СЕЗОННАЯ  И  МЕЖГОДОВАЯ  ИЗМЕНЧИВОСТЬ  ФИТОПЛАНКТОННОГО  СООБЩЕСТВА  СЕВЕРО-ВОСТОЧНОЙ  ЧАСТИ  ЧЕРНОГО  МОРЯ  ПОД  ВЛИЯНИЕМ  ЕСТЕСТВЕННЫХ  И  АНТРОПОГЕННЫХ  ФАКТОРОВ

Полякова  Татьяна  Владимировна

канд.  биол.  наук,  старший  научный  сотрудник  кафедры  гидробиологии,  доцент  Московский  государственный  университет  им.  М.В.  Ломоносова,  РФ,  г.  Москва

E-mail:  Polyakova-biolog@mail.ru

Полякова  Антонина  Владимировна

канд.  геогр.  наук,  доцент  кафедры  океанологии  Московский  государственный  университет  им.  М.В.  Ломоносова,  РФ,  г.  Москва

E-mail:  anpol@mail.ru

SEASONAL  AND  INTERANNUAL  VARIABILITY  OF  PHYTOPLANKTON  COMMUNITY  OF  NORTH-EASTERN  BLACK  SEA  CAUSED  BY  NATURAL  AND  ANTHROPOGENIC  FACTORS

Polyakova  Tatiana  Vladimirovna

candidate  of  Biological  Science,  Senior  Researcher  of  Hydrobiology  Department

M.V.  Lomonosov  Moscow  State  University,  Russia,  Moscow

Polyakova  Antonina  Vladimirovna

candidate  of  Geographical  Sciences,  assistant  professor  of  Oceanology  Department

M.V.  Lomonosov  Moscow  State  University,  Russia,  Moscow

АННОТАЦИЯ

Исследована  межгодовая  и  сезонная  изменчивость  состояния  фитопланктонного  сообщества  Геленджикской  бухты:  видового  разнообразия,  численности  и  биомассы  в  зависимости  от  изменчивости  гидролого-гидрохимических  условий  и  загрязнения  ее  вод.  Количественное  развитие  диатомовой  водоросли  Rhizosolenia  calcar-avis  —  хороший  показатель  естественных  колебаний  природных  условий  Геленджикской  бухты  и  антропогенного  воздействия  на  ее  экосистему.

ABSTRACT

Investigated  the  interannual  and  seasonal  variability  of  the  phytoplankton  community  of  Gelendzhik  Bay:  species  diversity,  abundance  and  biomass  depending  on  the  variability  of  hydrological  and  hydrochemical  conditions  and  pollution  of  its  waters.  Quantitative  development  of  diatom  Rhizosolenia  calcar-avis  —  a  good  indicator  of  natural  fluctuations  of  natural  conditions  of  Gelendzhik  Bay  and  anthropogenic  impacts  on  its  ecosystem.

Ключевые  слова:  фитопланктон;  Геленджикская  бухта;  температурный  режим;  динамика  вод;  техногенное  загрязнение;  диатомовые  и  перидиниевые  водоросли.

Keywords:  phytoplankton;  Gelendzhik  Bay;  temperature  regime;  the  dynamics  of  water;  industrial  pollution;  diatom  and  peridinian  algae.

Исследования  Геленджикской  бухты  в  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  [5].  Оценка  состояния  вод,  определение  причин  ухудшения  качества  и  прогноз  —  одна  из  главных  задач  сохранения  водной  экосистемы  бухт  [4].

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,  паводковым  режимом  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.  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.

Загрязнение  вод  шельфовой  зоны  органическим  веществом  имеет  даже  бόльшее  влияние  на  состояние  морской  экосистемы,  чем  техногенное  загрязнение  [1].  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.  Однако  в  последние  годы  наблюдается  тенденция  увеличения  содержания  фосфатов  даже  в  летний  период.  Биогенная  база  не  ограничивает  развитие  фитопланктона.  Это  явное  свидетельство  развития  эвтрофирования  вод. 

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  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.  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  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  естественного  состава  видов  черноморского  фитопланктона. 

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  [2;  3].  Так,  зимой  и  летом  2014  г.  поле  течений  обусловило  поступление  вод  из  открытой  части  моря,  и  состояние  биогенной  базы  (особенно  содержание  силикатов)  вновь  способствовало  развитию  Rhizosolenia  calcar-avis,  что  привело  к  её  массовому  цветению.  Традиционные  черноморские  виды  водорослей:  Licmophora,  Sceletonema,  Peridinium  летом  2014  г.  были  значительно  менее  представлены  по  сравнению  с  2009—2011  гг. 

Количественное  развитие  Rhizosolenia  calcar-avis  —  хороший  показатель  естественных  колебаний  природных  условий  Геленджикской  бухты  и  антропогенного  воздействия  на  ее  экосистему.

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,  —  т.  45,  —  №  5,  —  2005.  —  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.