Роль маргинального биофильтра и климата в экосистемных изменениях Черного моря

В. В. Мельников

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

e-mail: sevlin@ibss-ras.ru

Аннотация

В статье представлен обзор современного состояния знаний о роли маргинального фильтра и климата в экосистемных изменениях Черного моря. Маргинальный фильтр (МФ) – ключевая буферная зона на границе река – море, где основная масса поступающего с суши терригенного материала осаждается и трансформируется. Концепция МФ разработана А. П. Лисицыным, показавшим, что пятиступенчатый фильтр в этой контактной зоне задерживает 93–95 % взвешенных частиц и около 40 % растворенных веществ. Настоящая работа – первый бассейновый синтез, в котором концепция Лисицына применяется не для локальных расчетов потоков, а как инструмент интерпретации каскада экосистемных коллапсов во всем море, дополняя локальные исследования черноморского МФ. Функционирование черноморского МФ как единой геоэкологической буферной системы остается слабо изученным: это море отличается обширным шельфом, мелким пикноклином и сероводородной зоной. Малый объем кислородных вод и зависимость от речного стока делают МФ критически важным для экосистемы. Автор выдвигает гипотезу, что уничтожение биологического блока МФ в 1960–1980-х гг. интенсивными донными тралениями, истребившими филлофорное поле и бентосных фильтраторов, спровоцировало каскадную деградацию: катастрофу на шельфе (1950–1980-е гг.), в открытом море (1980–1988 гг.) и коллапс всей экосистемы (1988–2000 гг.). Однако сдвиг к новому состоянию (с 2000 г.) связан уже с климатом: потепление вызвало исчезновение холодного промежуточного слоя (2019 г.), в котором обитали бореальные реликты – ключевые таксоны кормового зоопланктона и промысловые рыбы. Дальнейшее потепление кардинально изменит экосистему Черного моря.

Ключевые слова

Черное море, маргинальный фильтр, деоксигенация, водные массы, экосистема

Благодарности

Работа выполнена в рамках государственных заданий ФИЦ ИнБЮМ по теме 124030100137-6.

Информация об авторах

Мельников Виктор Владимирович, ведущий научный сотрудник, ФГБУН ФИЦ «Институт биологии южных морей имени А.О. Ковалевского РАН» (299011, Россия, г. Севастополь, пр-т Нахимова, д. 2), кандидат биологических наук, ORCID ID: 0000-0001-6856-0467, ResearcherID: N-9219-2014, SPIN-код: 2593-7958, Scopus Author ID: 57197396948, sevlin@ibss-ras.ru

Для цитирования

Мельников В. В. Роль маргинального биофильтра и климата в экосистемных изменениях Черного моря // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря. 2026. № 3. С. 21–37. EDN UHQGBZ.

Melnikov, V.V., 2026. The Role of the Marginal Filter and Climate in Changing the Black Sea Ecosystem. Ecological Safety of Coastal and Shelf Zones of Sea, (3), pp. 21–37.

Список литературы

  1. Зайцев Ю. П. Введение в экологию Черного моря. Одесса : Эвен, 2006. 224 с. EDN QKSWHL.
  2. Гордеев В. В. Геохимия системы река–море. Москва : ИП Матушкина И.И., 2012. 452 с.
  3. Савенко B. C. Химический состав взвешенных наносов рек мира. Москва : ГЕОС, 2006. 175 с. EDN QKGFWZ.
  4. Лисицын А. П. Маргинальный фильтр океанов // Океанология. 1994. Т. 34, № 5. С. 735–747. EDN YJGOHJ.
  5. Мискевич И. В., Лохов А. С., Чульцова А. Л. Специфика формирования маргинальных фильтров в приливных устьях малых рек в зимний период на примере реки Солза в Двинском заливе Белого моря // Успехи современного естествознания. 2021. № 7. С. 54–59. EDN SJCTKY. https://doi.org/10.17513/use.37662
  6. Мискевич И. В., Котова Е. И., Мосеев Д. С. Исследования маргинального фильтра мезоприливного эстуария р. Индиги в Баренцевом море // Океанология. 2023. Т. 63, № 3. C. 496–498. EDN QDECUH. https://doi.org/10.31857/S0030157423030115
  7. Котова Е. И., Мискевич И. В., Мосеев Д. С., Чульцова А. Л. Характеристика маргинального фильтра эстуария реки Индига в Баренцевом море // Успехи современного естествознания. 2022. № 9. С. 39–44. EDN NHIFXR. https://doi.org/10.17513/use.37890
  8. Лукашин В. Н., Кравчишина М. Д., Клювиткин А. А., Новигатский А. Н. и др. Геохимия взвешенного вещества в маргинальном фильтре реки Волги // Океанология. 2019. Т. 59, № 3. C. 421–432. EDN AFGVYR. https://doi.org/10.31857/S0030-1574593421-432
  9. Гордеев В. В., Лисицын А. П. Геохимия поверхностного слоя донных осадков Белого моря // Система Белого моря. Т. 4. Процессы осадкообразования, геология и история / под ред. И. А. Немировской, В. П. Шевченко, В. Г. Воронцовой. Москва : Научный мир, 2017. С. 571–639. EDN URHDKE.
  10. Система Каспийского моря / под ред. И. А. Немировской. Москва : Научный мир, 2016. 480 с. EDN ZVPWQP.
  11. Гордеев В. В. Особенности геохимии речного стока в Черное море // Система Черного моря. Москва : Научный мир, 2018. С. 247–286. EDN TUAIOG. https://doi.org/10.29006/978-5-91522-473-4.2018.247-286
  12. Северо-западная часть Черного моря: биология и экология / под ред. Ю. П. Зайцева, Б. Г. Александрова, Г. Г. Миничевой. Киев : Наукова думка, 2006. 702 с. EDN EIHCPR.
  13. Егоров В. Н., Мильчакова Н. А., Бобко Н. И., Марченко Ю. Г. Макрофитоценозы как биогеохимические барьеры гиперэвтрофикации вод минеральным фосфором в акваториях Юго-Западного Крыма // Морской биологический журнал. 2025. Т. 10, № 2. С. 3–17. EDN RZTTZJ.
  14. Берлинский Н. А., Деньга Ю. М., Матвеев А. В., Подуст О. С. и др. Влияние изменчивости условий морской среды на динамику филлофорного поля Зернова // Вісник Одеського національного університету. Географічні та геологічні науки. 2014. Т. 19, № 2. C. 40–57. EDN UDKSLR.
  15. Фащук Д. Я. Черное море: взлеты и падения отечественного рыболовства // Природа. 2018. № 10. С. 65–79. EDN VCEXMW. https://doi.org/10.31857/S0032874X0001453-7
  16. Зернов С. А. Отчет по командировке в С.-З. часть Черного моря для изучения фауны и собирания коллекций для Зоологического музея Императорской Академии наук (Одесский залив, Днепровско-Бугский лиман, Каркинитский и Джарылгатский заливы) // Ежегодник Зоологического музея Императорской Академии наук. 1908. Т. XIII. C. 154–166. URL: https://repository.marine-research.ru/handle/299011/13452 (дата обращения: 08.08.2026).
  17. Зернов С. А. Фация филлофоры (Algae-Rhodophceae): Филлофорное поле в северо-западной части Черного моря // Ежегодник Зоологического музея Императорской Академии наук. 1909. Т. 14. C. 181–191. URL: https://repository.marine-research.ru/handle/299011/13451 (дата обращения: 08.08.2026).
  18. Зернов С. А. К вопросу об изучении жизни Черного моря // Записки Императорской Академии наук. Санкт-Петербург, 1913. Серия VIII. Т. 32, № 1. 304 с. URL: https://repository.marine-research.ru/handle/299011/16280 (дата обращения: 08.08.2026).
  19. Щапова Т. Ф. Филлофора Черного моря // Труды института Океанологии. 1954. Т. 11. С. 3–35.
  20. Tolmazin D. Changing coastal oceanography of the Black Sea. I: Northwestern Shelf // Progress in Oceanography. 1985. Vol. 15, iss. 4. P. 217–276. https://doi.org/10.1016/0079-6611(85)90038-2
  21. Ivanov L. I., Beşiktepe Ş., Özsoy E. The Black Sea cold intermediate layer // Sensivity to change: Black Sea, Baltic Sea and North Sea / edited by E. Özsoy, A. Mikaelyan. Dordrecht : Kluwer Academic Publishers, 1997. P. 253–264. (NATO ASI Series ; vol. 27). https://doi.org/10.1007/978-94-011-5758-2_20
  22. Oguz T., Besiktepe S. Observations on the Rim Current structure, CIW formation and transport in the western Black Sea // Deep Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers. 1999. Vol. 46, iss. 10. P. 1733–1753. EDN XNHWGN. https://doi.org/10.1016/S0967-0637(99)00028-X
  23. Stanev E. V., Staneva J. V. The sensitivity of the heat exchange at sea surface to meso and sub-basin scale eddies: Model study for the Black Sea // Dynamics of Atmospheres and Oceans. 2001. Vol. 33, iss. 3. P. 163–189. EDN AMDDHT. https://doi.org/10.1016/S0377-0265(00)00063-4
  24. Beckers J. M., Gregoire M., Nihoul J. C. J., Stanev E. et al. Modelling the Danube-influenced northwestern continental shelf of the Black Sea. I: hydrodynamical processes simulated by 3-D and box models // Estuarine, Coastal and Shelf Science. 2002. Vol. 54, iss. 3. P. 453–472. EDN LOEFRX. https://doi.org/10.1006/ecss.2000.0658
  25. Овчинников И. М., Попов Ю. И. К вопросу о формировании холодного промежуточного слоя в Черном море // Доклады АН СССР. 1984. Т. 279, № 4. С. 986–989.
  26. Овчинников И. М., Попов Ю. И. Формирование холодного промежуточного слоя в Черном море // Океанология. 1987. Т. 27, № 5. С. 739–746.
  27. Овчинников И. М., Попов Ю. И. Особенности формирования холодного промежуточного слоя в Черном море при экстремальных зимних условиях // Труды Государственного океанографического института. Москва, 1990. Вып. 190. С. 132–151.
  28. Гертман И. Ф. Термохалинная структура вод моря // Гидрометеорология и гидрохимия морей СССР. Т. IV. Черное море. Вып. 1 : гидрометеорологические условия / под ред. А. И. Симонова, Э. Н. Альтмана. Санкт-Петербург : Гидрометеоиздат, 1991. С. 146–195.
  29. Титов В. Б. Межгодовое обновление холодного промежуточного слоя в Черном море за последние 130 лет // Метеорология и гидрология. 2003. № 10. C. 68–75. EDN PVMAJH.
  30. Еремеев В. Н., Иванов В. А., Тужилкин В. С. Климатические черты внутригодовой изменчивости гидрофизических полей шельфовой зоны Черного моря. Севастополь : 1991. 36 с. (Препринт / МГИ АН УССР).
  31. Полонский А. Б., Попов Ю. И. Условия формирования вод холодного промежуточного слоя Черного моря // Современные проблемы океанологии. Севастополь : ЭКОСИ-Гидрофизика, 2011. Вып. 8. 54 с.
  32. Иванов В. А., Белокопытов В. Н. Океанография Черного моря. Севастополь : ЭКОСИ-Гидрофизика, 2011. 210 с. EDN XPERZR.
  33. Melnikov V., Minkina N., Melnik L., Pollehne F. Distribution of Sprattus sprattus phalericus (Risso, 1827) and zooplankton near the Black Sea redoxcline // Journal of Fish Biology. 2021. Vol. 99, iss. 4. P. 1393–1402. EDN MACCYX. https://doi.org/10.1111/jfb.14848
  34. Мельников В. В. Анаэроконтур Черного моря // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2023. Т. 25, № 5. С. 203–218. EDN NJMWPW. https://doi.org/10.37313/1990-5378-2023-25-5-203-218
  35. Vasechkina E. F., Melnikov V. V. Modeling the structure changes of cold-water copepods Calanus euxinus population under the influence of the Black Sea depths deoxygenation // Journal of Marine Systems. 2024. Vol. 246. 104017. EDN JMUYOO. https://doi.org/10.1016/j.jmarsys.2024.104017
  36. Евстигнеева И. К., Нехорошев М. В. Морфо-функциональные особенности видов рода Phyllophora Grev. в условиях поля Зернова (Черное море) // Труды Южного научно-исследовательского института рыбного хозяйства и океанографии. Керчь : ЮгНИРО, 2008. Т. 46. C. 55–63. EDN VSMAHL.
  37. Калугина-Гутник А. А., Евстигнеева И. К. Долговременная динамика видового состава и структуры донных фитоценозов филлофорного поля Зернова // Экология моря. 1993. Т. 43. C. 90–97. EDN XWPTBJ.
  38. Ткаченко Ф. П., Третьяк И. П., Костылев Э. Ф. Макрофитобентос филлофорного поля Зернова в современных условиях (Черное море, Украина) // Альгология. 2008. Т. 18, № 4. C. 423–431. EDN JVOIHF.
  39. Миничева Г. Г. Современная морфофункциональная трансформация сообщества макрофитов филлофорного поля Зернова // Альгология. 2007. Т. 17, № 2. C. 171–190.
  40. Степаньян О. В. Макрофитобентос Черного и Азовского морей: флористические и экологические аспекты (обзор) // Наука юга России. 2020. Т. 16, № 4. С. 26–38. EDN LHTXOA. https://doi.org/10.7868/S25000640200404
  41. Степаньян О. В. Филлофорное поле Зернова: к 110-летию уникального открытия в Черном море // Природа. 2019. № 6. С. 62–70. EDN OVLLMQ. https://doi.org/10.7868/S0032874X19060085
  42. Borysova O., Kondakov A., Paleari S., Rautalahti Miettinen E. et al. Eutrophication in the Black Sea Region. Impact assessment and causal chain analysis. Kalmar : University of Kalmar, 2005. 62 p.
  43. Vörösmarty J., Sharma K. P., Fekete B. M., Copeland A. H. et al. The storage and aging of continental runoff in large reservoir systems of the world // Ambio. 1997. Vol. 26, iss. 4. P. 210–219. URL: http://www.jstor.org/stable/4314590 (дата обращения: 18.08.2026).
  44. Mikaelyan A. S., Zatsepin A. G., Chasovnikov V. K. Long-term changes in nutrient supply of phytoplankton growth in the Black Sea // Journal of Marine Systems. 2013. Vol. 117–118. P. 53–64. EDN RFCGQN. https://doi.org/10.1016/j.jmarsys.2013.02.012
  45. Konovalov S. K., Murray J. W., Luther G. W. Basic processes of Black Sea biogeochemistry // Oceanography. 2005. Vol. 18, iss. 2. P. 28–35. EDN XLNELH. https://doi.org/10.5670/oceanog.2005.39
  46. Capet A., Grégoire M., Stanev E. V., Beckers J. M. et al. Decline of the Black Sea oxygen inventory // Biogeosciences. 2016. Vol. 13, iss. 4. P. 1287–1297. EDN WPQTCZ. https://doi.org/10.5194/bg-13-1287-2016/
  47. Овен Л. С., Шевченко Н. Ф., Володин С. В. Питание шпрота в разных районах Черного моря // Современное состояние ихтиофауны Черного моря / под ред. С. М. Коновалова. Севастополь : ИнБЮМ НАНУ, 1996. С. 34–38.
  48. Шушкина Э. А., Мусаева Э. И. Структура планктонного сообщества эпипелагиали Черного моря и ее изменения в связи с вселением нового вида гребневика // Океанология. 1990. Т. 30, № 2. С. 324–328.
  49. Виноградов М. Е., Сапожников В. В., Шушкина Э. А. Экосистема Черного моря / под ред. М. Е. Виноградова. Москва : Наука, 1992. 111 c.
  50. Игнатьев С. М., Зуев Г. В., Мельникова Е. Б. Многолетняя динамика состояния популяции гребневика Mnemiopsis leidyi Agassis в районе Севастополя (Черное море) // Экология моря. 2001. Вып. 56. С. 8–12. EDN WIAFPT.
  51. Shiganova T., Musaeva E., Arashkevich E., Kamburska L. et al. The state of zooplankton // State of the environment of the Black Sea (2001–2006/7). Istanbul, 2008. Chapter 6. P. 201–246. URL: https://www.blackseacommission.org/Downloads/SOE27032009-2_compressed.pdf (дата обращения: 08.08.2026).
  52. Kideys A. E. Recent dramatic changes in the Black Sea ecosystem: the reason for the sharp decline in Turkish anchovy fisheries // Journal of Marine Systems. 1994. Vol. 5, iss. 2. P. 171–181. EDN XYHBMQ. https://doi.org/10.1016/0924-7963(94)90030-2
  53. Шульман Г. Е., Никольский В. Н., Юнева Т. В., Щепкина А. М. и др. Воздействие глобальных климатических и региональных факторов на мелких пелагических рыб Черного моря // Морской экологический журнал. 2007. Т. 4, № 6. С. 18–30. EDN UIQKNH.
  54. Konsulov A. S., Kamburska L. T. Ecological determination of the new ctenophora – Beroe ovata invasion in the Black sea // Трудове на Института по океанология. Варна : Болгарская академия наук, 1998. Т. 2. С. 195–198.
  55. Виноградов М. Е., Шушкина Э. А. Динамика возрастной структуры популяций гребневиков Mnemiopsis leidyi и Beroe ovata у Кавказского побережья Черного моря в 2000 г. // Комплексные исследования северо-восточной части Черного моря / отв. ред. А. Г. Зацепин, М. В. Флинт. Москва : Наука, 2002. С. 272–288.
  56. Çokacar T. Cold intermediate water formation in the Black Sea triggered by March 2022 cold intrusions // Journal of Marine Science and Engineering. 2024. Vol. 12, iss. 11. 2027. https://doi.org/10.3390/jmse12112027
  57. Мельников В. В., Серебренников А. Н., Масевич А. В., Чудиновских Е. С. Основные закономерности многолетних изменений экосистемы Черного моря // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря. 2025. № 2. С. 19–35. EDN SUIYJB.
  58. Видничук А. В., Коновалов С. К. Изменение кислородного режима глубоководной части Черного моря за период 1980–2019 годы // Морской гидрофизический журнал. 2021. Т. 37, № 2. С. 195–206. EDN UMVMXM. https://doi.org/10.22449/0233-7584-2021-2-195-206
  59. Zaitsev Y., Mamaev V. Marine biological diversity in the Black Sea. A study of change and decline. New York : United Nations Publications, 1997. 208 p. (Black Sea Environmental Series ; no. 3).
  60. Öztürk B. Non-indigenous species in the Mediterranean and the Black Sea. Rome : FAO, 2021. 106 p. (Studies and reviews (General Fisheries Commission for the Mediterranean) ; no. 87). https://doi.org/10.4060/cb5949en
  61. Терентьев А. С. Динамика запасов мидии в Керченском предпроливье Черного моря // Труды ВНИРО. Москва, 2007. Т. 147. С. 335–349. EDN TRSFCX.
  62. Стадниченко С. В., Золотарев В. Н. Популяционная структура морских двустворчатых моллюсков в районе дельты Дуная в 2007–2008 гг. // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. 2009. Вып. 20. С. 248–261. EDN XCIVUP.
  63. Stanev E. V., Peneva E., Chtirkova B. Climate change and regional ocean water mass disappearance: case of the Black Sea // Journal of Geophysical Research: Oceans. 2019. Vol. 124, iss. 7. Р. 4803–4819. EDN VLXBEL. https://doi.org/10.1029/2019JC015076
  64. Мельников В. В. Причины появления и сохранения бореальной пелагической биоты в Черном море // Известия Самарского научного центра РАН. 2024. Т. 26, № 5. С. 109–121. EDN WZRCEL. https://doi.org/10.37313/1990-5378-2024-26-5-109-121
  65. Климова Т. Н., Вдодович И. В., Аннинский Б. Е., Субботин А. А. и др. Влияние некоторых абиотических и биотических факторов на нерест европейского шпрота Sprattus sprattus (Linnaeus, 1758) в Черном море в ноябре 2016–2017 гг. // Океанология. 2021. Т. 61, № 1. С. 67–78. EDN YEQEHK. https://doi.org/10.31857/S0030157421010081
  66. Сажина Л. И. Рост массовых копепод Черного моря в лабораторных условиях // Биология моря. Киев : Наукова думка. 1973. Вып. 28. С. 41–51.
  67. Cannaby H., Fach B. A., Arkin S. S., Salihoglu B. Climatic controls on biophysical interactions in the Black Sea under present day conditions and a potential future (A1B) climate scenario // Journal of Marine Systems. 2015. Vol. 141. P. 149–166. https://doi.org/10.1016/j.jmarsys.2014.08.005
  68. Белокопытов В. Н., Жук Е. В. Климатическая изменчивость термохалинных характеристик Черного моря (1950–2023 годы) // Морской гидрофизический журнал. 2024. Т. 40, № 6. С. 838–852. EDN VQXRRU.
  69. Капков В. И., Сабурин М. Ю., Беленикина Ю. А., Блинова Е. И. Восстановление фитоценозов Cystoseira crinita (Phaeophyta) и динамика роста макрофитов на искусственных рифах // Вестник Московского университета. Серия 16. Биология. 2005. № 2. C. 30–34. EDN KARFIT.
  70. Maximova O. V., Moruchkova N. A. Long-term anthropogenic transformation and contemporary state of the North Caucasian macrophytobenthos (Black Sea) // Oceanology. 2005. Vol. 45, iss. 1 (Suppl.). P. 168–175. EDN LJCMQT.
  71. Мильчакова Н. А., Миронова Н. В., Александров В. В., Рябогина В. Г. Современное состояние филлофорного поля Зернова (Черное море) // Матеріали XIII з'їзду Українського ботанічного товариства (Львів, 19–23 вересня 2011 р.). Львів : Простір М, 2011. С. 306.
  72. Мильчакова Н. А., Миронова Н. В., Рябогина В. Г. Морские растительные ресурсы // Промысловые биоресурсы Черного и Азовского морей. Севастополь : ЭКОСИ-Гидрофизика, 2011. Гл. 4. С. 117–139. EDN WPIJMN.
  73. Мильчакова Н. А., Миронова Н. В., Александров В. В. Многолетняя динамика филлофорного поля Зернова и перспективы его восстановления // Вопросы современной альгологии. 2013. № 2. 2. EDN YLKOJR.

Файлы

 Полный текст (русский)

  JATS XML (русский)

 Полный текст (английский)

Мы используем Яндекс Метрику. Подробнее.