Режим биогенных элементов Черного моря

Н. А. Орехова

Морской гидрофизический институт РАН, Севастополь, Россия

✉ e-mail: natalia.orekhova@mhi-ras.ru

Аннотация

Цель. Одна из ключевых характеристик качества вод и устойчивости морских экосистем – поступление биогенных элементов, которые являются основными факторами цветения фитопланктона. С середины ХХ в. в северо-западной части Черного моря и на западном шельфе произошли значительные изменения содержания биогенных элементов, проявившиеся в увеличении концентрации неорганического азота и фосфора и уменьшении содержания растворенного кремния, что привело к мощной антропогенной эвтрофикации вышеуказанных районов. Целью работы является оценка современного состояния Черного моря на основе данных о распределении и динамике биогенных элементов в поверхностном слое вод.

Методы и результаты. Выполнен анализ данных, полученных в 2016–2019 гг. в ходе экспедиционных исследований на НИС «Профессор Водяницкий». Основными районами исследований были глубоководная часть Черного моря, а также крымский и кавказский секторы экономической зоны России. По полученным данным прослеживается значительная изменчивость концентрации биогенных элементов как в прибрежных, так и в открытых районах моря.

Выводы. Отмечено снижение концентрации биогенных элементов в период 2016–2019 гг. по сравнению с 2009–2014 гг., что может указывать на снижение уровня эвтрофикации и улучшение качества вод Черного моря. Наблюдается внутригодовая изменчивость концентрации биогенных элементов в поверхностном слое вод моря. В пространственной изменчивости концентрации биогенных элементов в этом слое выраженных особенностей не выявлено. Предположено, что в центральной глубоководной части моря их концентрации определялись преимущественно физическими процессами переноса вод. Повышенные концентрации биогенных элементов в прибрежных районах помимо физического переноса, вероятно, связаны также с влиянием антропогенного фактора – поступлением биогенных элементов с береговыми источниками либо с их образованием в результате биогеохимических процессов с участием органического вещества.

Ключевые слова

Черное море, гидрохимические характеристики, биогенные элементы

Благодарности

Работа выполнена в рамках тем госзадания № 0555-2021-0004 и проектов РФФИ № 18-05-80028 «Исследование и оценка роли гидрофизических и биогеохимических процессов в формировании зон дефицита кислорода и сероводородного заражения прибрежных районов Крымского полуострова и Керченского пролива» (анализ данных, полученных в прибрежных районах Черного моря) и № 21-55-52001 «Сравнительный анализ структуры, функций и дифференциации экологических ниш в сообществе морского пикофитопланктона с/без цианобактерий Prochlorococcus в Восточно-Китайском и Черном морях».

Для цитирования

Орехова Н. А. Режим биогенных элементов Черного моря // Морской гидрофизический журнал. 2021. Т. 37, № 6. С. 710–726. EDN EFDKRY. doi:10.22449/0233-7584-2021-6-710-726

Orekhova, N.A., 2021. Nutrients Dynamics in the Surface Waters of the Black Sea. Physical Oceanography, 28(6), pp. 660-676. doi:10.22449/1573-160X-2021-6-660-676

DOI

10.22449/0233-7584-2021-6-710-726

Список литературы

  1. Иванов В. А., Белокопытов В. Н. Океанография Черного моря. Севастополь : ЭКОСИ-Гидрофизика, 2011. 210 с.
  2. Dineva S. Black Sea water environment along the Bulgarian coast // Bulgarian Journal of Agricultural Science. 2013. Vol. 19 (Suppl. 1). Р. 6–11.
  3. Black Sea Observing System / A. Palazov [et al.] // Frontiers in Marine Science. 2019. Vol. 6. 315. doi: 10.3389/fmars.2019.00315
  4. Белокопытов В. Н., Фомин В. В., Ингеров А. В. О комплексных исследованиях опасных природных явлений в Азово-Черноморском бассейне // Морской гидрофизический журнал. 2017. № 3. С. 32–48. doi:10.22449/0233-7584-2017-3-32-48
  5. Nutrient and phytoplankton trends on the western Black Sea shelf in response to cultural eutrophication and climate changes / O. Yunev [et al.] // Estuarine, Coastal and Shelf Science. 2007. Vol. 74, iss. 1. P. 63–76. doi:10.1016/j.ecss.2007.03.030
  6. Decline of the Black Sea oxygen inventory / A. Capet [et al.] // Biogeosciences. 2016. Vol. 13. P. 1287–1297. doi:10.5194/bg-13-1287-2016
  7. Interannual variability of the Black Sea Proper oxygen and nutrients regime: The role of climatic and anthropogenic forcing / S. Pakhomova [et al.] // Estuarine, Coastal and Shelf Science. 2014. Vol. 140. P. 134–145. https://doi.org/10.1016/j.ecss.2013.10.006
  8. Oxic, suboxic, and anoxic conditions in the Black Sea / K. Stewart [et al.] // The Black Sea Flood Question: Changes in Coastline, Climate, and Human Settlement / Eds. A. Gilbert, V. Yanko-Hombach, N. Panin. Dordrecht : Springer, 2007. P. 1–21. doi:10.1007/978-1-4020-5302-3_1
  9. Processes controlling the redox budget for the oxic/anoxic water column of the Black Sea / S. K. Konovalov [et al.] // Deep-Sea Res. Part II. Tropical Studies in Oceanography. 2006. Vol. 53. P. 1817–1841. doi:10.1016/j.dsr2.2006.03.013
  10. Konovalov S.K., Murray J.W. Variations in the chemistry of the Black Sea on a time scale of decades (1960–1995) // Journal of Marine Systems. 2001. Vol. 31, iss. 1–3. P. 217–243. doi:10.1016/S0924-7963(01)00054-9
  11. State of the Environment of the Black Sea Report 2009–2014/5 / Ed. A. Krutov. Publications of the Commission on the Protection of the Black Sea Against Pollution (BSC). Istanbul, Turkey, 2019. 811 p. URL: http://blacksea-commission.org/SoE2009-2014/SoE2009-2014.pdf (date of access 13.02.2021).
  12. Europe. Climate Change 2007: Impacts, Adaptation and Vulnerability / J. Alcamo [et al.] // Contribution of Working Group II to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change / Eds. M. L. Parry, O. F. Canziani, J. P. Palutikof, P.J. van der Linden, C. E. Hanson. Cambridge, UK : Cambridge University Press, 2007. P. 541–580. URL: https://www.researchgate.net/publication/271906999_Chapter_12-_Europe (date of access 01.03.2021).
  13. Dineva S. Climate Change: outcomes related to the Black Sea // MWWD 2010 – 6th International Conference on Marine Waste Water Discharges and Coastal Environment, 25–29 October, 2010, Langkawi, Malaysia : proceedings of conference / Ed. C. Avanzini. MWWD Organization, 2010.
  14. Climatic warming and accompanying changes in the ecological regime of the Black Sea during 1990s / T. Oguz [et al.] // Global Biogeochemical Cycles. 2003. Vol. 17, iss. 3. 1088. doi:10.1029/2003GB002031
  15. The assessment of stocks of annual squid species / A. A. Rosenberg [et al.] // Fisheries Research. 1990. Vol. 8, iss. 4. P. 335350. https://doi.org/10.1016/0165-7836(90)90003-E
  16. Alternation of diatoms and coccolithophores in the north-eastern Black Sea: a response to nutrient changes // A. S. Mikaelyan [et al.] // Hydrobiologia. 2015. Vol. 755. P. 89–105. doi:10.1007/s10750-015-2219-z
  17. Zaitsev Yu., Mamaev V. Marine biological diversity in the Black Sea: a study of change and decline. Programme for the Environmental Management and Protection of the Black Sea. New York : United Nations Publications, 1997. 217 p.
  18. Современные методы гидрохимических исследований океана / Отв. ред. О. К. Бордовский, А. М. Чернякова. М. : ИО РАН, 1992. 201 с.
  19. Solórzano L. Determination of ammonia in natural waters by phenolhypochlorite method // Limnology and Oceanography. 1969. Vol. 14, iss. 5. P. 799801. https://doi.org/10.4319/lo.1969.14.5.0799
  20. Циркуляция вод в северной части Черного моря летом – зимой 2018 года / Ю. В. Артамонов [и др.] // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря. 2020. Вып. 1. С. 69–90. doi:10.22449/2413-5577-2020-1-69-90
  21. Петренко О. А., Жугайло С. С., Авдеева Т. М. Результаты многолетних исследований уровня загрязнения морской среды Азово-Черноморского рыбохозяйственного бассейна // Труды ЮгНИРО. 2015. Т. 53. С. 418.
  22. Термохалинный режим акватории Каркинитского залива и экологические последствия природопользования / В. А. Иванов [и др.] // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря. 2018. Вып. 3. С. 22–33. doi:10.22449/2413-5577-2018-3-22-33
  23. Мельникова Т. Н. Мониторинг химического состава вод бассейна реки Кубани // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2013. № 111. С. 5253.
  24. Кудымова А. В., Мамась Н. Н. Экологическая ситуация реки Афипс в поселке Афипском Северского района // Сборник статей по материалам Х Всероссийской конференции молодых ученых, посвященной 120-летию И. С. Косенко, «Научное обеспечение агропромышленного комплекса» / Отв. за вып. А. Г. Кощаев. 2017. С. 18081809.
  25. Структура вод в зоне Основного Черноморского течения весной и летом 2017 г. (94-й, 95-й рейсы НИС "Профессор Водяницкий") / Ю. В. Артамонов [и др.] // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря. 2019. Вып. 1. С. 16–28. doi:10.22449/2413-5577-2019-1-16-28
  26. Drivers of the autumn phytoplankton development in the open Black Sea / A. S Mikaelyan [et al.] // Journal of Marine Systems. 2017. Vol. 174. P. 1–11. https://doi.org/10.1016/j.jmarsys.2017.05.006
  27. Cokacar T., Oguz T., Kubilay N. Satellite-detected early summer coccolithophore blooms and their interannual variability in the Black Sea // Deep-Sea Research Part I. 2004. Vol. 51. P. 1017–1031. doi:10.1016/j.dsr.2004.03.007
  28. Mechanisms of regulation of invasive processes in phytoplankton on the example of the north-eastern part of the Black Sea / V. A. Silkin [et al.] //Aquatic Ecology. 2016. Vol. 50. P. 221–234. https://doi.org/10.1007/s10452-016-9570-7

Скачать статью в PDF-формате