|
 |
|
29 ноября - 29 декабря 2015 г. Изменчивость фитопланктонного сообщества северо-восточной части Чёрного моря под влиянием естественных и антропогенных факторов
Полякова Т.В.1, Полякова А.В.2 Tatiana V. Polyakova, Antonina V. Polyakova
1Московский Государственный Университет им. М. В. Ломоносова,
УДК 574.2: 581.526
Исследована межгодовая и сезонная изменчивость состояния фитопланктонного сообщества северо-восточной части Чёрного моря на примере Геленджикской бухты: видового разнообразия, численности и биомассы в зависимости от изменений гидролого-гидрохимических условий и загрязнения вод. Количественное развитие диатомовой водоросли Rhizosolenia calcar-avis – хороший показатель естественных колебаний природных условий и антропогенного воздействия на экосистему. Ключевые слова: фитопланктон; Геленджикская бухта; сезонная и межгодовая изменчивость.
Исследования Геленджикской бухты, характеризующей состояние фитопланктона северо-восточной части Черного моря, в зимний и летний сезоны на протяжении более 10 лет позволили проследить различные аспекты изменчивости природных условий в прибрежной зоне моря и оценить влияние антропогенной составляющей. Возрастающая рекреационная нагрузка может серьезно осложнить экологическую ситуацию в бухте (Техногенное загрязнение..., 1996). Оценка состояния вод, определение причин ухудшения качества и прогноз – одна из главных задач сохранения водной экосистемы бухт (Сапожников, 1992). Результаты Развитие фитопланктонного сообщества в бухте зависит от температурного режима, содержания биогенных веществ и состояния загрязнения вод. Хотя Геленджикская бухта имеет небольшие размеры, гидрологические и химико-биологические показатели характеризуются большой временной и пространственной изменчивостью. Это связано со сложной динамикой вод, зависящей от направления ветра, паводкового режима материкового стока. Влияние техногенного загрязнения определяется интенсивностью сброса в бухту загрязняющих веществ с материковым стоком и скоростью их выноса в открытое море. Основной объем загрязняющих веществ сбрасывается в юго-восточную часть со стоком реки Су-Аран, где концентрация загрязняющих веществ почти всегда превышает величину ПДК, и в её северо-западную часть. За время наблюдений отмечалось увеличение содержания соединений азота, в последние годы наблюдается тенденция увеличения соединений фосфора. Увеличение содержания биогенных веществ ведет к интенсивному развитию фитопланктона и обусловливает риск развития эвтрофирования вод. Загрязнение вод шельфовой зоны органическим веществом имеет значительно большее влияние на состояние морской экосистемы, чем техногенное загрязнение (Агатова, 2005). При увеличивающемся поступлении органического вещества с хозяйственно-бытовыми стоками, значительную часть которых составляют азотосодержащие вещества, в морской воде увеличивается содержание наиболее хорошо усвояемого фитопланктоном аммонийного азота. В этих условиях стехиометрическое соотношение азота и фосфора изменяется. Элементом, сдерживающим развитие автотрофных организмов на значительной части рассматриваемых акваторий мог бы стать фосфор, как было в 1950-80-е годы. В эти годы фосфор был лимитирующим фактором развития фитопланктона, а в летнее время его концентрация была значительно ниже уровня лимитирования. Несмотря на низкое содержание биогенных веществ, продукция фитопланктона была высокой. Это было обусловлено большой скоростью оборота биогенных веществ путем быстрой минерализации произведенной органики в условиях прогретых вод прибрежной зоны (Сезонные…, 1983). Однако в последние годы, как сказано выше, наблюдается тенденция увеличения содержания фосфатов даже в летний период за счет поступления с материковым стоком биогенных и органических веществ и большой скорости минерализации органики. Благоприятные условия для очищения бухты от загрязнения создаются циркуляцией вод, возникающей при северо-восточном направлении ветра. В условиях штилевой погоды степень загрязнения морской воды может превышать фоновые значения в несколько раз. Результаты комплексных исследований в зимний период позволили проследить влияние гидрометеорологических условий на состояние фитопланктона бухты в разные по суровости зим годы. Интересные результаты получены на основе анализа видового состава и биомассы фитопланктона. В начале февраля в холодном 2008 г. в фитопланктоне поверхностного слоя Геленджикской бухты преобладали жгутиковые водоросли (Dinolagellatae). Их доля в общей биомассе составляла 81,4%, в то время как доля диатомовых водорослей (Bacillariophyceae) – 18,6%, в также холодном 2006 г. зимой преобладали мелкие сине-зеленые водоросли. Основную часть биомассы Bacillariophyceae в 2008 г. составляют водоросли родов Licmophora (33%) и Sceletonema (31%), а жгутиковых – Peridinium (94%). В условиях аномально теплой зимы 2009 г. развитие фитопланктона было интенсивнее по сравнению с предыдущей холодной зимой. Об этом свидетельствует пересыщение воды кислородом и уменьшение концентрации фосфатов вдвое по сравнению с предыдущей зимой. В составе фитопланктона зимой 2009 г., в отличие от предыдущей зимы, преобладали крупные диатомовые, основную часть биомассы которых составляли водоросли Rhizosolenia calcar-avis (80%). Жгутиковые были представлены в основном видами рода Peridinium. Крупные диатомовые и жгутиковые более устойчивы к загрязнению и могут служить показателем состояния вод. В количественном и процентном отношении теплой зимой и летом 2009 г. биомасса диатомовых водорослей Rhizosolenia calcar-avis на несколько порядков превышала численные показатели всех других водорослей, в то время как во время теплой зимы предыдущих лет преобладали перидинеи, а крупные диатомовые вносили значительно меньший вклад в общую биомассу водорослей. Это изменило естественное соотношение в видовом составе фитопланктона и указывало на угнетенное состояние традиционных видов. Условия теплой зимы способствовали увеличению скорости продукционно-деструкционных процессов и изменили гидрохимические основы биопродуктивности, что и привело к массовому развитию крупных диатомовых водорослей. Начиная с 2009 г. на протяжении почти четырех лет (по 2011 г.) в фитопланктонном сообществе преобладали крупные диатомовые водоросли Rhizosolenia calcar-avis. Этому в значительной степени способствовало состояние биогенной базы, главным образом, большое содержание силикатов в морской воде, а также поступление с материковым стоком большого количества соединений азота и фосфора. Со снижением концентрации силикатов биомасса диатомовых водорослей Rhizosolenia calcar-avis в летний и зимний сезоны 2012-2013 гг. резко уменьшилась до естественных величин, что привело к восстановлению традиционного соотношения видов в черноморском фитопланктоном сообществе. Изменения биомассы водорослей в значительной степени обусловлены динамикой вод, зависящей от атмосферной циркуляции, и интенсивностью затока в Геленджикскую бухту более богатых силикатами, свежих черноморских вод из открытой части моря (Комплексные исследования, 2002; Кривошея В.Г. и др., 1994) Так, зимой и летом 2014 г. поле течений обусловило поступление вод из открытой части моря, и состояние биогенной базы, главным образом увеличение содержания силикатов, вновь способствовало развитию Rhizosolenia calcar-avis. Это привело к её массовому цветению. Традиционные черноморские виды водорослей: Licmophora, Sceletonema, Peridinium летом 2014 г. были значительно менее представлены по сравнению с 2012-2013 гг. Таким образом, в 2014 году вновь было нарушено естественное состояние морской экосистемы, обусловленное увеличением численности и биомассы Rhizosolenia calcar-avis и уменьшением количественного содержания характерных для Чёрного моря видов фитопланктона. Заключение Изменения видового состава фитопланктона в Геленджикской бухте зависят от содержания биогенных веществ и температурных условий. Массовое развитие крупной диатомовой водоросли Rhizosolenia calcar-avis является результатом высокой концентрации силикатов. Величина концентрации силикатов в Геленджикской бухте определяется их потреблением в процессе фотосинтеза и притоком свежих черноморских вод из открытой части. Большое значение для формирования запаса биогенных веществ имеет поступление с материковым стоком органических веществ, количество которых сильно увеличилось в последние 10 лет.
Список литературы 1. Агатова А.И., Аржанова Н.В., Лапина Н.М., Торгунова Н.И., Красюков Д.В. Пространственно-временная изменчивость органического вещества в прибрежных экосистемах Кавказского шельфа Черного моря // Океанология. 2005. Т. 45. №5. С. 670–677. 2. Комплексные исследования северо-восточной части Черного моря. - М.: Наука, 2002. – 476 с. 3. Кривошея В.Г., Овчинников И.М., Титов В.Б. Циркуляция вод в Геленджикской бухте и ее водообмен с морем // Сб. «Комплексные исследования техногенного загрязнения в прибрежной зоне Кавказского шельфа Черного моря». - Геленджик, 1994. – С. 70-78. 4. Сапожников В.В. Экологическое состояние прибрежной зоны Черного моря // В кн. «Экология прибрежной зоны Черного моря». - М.: ВНИРО, 1992. – С. 4–17. 5. Техногенное загрязнение и процессы естественного самоочищения Прикавказской зоны Черного моря. - М.: Недра, 1996. – 502 с. 6. Сезонные изменения черноморского планктона. - М.: Наука, 1983. – 223 с. Статья поступила в редакцию 19.12.2015 Variability phytoplankton community of north-eastern Black Sea under the influence of natural and anthropogenic factors Tatiana V. Polyakova, Antonina V. Polyakova Investigated the interannual and seasonal variability of phytoplankton community of north-eastern part of the Black Sea as an example of Gelendzhik Bay: species diversity, abundance and biomass depending on changes in the hydrological and hydro-chemical conditions and water pollution. Quantitative development of diatom Rhizosolenia calcar-avis - a good indicator of the natural vibrations of the natural conditions and anthropogenic impacts on the ecosystem. Keywords: phytoplankton; Gelendzhik Bay; seasonal and interannual variability.
Об авторах Полякова Татьяна Владимировна – Polyakova Tatiana Vladimirovna кандидат биологических наук, доцент polyakova-biolog@mail.ru Полякова Антонина Владимировна – Polyakova Antonina Vladimirovna кандидат географических наук, доцент anpol@mail.ru Корреспонденский адрес: Россия, 119991, Москва, Ленинские горы, Московский Государственный Университет имени М.В.Ломоносова, д. 1, стр. 12, Биологический факультет, каф. гидробиологии; тел.: (495) 939-27-91.
ССЫЛКА НА СТАТЬЮ: Полякова Т.В., Полякова А.В. Изменчивость фитопланктонного сообщества северо-восточной части Чёрного моря под влиянием естественных и антропогенных факторов // Вопросы современной альгологии. 2016. № 1 (11). URL: http://algology.ru/958 Уважаемые коллеги! Если Вы хотите получить версию статьи в формате PDF, пожалуйста, напишите в редакцию, и мы ее вам с удовольствием пришлем бесплатно.
При перепечатке ссылка на сайт обязательна
К разделу ОБЗОРЫ, СТАТЬИ, КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ На ГЛАВНУЮ
|
|
|
 | | ||
|
| ||