8.6. Значение льда и влияние солнечного света
Солнечная радиация, проникающая через лёд за время развития икры сиговых рыб, по-
степенно вызывает изменения его мелкокристаллической структуры на крупнокристалличе-
скую. При температуре близкой к 0° C межкристаллические прослойки протаивают по граням
кристаллов, что приводит к увеличению мутности льда и повышению его газопроницаемости
именно к периоду повышения дыхательной активности икры (Одрова, 1975). Следовательно,
икра сиговых рыб в состоянии «пагона» не должна испытывать трудностей с газообменом,
т. к. диффузия газов через лёд и непосредственное содержание в нём кислорода достаточны
для поддержания необходимого уровня дыхательной активности икры сиговых рыб.
О значении льда для гидробионтов существовало мнение, что лёд однозначно дей-
ствует губительно. Такие выдающиеся исследователи, как Н. М. Книпович (1906)
и К. М. Дерюгин (1928), изучая воздействие льда на гидробионтов Белого и Баренцева
морей, пришли к выводу о его отрицательном воздействии на прибрежную фауну и фло-
ру, механически действуя на литораль при приливно-отливных циклах.
Однако последующие исследователи начали менять свое отношение к воздействию
льда и холода. Так, исследуя воздействие ледяного покрова на население литорали,
В. В. Кузнецов (1960) показал, что усоногие раки — калянусы после вмерзания в лёд
припая на 5–7 месяцев, сохраняют жизнеспособность. О. Г. Кусакин (1958), изучая воз-
действие льда на сообщества литорали южных Курильских островов, установил, что не-
подвижный лёд защищает население литорали, а подвижный простым механическим воз-
действием уничтожает гидробионтов. К такому же двойственному значению льда пришел
Ю. М. Савоськин (1967). Исследуя сообщества литорали Кандалакшского и Онежского
заливов Белого моря, он выявил, что действие приливно-отливных волн не допускает
длительного налегания льда на литораль, однако в сизигийные (максимальные) отливы
сообщества литорали подвергаются значительному воздействию отрицательных темпе-
ратур.
По данным И. А. Мельникова (1980), проводившего исследования экосистем аркти-
ческого льда на дрейфующей станции СП?23, вегетация снежной флоры начинается
после окончания полярной ночи, во время которой температура воздуха снижалась до
–10–15° C. Вегетация вызвана, как полагает автор, тем, что пигменты этих водорослей,
главным образом, каротиноиды, поглощают солнечную радиацию, трансформируют её
в тепло, которое, помимо затрат на обмен, частично расходуется на нагрев окружающего
льда, способствуя образованию талой воды. Наибольшей проникающей способностью
сквозь снег и лёд обладает излучение желто-зеленой части спектра в области 430–550
нм, на которую приходится и максимум поглощения у хлорофилла «а» и каротиноидов.
При определённых условиях диапазон проникающей через лёд солнечной радиации мо-
жет расширяться до 400–600 нм. Области спектра за пределами этих параметров (выше
и ниже), срезаются даже тонким слоем льда (Мельников, 1980). Наблюдения на СП?23
показали, что проникновение света под лёд происходит задолго до таяния снега (в апре-
ле) и имеет место при высоте солнца над горизонтом 0–5°, а лёд покрыт слоем снега
в 15–20 см. При этом под лёд проходит не менее 1% солнечной радиации, падающей на
поверхность снежно-ледяного покрова.
В условиях пресноводных экосистем Сибири, а конкретнее, Байкальского региона,
икра омуля и сига, вмерзая в лёд дна нерестилищ (в состоянии «пагона»), находится на
пути переноса тепла от незамерзшей воды водоёма с температурой выше 0° C. Перенос
тепла осуществляется через толщу льда над промерзшим нерестилищем, в которой тем-
пература будет всё ниже по мере приближения к поверхности льда, находящегося в со-
прикосновении с морозным воздухом. Естественно, теплопотери через поверхность льда
будут тем интенсивнее, чем тоньше снеговой покров.
С термодинамической точки зрения лёд можно рассматривать как систему открытого
типа, в которой поток энергии направлен снизу вверх (Мельников, 1980). Нижняя кромка
ледяного покрова (по наблюдениям В. Д. Богданова, 1983) постоянно сохраняет темпе-
ратуру 0° C, т. к. сюда приходит поток тепла от водоёма. С верхней, соприкасающейся
с воздухом, поверхности уходит поток тепла, определяющийся температурой воздуха,
скоростью ветра, толщиной снегового покрова и радиационным балансом. Разность этих
потоков компенсируется за счет тепла кристаллизации нарастающего (или подтаивающе-
161
го) ледяного покрова. Тепловой поток через лёд и снег в атмосферу определяется тепло-
проводностью льда и градиентом температур в его толще (Одрова, 1976).
Судьба икры нерестующих осенью сиговых рыб зависит от суровости и снежности
зимы, с одной стороны, и от количества воды, накопленной в бассейне рек в теплый пе-
риод года. При наличии значительного снегового покрова отдача тепла через лед в атмос-
феру уменьшается, значительного промерзания грунта нерестилищ не происходит, и икра
благополучно переносит зимовку (рис. 66).
В литературе (Тресков, 1926; Зайков, 1955) приводятся методы расчета нарастания
и определения толщины ледяного покрова в зависимости от метеорологических факто-
ров, которые позволяют с достаточной точностью провести определение промерзающих
и перемерзающих нерестилищ сиговых рыб по изотерме –5° C и, таким образом, прогно-
зировать урожайные поколения с учётом не только фонда отложений икры от зашедших
на нерест производителей и величины скатившихся личинок, но и условий развития.
Необходимо отметить, что вмороженная в лёд икра сиговых рыб подвергается интен-
сивному облучению солнечным светом. Лёд практически прозрачен для световых лучей
и только Альбедо льда и снегового покрова отражают некоторое количество световой
энергии. Тем не менее, как показывают исследования (Богданов, 2007), икра сиговых рыб
от поверхности до глубины льда порядка 20 см при отсутствии снега полностью погиба-
ет, на наш взгляд, от избыточной инсоляции.