Глубокие изменения, которые испытывает биосфера на настоящем этапе своего развития, являются по своему характеру революционными. Этот этап по степени преобразований можно сопоставить лишь с этапом становления кислородной атмосферы на планете, радикальным образом изменившей весь облик ландшафтной оболочки планеты.
Процессы глобального загрязнения атмосферы Земли большое значение приобрели для северных ландшафтов. Это связано с тропосферным переносом в Арктический воздушный бассейн аэрозолей, несущих загрязняющие вещества из более южных широт, и поступлением их в наземные и водные экосистемы с осадками. За счет этих процессов загрязняющие вещества могут попадать в Российскую Арктику из Европы, Юго-Восточной Азии и Северной Америки (Тишков и др., 2001). Загрязнение арктических регионов происходит также вследствие активного освоения их минерально-сырьевых ресурсов. Добывающая и перерабатывающая промышленности формируют очаги антропогенной трансформации.
На примере Кольского Севера показано, что в арктических регионах в настоящее время наиболее остро стоят проблемы закисления, эвтрофировния вод, а также загрязнения их металлами, органическими соединениями и радионуклеидами (Хубларян, Моисеенко, 2000). Вместе с тем, в высоких широтах естественные климатические изменения достигают наибольшего размаха и ведут к наиболее серьезным последствиям, что особенно ярко проявлялось в ледниковые эпохи, когда изменения среды носили катастрофический характер. Природную среду высоких широт считают чувствительным индикатором развития глобальных физико-географических процессов (Матишов, 2001).
В России северные территории занимают около 65% площади, обладают единством физико-географических условий, циркумполярным характером распространения биоты, особенностями расселения населения и экономического освоения, а также исключительной «чувствительностью» экосистем к воздействиям. В отличие от экосистем более южных температурных поясов, здесь более ограничен набор доминантов и массовых видов растений и животных, а также глубже их дифференциация по функциям в сообществе. Уничтожение вида или сокращение численности его популяций влечет за собой значительную перестройку всей пищевой цепи и экосистемы в целом (Тишков и др., 2001).
Для того чтобы изучить особенности функционирования сообществ, необходимо, прежде всего, оценить их структурные характеристики, т. е. видовой состав, численность особей отдельных популяций, экологические особенности отдельных видов, тип их питания и т. д. (Винберг, 1981). Структура сообществ организмов или экосистем, характеризуемая числом входящих в них видов, их численностью, степенью доминирования, трофическими, конкурентными и другими видами взаимоотношений, может меняться во времени и пространстве, а также под влиянием различных факторов среды, в том числе и антропогенных (Алимов, 2000).
В связи с этим одной из наиболее актуальных задач современной гидробиологии становится изучение долговременных изменений, происходивших в структурно-функциональной организации водных экосистем в их геологическом и историческом прошлом. Осуществлять реконструкцию изменений, происходивших на протяжении онтогенеза той или иной гидроэкосистемы, позволяет использование палеолимнологических подходов в исследованиях. При этом, для реконструкции событий в прошлом используются различные биостратиграфические методы, основанные на анализе останков различных представителей водной флоры и фауны, которые хорошо сохраняются в донных отложениях (ДО) озер.
Хирономиды (Diptera: Chironomidae) представляют собой богатую видами группу двукрылых насекомых, обильную во всех природно-климатических зонах обоих полушарий. В большинстве континентальных водоемов личинки этой группы насекомых, образ жизни которых связан с поверхностью донных отложений, доминируют среди прочих групп беспозвоночных животных, что определяет высокое обилие и их останков, накапливающихся из года в год в ДО. Экологический облик большинства видов хирономид разнообразен и достаточно резко очерчен, что, наряду с их высоким обилием, позволяет использовать останки этих беспозвоночных при реконструкции как естественных изменений природной среды и климата, так и обусловленных нарастающей антропогенной нагрузкой.
Важнейшими задачами гидробиологии и гидроэкологии можно считать оценку состояния и прогнозирование возможных изменений водных экосистем под влиянием внешних, особенно антропогенных, факторов, определения оптимальных условий и степени эксплуатации экосистем (Алимов, 2000). В связи с этим, возможность с применением палеолимнологических методов проследить тренды изменения экосистемы в историческом прошлом на длительном отрезке времени, делает палеолимнологическое направление, в сочетании с более традиционным неолимнологическим направлением в исследованиях, весьма перспективным при изучении особенностей структурно-функциональной организации водных экосистем в эпоху антропогенного преобразования биосферы.
Цель работы: выявить основные закономерности изменения структуры комплексов хирономид по их останкам в донных отложениях разнотипных озер Кольского полуострова при долговременных изменениях природной среды и климата.
В задачи исследований входило:
— определение типологического облика каждого из группы исследуемых водоемов центральной части Кольского полуострова;
— изучение и сравнение основных структурных характеристик палеокомплексов хирономид исследуемых водоемов в период, предшествовавший индустриальному освоению региона;
— изучение основных этапов становления и развития фауны хирономид, а также изменения в структуре палеокомплексов этих беспозвоночных субарктического озера на протяжении голоцена в ответ на изменения природной среды и климата- 7.
— исследование и анализ закономерностей в изменении структуры комплексов хирономид при долговременном аэротехногенном загрязнении озер;
— изучение закономерностей в изменении структуры комплексов хирономид при эвтрофировании и длительном загрязнении озер металлами со сточными водами промышленных предприятий.
Автор считает своим приятным долгом выразить искреннюю благодарность своим научным руководителям член-корр. РАН, профессору Т. И. Моисеенко и к.б.н. Б. П. Ильяшуку, отдавших немало сил и времени для завершения данной работы. Автор также выражает благодарность д.г.н. В. А. Даувальтеру за своевременные и полезные советы, к.г.н. Л. П. Кудрявцевой за предоставленные данные по гидрохимии исследованных озер, химикам-аналитикам Н. П. Воеводиной и Г. С. Платоненковой за выполнение химического анализа ДО из исследованных озер, к.г.н. Л .Я. Каган за доброе отношение, проявленный интерес к работе, полезные замечания и консультации. Автор признателен сотруднику Геологического института Кольского НЦ РАН к.г.н. В. В. Колька, за любезно предоставленную для наших исследований длинную колонку ДО и ряд ценных консультаций. Автор благодарен всем сотрудникам лаборатории водных экосистем Института проблем промышленной экологии Севера Кольского НЦ РАН за помощь в проведении полевых исследований и творческую поддержку.
