План развития ИВПС КарНЦ РАН

План развития Института водных проблем Севера Карельского научного центра РАН до 2025 гг.

В соответствии с Уставом, утвержденным Президиумом РАН 18.12.2008 г., главное направление деятельности Института состоит в проведении фундаментальных научных исследований в области гидрологии и смежных естественных дисциплин и прикладных исследований, связанных с изучением, рациональным использованием и охраной водных ресурсов.

Основными направлениями деятельности Института являются:

- оценка состояния водных ресурсов и водно-экологического потенциала территории и развитие научных основ управления водными ресурсами Европейского Севера России, включая их охрану, использование и восстановление;

- выявление фундаментальных закономерностей функционирования озерно-речных систем и их изменчивости под влиянием природных и антропогенных факторов;

- научное обоснование природоохранных и восстановительных мероприятий, совершенствование методов управления водными ресурсами и прогнозирования их изменений;

- анализ устойчивости водных объектов к антропогенным воздействиям (целлюлозно-бумажной, металлургической и горнодобывающей промышленности, лесных вырубок, сельскохозяйственной и лесной мелиорации, нефтяных и газовых промыслов) в условиях Европейского Севера России.

Институт выполняет  исследования, которые относятся  к  следующим  разделам Программы фундаментальных научных исследований государственных академий наук на 2008-2012 гг., утвержденной распоряжением Правительства Российской Федерации от 27 февраля 2008 г. № 233-р:

4. Математическое моделирование в науке и технике. Разрабатываются и внедряются математические модели среды обитания человека, антропогенного влияния на водные системы и водосборы водоемов Севера, оценки природных и техногенных катастроф, влияния климата на водные объекты.

43. Экология организмов и сообществ. Создание системы оценки и рационального использования биоресурсного потенциала водных объектов северо-запада России  на основе изучения региональной специфики их структуры и функционирования. Разработка модели рыбных сообществ водоемов Севера и экспертной системы для оценки биоресурсов.

44. Биологическое разнообразие. Выявление закономерностей формирования водной флоры и фауны Фенноскандии. Оценка биоразнообразия и его изменения в условиях антропогенного воздействия и появления видов-вселенцев. Прогноз последствий биологических инвазий для водных экосистем и их биоресурсов.

61. Мировой океан. Оценка влияния естественных климатических и антропогенных факторов на структуру, функционирование и биологическую продуктивность экосистем морей России и ключевых районов Мирового океана. Оценка изменений в экосистеме Белого моря и его водосбора в зависимости от комплекса антропогенных, социо-экономических и климатических факторов.

62. Динамика и охрана подземных и поверхностных вод, ледники, проблемы водообеспечения страны. Оценка и прогноз изменений составляющих теплового, водного баланса, речного стока, гидрологического цикла суши, гидрофизических, гидрохимических и гидробиологических процессов в водной среде в условиях изменений климата и хозяйственной деятельности на водосборе. Разработка методов определения критических антропогенных нагрузок на пресноводную гидросферу. Разработка критериев и технологий оценки геоэкологического состояния пресноводных и морских водоемов (Ладожское и Онежское озера, Сямозеро, Водлозеро и др., Белое море).

65. Эволюция окружающей среды и климата под воздействием природных и антропогенных факторов, научные основы рационального природопользования. Выявление конфликтов природопользования для разработки региональных эколого-экономических механизмов управления в условиях Севера. Анализ природных и социально-экономических ресурсов развития территориальных комплексов России на примере комплексов Севера ЕТР.

В  соответствии с  Планом фундаментальных исследований  РАН  на период до 2025 года развитие дальнейшей деятельности ИВПС КарНЦ РАН предполагается по следующим  важнейшим научным направлениям наук о Земле и Биологическим  наукам:

1) Динамика подземных и поверхностных вод и ледников, состояние озер; научные основы изучения и прогноза водных ресурсов, качества вод, водообеспеченности страны.

            Это направление включает:

• создание научных основ функционирования водных экосистем Севера и  разработка рекомендаций для принятия  решений  органами управления  РФ;
• изучение закономерностей формирования химического состава и биоресурсного потенциала водных объектов для их охраны и рационального использования;
• исследование закономерностей трансформации водных экосистем при многофакторном антропогенном воздействии и климатических изменениях, разработка рекомендаций для  органов  управления,
• выявление закономерностей  влагообмена лесных и болотных геосистем в условиях антропогенного воздействия и изменений климатических характеристик для совершенствования знаний о функционировании природных экосистем и для рационального использования их ресурсов.

2) Изменения окружающей среды и основы научной стратегии рационального и поддерживающего природопользования.

          Это направление включает:

• разработку моделей эколого-социо-экономических систем для решения комплексных проблем регионов  Севера;
• выявление  особенностей формированиия водной флоры и фауны  Фенноскандии, ее биоразнообразия; оценка роли видов-вселенцев в функционировании водных экосистем   при климатических изменениях и разработка  мер сохранения  устойчивости  водных систем;
• оценку качества воды для питьевого, рекреационного и рыбохозяйственного использования водоемов для обоснования перспективного развития  Северных территорий  РФ.

3.Мировой океан: геологическое строение и минеральные ресурсы, физика океана, роль океана в формировании климата, морские экосистемы и биологическая продуктивность.

Это направление включает:

• Дальнейшее развитие   методов  прогноза  состояния Белого моря и водосбора как  эколого-социо-экономической  системы.
•  

    4. Оценка состояния  и динамики современного биоразнообразия, выявление его ресурсных и средообразующих функций. Разработка технологий рационального использования биоресурсов.

           Это направление включает:

• Выяснение механизмов  эволюции физиологических функций и адаптации организма к изменяющимся условиям среды обитания и экстремальным воздействиям.

  5. Разработка новых методов, технологий, технических и аналитических средств исследования в науках о Земле.

   Это направление включает:

• создание экспертных систем по оценке  водных и биологических ресурсов водоемов с постановкой и проведением экспериментов на основе постоянно развивающихся технологий;
• совершенствование системы  оперативной оценки состояния,  мониторинга и экспресс-систем биоиндикации водных объектов с использованием аэрокосмических средств и информационных сетей для подготовки   рекомендаций органам власти при принятии оперативных решений, в том  числе  в кризисных и  чрезвычайных ситуациях.

  Дальнейшее развитие научно-образовательной деятельности.

Это направление включает в себя:

• совершенствование деятельности Учебно-научного центра «Водные объекты Карелии и методы их исследования», созданного в ИВПС 2002 г.. для подготовки кадров  в рамках  системы  РАН  на принципе  непрерывности обучающего процесса, в который включены школьники, студенты, преподаватели средних учебных заведений и ВУЗов. Это дает возможность координировать научно-образовательный процесс с учетом изменений в системе образования, высшей школы и Российской академии наук, а также развития научно-исследовательской базы и кадрового потенциала ИВПС.

   Деятельность аспирантуры ИВПС

• Совершенствование  системы  подготовки кадров  в аспирантуре ИВПС, которая ведется по четырем направлениям: 25.00.27 «гидрология суши, водные ресурсы, гидрохимия», 25.00.36 «геоэкология», 03.00.16. «экология», 03.00.18 «гидробиология»,  путем совершенствования подготовки по указанным специальностям и  введения    по мере  необходимости новых, наиболее востребованных  в будущем специальностей.

  Предусмотрены следующие виды образовательной деятельности Центра:

• участие в  ФЦП, направленных на объединение  науки и образования;
• постоянное техническое усовершенствование научно-образовательного процесса;
• внедрение новых инновационных обучающих технологий (совершенствование дистанционного  обучения, проведение интернет, видеоконференций, подготовка современных обучающих материалов (разработка программного сертифицированного продукта).

В рамках инновационной деятельности ИВПС планирует следующее:

• внедрение географических информационных систем (ГИС) для оценки водно-экологического состояния озерно-речных систем Карелии, создание каталогов, реестров; в частности, будут созданы Атласы Онежского озера, озер Карелии, Белого моря и его водосбора, подземных вод; создание тематических атласов и карт природных ресурсов Республики Карелия;
• совершенствование (совместно  с ИО РАН) системы оперативного мониторинга гидрофизических полей морей и крупнейших озер для обеспечения работ водного транспорта, добычи нефти и газа в морских условиях, решения задач обороны, оценки распространения и трансформации нефтепродуктов при их разливах, прокладки коммуникаций, обоснования выбора районов для разведения марикультуры и ряда других задач;

• реализация программы обеспечения населения Севера РФ чистой питьевой водой (Институт участвует в комплексной общероссийской и республиканской программе «Чистая вода»);
• внедрение озерной модели FLake (http://lakemodel.net), разработанной в рамках инновационного ИНТАС-проекта (и уже используемой несколькими странами Европы для улучшения  прогноза погоды), в численный прогноз погоды  на территории   РФ;
• внедрение разработанной экспертной системы «Озера Карелии» для рационального управления водными и биологическими ресурсами водоемов Севера и совершенствование этой  системы  для других озерных регионов РФ;
• реализация инновационного дизайн-проекта судна  серии «Полярный Одиссей» для мониторинга и исследований Арктики совместно с  ААНИИ, Росгидрометом, институтами РАН и Правительством  Республики Карелия;
• использование подземных вод для организации альтернативных источников питьевого водоснабжения населенных пунктов; способ бутилирования минеральных вод из местных источников, включая железистые минеральные воды с их безреагентной консервацией.

Необходимые условия для реализации.

Обеспечение кадрами:

• расширение сферы подготовки специалистов на базе аспирантуры ИВПС и научно-учебного центра при ИВПС по наиболее актуальным направлениям деятельности института;
• возможность приема на работу на вакантные должности молодых и опытных специалистов из ведущих вузов (СПбГУ, МГУ) и других институтов страны по следующим специальностям: гидрология суши, океанология, гидрохимия, математическое моделирование, геоинформатика, вычислительные методы, экология и гидробиология,  и др., для чего требуется жилье и наличие вакансий; необходимо продолжить строительство общежитий для аспирантов и молодых специалистов;
• развитие имеющегося научно-образовательного центра;
• создание собственных базовых кафедр при вузах.

Также необходимо:

• cовершенствование материальной, приборной базы, создание технопарка;
• для решения сложных, междисциплинарных научных проблем требуется постоянное расширение сотрудничества с ведущими российскими и зарубежными институтами как ИО РАН, ИНОЗ РАН, Институтом вычислительной математики РАН, ИГ РАН, СПб ЭМИ РАН, ММБИ и др.), университетами (МГУ, СПб ГУ, ПетрГУ и др.);
• существенное расширение областей аккредитации и лицензирования ИВПС, патентования для выполнения инновационных проектов, экологических экспертиз крупных проектов;
• расширение использования методов космических исследований для мониторинга водных и наземных экосистем;
• дальнейшее развитие международных академических ассоциаций разного уровня, в частности, в рамках СНГ, создание совместных научных и технологических центров (такой центр уже создан при участии ИВПС –"Международный центр дистанционных методов и окружающей среды им. Нансена");
• расширение участия Института в работе международных организаций и ассоциаций;
• проектирование и введение в эксплуатацию нового судна для научных исследований озер, Белого моря и других Арктических морей.

Обеспечение приборами:

• создание комплексной междисциплинарной лаборатории (технопарка) на базе НИС «Эколог» для исследования крупных водоемов Севера РФ по различным фундаментальным и прикладных программам;
• совершенствование  лабораторного комплекса для выполнения сложных аналитических работ,  изучения продукционного потенциала и микробиологических процессов синтеза в водных экосистемах радиоуглеродным и спектрофотометрическим методами, с использованием люминесцентного микроскопирования и стандартизированных тест-систем для токсикологических исследований.

Помещения, земельные участки, новые научные суда:

• требуется  разработка проекта и строительство  (до 2020 г.) нового научно-исследовательского судна  (водоизмещением 250-400 т) для исследования  Ладожского и Онежского озер, Белого моря и Финского залива;  
• необходимо строительство собственного причала для научного флота на Онежском озере, для чего необходимо выделение участка в прибрежной зоне Онежского озера в г. Петрозаводске;
• требуются дополнительные помещения для Актового зала, зала заседаний Ученого Совета; необходим также регулярный текущий и капитальный ремонт лабораторных помещений.