Біогенні речовини в Азовському морі

Обсяг надходження біогенних речовин з річковими водами залежить від кліматичних і антропогенних чинників і є найбільш мінливий елемент прибуткової частини балансу Азовського моря. Безповоротне вилучення річкових вод, а також зарегулювання стоку Дону і Кубані змінили швидкості надходження біогенних речовин в Азовське море і трансформували їх якісний склад. Після зарегулювання Дону в його водах різко збільшився вміст азоту, а вміст фосфору зменшилася. Характерною тенденцією сучасної динаміки біогенних речовин у водах річок, що живлять Азовське море, є також зниження вмісту загального фосфору і зростання вмісту азоту. При цьому трансформація біогенного стоку річок характеризується не тільки його скороченням, але і вельми різким порушенням його внутрішньої структури, що виражається в зміні співвідношень в ньому азоту і фосфору.

У багаторічній динаміці концентрацій мінеральних і органічних форм фосфору й азоту протягом 1952-1986 рр. в водах Азовського моря було виділено шість періодів, що характеризуються відмінностями кліматообусловленних факторів, коливаннями водного стоку, змінами кисневого режиму в придонних горизонтах моря в ту чи іншу сторону. Біологічна продуктивність Азовського моря залежить не тільки від балансу біогенних з'єднань, але і від швидкості їх внутрішнього кругообігу.

Для підтримки високої продукції органічної речовини швидкість оборотності біогенних речовин виявляється чинником, більш важливим, ніж концентрація цих речовин в морському середовищі. У даній роботі представлена ​​динаміка оборотності сполук азоту та фосфору в Азовському морі протягом 1952-1980 рр.

Просторовий розподіл і сезонна динаміка фосфоровмісних сполук в Таганрозькій затоці і в власне Азовському морі формуються під впливом річкового стоку, продукційних процесів і процесів седиментації. Сезонний хід концентрації фосфатів в Таганрозькій затоці не підкоряється певній закономірності.

Вертикальні градієнти концентрацій фосфатів найбільш характерні для літа. В окремі роки, що відрізняються низьким вмістом кисню, вертикальні градієнти концентрацій фосфатів досягають близько 100 мкг / л. У періоди стагнації відновлювальні умови, що виникають в контактній зоні Азовскогоморя, сприяють міграції в воду значної частини обмінного фонду фосфору, що знаходиться в донних відкладах.

З'єднання фосфору в Азовському морі знаходяться в основному в формі органічних сполук. Відносний вміст мінеральних форм фосфору становить в середньому 12% при коливаннях 6-40%.

Внутригодовая динаміка концентрацій органічного фосфору характеризується рівномірним розподілом по сезонах, як в Таганрозькій затоці, так і в власне Азовському морі.

Джерелами поповнення неорганічними формами азоту в морських водах є річковий стік і атмосферні опади, перехід біогенних речовин з донних відкладень при виникненні анаеробних ситуацій, біохімічні процеси деструкції і хемосинтезу органічної речовини. Зменшення концентрацій різних форм мінерального азоту обумовлено в основному їх споживанням в процесах фото- і хемосинтезу.

Просторовий розподіл мінеральної тріади азоту в цілому характеризується локалізацією максимальних концентрацій іонів амонію, нітритів та нітратів в Таганрозькій затоці, особливо в його гирлової частини. У напрямку до моря концентрація мінеральних форм азоту поступово знижується. Максимальна концентрація іонів амонію в Азовському морі відзначається в районах, в яких часто має місце знижений вміст кисню; максимальні концентрації нітритів і нітратів - в районах, схильних до органічного забруднення. Завдяки розвитку фітопланктону в теплий період року споживання мінеральних форм азоту досить істотно зростає, і вміст нітритів іноді знижується до кількостей, що лімітують розвиток життя в Азовському морі.

Просторовий розподіл органічного азоту характеризується незначними варіаціями його концентрацій по акваторії Таганрозької затоки і власне Азовського моря, хоча максимум концентрацій відзначається в Таганрозькій затоці. Внутрішньорічної хід вмісту органічної азоту в Таганрозькій затоці відрізняється незначним максимумом влітку, в власне Азовському морі в сезонному аспекті спостерігається поступове збільшення концентрації органічного азоту від весни до осені.

Фактором, що визначає просторовий розподіл кремнієвої кислоти в Азовському морі, є її надходження з річковими водами. Закономірності сезонної динаміки кремнієвої кислоти визначаються сезонним розвитком діатомових водоростей, які є головними споживачами кремнієвої кислоти в Азовському морі.

Збільшення концентрації кремнієвої кислоти спостерігається влітку, коли швидкість процесів регенерації кремнію перевищує його споживання. Навесні і восени відзначені мінімальні концентрації в зв'язку з її інтенсивним споживанням на процеси продукування діатомових водоростей. У міжрічної динаміці намітилася тенденція до деякого зниження концентрацій кремнієвої кислоти в водах власне Азовського моря.

Аналіз і моделювання впливу гідрометеорологічних умов на вміст біогенних речовин в Азовське море дозволили отримати статистичні моделі впливу вітру, термічного режиму, солоності, річкового стоку на багаторічну динаміку біогенних речовин. Було показано, що річковий стік, який включений в якості предиктора в статистичні моделі, складаючи в сучасних умовах десяту частину обсягу Азовського моря, у взаємодії з температурою і вітром формує його фізико-хімічний вигляд протягом 4-6 років. Зміст азоту, кремнієвої кислоти, фосфору знаходиться в прямій залежності від стоку річок за аналізований період і відповідно за 3, 2-5 і 5-9 попередніх років. Збільшення вмісту азоту в Азовському морі сприяють підвищений температурний фон і знижена вітрова активність. Концентрації фосфору і кремнієвої кислоти зростають в разі підвищення температурного фону та збільшення швидкості вітру. Найбільш істотний вплив на зростання первинного продукування надає підвищення стоку річок, а також, хоча і в меншій мірі, підвищений температурний фон і збільшена швидкість вітру. Для багаторічних коливань температури рік Азовського моря і вітрової активності над його акваторією, які з відомим наближенням можна вважати тільки наслідком аналогічних флуктуації клімату, характерний в першому випадку позитивний тренд, а в другому - негативний. У той же час багаторічні коливання ключового для екосистеми басейну Азовського моря фактора - річкового стоку - знаходяться під впливом не тільки циклонічних коливань клімату, але і антропогенних факторів. Причому, хоча в цілому для Азовського моря відзначається тенденція зростання, відносна і абсолютна ступеня впливу останніх також нестаціонарні в часі і просторі, оскільки знаходяться під впливом змін клімату. В окремі періоди вони посилюються або послаблюються квазіпериодичним характером флуктуації природних факторів. Прикладом першого є обумовлені різким погіршенням кліматичних умов формування річкового стоку і значним безповоротним водоспоживанням виключно маловодні роки 1969-1976, до кінця яких солоність Азовського моря досягла максимального для всього ряду спостережень значення - 13,8 ‰. Прикладом другого можуть служити наступні роки (1977-1982), в які різко негативна аномальність в зволоженості басейну Азовського моря змінилася на позитивну. В результаті солоність Азовського моря знизилася до 10,9 ‰ і, таким чином, вперше після 1966 р виявилася в межах оптимальних для рибного господарства.

Результуюче вплив кліматичних і антропогенних чинників в зарегульованих умовах призвело до скорочення річного (на 18%) і особливо весняного стоку (на 24%), різкого зменшення (до 10-15%) повторюваності сприятливого водного режиму на донських і кубанських заплавних і руслових нерестилищах прохідних і напівпрохідних риб. Солоність Азовського моря підвищилася до кінця періоду, т. Е. Тренд склав близько 0,5-0,6 ‰. Збільшилися її горизонтальні і вертикальні градієнти, зменшилася інтенсивність вертикального обміну енергією і речовиною між водними масами за рахунок турбулентного і конвективного перемішування. Зросла стійкість водних мас. Для багаторічних коливань змісту в водної товщі Азовського моря азоту і відносини N: Р характерні позитивні тренди, а для аналогічних змін концентрацій фосфору, кремнієвої кислоти і первинної продукції - негативні. Ступінь багаторічної мінливості солоності Азовського моря, вмісту азоту і фосфору зросла, первинної продукції - зменшилася.

Назад на головну сторінку про Азовське море