Адаптация озер полуострова Файлдс (о. Кинг Джордж, Восточная Антарктида) к климатическим изменениям и антропогенному воздействию

В последнее время возрастает нагрузка на оазисы Антарктиды, что ведет к увеличению нагрузки на водные экосистемы озер и водотоков оазисов на фоне потепления климата и таяния краевой части ледника. В данной работе приведены результаты изучения водных экосистем озер полуострова Файлдс (о. Кинг Джордж) в летний период в январе–феврале 2020 г. Помимо результатов гидрологических и гидрохимических исследований представлены данные измерений самоочищающей способности репрезентативных водоемов оазиса и потоков парниковых газов с поверхности озер. Наиболее полноводными являются водотоки, вытекающие с ледника. Озера имеют чаще всего нейтральную реакцию среды; хорошо аэрированы; концентрация биогенных элементов в воде имеет значительные амплитуды; большинство озер по своему гидрохимическому составу относятся к хлоридно-натриевым водам II типа. Оценка самоочищающей способности озер показала способность водоемов в целом справляться с внешними (природными) нагрузками на экосистемы, но не во всех случаях. Отмечается эвтрофирование озер и долин ручьев. В большинстве водотоков и водоемов происходит поглощение углекислого газа (СО₂), в некоторых также метана (СН₄). Однако для СН₄ в основном характерна эмиссия с поверхности водоемов. Полученные результаты позволяют судить об определенной устойчивости озер к климатическим изменениям, но уже можно говорить о том, что пресноводные экосистемы оазиса испытывают значительную антропогенную нагрузку.

1. Bargagli R. Atmospheric chemistry of mercury in Antarctica and the role of cryptogams to assess deposition patterns in coastal ice-free areas. Chemosphere. 2016;163:202–208. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2016.08.007

2. Скороспехова Т.В., Федорова И.В., Четверова А.А., Алексеева Н.К., Веркулич С.Р., Ёжиков И.С., Козачек А.В. Особенности гидрохимического режима водных объектов полуострова Файлдс (о. Кинг Джордж, Западная Антарктика). Проблемы Арктики и Антарктики. 2016;(2):79–91.

3. Симонов И.М. Оазисы восточной Антарктиды. Л.: Гидрометеоиздат; 1971. 176 с.

4. Convey P., Chown S.L., Clarke A., Barnes D.K.A., Bokhorst S., Cummings V., Ducklow H.W., Frati F., Green T.G., Gordon S., Griffiths H.J., Howard-Williams C., Huiskes A.H.L., LaybournParry J., Lyons W.B., Mcminn A., Morley S.A., Peck L.S., Quesada A., Robinson S.A., Schiaparelli S., Wall D.H. The spatial structure of Antarctic biodiversity. Ecological Monographs. 2014;84(2):203–244.

5. Laybourn-Parry J., Pearce D. A. The biodiversity and ecology of Antarctic lakes: models for evolution. Phil. Trans. R. Soc. B. 2007;362:2273–2289.

6. Laybourn-Parry J., Wadham J.L. Antarctic Lakes. Oxford University Press; 2014. https://doi. org/10.1093/acprof:oso/9780199670499.001.0001

7. Kavan J., Nedbalova L., Nyvlt D., Tomas Č.E., Juan M.L. Status and short-term environmental changes of lakes in the area of Devil’s Bay, Vega Island, Antarctic Peninsula. Antarctic Science. 2021;33(2):150–164. https://doi.org/10.1017/S0954102020000504

8. Сократова И.Н. Антарктические оазисы. История и результаты исследований. СПб.: ААНИИ; 2010. 274 c.

9. Onishchuk N.A., Golobоkova L.P., Vershinin K.E., Zhuchenko N.A. Hydrochemical composition of glacial lakes on inshore Russian Antarctic stations. Geochemistry. 2020; 80(3):125591. https:// doi.org/10.1016/j.chemer.2019.125591

10. Magesh N.S., Botsa S.M., Dessai S., Mestry M., Leitao T.D.L., Tiwari A. Hydrogeochemistry of the deglaciated lacustrine systems in Antarctica: Potential impact of marine aerosols and rockwater interactions. Science of the Total Environment. 2020;706:135822. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.135822

11. Какарека С.В., Кухарчик Т.И., Кокош Ю.Г., Саливончик С.В., Кудревич М.А., ГигинякЮ.Г., Мямин В.Е., Лукашанец Д.А. Пространственные особенности химического состава снежного покрова Холмов Тала, Восточная Антарктида. Проблемы Арктики и Антарктики. 2021;67(1):28–43. https://doi.org/10.30758/0555-2648-2021-67-1-28-43

12. Shevnina E., Kourzeneva E. Thermal regime and components of water balance of lakes in Antarctica at the Fildes peninsula and the Larsemann Hills. Tellus A: Dynamic Meteorology and Oceanography. 2017;69(1):1317202. https://doi.org/10.1080/16000870.2017.1317202

13. Веркулич С.Р. Изменения климата, уровня моря и оледенения в краевой зоне Антарктиды в течение последних 50 тысяч лет. Криосфера Земли. 2022;26(2): 3–24. https://doi.org/10.15372/KZ20220201

14. Carrizo D., Sánchez-García L., Javier M.R., García-Rodríguez F. Discriminating sources and preservation of organic matter in surface sediments from five Antarctic lakes in the Fildes Peninsula (King George Island) by lipid biomarkers and compound-specific isotopic analysis. Science of the Total Environment. 2019;672:657–668. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.03.459

15. Nabokin M. Faunistic analysis of freshwater zooplankton in small rock pools of Maritime Antarctica. Ukrainian Antarctic Journal. 2022;20(1):113–124. https://doi.org/10.33275/1727-7485.1.2022.694

16. Vincent W.F., Laybourn-Parry J. Polar lakes and rivers — limnology of Arctic and Antarctic aquatic ecosystems. Oxford University Press; 2008. 346 p.

17. Нигаматзянова Г.Р., Федорова И.В., Духова Л.А. Результаты мониторинга зоопланктонных сообществ пресноводных озер оазиса Холмы Ларсеманн (Восточная Антарктида). Современные тенденции развития науки и технологий. 2015;8(1):56–65.

18. Burdo A., Nikitina V., Abakumov E. Algae of terrestrial biotopes near the Russian Antarctic scientific station Bellingshausen, King George Island. Biological Communications. 2019;64(3):189–200. https://doi.org/10.21638/spbu03.2019.303

19. Поважный В.В. Гидробиологические наблюдения на станции Беллинсгаузен в период работы 52-й РАЭ. Проблемы Арктики и Антарктики. 2009;3(83):49–63.

20. Gregorich E.G., Hopkins D.W., Elberling B., Sparrow A.D., Novis P., Greenfield L.G., Rochette P. Emission of CO, CH4 and N2 O from lakeshore soils in an Antarctic dry valley. Soil Biology & Biochemistry. 2006; 38:3120–3129. https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2006.01.015

21. Roldán D.M., Carrizo D., Sánchez-García L., Menes R.J. Diversity and effect of increasing temperature on the activity of methanotrophs in sediments of Fildes Peninsula Freshwater Lakes, King George Island, Antarctica. Front. Microbiol. 2022;13:822552. https://doi.org/10.3389/fmicb.2022.822552

22. Thalasso F., Sepulveda-Jauregui A., Cabrol L., Lavergne C., Olgun N., Martinez-Cruz K., Aguilar-Muñoz P., Calle N., Mansilla A., Astorga-España M.S. Methane and carbon dioxide cycles in lakes of the King George Island, maritime Antarctica. Science of the Total Environment. 2022;848:157485. http://dx.doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.157485

23. Короткевич Е.С. Полярные пустыни. Л.: Гидрометеоиздат; 1972. 420 с.

24. SCAR Composite Gazetteer of Antarctica. Available at: https://data.aad.gov.au/aadc/gaz/scar/ (accessed: 12.03.2024).

25. Bidigare R.R., Ondrusek M.E., Kennicutt M.C. II, Iturriaga R., Harvey H.R., Hoham R.W., Macko S.A. Evidence for a photoprotective function for secondary carotenoids of snow algae. J. Phycol. 1993;29(4):427–434. https://doi.org/10.1111/j.1529-8817.1993.tb00143.x

26. Дмитриев В.В., Боброва О.Н., Грачева И.В., Колодкин П.А., Примак Е.А., Седова С.А., Четверова А.А. Мониторинг и моделирование продукционно-деструкционных отношений в водных экосистемах. Успехи современного естествознания. 2019;(1): 82–87.

27. Алекин О.А. Основы гидрохимии. Л.: Гидрометеорологическое издательство; 1970. 444 с.