Межгодовая изменчивость физических и биологических характеристик вод Крымского шельфа в летний сезон (2010–2020 годы)

С. А. Пионтковский1, *, Ю. А. Загородняя2, И. М. Серикова2, И. А. Минский1, 2, И. В. Ковалева2, Е. Ю. Георгиева2

1 ФГАОУ ВО Севастопольский государственный университет, Севастополь, Россия

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

* e-mail: spiontkovski@mail.ru

Аннотация

Прибрежная зона Крыма и его шельф являются объектами многолетних комплексных исследований, предопределенных той значимой ролью, которую эти зоны играют в экономической жизни полуострова. Цель работы состоит в выявлении трендов межгодовой изменчивости структурных и функциональных характеристик пелагического сообщества. Данные дистанционных измерений (со спутников), контактных измерений (с борта научно-исследовательского судна) и расчетные параметры использованы для выявления изменчивости физических и биологических характеристик шельфовых вод Крыма в 2010–2020 гг. Показано, что после экологических катаклизмов 1990-х гг., связанных с эвтрофикацией шельфа и трофическим прессом планктонных видов-вселенцев, планктонное сообщество вступило в период относительной стабильности. Межгодовая изменчивость его ключевых структурных и функциональных характеристик (биомассы фитопланктона, интенсивности его биолюминесценции, биомассы зоопланктона, чистой первичной продукции и отношения продукции к биомассе) характеризуется не столько статистически значимыми трендами многолетней изменчивости, сколько межгодовыми колебаниями, обусловленными гидрофизической динамикой. Эта динамика оценивалась двумя параметрами: величиной плотности кинетической энергии и кросс-шельфовым массопереносом в верхних слоях.

Ключевые слова

фитопланктон, зоопланктон, биолюминесценция, загрязнение, температура поверхности моря, Черное море

Благодарности

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда (проект № 23-24-00007) и в рамках государственных заданий ФГБУН ФИЦ ИнБЮМ № 121040600178-6 («Структурно-функциональная организация, продуктивность и устойчивость морских пелагических экосистем»), № 121030100028-0 («Закономерности формирования и антропогенная трансформация биоразнообразия и биоресурсов Азово-Черноморского бассейна и других районов Мирового океана»), № 121041400077-1 («Функциональные, метаболические и токсикологические аспекты существования гидробионтов и их популяций в биотопах с различным физико-химическим режимом») и государственного задания СевГУ № FEFM-2023-0005. Полевые исследования были выполнены в Центре коллективного пользования НИС «Профессор Водяницкий» ФГБУН ФИЦ ИнБЮМ им. А. О. Ковалевского РАН. Авторы благодарны A. Akpinar (Middle East Technical University, Turkey) за данные по массопереносу вод, В. В. Суслину за данные для расчета первичной продукции, В. В. Губанову за данные по желетелому макрозоопланктону и А. Н. Коршенко за данные по нефтяным углеводородам.

Для цитирования

Межгодовая изменчивость физических и биологических характеристик вод Крымского шельфа в летний сезон (2010–2020 годы) / С. А. Пионтковский [и др.] // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря. 2024. № 2. С. 39–59. EDN CUBYXI.

Piontkovski, S.A., Zagorodnyaya, Yu.A., Serikova, I.M., Minski, I.A., Kovaleva, I.V. and Georgieva, E.Yu., 2024. Interannual Variability of Physical and Biological Characteristics of Crimean Shelf Waters in Summer Season (2010–2020). Ecological Safety of Coastal and Shelf Zones of Sea, (2), pp. 39–59.

Список литературы

  1. Кожурин Е. А., Шляхов В. А., Губанов Е. П. Динамика уловов промысловых рыб Крыма в Черном море // Труды ВНИРО. 2018. Т. 171. С. 157‒169.
  2. Голованов В. И., Анфимова А. Ю., Мельниченко Н. Ф. Совершенствование механизмов управления экологической ситуацией в Республике Крым в преддверии туристического сезона 2021 года // Муниципальная академия. 2021. № 2. С. 162‒169. EDN DJRENH. https://doi.org/10.52176/2304831X_2021_02_162
  3. Система экологического мониторинга Азово-Черноморского бассейна / Е. Е. Совга [и др.] // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря. 2022. № 2. С. 19–37.
  4. Вержевская Л. В., Миньковская Р. Я. Структура и динамика антропогенной нагрузки на прибрежную зону Севастопольского региона // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря. 2020. № 2. С. 92–106. https://doi.org/10.22449/2413-5577-2020-2-92-106
  5. Иванов В. А., Белокопытов В. Н. Океанография Черного моря. Севастополь : ЭКОСИ-Гидрофизика, 2011. 209 с.
  6. Геофизические и геоморфологические исследования шельфа Крыма / В. И. Мысливец [и др.] // Труды Международной геолого-геофизической конференции и выставки «ГеоЕвразия-2021. Геологоразведка в современных реалиях». 2–4 марта 2021 г. Тверь : ООО «ПолиПРЕСС», 2021. Т. II. С. 244–247. EDN EHHTNQ.
  7. Геоморфология и история развития западного шельфа Крыма / Н. А. Римский-Корсаков [и др.] // Океанологические исследования. 2019. Т. 47, № 4. С. 161–176. EDN VCNXUJ. https://doi.org/10.29006/1564-2291.JOR-2019.47(4).11
  8. Демышев С. Г., Дымова О. А., Миклашевская Н. А. Пространственно-временная изменчивость гидрофизических и энергетических характеристик циркуляции Черного моря при доминировании движений разных масштабов. // Океанологические исследования. 2022. Т. 50, № 3. С. 27–50. EDN VIUSLY. https://doi.org/10.29006/1564-2291.JOR-2022.50(3).2
  9. Балыкин П. А., Куцын Д. Н., Старцев А. В. Рыболовство в условиях климатических изменений: динамика состава и структуры уловов в Российской части Черного моря в ХХI веке // Морской биологический журнал. 2021. Т. 6, № 3. С. 3–14. EDN NCJJFR. https://doi.org/10.21072/mbj.2021.06.3.01
  10. Юнев О. А., Коновалов С. К., Великова В. Антропогенная эвтрофикация в пелагической зоне Черного моря: долговременные тренды, механизмы, последствия. Москва : ГЕОС, 2019. 164 с. https://doi.org/10.34756/GEOS.2019.16.37827
  11. Zaitsev Yu., Mamaev V. Marine biological diversity in the Black Sea. A study of change and decline. New York : United Nations Publications, 1997. 208 p. URL: https://digitallibrary.un.org/record/245415?ln=ru (date of access: 14.04.2024).
  12. Eddy induced cross-shelf exchanges in the Black Sea / A. Akpinar [et al.] // Remote Sensing. 2022. Vol. 14, iss. 19. 14881. https://doi.org/10.3390/rs14194881
  13. Suslin V. V., Churilova T. Ya. A regional algorithm for separating light absorption by chlorophyll-a and colored detrital matter in the Black Sea, using 480–560 nm bands from ocean color scanners // International Journal of Remote Sensing. 2016. Vol. 37, iss. 18. P. 4380–4400. https://doi.org/10.1080/01431161.2016.1211350
  14. Ковалёва И. В., Суслин В. В. Интегральная первичная продукция в глубоководных районах Черного моря в 1998–2015 годах // Морской гидрофизический журнал. 2022. Т. 38, № 4. С. 432–445. EDN MYVMZX. https://doi.org/10.22449/0233-7584-2022-4-432-445
  15. Пятницкий М. М., Шляхов В. А., Афанасьев Д. Ф. Обновленные результаты моделирования состояния запаса и промысла крымско-кавказской единицы запаса черноморского шпрота в период 2001–2021 гг. // Труды XI Международной научно-практической конференции «Морские исследования и образование (MARESEDU)-2022». Москва, 24–28 октября 2022 г. Т. III (IV). Тверь : ПолиПРЕСС, 2022. С. 393–397. EDN HKVTPW.
  16. Стафикопуло А. М., Негода С. А. Динамика изменения показателей судового промысла хамсы в Азово-Черноморском бассейне в современный период // Водные биоресурсы и среда обитания. 2021. Т. 4, № 1. С. 50–70. https://doi.org/10.47921/2619-1024_2021_4_1_50
  17. Eddy induced cross-shelf exchanges in the Black Sea / A. Akpinar [et al.] // Remote Sensing. 2022. Vol. 14. 14881. https://doi.org/10.3390/rs14194881
  18. Akpınar A., Bingölbali B. Long-term variations of wind and wave conditions in the coastal regions of the Black Sea // Natural Hazards. 2016. Vol. 84. P. 69–92. https://doi.org/10.1007/s11069-016-2407-9
  19. Токарев В. Н., Евстигнеев П. В., Машукова О. В. Планктонные биолюминесценты Мирового океана: видовое разнообразие, характеристики светоизлучения в норме и при антропогенном воздействии. Симферополь : Н. Орiанда, 2016. 340 с.
  20. Петипа Т. С. О среднем весе основных форм зоопланктона Черного моря // Труды Севастопольской биологической станции. Москва : Изд-во Академии наук СССР, 1957. Т. 9. С. 39–57.
  21. Re-evaluation of the power of the Mann-Kendall Test for detecting monotonic trends in hydrometeorological time series / F. Wang [et al.] // Frontiers in Earth Science. 2020. Vol. 8. https://doi.org/10.3389/feart.2020.00014
  22. Полонский А. Б., Музылева М. А. Современная пространственно-временная изменчивость апвеллинга в северо-западной части Черного моря и у побережья Крыма // Известия РАН. Серия Географическая. 2016. № 4. С. 96–108. EDN UBAWLH. https://doi.org/10.15356/0373-2444-2016-4-96-108
  23. Кузнецов А. С., Зима В. В., Щербаченко С. В. Изменчивость характеристик прибрежного течения у Южного берега Крыма в 2017–2019 гг. // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря. 2020. № 3. С. 5–16. https://doi.org/10.22449/2413-5577-2020-3-5-16
  24. Перспективы радиолокационного мониторинга скорости ветра, спектров ветровых волн и скорости течения с океанографической платформы / Ю. Ю. Юровский [и др.] // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря. 2023. № 3. С. 40–54. EDN OFYNOG.
  25. Термохалинная структура вод у берегов Крыма и прилегающей открытой акватории Черного моря летом 2016 г. / Ю. В. Артамонов [и др.] // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря. Севастополь : ЭКОСИ-Гидрофизика, 2017. Вып. 3. С. 20–31. EDN ZMZFVL.
  26. 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. № 1. С. 16–28. EDN ABVXOP. https://doi.org/10.22449/2413-5577-2019-1-16-28
  27. Accumulation and cross-shelf transport of coastal waters by submesoscale cyclones in the Black Sea / A. Kubryakov [et al.] // Remote Sensing. 2023. Vol. 15, iss. 18. 4386. https://doi.org/10.3390/rs15184386
  28. Дорофеев В. Л., Сухих Л. И. Анализ долговременной изменчивости гидродинамических полей в верхнем 200-метровом слое Черного моря на основе результатов реанализа // Морской гидрофизический журнал. 2023. Т. 39, № 5. С. 617–630. EDN PILFWG.
  29. О роли температурного фактора в поведении и эффективности промысла черноморского шпрота / Б. Н. Панов [и др.] // Водные биоресурсы и среда обитания. 2020. Т. 3, № 1. С. 106–113. EDN RTBOMT. https://doi.org/10.47921/2619-1024_2020_3_1_106
  30. Серегин С. А., Попова Е. В. Разномасштабные изменения обилия и видового разнообразия метазойного микрозоопланктона в прибрежье Черного моря // Водные ресурсы. 2019. Т. 46, № 5. С. 555–564. EDN DCEORI. https://doi.org/10.31857/S0321-0596465555-564
  31. Источники загрязнения прибрежных вод Севастопольского района / В. М. Грузинов [и др.] // Океанология. 2019. Т. 59, № 4. С. 579–590. EDN VEOVBB. https://doi.org/10.31857/S0030-1574594579-590
  32. Гидрологические и гидрохимические условия шельфовых зон Крыма и Кавказа в 2016–2017 гг. / Н. Н. Дьяков [и др.] // Труды ГОИН. 2018. № 219. С. 66–87. EDN UTDXNU.
  33. Стельмах Л. В., Мансурова И. М. Функциональное состояние культур морских микроводорослей как показатель уровня загрязнения вод Севастопольской бухты // Системы контроля окружающей среды. 2021. № 4. С. 83–90. EDN ZCBOTB. https://doi.org/10.33075/2220-5861-2021-4-83-90
  34. Руднева И. И. Оценка токсичности мазута для икры двух видов морских рыб // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря. 2022. № 2. С. 118–127. EDN EKWOFT. https://doi.org/10.22449/2413-5577-2022-2-118-127
  35. The use of bioluminescent dinoflagellates as an environmental risk assessment tool / D. Lapota [et al.] // Marine Pollution Bulletin. 2007. Vol. 54, iss. 12. P. 1857–1867. https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2007.08.
  36. Seuront L. Hydrocarbon contamination decreases mating success in a marine planktonic copepod // PLOS One. 2011. Vol. 6, iss. 10. e26283. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0026283
  37. О некоторых методических аспектах оценки нефтяного загрязнения водных объектов с учетом деградации нефтепродуктов во времени / З. А. Темердашев [и др.] // Аналитика и контроль. 2016. Т. 20, № 3. С. 225–235. EDN WKNOPF. https://doi.org/10.15826/analitika.2016.20.3.006
  38. Динофлагелляты прибрежья г. Севастополя (Черное море, Крым) / Ю. В. Брянцева [и др.] // Альгология. 2016. Т. 26, № 1. С. 74–89. EDN MVMJFJ. https://doi.org/10.15407/alg26.01.074
  39. Ковалёва И. В., Финенко З. З., Суслин В. В. Тренды многолетних изменений концентрации хлорофилла, первичной продукции фитопланктона и температуры воды на шельфе в южном и восточном районах Чёрного моря // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2021. Т. 18, № 4. С. 228–235. EDN RVEEZP. https://doi.org/10.21046/2070-7401-2021-18-4-228-235
  40. Брянцева Ю. В., Серикова И. М., Суслин В. В. Межгодовая изменчивость разнообразия динофлагеллят и поля биолюминесценции у берегов Севастополя // Экосистемы, их оптимизация и охрана. Симферополь : ТНУ, 2014. Вып. 11. С. 158–164. EDN VKCZLP.
  41. Виноградов М. Е., Шушкина Э. Л. Функционирование планктонных сообществ эпипелагиали океана. Москва : Наука, 1987. 240 с.
  42. Piontkovski S. A., Williams R., Melnik T. A. Spatial heterogeneity, biomass and size structure of plankton of the Indian Ocean: some general trends // Marine Ecology Progress Series. 1995. Vol. 117. P. 219–227. https://doi.org/10.3354/meps117219
  43. Глущенко Т. И. Питание и оценка рациона черноморского шпрота в 2009–2010 годах // Труды Южного научно-исследовательского института рыбного хозяйства и океанографии. 2011. Т. 49. С. 34–39. EDN VPNCQH.
  44. Латун В. С. Влияние природных и антропогенных факторов на динамику промысловых запасов черноморского анчоуса (хамсы). // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря. 2017. № 1. С. 79–86. EDN YKSPZR.
  45. Пространственное распределение ихтиопланктона у Крымского полуострова в летний нерестовый сезон 2013 г. / Т. Н. Климова [и др.] // Морской биологический журнал. 2019. Т. 4, № 1. С. 63−80. EDN ZCKSKD. https://doi.org/10.21072/mbj.2019.04.1.06
  46. Подрезова П. С., Климова Т. Н., Вдодович И. В. Сдвиги в фенологии нереста массовых короткоцикличных видов Черного моря (Sprattus sprattus и Engraulis engrasicolus) на фоне климатических изменений // Труды Х Международной научно-практической конференции. 2021. Т. II. С. 293–296. EDN QEZBAZ.

Текст статьи

Русскоязычная версия (PDF)

Англоязычная версия (PDF)