Самоочистительная способность экосистем Севастопольской бухты в отношении неорганических форм азота и фосфора в период с 2012 по 2020 год

И. В. Мезенцева1, Е. Е. Совга2, *, Т. В. Хмара2

1 ФГБУН ФИЦ «Институт биологии южных морей им. А. О. Ковалевского РАН», Севастополь, Россия

2 Севастопольский государственный университет, Севастополь, Россия

* e-mail: science-mhi@mail.ru

Аннотация

На основе сводной базы океанографических данных МГИ РАН и СО ФГБУ ГОИН за 2012–2020 гг. выполнены оценки самоочистительной способности экосистем Севастопольской бухты в отношении биогенных элементов – азота и фосфора, рассчитанные балансовым методом по величине ассимиляционной емкости и ее удельной величине. Оценены средние и максимальные концентрации неорганических форм фосфора (PO4) и азота (NO2, NO3, NH4) за указанный период, а также значения средней и максимальной скорости и времени удаления этих биогенных элементов из экосистем бухты. Показаны изменения в процентном соотношении форм неорганического азота (NO2, NO3, NH4) в акватории всех частей Севастопольской бухты за два периода (1998–2012 гг. и 2012–2020 гг.). Эти изменения в большей степени отразились на содержании восстановленной формы азота аммония, которое за последние годы увеличилось в экосистемах всей бухты. Изменения самоочистительной способности экосистем бухты проявились в разбросе данных об ассимиляционной емкости исследуемых экосистем в отношении биогенных элементов. При этом наиболее низкая самоочистительная способность наблюдается в экосистеме восточной части бухты. Оценены возможные причины наблюдаемой ситуации, которые связаны с изменениями ветрового режима над акваторией бухты в последнее десятилетие и формирующейся под его влиянием системой поверхностных течений. Методом математического моделирования рассчитаны поверхностные течения в бухте при преобладающих ветрах восточных направлений. Показано, что увеличение периодичности действия таких ветров способствует усилению вентиляции вод Южной бухты и более интенсивному поступлению загрязняющих веществ в западном направлении. Проанализированы причины ухудшения самоочистительной способности восточной части бухты в отношении всех неорганических форм азота и фосфатов в последнее десятилетие. Показано, что изменения самоочистительной способности экосистем всей акватории Севастопольской бухты связаны с ростом рекреационной нагрузки на побережье бухты.

Ключевые слова

Севастопольская бухта, биогенные элементы, биогенный азот, биогенный фосфор, экосистема, самоочищение, самоочистительная способность, ассимиляционная емкость, поверхностные течения

Благодарности

Работа выполнена в рамках государственного задания ФГБУН МГИ по теме № 0827-2020-0004 «Прибрежные исследования».

Для цитирования

Мезенцева И. В., Совга Е. Е., Хмара Т. В. Самоочистительная способность экосистем Севастопольской бухты в отношении неорганических форм азота и фосфора в период с 2012 по 2020 год // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря. 2023. № 4. С. 101–115. EDN MQUMMV.

Mezentseva, I.V., Sovga, E.E. and Khmara, T.V., 2023. Self-Purification Capacity of Sevastopol Bay Ecosystems in Relation to Inorganic Forms of Nitrogen and Phosphorus from 2012 to 2020. Ecological Safety of Coastal and Shelf Zones of Sea, (4), pp. 101–115.

Список литературы

  1. Гидрометеорология и гидрохимия морей. Т. IV : Черное море. Вып. 3 : Современное состояние загрязнения вод Черного моря / Под ред. А. И. Симонова, А. И. Рябинина. Севастополь : ЭКОСИ-Гидрофизика, 1996. 230 с.
  2. Сезонные особенности гидролого-гидрохимической структуры вод Севастопольской бухты, микропланктон и распределение его биохимических компонент (Черное море, наблюдения 2004–2005 гг.) / А. С. Лопухин [и др.] // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. Севастополь : ЭКОСИ-Гидрофизика, 2007. Вып. 15. С. 74–109. EDN YMTPTQ.
  3. Гидролого-гидрохимический режим Севастопольской бухты и его изменения под воздействием климатических и антропогенных факторов / В. А. Иванов [и др.]. Севастополь : МГИ НАНУ, 2006. 90 с. URL: http://mhi-ras.ru/assets/files/gidrologogidrohimicheskij_rezhim_sevastopolskoj_buhty_2006.pdf (дата обращения: 10.11.2023).
  4. Совга Е. Е., Мезенцева И. В., Котельянец Е. А. Ассимиляционная емкость экосистем морских мелководных акваторий с различным уровнем антропогенной нагрузки как метод оценки их самоочистительной способности // Проблемы экологического мониторинга и моделирования экосистем. 2017. Т. 28, № 4. С. 38–51. EDN ZXHLNF. doi:10.21513/0207-2564-2017-4-38-51
  5. Совга Е. Е., Мезенцева И. В., Хмара Т. В. Природно-климатические и антропогенные факторы, определяющие самоочистительную способность морских мелководных экосистем в отношении восстановленных форм азота // Экологическая безопасность прибрежных и шельфовых зон моря. 2021. № 3. С. 23–36. doi:10.22449/2413-5577-2021-3-23-36
  6. Совга Е. Е., Мезенцева И. В., Слепчук К. А. Сравнение ассимиляционной емкости и индекса трофности различных частей акватории Севастопольской бухты // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря. 2020. № 3. С. 63–76. doi:10.22449/2413-5577-2020-3-63-76
  7. Совга Е. Е., Мезенцева И. В., Хмара Т. В. Моделирование сезонной изменчивости гидродинамического режима Севастопольской бухты и оценки самоочистительной способности ее экосистемы // Фундаментальная и прикладная гидрофизика. 2022. Т. 15, № 2. С. 110–123. EDN AWWRHN. doi:10.48612/fpg/92ge-ahz6-n2pt
  8. Иванов В. А., Тучковенко Ю. С. Прикладное математическое моделирование качества вод шельфовых морских экосистем. Севастополь : ЭКОСИ-Гидрофизика, 2006. 368 с.
  9. Израэль Ю. А., Цыбань А. В. Антропогенная экология океана. Москва : Гидрометеоиздат, 1989. 528 с.
  10. Sovga E., Mezentseva I., Verzhevskaia L. Assimilation Capacity of the Ecosystem of Sevastopol Bay // Proceedings of the Twelfth International Conference on the Mediterranean Coastal Environment MEDCOAST' 2015, 6–10 October 2015. Varna, Bulagaria. Varna, 2015. Vol. 1. P. 317–326.
  11. Репетин Л. Н., Белокопытов В. Н., Липченко М. М. Ветры и волнение в прибрежной зоне юго-западной части Крыма // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. Севастополь, 2003. Вып. 9. С. 13–28. EDN ZREIKZ.
  12. Совга Е. Е., Хмара Т. В. Влияние стока реки Черной в периоды паводка и межени на экологическое состояние кутовой части акватории Севастопольской буxты // Морской гидрофизический журнал. 2020. № 1. С. 31–40. EDN AWWRHN. doi:10.22449/0233-7584-2020-1-31-40
  13. Кондратьев С. И., Видничук А. В. Локальная сезонная гипоксия и образование сероводорода в придонных водах Севастопольской бухты в 2009–2019 годах // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря. 2020. № 2. С. 107–121. EDN EDXBJU. doi:10.22449/2413-5577-2020-2-107-121

Текст статьи

Русскоязычная версия (PDF)

Англоязычная версия (PDF)