Научно-исследовательский институт биологии

русский / english 

 

«ТОЧКА №1»

проект долговременного экологического мониторинга озера Байкал.

 

   С февраля 1945 года в НИИ биологии «ИГУ» реализуется уникальный проект долговременного мониторинга озера Байкал. Регулярный ежегодный отбор проб выполняется по сети станций по всей акватории озера Байкал, а также еженедельно на «пелагической стационарной станции №1» (т.н. «Точка №1»), расположенной в Южном Байкале, напротив поселка Большие Коты (расстояние 2,7 км от берега, над глубиной 250 м.). Данные, полученные при обработке сборов фито-и зоопланктона, занесены в единую компьютерную базу данных.     

   Накопленный массив данных не имеет себе равных. Это единственные в мире и уникальные по своей долговременности наблюдения, они на 20-30 лет длиннее всех других аналогичных рядов наблюдений, превосходя их по разрешению (30-50 отборов проб в год, по сравнению с обычными 5-12 отборами). В настоящее время база данных модернизируется, она включает более 5 млн. записей и активно используется исследователями в научной работе.  

  «Точка №1» - первый и самый продолжительный подобный проект, он внесён в Книгу рекордов России как самый длительный (70 лет) проект регулярного экологического мониторинга в истории науки.

История проекта «Точка №1»   

     Еще за 30 лет до появления самого термина «экологический мониторинг» профессор М.М. Кожов директор Биолого-географического научно-исследовательского института при ИГУ (сейчас НИИ биологии ФГБОУ ВПО «ИГУ») создал первую систему экологического мониторинга состояния экосистемы озера Байкал.

    С 1926 г. первый заведующий биостанцией БГНИИ Владислав Николаевич Яснитский начинает круглогодичные наблюдения за состоянием экосистемы Байкала (в районе поселка Большие Коты). Изучая байкальский планктон, он открыл факт подлёдного массового развития водорослей.      

     С 1945 г. наблюдения становятся регулярными. С этого времени и по сей день  каждые 7-10 дней на «точке № 1» в районе биостанции в Больших Котах выполняются отборы проб воды с фиксированных глубин от 0 до 700 м.  Регистрируются важнейшие гидрофизические показатели (прозрачность, температура воды на разных глубинах), гидробиологические (численность и видовой состав, фитопланктона и зоопланктона), позже добавились микробиологические и продукционные показатели, оценка концентрации хлорофилла «а»

 

Кроме круглогодичных отборов проб на точке № 1, регулярно проводятся Кругобайкальские экспедиции в период позднего лета. В них отбираются пробы планктона по всему озеру на 69-ти фиксированных станциях.  

В 70-е годы прошлого века профессор О.М. Кожова в НИИ биологии ИГУ организует компьютерную базу экологических данных (одну из первых в мире), куда переносятся накопленные результаты наблюдений с карточек первичной обработки. В 80-е годы она совершенствуется, в 90-е – переносится на появившиеся персональные компьютеры в виде электронных таблиц.

 

Начиная с 2005 года собранные материалы (интеллектуальная собственность) защищены Свидетельствами о регистрации РФ:

1. Свидетельство об официальной регистрации базы данных № 2005620028 «База данных «ПЛАНКТОН», выданное Федеральной службой по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам 21.01.2005 г.

2. Свидетельство о государственной регистрации базы данных № 2014621482. ФГБОУ ВПО «ИГУ». Федеральная служба по интеллектуальной собственности. База данных состояния фитопланктона озера Байкал / Л.Р. Изместьева, С.В. Шимараева, Е.А. Зилов. - №2014620772/ Поступила 06.06.2014; Зарегистрирована 23.10.2014 в Реестре баз данных.

Организация и техника мониторинга:

Главной особенностью работ на «точке №1» является то, что применяемые подходы и методы анализа собранного материала не меняются с начала инициации мониторинга. Такой консервативный подход дает неограниченные возможности по сравнению полученных данных за все время наблюдений.

Подробно о методологии выполнения мониторинговых работ…  

«Точка №1» и сравнение с аналогичными исследованиями в мире

Организованная М.М. Кожовым система экологического мониторинга озера Байкал не имела себе равных ни в 1940-е – 1950-е гг., ни позже, когда были налажены системы слежения за состоянием сообщества озер Мичиган, Киннерет, Констанц, Женевского и еще примерно 50-ти других заметных озер.

Так, долголетние исследования озера Мичиган начались в 1957-м году и сначала основывались на взятии проб один раз в два месяца, позже – ежемесячно. Мониторинговая программа озера Киннерет началась в 1960-е годы, но долгое время ограничивалась отбором проб раз в месяц. Аналогичные исследования на Женевском озере стартовали в 1974 г., часто ограничиваясь отбором проб один раз в месяц.

Ни один из выполняемых в настоящее время мониторинговых проектов не имеет такой разрешающей способности (количества отборов на одной станции в год и количества станций отбора при экокартировании акватории), и ни один ряд долговременных наблюдений в нынешней лимнологии пока не может сравниться с проектом начатым М.М. Кожовым.

Отзывы о проекте

Система долговременного мониторинга оз. Байкал получила высокую оценку специалистов, работающих в этой области.  

Как пишут В.К. Шитиков, Г.С. Розенберг, Т.Д. Зинченко (2005): «В определенном смысле, «классикой жанра» являются работы по созданию гидробиологической информационной системы оз. Байкал, осуществляемые, начиная с 70-х годов, Иркутским государственным университетом совместно с институтами СО РАН.

Разработанная база данных характеризуется продуманной организацией компьютерной обработки результатов режимных наблюдений фитоценозов и нанопланктонных сообществ на протяжении длительного периода времени (динамические ряды более 50 лет). Гидробиологические измерения сочетаются в базе с данными наблюдений развитой системы гидрохимического мониторинга, охватывающей широкий диапазон ингредиентов и характеризующейся высоким уровнем точности. Композиционная целостность и репрезентативность базы данных явились основой для математического моделирования сезонной динамики экосистемы и процессов массопереноса в озере [Меншуткин с соавт., 1978, 1981; Приемы прогнозирования.., 1985]».

Основные научные публикации по материалам долговременного мониторинга - "Точка №1"

   
  • Kraemer B.M. , S.Chandra, A.I. Dell, M. Dix, E. Kuusisto, D.M. Livingstone, G. Schladow, E.Silow, L.M. Sitoki, R. Tamatamah, P.B. Mcintyre. Global patterns in lake ecosystem responses to warming based on the temperature dependence of metabolism. Global change biology (2016). doi:10.1111/gcb.13459.
  • Katz S., Izmestyeva L., Hampton S., Ozersky T., Shchapov K., Moore M., Shimaraeva S., Silow E. The “Melosira years” of Lake Baikal: winter environmental conditions at ice onset predict under-ice algal blooms in spring. Limnology and Oceanography. 2015, 60 (6) pp. 1950 - 1964.
  • E.A. Silow, L.S. Krashchuk, K.A. Onuchin, H.V. Pislegina, O.O. Rusanovskaya, S.V. Shimaraeva. Some recent trends regarding Lake Baikal phytoplankton and zooplankton, Lakes and Reservoirs: Research and Management, 2016, Volume 21, Issue 1, pages 40–44.
  • Kraemer B.M.,… E.Silow,.. et al. Morphometry and average temperature affect lake stratification responses to climate change. Geophysical Research Letters. 2015 (accepted, online first) DOI: 10.1002/2015GL064097
  • Sharma, S… L.R. Izmest’eva, E.A. Silow… et al. A global database of lake surface temperatures collected by in situ and satellite methods from 1985–2009. Scientific Data (Nature Publishing Group) 2:150008 doi: 10.1038/sdata.2015.8 (2015).    
  • Shimaraeva S.V., L.R. Izmestyeva, L.S. Krashchuk, H.V. Pislegina, E.A. Silow.  The influence of BPPC on Baikal plankton – comparative study of  phytoplankton in the point of influence of BPPC purified waste waters and in the reference clean point in 2005-2006 years. In Karthe, Daniel; Chalov, Sergey; Kasimov, Nikolay und Kappas, Martin (eds.) «Water and environment in the Selenga-Baikal basin: International research cooperation for an ecoregion of global relevance» (Ibidem-Verlag, Stuttgart). 2015. P. 237-251..    
  • Hampton, S.E., Izmest'eva, L.R., Moore, M.V., Katz, S.L., Dennis, B., Silow, E.A. Sixty years of environmental change in the world's largest freshwater lake - Lake Baikal, Siberia (2008) Global Change Biology, 14 (8), pp. 1947-1958.  IF- 8.224
  • Moore, MV, Hampton, SE, Izmest'eva, LR , Silow, EA, Peshkova, EV, Pavlov, BK. Climate Change and the World's "Sacred Sea"-Lake Baikal, Siberia. BIOSCIENCE  Volume: 59  Issue: 5  Pages: 405-417   IF- 5.439.
  • Hampton, S.E., Gray, D.K., Izmest'eva, L.R., Moore, M.V., Ozersky, T. The rise and fall of plankton: Long-term changes in the vertical distribution of algae and grazers in Lake Baikal, Siberia (2014) PLoS ONE, 9 (2), art. no. e88920.  IF- 3,534
  • Katz, S.L., Hampton, S.E., Izmest'eva, L.R., Moore, M.V. Influence of long-distance climate teleconnection on seasonality of water temperature in the world's largest lake - Lake Baikal, Siberia (2011) PLoS ONE, 6 (2), art. no. e14688,  IF- 3,534
  • Silow, E.A., In-Hye, O. Aquatic ecosystem assessment using exergy (2004) Ecological Indicators, 4 (3), pp. 189-198 IF-3.23
  • Scheef, L.P., Hampton, S.E., Izmest'eva, L.R. Inferring plankton community structure from marine and freshwater long-term data using multivariate autoregressive models (2013) Limnology and Oceanography: Methods, 11 (SEP), pp. 475-484.  IF 1,681
  • Silow, E.A., Mokry, A.V. Exergy as a tool for ecosystem health assessment (2010) Entropy, 12 (4), pp. 902-925.  IF- 1.564.
  • Izmest’eva L.R., E. A. Silow, and E. Litchman Long-Term Dynamics of Lake Baikal Pelagic Phytoplankton under Climate Change // Inland Water Biology. – 2011. – Vol. 4, No. 3. – P. 301–307. IF-0.208.
  • Silow E.A. Exergy changes in lakes around the world under pressure from global change // Archives des Sciences. – 2012. –  V. 65. – P. 209 – 214. IF- 0.536 .
  • Silow E.A. Lake Baikal: Current Environmental Problems // Encyclopedia of Environmental Management. – New York: Taylor & Francis, 2014. – P. 1 – 9. DOI 10.1081/ E-EEM-120050578. ISBN 1-4398-29270-6; eISBN 1-4398-2933-0. 
  • Silow, E.A., Baturin, V.A., Stom, D.J. Prediction of Lake Baikal ecosystem behaviour using an ecosystem disturbance model (2001) Lakes and Reservoirs: Research and Management, 6 (1), pp. 33-36. 
  • Izmestyeva L., Silow E. Long-term dynamics of summer community of Baikal phytoplankton and climate change // 13th World Lake Papers. – Shiga: ILEC, 2010.  
  • Pislegina E., Silow E. Long-term dynamics of Baikal zooplankton and climate change// 13th World Lake Conference Papers. – Shiga: ILEC, 2010.
  • Silow E.A., A.V. Mokry, S.E. Jørgensen. Some Applications of Thermodynamics for Ecological Systems  // J.C. Moreno-Pirajan (Ed.). Thermodynamics - Interaction Studies - Solids, Liquids and Gases. – Vienna: InTech, 2011. – P. 319-342. ISBN: 978-953-307-563-1. 
  • Kozhova, O.M., Silow, E.A. The current problems of Lake Baikal ecosystem conservation (1998) Lakes and Reservoirs: Research and Management, 3 (1), pp. 19-33
  • Silow, E.A. The use of two lumped models for the analysis of consequences of external influences on the Lake Baikal ecosystem (1999) Ecological Modelling, 121 (2-3), pp. 103-113. IF 2.326
  • Silow, E.A., Gurman, V.J., Stom, D.J., Rosenraukh, D.M., Baturin, V.I. Mathematical models of lake Baikal ecosystem (1995) Ecological Modelling, 82 (1), pp. 27-39 IF 2.326

Данные экологического мониторинга использованы при составлении ежегодного  Государственного  доклада «О  состоянии  озера Байкал и мерах по его  охране"

  • Государственный  доклад «О  состоянии  озера Байкал и мерах по его  охране  в 2014 году».- Иркутск: Сибирский филиал ФГУНПП «Росгеолфонд», 2015.- 436 с.
  • Государственный  доклад «О  состоянии  озера Байкал и мерах по его  охране  в 2013 году».- Иркутск: Сибирский филиал ФГУНПП «Росгеолфонд», 2014.- 462 с.
   

 

Публикации о проекте в СМИ и научно-популярных изданиях

    
"Байкал теряет уникальность", Наука и Жизнь, октябрь, 2015 "Экологический мониторинг озера Байкал",  STRF.ru, июнь 2015 "Как Байкал помогает спасти планету", Газета.RU, март 2015  Запись о рекорде. Март 2015
                                         
   
"Как вы вообще можете жить рядом с Байкалом?"ТАСС - "Чердак. Наука, технологии, будущее", январь 2016

"Мониторинг Байкал под угрозой",  "Троицкий Вариант-Наука", 26 января 2016 года. ТрВ № 196