Природоохранная деятельность на северокаспийском шельфе в условиях морской газо-нефтедобычи

В настоящее время на Каспии активно ведется разработка шельфовых месторождений нефти, в связи с чем антропогенное воздействие на биоту моря усиливается, поэтому сегодня основная задача Каспийского филиала состоит в том, чтобы в условиях широкомасштабной нефтедобычи сохранить море и его уникальную природу. Начиная с 2006 года, команда филиала ежегодно обследует шельфовые зоны, где происходит разработка, разведка, освоение месторождений, прокладка трубопроводов. Все эти годы, со дня своего основания филиал занимается разработкой методик по оптимизации системы экологического мониторинга на лицензионных участках нефтяных компаний.

Для этих целей разработана и успешно апробирована на Каспии технология по формированию локальных экосистем на донных станциях, которая показала ряд преимуществ, основные из них заключаются в следующем:

Первая. Донные станции - инструмент экологического мониторинга морской биоты. Для этого прочные, штормоустойчивые бетонно-пластиковые конструкции расставляются на дне Каспия в производственной и внепроизводственной (фоновой) зонах по специальной сетке координат, для последующего сбора информации о состоянии локальных экосистем и определении наличия или отсутствия негативного влияния нефтегазоразработок на биоту моря.

Вторая. Донные биостанции – это биофильтры способствующие очистке морской среды от различных загрязнений.

Экосистема Каспийского моря располагает биологическим потенциалом самоочистки, составляющим основу санитарной марикультуры. Такой потенциал заключен в сообществе животных и растений, ведущих оседлый образ жизни и фильтрующих воду, седиментирующих и разлагающих загрязнения. Но для концентрирования в мелководной части Северного Каспия организмов-санитаров, существуют серьёзное препятствие - песчано-ракушечные грунты, где отсутствуют площади с твёрдым донным покрытием, на котором смогли бы закрепиться эти организмы и сформироваться сообщества.

Используются стационарные локальные экосистемы для наблюдений за состоянием окружающей водной среды и оценки экологической ситуации в районах текущей и предстоящей добычи углеводородных ископаемых. Суть данной методики заключается в постановке так называемых «искусственных рифов», которые в своей перспективе становятся биостанциями. Через определенное время биостанции обрастают моллюсками и растениями, вблизи и внутри них находят убежища рыбы и пр. Таким образом, биостанции служат местом для формирования сообществ с высоким биоразнообразием, используемых в целях биоиндикации, что в свою очередь упрощает отбор проб. Благодаря биостанциям можно отследить и литодинамику (подвижку) грунтов.

Первые эксперименты с искусственными рифами в Северном Каспии проводились Институтом «КаспНИИРХ» в середине 1980-ых гг. прошлого века.

 Погружение рифовых конструкций. 1987 г. (Мангышлакский залив, Республика Казахстан)

Следы «обрастаний» на поверхности рифов через год после погружения. 1985 г. (бухта Карши Республика Туркмения) 

В 2002-2003 гг. «КаспНИИРХом» совместно с ООО «Каспийская нефтяная компания» были разработаны и испытаны в Северном Каспии рифовые конструкции из полипропилена. Как показали исследования, на полипропиленовых модулях сформировался богатейший биоценоз с биомассой до 8 кг/м2. Но эти конструкции имели существенные недостатки: ограниченную жизнестойкость, вследствие их слабой штормоустойчивости. Кроме того утяжелённые обрастаниями «мягкие» - пелагические части рифовых конструкций ложись на поверхность дна.

Погружение пелагических модулей – полипропиленовых «ершей»	Погружение пелагических модулей – полипропиленовых волокон»
Утяжеленная конструкция мягкого рифа ложится на поверхность дна	Биоценоз моллюсков, усоногих раков и полипов на неподвижных рифовых конструкциях

Начиная с 2006 года и по настоящее время эксперименты с искусственными биостанциями в Каспийском море продолжает Каспийский филиал ИО РАН, проводящий активный мониторинг экосистемы Каспия. За это время была разработана методика наблюдения за экологическим состоянием моря с помощью донных биостанций.

В 2007 году была сконструирована и испытана в Северном Каспии донная станция, состоящая из металлического каркаса, обтянутого полипропиленовой тканью.

Установка арматурно-полипропиленовых донных станций	Вид донной станции после установки на дне моря

Но данные модели также показали ограниченную жизнестойкость к условиям среды Северного Каспия. Срок существования рифов не превысил 8 месяцев. Причиной деструкции модулей являлась - волновая динамика моря.

Арматурно-полипропиленовая станция через год после её установки	Вид разрушенной донной станции через год после её установки

Начиная с 2008 года Каспийский филиал начал на Каспии испытания штормоустойчивых донных бетонных сооружений, состоящих из ряда элементов, сборка в определенной последовательности которых позволяла получить пирамидальное сооружение с большой экологической емкостью.

Общий вид биостанции в день установки	Биостанция через 7 месяцев после установки

Установлено, в зоне биостанций, благодаря сообществу, обитающему на них скорость разрушения нефтепродуктов в 100 раз выше, чем в естественной морской среде.

Установка подобных конструкций существенно препятствует браконьерскому лову ценных видов рыб. Наблюдения показали, что при контакте браконьерских орудий лова с поверхностью конструкций, любые сети и крючковые снасти приходили в негодность.

Подводные исследования свидетельствует, в местах донных cтaнций постоянно удерживается повышенная концентрация рыб, среди которых есть и ценные про-мысловые виды: вобла, килька, осетровые, нагули¬ваются на кормовой базе локальных экосистем.

Американскими учеными была разработана и широко используется в Мировой практике донная биостанция монолитного типа - «Рифболл. С целью проверки экологической состоятельности «Рифболлов» и формирования локальных экосистем на их субстратах в условиях Каспийского моря, в 2012 году на дне Каспия было установлено несколько данных конструкций

Наблюдения 2013 года показали, что американская биостанция типа «Рифболл» по многим экологическим позициям проигрывает модульной биостанции пирамидального типа, применяемой в наших исследованиях. Тем не менее, объем и качество проб собранных с рифболла удовлетворяет требованиям биоиндикации.

Общий вид американского «Рифболла» через год после постановки	Сообщество «Рифболла» через год после постанови

В 2012 году на дне Каспия была установлена новая – донно-пелагическая биостанция. Пелагическая часть станции состояла из капроновых тросов с полипропиленовыми волокнами – «ершами».

Закрепление пелагической части к бетонному основанию станции	Установка донно-пелагической биостанции на дно моря

Исследования показали, что экологическая емкость пелагических модулей превзошла ожидаемые результаты. Богатое биоразнообразие, обилие сообществ фауны и растений свидетельствовали об удобствах биотопа.

Вид пелагических модулей станции.

Донная часть станций по экологической емкости, обилию и разнообразию животных не уступает пелагическим модулям.

Вид сообщества на субстрате станции	Вид донного модуля биостанции

Таким образом на сегодняшний день разработана универсальная для условий Каспия конструкция донно-пелагической биостанции, открывающей пути к увеличению рыбопродуктивности моря, созданию нагульных площадей для ценных видов рыб, усилению резистентности биоты к нефтяному загрязнению, пресечению биотерроризма и и изучения состояния биоты