Сезонная изменчивость пространственного распределения биогенных элементов в поверхностном слое северозападной части Черного моря

По данным многолетних наблюдений изучены (1970–2009) особенности пространственного распределения сезонных концентраций основных биогенных элементов (фосфаты, нитраты, аммонийный азот, кремнекислота) и получены оценки изменчивости их содержания в поверхностном слое северозападной части Черного моря (СЗЧМ). Получены оценки сезонного содержания биогенных элементов в северном, западном, юго-западном и центральном районах, различающихся по степени влияния трансформированных речных вод. Показано, что сезонная изменчивость содержания биогенных элементов в указанных районах северо-западной части Черного моря определяется изменчивостью объема речного стока и масштабов распространения трансформированных речных вод по шельфу, региональными гидрометеорологическими условиями и интенсивностью биотического цикла азота, фосфора, кремния. Для весеннего и летнего периодов, наиболее обеспеченных данными на вдольбереговом и широтном (по 45° с. ш.) разрезах западного района, были проведены детальные исследования сезонной изменчивости концентрации фосфатов, нитратов, хлорофилла «а» и солености воды. Получены оценки связи между сезонными величинами объема стока Дуная, солености воды, концентрации хлорофилла «а», биомассы фитопланктона и сезонными концентрациями биогенных элементов для западного района СЗЧМ. Рассчитанные множественные коэффициенты корреляции и детерминации показали, что в весенний и летний периоды поступление с трансформированными речными водами фосфатов, нитратов и кремнекислоты обеспечивало примерно 20%, 36–50% и около 36% от общей их дисперсии, соответственно. В процессе усвоения этих биогенных элементов фитопланктоном на долю фосфатов приходилось 10–23%, нитратов – 23–52% и кремнекислоты – 17–52% от общей их дисперсии, соответственно. Полученные результаты указывают на связь поступления биогенных элементов с трансформированными речными водами и их расхода, связанного с усвоением биогенных элементов микропланктоном (фитопланктон и бактерии). Очевидно, что эти потоки можно отнести к основным составляющим, обеспечивающим годовой баланс биогенных элементов в СЗЧМ.

1. Большаков В.С. Трансформация речных вод в Черном море. Киев: Наукова думка, 1970. 328 с.

2. Гаркавая Г.П., Богатова Ю.И. Гидрохимические исследования // Северо-западная часть Черного моря: биология и экология. Киев: Наукова думка, 2006. С. 60–83.

3. Геворгиз Н.С., Кривенко О.В., Кондратьев С.И. Обобщение данных многолетних исследований содержания основных биогенных элементов в северо-западной части Черного моря за период 1980–2002 гг. // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. Севастополь: МГИ НАНУ, 2005. Вып. 12. С. 177–187.

4. Кондратьев С.И. Три характерные гидролого-гидрохимические ситуации возле устья Дуная по данным экспедиционных исследований Морского гидрофизического института в 1997–2013 годах // Морской гидрофизический журнал. 2019. Т. 35. № 4. С. 367–383.

5. Методы гидрохимических исследований океана. М.: Наука, 1978. 261 с.

6. Пархоменко А.В., Кукушкин А.С. Оценка потоков минерального фосфора в эвтрофных водах северо-западной части Черного моря // Водные ресурсы. 2020. Т. 47. № 1. С. 94–104.

7. Северо-западная часть Черного моря: биология и экология. Киев: Наукова думка, 2006. 701 с.

8. Эренберг А. Анализ и интерпретация статистических данных. М.: Финансы и статистика, 1981. 406 с.

9. Berlinsky N., Bogatova Yu., Garkavaya G. Estuary of the Danube, The Handbook of Environmental Chemistry, vol. 5, Water Pollution Part H, Estuaries, Berlin, Springer, 2006, p. 233–264.

10. Black Sea Database. Supplied with Ocean Base 3.07 DBMS. NATO SfP-971818 ODBMS Black Sea Project, 2003, CD-ROM.

11. Bogatova Yu.I. Hydrochemical regime of the Ukrainian nearshore area, Water Resources, 2013, vol. 40, no. 3, p. 305–314.

12. Cociasu A., Dorogan L., Humborg C., Popa L. Long-term ecological changes in Romanian coastal waters of the Black Sea, Marine Pollution Bulletin, 1996, vol. 32, p. 32–38.

13. Friedel G., Dunkel Ch., Wehrli B. Benthic fluxes of nutrients in the northwestern Black Sea, Marine Chemistry, 1998, vol. 62, p. 77–88.

14. Kukushkin A.S. Seasonal changes of hydrobiological and bio-optical parameters in the coastal areas of the western part of the Black Sea, Diversity in Coastal Marine Sciences, vol. 23, C.W. Finkl, C. Makowski (eds.). Springer, 2018, p. 153–180.