Карелия ― один из самых богатых озерами регионов мира. Почему же ее жители были вынуждены пить привозную воду? Правда ли, что озера стареют и умирают, как люди? Можно ли замедлить этот процесс? Об этом ― наш разговор с членом-корреспондентом РАН Николаем Николаевичем Филатовым, главным научным сотрудником Института водных проблем Севера Карельского научного центра РАН, советником генерального директора Карельского научного центра.
― Николай Николаевич, Карелия, как мы знаем, это край озер. Что происходит сегодня с озерами и вообще с большой водой, находящейся на территории Республики Карелия?
― Начнем с того, что Карелия, хоть и маленькая территория, занимающая всего 1% территории Российской Федерации, но это 180 тыс. км². Значит, это очень большой регион, в четыре раза больше, чем, например, Дания, и примерно половина территории Финляндии. И это самый богатый водными объектами регион в России и один из самых богатых в мире. Это прежде всего озера ― их порядка 60 тыс. Есть и реки ― они небольшие, их примерно 27 тыс. И, конечно, это Белое море.
У нас находятся значительные части акваторий Ладожского и Онежского озер. Много озер среднего и малого размера, проточных и непроточных ― так называемых ламбушек. Здесь для развития экономики нет никакого дефицита ресурсов ― водных, транспортных, энергетических. Но проблемы здесь связаны с антропогенным фактором, с загрязнением, эвтрофированием.
― Эвтрофирование ― что это такое?
― Фактически это старение. Как люди, так и озера стареют. Только есть природное старение, природное эвтрофирование, постепенное и очень медленное ― это тысячи лет, когда небольшие озера превращаются в болота, и антропогенное ― очень быстрое, когда биогенные вещества попадают в водные объекты. Когда в 1960–1980-е гг. было бурное развитие промышленности по всему миру, многие проблемы оказались связанными с поступлением биогенных веществ. Тогда в Онежское озеро попадало более 2 тыс. т фосфорсодержащих веществ, а как раз фосфор — так называемый лимитирующий элемент, очень сильно влияющий на развитие биоты. Когда начинается быстрый рост планктона, отмечается цветение воды, которая от этого портится, и озеро стареет, эвтрофируется.
В конце 1980-х гг. были приняты очень серьезные меры по всему миру, и у нас в Советском Союзе в том числе, относительно Ладожского озера, чтобы остановить этот процесс ― антропогенное эвтрофирование. Но есть и природное воздействие, есть климат, который нам изменить трудно.
Например, потепление атмосферы, происходящее и в нашем регионе, в Карелии. А Север, кстати, теплеет еще быстрее, чем средние широты, поэтому тут заметно более сильное влияние изменений климата на природу, на озера. При потеплении мы видим еще больший рост планктона.
― А что происходит с Белым морем?
― Белое море довольно большое ― 90 тыс. км². Там лимитирующие элементы — фосфор и азот. Если говорить об антропогенном воздействии, то и здесь есть основания для тревоги. Море тоже представляет собой источник промышленного водоснабжения биоресурсов, плацдарм для водного транспорта. Принятые меры экологического плана, когда были открыты министерства, занимающиеся проблемами окружающей среды, ограничением поступлений вредных веществ, вводились новые технологии на разных комбинатах ― Волховском, Кондопожском, Сегежском и других, — позволили уменьшить это поступление.
― На сколько уменьшить?
― В Ладогу поступало примерно до 7 тыс. т фосфора в год, а сейчас ― порядка 2–3 тыс. т. По Онежскому озеру было около 2 тыс. т, сейчас ― 800–900 т. Так что антропогенное эвтрофирование заметно уменьшилось. Но за последние 30 лет в донных отложениях накопились биогенные загрязняющие вещества, а потепление климата привело к тому, что в зимний период даже зимой в январе-феврале в Карелии, где бывали морозы и за 40º, сейчас тепло, сток из водосбора увеличивается, поступают дополнительные вещества из водосбора в озеро. Это приводит к покоричневению, или браунификации, вод.
― Значит, надо принимать какие-то новые меры на более современном уровне, чтобы остановить процесс эвтрофирования?
― Конечно. Во-первых, надо иметь знания, чтобы понимать, что делать. Например, на Балтике и на озерах опасность ― это сине-зеленые водоросли, токсины цианобактерий, продуцирующих ядовитые вещества, это водоросль спирогира. С последней возникли очень серьезные проблемы в прибрежной зоне Байкала. Она покрывает так называемыми матами прибрежную зону, а это очень плохо. А во-вторых — нужно предлагать, что делать дальше.
Причем процессы ухудшения качества вод озер в последние годы, несмотря на принимаемые меры, типичны не только для нашего региона, но и для более чем 1,5 тыс. крупных озер мира, что отмечается экспертами из 40 стран.
― Какие меры нужны в нынешних условиях, чтобы если не предотвратить, то притормозить все эти процессы?
― Контролирующие органы, принимающие решения, должны знать ситуацию, использовать научные рекомендации. У нас в Министерстве природных ресурсов по Карелии интересуются этим вопросом, всегда получают данные, мы тесно работаем вместе с ними. Надо знать так называемый ассимиляционный потенциал ― учитывать, какой вред будет нанесен водным ресурсам, какова предельно допустимая концентрация поступающих веществ, откуда поступает ― от сельского хозяйства, от промышленных предприятий, от городских учреждений?
К сожалению, Водный кодекс не в полной мере обеспечивает защиту, охрану водных объектов. Поэтому, конечно, надо принимать какие-то специальные меры. В 2013 и в 2018 гг. Совет безопасности Российской Федерации обратил внимание на то, что такие стратегические водные объекты, как Байкал, Ладога, Онега, должны быть защищены, поскольку эти водоемы обеспечивают питьевое и промышленное водоснабжение.
В Институте озероведения разработали проект закона по охране Ладожского и Онежского озер, и мы в этом активно участвовали. Но, к сожалению, проект закона не прошел в комитете Госдумы. Мы предлагали несколько лет назад создать приоритетный проект, как по Волге, чтобы принять какие-то практические меры в рамках программы «Экология России». Но пока воз и ныне там.
― А применяются ли сейчас какие-то современные способы ведения научных исследований ― такие как искусственный интеллект или мониторинг с помощью космических систем?
― Конечно, мы должны использовать современные средства наблюдения, мониторинг, в том числе и космический. Озера не являются полностью наблюдаемыми системами, поэтому особенно важны современные средства моделирования. Мы много лет работали совместно с Санкт-Петербургским экономико-математическим институтом РАН, внедрили трехмерные модели для того, чтобы показать, что будет с экосистемами Ладоги, Онеги и других озер, а также с Белым морем, если будет продолжаться потепление климата, например, на градус или на два градуса. А вдруг будет похолодание? «На пальцах» это не посчитаешь, не измеришь никак. Существуют не измеряемые экспериментально параметры.
Еще мы хотим знать, как влияют на эти процессы форелевые хозяйства. Как вы знаете, Карелия ― главный производитель форели в России. Порядка 80% российской форели выращивается в озерах Карелии. Значит, надо все это посчитать на моделях высокого разрешения. Сейчас у нас есть проект Российского научного фонда по разработке и внедрению моделей высокого разрешения и информационно-аналитической системы.
Кроме того, мы должны знать, как классифицировать озера, как по нескольким ключевым наблюдаемым параметрам идентифицировать состояние более 15 параметров, и это можно сделать с помощью методов теории искусственного интеллекта. Это позволяет ответить на вопросы, какие озера можно отнести к эвтрофным, а какие считать олиготрофными, решать другие проблемы.
― А такие озера у вас есть?
― Да, конечно. В Карелии таких озер очень много. Еще мы изучаем сложную социо-эколого-экономическую систему «Белое море и его водосбор». Это почти 10% Арктической зоны Российской Федерации, очень большой регион. Поскольку он хорошо изучен, то результаты наших исследований могут быть полезными и для других регионов Арктической зоны РФ. Сейчас, возможно, на первом месте стоит вопрос о комфортности проживания населения регионов, а не состояние моря. В Беломорье жили и живут сейчас поморы ― самобытная группа населения, основным занятием которой было рыболовство. Сейчас их стало существенно меньше. А если говорить о населении всего региона, то оно существенно уменьшилось.
Как развивать регион? Как добиться гармоничного развития регионов Севера для обеспечения связности территории РФ? Вот проблема. Значит, надо изучать социальные, экономические и экологические процессы. Для этого нами используются так называемые когнитивные модели, которые позволяют сравнить трудносравнимое. Идея разработки когнитивных моделей сложных систем заключается в попытке перенесения методов человеческого мышления на построение моделей в конкретной предметной области. В России, пожалуй, мы первыми применили когнитивные модели для решения таких задач.
― Какие практические проблемы вам с коллегами удалось решить, как вы это сделали?
― Воды у нас много, но самое интересное, что, как и 30 лет назад, остались проблемы водоснабжения населения. И это там, где огромное количество озер, где самый богатый водный российский регион! А почему? Потому что природная вода в нашем регионе богата органикой. Требуется значительная водоподготовка для питьевого водоснабжения. Ряд процессов, о которых я уже говорил, отрицательно влияют на качество вод. Проблема питьевого водоснабжения в Карелии очень серьезная, как и в России в целом. У нас 3% воды для питьевых нужд в Карелии использовались из поверхностных источников ― озер, рек. А это очень плохо, потому что эти воды незащищенные, подвержены загрязнению. По цвету они коричневатые, а нам хочется пить воду прозрачную прямо из-под крана, верно?
― Конечно.
― Но, к сожалению, это было нереально в Петрозаводске даже в 1990-х гг. Сейчас стало намного лучше. В соседней Финляндии более 50% вод, используемых в питьевых целях, поступает из подземных источников. А подземные воды у нас были плохо изучены. В 1990–2000 гг. были проведены масштабные исследования. Мы их нашли, изучили, оценили запасы, качество, показали, что они защищены от загрязнения. Дали нашему правительству надежную информацию, рекомендации.
Но чтобы чем-то управлять, нужно знать, поэтому наши органы ― Министерство природных ресурсов и экологии ― должны иметь такую информацию, обладать системами принятия решений. Например, мы разработали для Министерства природных ресурсов и экологии Республики Карелия систему учета воды: сколько есть воды, какая она, какое у нее качество? Разработали информационно-справочную систему с использованием цифровых технологий. Знаю, что они использовали наши системы. Я считаю, что это немало.
― Вы уже сказали о том, что в ваших научных исследованиях применяются цифровизация, системы искусственного интеллекта. А можно ли сделать с помощью таких систем важную исследовательскую работу по долгосрочным прогнозам водных объектов?
― Прогноз ― однозначно одно из важнейших дел для науки. Надо иметь знания о том, что происходило с озерами или с морями ― с Ладогой, Онегой, Белым морем, Байкалом, Каспием. Вот, например, Каспий. Наблюдения проводились более 150 лет, а он оказался настолько непрогнозируемым! Там нет цикличных колебаний, как, например, на Байкале и Ладоге, которые мы определили и которые можно инструментально отследить. Но, кроме этого, надо использовать еще и математические модели. Такие модели разработаны для наших крупных озер Карелии и для Белого моря, чтобы прогнозировать гидрологические процессы, изменения экосистемы на долгие периоды.
― Что значит «долгий период»?
― Хотя бы несколько лет. Это непростая задача, потому что природные изменения трудно прогнозировать. Мы можем, например, прогнозировать колебания уровня воды, осадки на несколько месяцев.
― И что может происходить в течение этого времени?
― Например, колебания уровня. Как, скажем, на Онежском озере, где изменение уровня воды может быть до метра и более за несколько лет. А почему это важно? Для той же работы ГЭС, водозаборов, водного транспорта. Поэтому мы должны знать закономерности изменения уровня. И мы можем такие процессы прогнозировать. К сожалению, воды, поступающие в озеро с реками и с водосбора по гидрохимическим параметрам, контролируются хуже, и давать долгосрочные прогнозы изменения экосистем можно только на моделях, что мы и делаем.
― Вы говорите, что озера эвтрофируются, стареют и со временем исчезают. Сколько для этого нужно времени?
― Если Ладога и Онега существуют порядка десяти тысяч лет, то остались, я думаю, еще миллионы. Надеюсь, что никаких тектонических процессов не произойдет и они будут жить еще долго. А для малых озер, ламбушек, ситуация другая. Малые озера, не имеющие стока, могут исчезнуть в течение нескольких десятков лет. И в Карелии очень много не только лесов, озер, но и болот. Болота как раз ― это бывшие озера. К счастью или нет, вечным ничего не бывает.
Еще одна важная наша практическая работа: впервые за 30 лет мы сделали комплексный атлас Карелии. Он нужен многим ― в министерствах, туристам, школьникам, студентам. Там есть информация о лесах, болотах, водных объектах. Вот такой работой, я считаю, мы должны гордиться. Это полезное дело, которое останется и после нас.
― Николай Николаевич, как человек, который много лет занимается исследованием водных ресурсов, что вы чувствуете по отношению к тем или иным озерам, рекам? Есть ли у вас какое-то личное отношение, например, к Онеге, к малым озерам? Чувствуете ли вы, что это некий особенный живой организм?
― Нам на Севере повезло, что мы живем в таком прекрасном крае. Это замечательные пейзажи, красивейшие озера, Ладожские шхеры. Это фантастика. Я там много лет работал, бывал в экспедициях. Эти прекрасные объекты очень важны для человека.
Но еще это объекты, потребляющие парниковые газы. Это тоже важно для того, чтобы нам жилось хорошо. Поэтому, конечно, это украшение ландшафта, ведь мы должны жить в красивых местах. Это и жизнь нашу удлиняет. Ведь человек живет долго и счастливо не только потому, что у него хорошая пища и комфортные условия, а еще и благодаря хорошей природе, которая влияет на него эстетически и повышает качество среды. Я очень люблю Карелию, наш русский Север, наши озера.
― Но, как я понимаю, для того чтобы природа продолжала нас радовать, мы должны прилагать к этому определенные усилия. Что надо делать на бытовом, обывательском уровне?
― Ждать у моря погоды никогда не надо. Надо стараться активно заниматься чем-то полезным, нужным людям, стараться рационально использовать ресурсы. Знать пределы возможностей использования ресурсов ― тех же озер, лесов, болот. Все это взаимосвязанная система.
Но и воспитание, конечно, важно. Не только наука, но и просвещение. Я считаю, что экологическое воспитание надо начинать в детских садах. Кстати, у нас есть интересный проект, называется «Карельская береза». Энтузиасты из Русского географического общества (а я председатель этого общества в Карелии) пошли с проектом в детские садики, школы, вузы. Вы бы видели маленьких детишек, которые сидели на этих занятиях, слушали, как растет береза, что она дает людям, что мы можем дать ей, чтобы сохранить природу такой красивой! Они рисовали, стихи читали… Это трогательно и прекрасно.
Полюбите природу, и тогда жизнь у вас будет длиннее, а самое главное — вашим детям, внукам, другим поколениям останется то прекрасное, чем владели вы.
Фотографии И.Ю. Георгиевского и из личного архива Николая Филатова
