Автор неизвестен - Гидрохимические исследования - страница 3

Страницы:
1  2  3  4  5  6  7 

65

85

 

Конец мая

6,62

74

7,95

30

58

1986

Июнь

6,81

125

8,69

10

76

 

Июль

7,79

139

8,65

10

30

 

Август

4,71

88

8,10

13

90

ся со снижением численности фитопланктона и уменьшением площади моря, где отмечается «цветение» воды (Нестерова, 20016).

В придонном слое СЗЧМ, начиная с конца 1970-х годов, наблюдалось снижение концентрации кислорода летом до минимальных значений и ги­поксии (рис. 1.3.3). После обнаружения в 1973 г. в междуречье Дунай-Днестр зоны обширной гипоксии была выдвинута гипотеза о роли вертикальной устойчивости в образовании гипоксии (Толмазин, 1977). Вместе с тем были отмечены важность и значимость биохимических процессов превращения веществ, поступающих в этот район с речным стоком (Толмазин и др., 1977). Снижение содержания кислорода в СЗЧМ началось в толще воды 0—10 м с 1970 г., в слое 10—20 м — с 1966 г. (Жоров и др., 1982) и было обусловлено увеличением градиентов гидролого-гидрохимических характеристик.

На основании материалов, полученных в многочисленных экспедициях, установлено, что полям с наиболее высоким содержанием кислорода вес­ной и в начале лета в слое 0—5 м соответствуют в придонном слое поля гипоксии летом—осенью. На отдельных участках междуречья Дунай-Днестр фиксировалось появление сероводорода от «следов» до 2,0 см3 дм-3 (Гаркавая и др. 1991).

Изучение сезонной изменчивости содержания кислорода на северо­западном шельфе показало, что в весенне-летний период гипоксия форми­руется на глубине 5—10 м под слоем термоклина, в летне-осенний период по мере прогрева водной толщи и заглубления термоклина перемещается

ТАБЛИЦА 1.3.10. Гидрохимические показатели поверхностного слоя СЗЧМ в зонах различной солености в вегетационный период

Ингредиент

Годы

 

1977-1982

1983-1985

1986-1989

1991-1993

1995-2001 *

 

 

0-5

 

 

02, мг дм"3

9,88

15,43

12,67

11,30

10,58

02, % насы-

103,23

143,18

124,33

120,12

109,0

щения рН

8,3

8,8

8,8

8,8

8,5

 

 

5-10 %>

 

 

02, мг дм"3

10,61

15,43

11,58

10,97

10,73

02, % насы-

120,6

102,4

118,8

105,81

111,7

щения

рН

8,7

8,8

8,6

8,6

8,6

 

 

10-16

 

 

02, мг дм""3

12,33

10,73

10,44

10,00

9,87

02, % насы-

118,5

110,10

114,0

105,5

101,5

щения

рН

8,6

8,4

8,5

8,6

8,5

* Данные с 1993 г . — без восточно й части СЗЧМ (Каркинитский залив).

47'N

46*N -

47°N

46"N -

РИС. '.3.3. Распределение кислорода в придонном слое СЗЧМ в летний период 1977—

1984 (а) и 1989-1993 гг. (б)

на глубину 20—30 м. Устойчивая гипоксия может существовать до октября-ноября, т. е. до начала вертикальной зимней конвекции. В отдельные годы отмечали появление гипоксии в узкой прибрежной зоне в резуль­тате апвеллинга при сгонных северных и западных ветрах. При этом про­исходило перемещение в прибрежную зону холодных (5—7 °С), обеднен­ных кислородом придонных водных масс из слоя 20—25 м (Берлинский и

др. 2001).

Установлено, что, чем интенсивнее были процессы образования орга­нического вещества в пелагиали и его накопления в придонном слое, тем быстрее ухудшался газовый режим придонного слоя СЗЧМ (табл. 1.3.11).

РАЗДЕЛ Ї. Современное состояние и тенденции изменения экосистемы

ТАБЛ

ИЦА 1.3.11. Геохимические показатели придонного

слоя СЗЧМ

 

 

 

 

 

Горг

N'opr

Годы

мг

дм--1

% насыщения

 

мкг

дм"-1

 

 

Лето

Осень

Лето

Осень

Лето

Осень

Лето

Осень

1977-1982

3,51

4,62

58,3

71,6

33

21

403

485

1983-1985

4,39

3,45

67,9

56,6

20

49

453

661

1986-1988

3,80

4,45

57,4

65,6

26

40

520

500

1989-1991

2,44

4,06

37,4

57,3

27

24

480

500

1991-1995

2,34

5,19

37,4

66,3

22

24

580

650

Летом 1999—2000 гг. гипоксия в придонном слое СЗЧМ занимала до 40 % площади (севернее 45° с.ш.) и по площади соответствовала гипоксии 1970—1990-х годов (Берлинский и др. 2001; Белевич, Орлова, 2003).

3.3. Межгодовая изменчивость содержания биогенных веществ

Содержание БВ в регионе сильно варьирует, прежде всего в связи с из­менившимся их поступлением с речным стоком. В 1970—1980 гг. по срав­нению с 1950—1960 гг. в СЗЧМ возросло в 2—3 раза содержание фосфатов, резко увеличилось содержание минеральных форм азота. аммонийного — в 4—5 раз, нитритов — в 2—2,5 раза, нитратов — в 5—8 раз; увеличилось со­держание кремния вследствие возросшего выноса кремния со стоком рек (табл. 1.3.12).

Межгодовая изменчивость БВ в СЗЧМ происходила неоднозначно, и это прежде всего было связано как с влиянием антропогенного стока, так и с развитием биогидрохимических процессов в море ассимиляции и регенерации. Как правило, максимальные концентрации биогенных ве­ществ в поверхностном слое приурочены к зоне воздействия речных вод. В период гипоксии в придонном слое увеличивались концентрации фосфа­тов, аммонийного азота, кремния. Наиболее низкие их значения наблюда­ются в водах, поступающих из открытых районов моря, — менее или со­всем не эвтрофированных.

Фосфаты. Содержание фосфатов в СЗЧМ увеличивалось с 1970-х годов. В последующие годы оно сохранялось на уровне значений 30—32 с после­дующим снижением до 21—24 мкг дм-3 (рис. 1.3.4). В динамике концен­трации фосфора, особенно в вегетационный период, важную роль играют процессы его регенерации. В последние годы весной и летом неоднократно отмечалось снижение концентрации фосфатов до 5—10 мкг дм~3 в зоне влияния вод Дуная.

Нитриты. Этот нестойкий продукт деструкции ОВ образуется в процес­се нитрификации. В последние годы содержание нитритов увеличилось до 10 мкг дм3, что связано с ростом количества продуктов деструкции OB, a

Глава  3.  Гидрохимические исследования

также со снижением в воде содержания кислорода. Значительные концен­трации нитритов в придонном слое СЗЧМ отмечены в зонах с дефицитом кислорода. Здесь, в зависимости от стадии развития гипоксии, происходи­ло увеличение концентрации нитритов в результате окисления аммоний­ного азота до нитритов или восстановление нитратов до нитритов. Его максимальные концентрации в придонном слое составляли 50 мкг дм"3 в 1977-1982 гг. и 77,5 мкг дм"3 в 1983—1990 гг.

Нитраты. Нитраты одни из основных БВ, определяющих уровень развития продукционных процессов в море. Межгодовая изменчивость ни­тратов в СЗЧМ прямо связана с ростом поступления этих соединений с речным стоком (рис. 1.3.5). Увеличение водности рек в 1976—1982 гг. (272 км3 год"1) обеспечило рост средней концентрации нитратов с 20 до 72,0 мкг дм~3 (рис. 1.3.5). Диапазон содержания нитратов в тот период со­ставлял в поверхностном слое 0—2900, в придонном — 0—516 мкг дм-3. В последующие годы содержание нитратов снизилось до 20 мкг дм""3.

Амгонийный азот. В 1950—1960-х годах содержание аммонийного азота в СЗЧМ, как и во всем Черном море, было весьма низким (Скопинцев, 1975), в то время как в стоке Дуная, в водах, поступающих из Днепровско-Бугской и Днестровской эстуарных систем, высоким: в Дунае от 0 до 0,760 мг дм-3, в Днепровском лимане от 0 до 1,160, в Днестровском лимане от 0 до 1,09 мг дм-3 (Алмазов, 1962). Следует предположить, что в 1950 — начале

ТАБЛИЦА 1.3.12 . Многолетняя изменчивость среднего содержания биогенных и ор­ганических веществ в поверх*юстном (1) и придонном (2) слоях воды СЗЧМ

Ингредиент,

мкг дм~; показатель

Гори­зонт

Годы

 

 

1948­1950*°

1952—

1960 *2)

1966­1976 *3)

1977­1982 *4)

1983­1988

1989­1993

1995­2001

ро3-

1

11-17

9,2

23

32

31

24

21

 

2

13

12

22

28

23

19

р

1

'6

3,8-6,5

25

27

22

14

* орг

2

20

23

26

13

NH;

1

6-43

20

95

42

27

 

2

60

150

55

40

NOJ

1

2,5

0,5-4,7

0-15

6,3

6,0

3,0

10

 

2

 

6,5

4,0

3,6

10

NO;

1

7-13

5-13

20

72,1

46

60

20

 

2

3,5

38,2

35

55

21

N

1

220

236

512

490

600

640

орг

2

247

446

420

550

613

Si

1

940

1100

960

1260

1100

750

600

 

2

1170

1830

1020

1000

1500

700

525

ПО, мг О дм3

1

0,6-1,9

0,97

1,48

2,45

2,5

3,50

4,25

 

2

0,4-0,6

0,85

1,39

1,85

2,0

3,00

4,10

*°Дацко, 1959. *2)Алмазов, 19 62, 1967. *3' Рождествен ский, 1979. *4) 1977-2001 гг. данные авторов.

46"N-

47*N

46°N-

29*Е ЗО'Е ЗТЕ 32'Е 33

РИС. 1.3.4. Распределение фосфатов (мкг дм ') в поверхностном слое СЗЧМ за период

1977-1984 (а) и 1989-1993 гг. (б)

1970-х годов при низком уровне нитратов весь аммонийный азот, посту­павший в СЗЧМ с речными и лиманными водами, вероятно, утилизиро­вался фитопланктоном и макрофитами, в том числе и филлофорой, при низком уровне нитратов.

В конце 1970-х годов рост концентрации нитратов в СЗЧМ, возможно, вызывал уменьшение потребления аммонийного азота, что привело к увеличению его концентрации в воде. Этому способствовала минерализа­ция органических веществ, содержание которых постоянно возрастало как вследствие массового развития фито- и зоопланктона, так и за счет про­дуктов их жизнедеятельности.

Глава 3. Ги&рохммические исследования

29°Е 30°Є 31°Е 32°Е 33*Е

б

РИС. 1.3.5.  Распределение нитратов (мкг дм 3) в поверхностном слое СЗЧМ за период

1977-1984 (а) и 1989-1993 гг. (б)

Содержание аммонийного азота в период наиболее интенсивного эв-трофирования изменялось от 0 до 1350 мкг дм-3, максимальные значения зафиксированы весной и осенью в зоне влияния речных вод, в заливах. Значительные концентрации аммонийного азота установлены в период де­струкции фитопланктона в зонах «цветения» и в зонах поступления сточ­ных вод, а также в СЗЧМ — 85—235 мкг дм-3 (Налбандов и др., 1980; Са­пожников, 1991; Селин и др., 1992) и в эвтрофных водах болгарского шельфа

(Стоянов, 1987).

В придонном слое СЗЧМ (20—40 м) при развитии гипоксии, появлении сероводорода (до 1—2 мл дм-3) концентрация аммонийного азота соответство­

47"N

46'N-

47"N

46"N -

29"E 30°E ЗГЕ 32°E 33°E

6

РИС. 1.3,6. Распределение кремния (мкг дм у) в поверхностном слое СЗЧМ за период

L977—1984 (а) и 1989-1993 гг. (б)

вала его содержанию на глубине 150—200 м центрального района Чер­ного моря (Сапожников, 1990). Высокие значения аммонийного азота (530—560 мкг дм"3) в зоне гипоксии отмечены также в работе П.Ю. Се­лина (1992).

Таким образом, можно предположить, что значительное увеличение со­держания аммонийного азота в СЗЧМ — суммарный эффект как прямого антропогенного воздействия, так и косвенного нарушение биогидрохи­мических процессов в результате антропогенного эвтрофирования.

К концу 1980-х — началу 1990-х годов содержание аммонийного азота в поверхностном слое СЗЧМ заметно снизилось — диапазон колебаний со­ставлял 0—100 при средних значениях для разных районов 14—50 мкг дм"3. В 2003—2004 гг. в зоне влияния вод Дуная среднее содержание аммоний­ного азота не превышало 50 мкг дм"3, в придонном слое оно осталось на уровне прежних значений.

Кремний. Содержание кремния в море наименее подвержено антропо­генному влиянию. Однако природные колебания речного стока и зарегули­рование рек отразились на поступлении кремния с речным стоком, а мас­совое развитие основного его потребителя, диатомового фитопланктона, привело к значительным изменениям содержания в море. Летом 1977 г. в период массового развития диатомового фитопланктона, когда его биомас­са возросла почти в 2 раза и составляла до 90 % численности фитопланк­тона (Нестерова, 1987), концентрация кремния уменьшилась с 1400 до 490 мкг дм-3. Повышение водности рек в 1977—1982 гг. обеспечило уве­личение содержания кремния в поверхностном слое СЗЧМ с 495 до 2190, а в фотическом с 485 до 1710 мкг дм"3 (рис. 1.3.6). В последующие годы в связи с перестройкой фитопланктонного сообщества (Нестерова, 2001) — возрастанием роли перидиниевого и уменьшением количества диатомового фитопланктона, снова увеличилось содержание кремния в СЗЧМ. Его рез­кое уменьшение в 1980—1990-х годах обусловлено рядом причин, одна из которых — уменьшение количества кремния в речном стоке в результате зарегулирования. Другая причина — обилие зоопланктона, потребляющего фитопланктон (Полищук, Настенко, 1998) и способствующего выведению кремния с экскретным комком из круговорота вещества в море. Поступле­ние кремния в воду при лизисе диатомовой клетки происходит быстрее, чем поступление кремния из органического планктонного комка — слизе-подобного образования из ночесветки и гребневика (Биогеохимия океана, 1983).

Страницы:
1  2  3  4  5  6  7 


Похожие статьи

Автор неизвестен - 13 самых важных уроков библии

Автор неизвестен - Беседы на книгу бытие

Автор неизвестен - Беседы на шестоднев

Автор неизвестен - Богословие

Автор неизвестен - Божественность христа