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 of 15-25 m deep.
На большей части вершинной поверхности нет рыхлых отложений, а в днищах и на склонах ложбин их мощность достигает нескольких метров. Склоны горы перекрыты маломощным, до 1-2 м, чехлом ледниковых и водно-ледниковых отложений. В рельефе склонов прослеживаются тектонические разломы в виде крутых скальных уступов высотой 15-40 м (в бухте Биофильтров), террасовидных ступеней и трещин глубиной до 2-3 м. Несколько небольших, до 0,5 км в диаметре, котловин, расположенных в центральной и восточной частях массива горы Ругозёрской заняты торфяными озёрами, одно из которых используется как источник питьевой воды и испытывает большие сезонные перепады уровня из-за повышенного расхода воды в летний период. Ругозёрская гора окаймлена морскими террасами, достигающими наибольшей ширины на западе, в районе Ершовских озёр. В разрезе террас вскрываются сортированные песчаные толщи, подстилаемые валунниками и галечниками, а также опесчаненными глинами. В одном из таких разрезов, расположенном на высоте 20 м относительно современного уровня моря, на глубине 2,6 м от поверхности в глинах обнаружены многочисленные раковины двустворчатых моллюсков Tridonta borealis, Elliptica elliptica, Hiatella arctica, брахиоподы Hemithyris psittacea и др. Их возраст, определенный методом радиоуглеродного датирования, составляет 7160±90 лет (Шевченко, 1999), что позволяет отнести формирование данной поверхности к максимуму трансгресии Тапес в среднем голоцене. Современная морская терраса высотой до 2 м и шириной до 100 м, полого спускающаяся к литорали, сложена в основном песками и галечниками, часто заиленными, с большим количеством валунов. В результате тектонического поднятия побережья эта поверхность недавно вышла из-под уровня затопления приливом и продолжает подвергаться волновым и ледовым воздействиям во время штормов и нагонов.
In most of the apical surface is not loose sediments, and in the bottoms of gullies and on slopes of up to several power meters. The mountain slopes are covered thin, 1-2 m, cover the ice and water-ice deposits. In the relief of the slopes of tectonic faults can be traced in the form of steep rocky ledges height of 15-40 m (in the Bay of biofilters), terrace-like steps and crack depth of 2-3 m. A few small, up to 0.5 km in diameter, the basins in central and eastern parts of the massif of Mount Rugozerskoy busy peat lakes, one of which is used as a source of drinking water and undergoes large seasonal swings level due to increased water consumption during summer. Rugozerskaya mountain fringed marine terraces, reaching maximum width in the west, near the Ershov lakes. In terms of the terraces are revealed graded sand column underlain by boulder and pebble and sandy clays. In one of these sections, located at a height of 20 m relative to modern sea level, at a depth of 2.6 m from the surface of clays found numerous shells of bivalves Tridonta borealis, Elliptica elliptica, Hiatella arctica, brachiopods Hemithyris psittacea and others their age, certain radiocarbon dating of 7160 ± 90 years (Shevchenko, 1999), which allows to relate the formation of the surface to a maximum transgresii Tapes in middle Holocene. Modern marine terrace up to 2 m and a width of 100 m, descending gently to the intertidal zone is mainly composed of sands and gravels, often silty, with lots of boulders. As a result of tectonic uplifting coast, the surface has recently got out of the level of flood tide and continues to be a wave and ice impacts during storms and surges.
Soils
Почвенный покров полуострова Киндо очень пёстрый и сложный, что обусловлено мозаичностью рельефа, а также литологических и гидрологических условий. По площади преобладают подзолистые почвы. Наиболее развитые и зрелые подзолы формируются под хвойными кустарничково-зелёномошными лесами на дренированных глубоких песках II морской террасы. Болотные почвы также распространены повсеместно, от ложбин вершинных поверхностей до побережий и устьевых участков ручьёв. В прибрежной зоне под приморскими лугами формируются маршевые почвы с признаками засоления. На скалах в местах скопления рыхлых продуктов выветривания коренных пород, под покровом мхов и лишайников образуются маломощные примитивные почвы. Для всех почв характерны укороченный генетический профиль и оторфованность верхнего гумусового горизонта (Евдокимова, 1972). Наземные растительные сообщества
В системе геоботанического районирования территория, охваченная Каталогом, относится к Кольско-Карельской подпровинции Североевропейской таежной провинции, которая разделяется на несколько округов. Вместе со всем Лоухским административным районом Республики Карелия он входит в Пяозёрско-Топозёрский округ, представляющий собой озёрное плато, несколько приподнятое на западе и равномерно спускающееся к востоку, лишенное высоких сопок, с разреженными осветленными таежными лесами. Основная лесообразующая порода этого района – сосна, и сосняки занимают 80% площади (Раменская, 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).
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).
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.
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).
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.
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.
