus Perthes Verlag, Gotha, Germany, 448 p. Verlecar, X.N., Dhargalkar, V.K., Matondkar, S.G.P., 1996. Ecobiological studies of the freshwater lakes at Schirmacher Oasis, Antarctica. Twelfth Indian Expedition to Antarctica. Scientific Report. Department of Ocean Development. Technical Publication 10, 233–257.
Vincent, M., Layburn-Parry, J., 2008. Polar Lakes and Rivers. Limnology of Arctic and Antarctic Aquatic Ecosystems. Oxford University Press, New York, USA, 320 p