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.