Nature in the MSU WSBS vicinity
Е.Ю. Замесова, Е. Д. Краснова, Ф.А. Романенко, А. В. Чесунов
Geographical position
The Nikolai Pertsov White Sea Biological Station is situated in the northern part of the Republic of Karelia near the Arctic circle (66º33'N and 33º06'E) (Fig. 1). The biological station settlement is situated on the northern shore of the Kindo Peninsula, which is a small area of about nine square kilometers of the projecting coastline of the Karelian White Sea coast. To the north, it faces the ostrov Velikiy island, which is a part of the Kandalaksha State Nature Reserve, from which it is separated by the Velikaya Salma strait, from 0.7 km to 2.4 km wide.
The territory of the MSU WSBS neighborhoods, covered by biodiversity studies and by the lists of this Catalogue, includes the eastern part of the peninsula, bounded on the west by two marine bays, jutting into the mainland towards each other (the Kislaya inlet from the south and the Ermolinskaya bay from the north), and by the line of bogs, marshes, the Verkhnee Ershovskoe Lake, and the Nizhnee Ershovskoe Lake.
The sea water area, covered by the biodiversity study, is adjacent to the coast of the Kindo peninsula; its width does not exceed 2.5 km. It covers part of the Rugozerskaya Bay, with the western boundary running along the alignment of the Ermolinskaya Bay (the southern point) - the Gorodetskiy Porog rapids (the northern point); the Velikaya Salma strait across its whole width, with the eastern boundary of a conventional line that crosses it from north to south and passes through the Krestovye islands. On the south side of the Kindo peninsula, the water area includes the coastal zone 2.5 km wide, tapering to the tip of the Zelenyy Mys cape, and the entire Kislaya bay. At a greater distance from the biological station, there are a few more study areas of the field practices and WSBS research - the Chernaya Reka River estuary to the west and the Nilma river estuary to the south, small islands of Kastyan, Velichaikha, and Kokoikha, to the east.
Climate
The north coast of Karelia is characterized by moderately cold climate with extended spring and autumn. The average annual temperature is about 0,5 ° C; the coldest month of the year is February, with average monthly temperatures ranging from -10° to -12°C; and the warmest month of the year is July, with average monthly temperature of +13,2°C. The length of frost-free period is 120 days, at not very high temperatures. The vegetation period (i.e., the number of days per year, with temperatures equal to or above +5°C) is 127 days, the daytime temperature sum is 1290°C. The active vegetation period (i.e. the number of days per year with a temperature equal to or above +10°C) is 70 days, the daytime temperature sum is 896°C. The number of days with snow covers is more than 190, the average snow depth is 40-60 cm. The annual rainfall is 390-420 mm, including 290-300 mm in the the warm period. Evaporation is insignificant, its average value is 150 mm/year (Romanov, 1961).
Geomorphology of the region
Most part of the Kindo peninsula is formed by the gneiss-amphibolite dome of the Rugozerskaya hill, with maximum height of 103 m above sea level, which has been experiencing postglacial uplift at a rate of 3-4 mm per year. The most common rocks in this area are Archean gneiss dated 2.7-2.8 billion years old. The upper part of the Rugozerskaya hill appears as ridges with rounded tops ("whale backs")up to 100 m wide, separated by marshy hollows about 15-25 m deep. On the surface of most ridges, there are no loose sediments; and at the bottoms and side of the hollows, the sediment depth reaches up to several meters. The hill slopes are covered by thin, up to 1-2 m, layer of ice and water-ice deposits. The relief of the slopes traces tectonic faults in the form of steep rocky ledges about 15-40 m high (in the Biofiltry Bay), terrace-like steps and cracks up to 2-3 m deep. Several small basins, up to 0.5 km in diameter, situated in the central and eastern parts of the massif of the Rugozerskaya hill, are taken by peat lakes, one of which is used as a source of drinking water and undergoes large seasonal level changes, due to increased water consumption in summer. The Rugozerskaya hill is fringed by marine terraces, reaching maximum width in the west, near the Ershovsky lakes. Open-casts of the terraces reveals graded sand series, underlain by boulder and pebble beds, and sandy clays. In one of these cuts, located at a height of 20 m relative to the modern sea level, at a depth of 2.6 m from the surface, in clays, there were found numerous shells of bivalves Tridonta borealis, Elliptica elliptica, Hiatella arctica, brachiopods Hemithyris psittacea and others. Their age, determined by radiocarbon dating, is 7160 ± 90 years (Shevchenko, 1999), which allows to date formation of this surface to the maximum of the Tapes transgression in the middle Holocene. The modern marine terrace up to 2 m high and up to 100 m wide, mildly sloping down to the intertidal zone, is composed of mainly sands and gravels, often silty, with lots of boulders. As a result of tectonic uplift of the coast, this surface has recently gone out of the level of flood tide, and continues to experience impacts from wave and ice during storms and surges.
Soils
The soil cover of the Kindo peninsula is very colorful and complex, due to the relief mosaic, as well as to lithological and hydrological conditions. The area is dominated by podzolic soils. The most developed and mature podzols are formed under coniferous shrub-green forests on well drained deep sands of marine terrace II. Marsh soils are also ubiquitous, from the hollows in top ridges, to the coasts, and estuaries of streams. In the coastal zone, under coastal meadows, marsh soils with signs of soil salinity are formed. On the rocks, in places where loose products of weathering of the bedrock accumulate, under the cover of mosses and lichens primitive shallow soils are formed. All types of soil have a shortened genetic profile and peaty upper humus horizon (Evdokimova, 1972).
Terrestrial plant communities
Geobotanical zoning regards the area covered by the Catalogue, as a part of the Kola-Karelian subprovince of the Nordic taiga province, which is divided into several districts. Together with all the Louhi Administrative Region of the Republic of Karelia, it is a part of the Pjaozerskiy-Topozerskiy district, which is a lakeside plateau, slightly elevated in the west and sloping gently down to the east, devoided of high hills, with thinned and clarified boreal forest. Pine is the main tree species in the area. Pine forests occupy 80% of the area (Ramenskaya, 1983).
Согласно увлажнённости почв, сосняки образуют закономерный экологический ряд: в наиболее сырых местах – на болотных торфяных грядах встречаются отдельные экземпляры сосны низкорослой искривленной формы, менее обводненные, но все же заболоченные плоские участки или пологие склоны заняты сосняком багульниковым с напочвенным покровом из сфагновых мхов; на более дренированных, полого наклонных местах располагаются сосняки черничные с зелеными мхами в нижнем ярусе; верхние части склонов с каменистыми или песчаными почвами, ощущающими недостаток влаги, заняты сосняками брусничными. Вершины «китовых спин» обычно заняты разреженными лишайниковыми сосняками с покровом из лишайников. Ельники на территории биостанции незначительны, леса с участием ели встречаются по берегам озёр, у ручьев, вокруг болот и вдоль морского побережья (Виталь, 1999).
According to the moisture content of soils, pine forests form a natural ecological series: in the most humid places - on the marsh peat ridges there are individual instances of dwarf pine curved shape, less flooded, but still swampy flat areas or gentle slopes occupied by pine forest with wild rosemary ground cover of sphagnum moss, and on better-drained, gently sloping areas are pine forests with green mosses blueberry in the bottom tier, the upper part of slopes with rocky or sandy soils, there is a lack of moisture, pine forests occupied cranberry. Tops "whale spin" is usually busy with sparse lichen pine forests cover of lichens. Spruce in the Biological Station of small, forest with spruce found on the banks of lakes, streams from around the marshes and along the coast (Vital, 1999).
Возраст большинства лесных насаждений не превышает 70 лет из-за частых лесных пожаров, ураганов, а главное – массовых рубок, проводившихся в 20-30-х годах. На месте вырубок и старых гарей к настоящему времени сформировались березовые леса с примесью осины, сосны, ели с разнотравным, кустарничково-зеленомошным или осоково-хвощевым покровом. Первичные березняки представлены вороничными криволесьями вдоль морского побережья (Виталь, 1999).
The age of most forest stands less than 70 years because of frequent forest fires, hurricanes, and most importantly - the mass felling carried out in 20-30s. On-site cutting of old and burnt by now formed birch forests with an admixture of aspen, pine, fir, with forb, shrub-green moss or sedge and horsetail cover. Primary birch are voronichnymi crooked along the coast (Vital, 1999).
Болота, на которые приходится 6% площади Киндо полуострова, занимают ложбины стока, приозёрные понижения, плоские террасы и нижние части склонов гряд. Среди типов болот преобладают аапа – обширные безлесные грядово-мочажинные болота, характерные для северной тайги с соответствующими растительными группировками. Торфяные гряды покрыты сфагновыми мхами, а возвышенные места — растениями, свойственными верховым болотам.
Bogs, which accounts for 6% of Kindo Peninsula, occupied by gullies, lacustrine depressions, flat terraces and lower slopes of ridges. Among the types of wetlands dominated aapa - vast treeless ridge-mochezhina marshes, typical of northern taiga with the relevant plant groups. Peat ridges covered with sphagnum moss, and high places - plants that are characteristic bogs.
Площадь лугов на полуострове очень мала. Вдоль морского побережья узкой полосой тянутся приморские луга (марши) различной степени засоления: крупнозлаковые, мелкозлаковые и осоково-ситниковые. На северных побережьях, обращенных к открытому морю, вместо приморского луга развивается особый тундрообразный тип растительности – сомкнутая заросль кустарничка вороники (Empetrum hermaphroditum), с примесью других низкорослых кустарничков: арктоуса альпийского, брусники и толокнянки (Бреслина, 1980). Под приморскими вороничниками формируется специфический тип почвы – так называемый «сухой торф». Суходольные луга представлены небольшими фрагментами на берегах Ершовских озёр, где в травостое преобладают щучка и разнотравье. На подгрядовой равнине встречаются участки низинных вейниковых и щучково-вейниковых замоховелых лугов (Вехов, Богданова, 1971).
The area of grassland on the peninsula is very low. Along the coast in a narrow strip stretching coastal meadows (wetlands) of varying salinity: krupnozlakovye, melkozlakovye and sedge-Sitnikov. On the northern coast facing the open sea, coastal meadows instead of developing a particular type of vegetation tundroobrazny - close my hedge shrubs crowberry (Empetrum hermaphroditum), mixed with other low-growing shrubs: arktousa Alpine, cranberries and bearberry (Breslin, 1980). Under the coastal voronichnikami formed a specific type of soil - the so-called "dry peat." Dry meadows are small fragments on the shores of lakes Ershov, where in the stand is dominated by grasses and pickerel. On podgryadovoy plain are areas of lowland reed and reed-schuchkovo zamohovelyh meadows (Vekhov, Bogdanova, 1971).
Coastline
Карельский берег, сложенный в основном кристаллическими породами Балтийского щита, из-за черезвычайной изрезанности береговой линии относится к фиардово-шхерному типу. Многочисленные заливы с невысокими берегами напоминают фиарды, широко рпспространенные на побережьях Швеции и Финляндии; вдоль всей береговой линии — множество больших и малых островов, мелкие скалистые островки «луды» и каменистые отмели корги, обнажающиеся во время отлива — беломорские аналоги шхер (Каплин и др., 1991). На фиардово-шхерную изрезанность береговой линии накладывается более мелкое фестончатое расчленение литорали: вогнутости береговой линии протяженностью от нескольких десятков до нескольких сотен метров, ограниченные скальными выходами или мысами из грубообломочного материала с вложенными в них фестонами более низких порядков, формирующихся за счет разномасштабных циркуляций приливно-отливных и волновых течений.
Берега Кандалакшского залива, а вместе с ними и полуостров Киндо, испытывают быстрое тектоническое поднятие, начавшееся после последнего оледенения и продолжающееся в наши дни. Средняя скорость воздымания на описываемой территории 3-4 мм в год, что дает возможность наблюдать прирастание берега и изменения в его очертанях на протяжении жизни одного исследователя: причленяются острова, замыкаются и пересыхают лагуны, поднятие подводных порогов приводит к возникновению перемычек и превращению морских заливов в опресненные озёра.
Karelian coast, composed mainly of crystalline rocks the Baltic shield, because of irregularity EMERGENCY coastline belongs to the skerries fiardovo-type. Numerous bays with low shores resemble fiardy widely rpsprostranennye on the coasts of Sweden and Finland, along the entire coastline - many large and small islands, small rocky islets "ludy" rocky shoals and corgi, are exposed at low tide - the White Sea archipelago analogues (Kaplin et al ., 1991). On fiardovo-rocky indented coastline is superimposed over a shallow scalloped dismemberment littoral: the concavity of the coastline stretching from a few dozen to several hundred meters, bounded by rocky headlands or outputs of coarsely fragmented material embedded in them scalloped lower orders, formed by different-scale circulations of tidal wetlands and wave flows. Shore of Kandalaksha Bay, and along with them and Kindo Peninsula, experience rapid tectonic uplift, which began after the last glaciation and continuing today. The average rate of uplift in the described area of 3-4 mm per year, which makes it possible to observe prirastanie coast, and changes in its outline for the life of a researcher: articulated the island are closed and dry lagoons, underwater lifting thresholds leads to a jumper and turning bays in freshened lake.
Tides
In the vicinity of the MSU White Sea Biological Station, as elsewhere in the Kandalaksha Bay, tides are regular, semidiurnal, with amplitudes up to 2.5-3.5 m. Because of the high irregularity of the coastal line, tidal current velocities range from 0.2 - 0.5 m/s, reaching 3 m/s in narrow straits and sea rapids. Asymmetry is one of the features of the tidal wave in the Kandalaksha Bay: the flood tide lasts 1,5-2,2 hours less, compared to the ebb tide.
Гидрологические особенности акватории
Большая часть акватории, прилегающей к полуострову Киндо относительно мелководна, за исключением Великой Салмы, по дну которой проходит желоб глубиной до 25 м напротив поселка биостанции, возрастающей в восточном направлении до 50 м. Сильные приливно-отливные течения в Великой Салме обеспечивают однородность характеристик воды по всей толще, тогда как в восточной глубоководной части образуется типичная для Белого моря стратификация в три слоя.
Соленость воды в акватории вокруг полуострова Киндо пониженная —16 до 28‰, с минимумом в период весеннего таяния льдов и максимумом в зимнее время. В эстуарии Чернореченской губы, принимающей сток реки Черной, поверхностная солёность опускается до 2-4‰. Температура поверхностного слоя моря претерпевает существенные сезонные колебания, в то время как на больших глубинах она низкая и более постоянная, до -1,5°C в локальных депрессиях (ямах) на мористом выходе из Салмы. У поверхности в летнее время вода прогревается до +15-16ºС, а в вершинах мелководных губ в даже до +20ºС и выше. Самый теплый месяц – июль, но уже к августу температура падает до +10ºС и продолжает понижаться. В ноябре температура воды по всей ее толще опускается до -1,4ºС и только в апреле поднимается к нулевой отметке. Ледостав начинается в октябре, когда температура воздуха опускается ниже нуля, постоянный ледовый покров формируется в декабре и держится до марта. В проливе Великая Салма, на Еремеевском, Кривом и нескольких других порогах из-за сильного течения лед не становится, и всегда остаются полыньи, увеличиваясь в размерах во время оттепелей и сокращаясь при сильных морозах. В апреле ледовый покров начинает трескаться, от прибрежного ледового припая отрываются отдельные льдины, приливно-отливные течения носят по образовавшимся полыньям, где они постепенно крошатся и тают. В губах, глубоко вдающихся в материк – Кислой и Ермолинской, ледовый покров держится дольше и тает на месте. Полное очищение акватории ото льда происходит в первой половине мая.
Littoral
Ширина и характер грунта, слагающего литораль – часть береговой зоны, которая оказывается затопленной во время прилива, и обсыхает в отлив – зависит от характера залегания подстилающих коренных пород, воздействия ветров, силы и направления прибрежных течений, а также наличия берегового стока. В районе ББС МГУ ширина литорали варьирует от нескольких метров до двух-трех сотен. На участках, подверженных сильному прибою, литораль, как правило, узкая, всего несколько метров в ширину. Она может быть скальной — в виде «бараньих лбов» округлых очертаний, валунной, гравийной или песчано-гравийной. Большая часть береговой линии в окрестностях биостанции не столь подвержена волновому воздействию, и там литораль шире – до нескольких десятков метров. На таких участках между уровнями среднеквадратурного прилива и среднеквадратурного отлива, как правило, находится зона из мягких грунтов, чаще алевритисто-песчаных с примесью грубообломочного материала; у нижней границы осушки обычно тянется валунный пояс, сформированный в результате взаимодействия припайных льдов и приливно-отливных колебаний, а мористее его — отливный пляж, либо склон, который уходит под уровень сизигийного отлива. В кутовых частях губ комплексы берегового рельефа иные: там значительная часть береговой зоны занята маршем, постепенно переходящим в плоскую алевритисто-глинистую осушку шириной от нескольких десятков до первых сотен метров.
Marine vegetation
На литорали с мягкими грунтами в самой верхней ее части можно встретить сообщества из сосудистых растений-галофитов: астры морской, подорожника морского, триостренника морского и гляукса. У самого верха пояса галофитов и в супралиторали часто тянется полоса ситника чернобурого. Большая часть песчаной осушки, как правило, свободна от растительности, а на заиленных участках встречаются заросли морской травы зостеры (Zostera marina), которая в прежние времена по биомассе превосходила все остальные прибрежные макрофиты. Массовая гибель этого растения, случившаяся в Белом море в середине 60-х годов XX века, привела к практически полному исчезновению его зарослей. Наблюдаемое возрождение зостеры происходит очень медленно, и, хотя ее уже можно встретить по всему побережью, в основном это мелкие молодые растения. Прежние густые «леса» из растений двухметровой длины, которые существовали, в частности, в Ермолинской и Чернореченской губах, пока не восстановились. Нижняя часть приливно-отливной зоны в районе ББС МГУ почти повсеместно покрыта густыми зарослями прикрепляющихся к валунам фукусов, ниже уровня максимального отлива в верхней сублиторали простираются подводные «леса» из ламинарии, а на глубинах от 10 до 15 м царствуют красные водоросли.
Marine faunas
Морская биота района ББС МГУ весьма богата и, видимо, в целом весьма мало отличается от видового состава всего Белого моря. Фауна литорали не так разнообразна, как в сублиторали, но количественно обильна и ее обитатели великолепно приспособлены к переживанию отливов – это подвижные ракообразные-гаммариды и брюхоногие моллюски-литторины, зарывающиеся полихеты и двустворчатые моллюски мии и макомы, прикреплённые усоногие раки (балянусы) мидии, актинии и многие другие. Большая часть видов литорали относится к так называемому бореальному комплексу – основная часть их ареала расположена южнее, а Белое море является крайним северо-восточным пределом их обитания. Ниже, от нуля глубин (уровень максимального отлива) расположена субл.ная зона. Сообщества животных и растений здесь распределены поясами, которые определяются условиями освещённости и температуры, а в их пределах – характером грунта и трофическими условиями. Здесь соседствуют животные бореального и бореально-арктического комплексов, тогда как в наиболее глубоких местах, где в течение всего года сохраняется температура, бизкая к нулю и даже отрицательная, обитает комплекс из небольшого числа типично арктических видов.
В зоопланктоне акватории, охваченной Каталогом, в течение года сменяется два фаунистических комплекса. Весной, летом и осенью здесь царствует мелководный планктонный комплекс из планктонных личинок донных беспозвоночных, а взрослые формы представлены преимущественно бореальными, относительно теплолюбивыми животными, численность которых увеличивается в теплое время года, а в холодное многие виды исчезают. У нескольких видов планктонных рачков, таких как Centropages hamatus, Temora longicornis и Acartia bifilosa, зимуют только покоящиеся яйца, осевшие на дно. Зимой на смену ему из глубоководных центральных частей Белого моря приходят немногочисленные виды арктического комплекса, в частности, копеподы Metridia longa и Calanus glacialis. Разнообразие донных грунтов – от скалистых, валунных, галечных, до песчаных, илистых и сложенных ракушей, богатые заросли донных макрофитов, мозаика из мелких и глубоководных участков, хорошая аэрация дна на всех глубинах – все это вместе создает условия для обитания большого количества видов с разными экологическими требованиями, из-за чего биота в окрестностях ББС МГУ отличается высоким разнообразием.
