Введение к работе
Изменения в экосистеме пелагиали Черного моря, отмеченные с конца 60-х годов, сопровождались ухудшением экологической обстановки, вплоть до катастрофических ситуаций в его северо-западном регионе. Большинство исследователей объясняли происходящие перемены усилившимся антропогенным воздействием, наиболее существенными факторами которого были: увеличение сброса загрязняющих веществ в море, зарегулирование стока рек и их сезонное перераспределение, что привело к изменению химического состава вод прибрежной зоны и, тем самым, состава биоты (Виноградов и др., 1992). В открытой части моря эти изменения считались не столь очевидными (Сапожников, 1991; Виноградов и др., 1992; Георгиева, Сеничкина, 1996), но и здесь были отмечены признаки ее эвтрофикации (Брянцев и др., 1985, 1991), вызванные подъемом основного пикноклина и увеличением притока глубинных вод, обогащенных биогенными элементами, в верхние слои. Подъем пикноклина, в свою очередь, обусловлен безвозвратным водопотреблением и компенсирующим притоком средиземноморских вод (Брянцев, 1994).
Результаты исследований изменчивости характеристик фитопланктона -наиболее важного и, вместе с тем, наиболее уязвимого зеена морских экосистем в этих условиях отражены в ряде работ (Bodeanu, 1984; Маштакова, Самышев, 1986; Сеничкина 1989, 1991; Нестерова, 1991; Виноградова, Василева, 1992; Виноградова и др., 1992; Зайцев, 1992; и т.д.). Проблема заключается в том, что очень трудно разделить влияние прямого загрязнения и воздействия опосредованные, влияющие на сообщества через изменение физико-химических параметров и протекающих на фоне широкой природной изменчивости гидробиологических процессов (Патин, 1982).
Актуальность проблемы. В результате целого ряда исследований господствующим стало представление об антропогенной природе механизма усиления вегетации водорослей в 70-х - начале 80-х гг., а естественная составляющая (физические и биотачзские факторы) с*ззалась выпавшей из рассмотрения. Вместе с тем с середины 50-х годов отмечена четкая тенденция снижения биомассы фитопланктона, как на западе, так и на востоке моря, что не согласуйся с антропогенной гипотезой. Сопоставление многолетних изменений s планктоне Черного моря и других регионов Мирового океана, в частности, Северного моря, дали основание Л.Н. Грузозу (Грузов и др., 1994; Грузов, 1994) предположить их общую природную (климатическую) причину. Таким образом, вопрос о причинах многолетних изменений в фитопланктоне Черного моря до сих пор остается открытым.
Кроме того, данные по фитопланктону Черного моря, как правило, собраны в отдельные месяцы года и в разных локальных участках, что ограничивает возможность их сопоставления. В связи с этим актуальным является исследование современного состояния фитопланктона на основе материалов, полу-
ченных нами при выполнении регулярных сезонных съемок северной части Черного моря.
Связь работы с научными программами, планами, темами. Работа выполнена в соответствии с научно-исследовательской темой отдела функционирования морских экосистем ИнБЮМ НАН Украины: "Исследсваниэ механизмов и направленности изменений струэтурно-функциснальных хара:аеркстик основных компонентов пелагических екосистемі морей умеренной и тропической зон в разных условиях среды с учетом антропогенного влияния" (1S91-1S35 гг.).
Цель и задачи исследования. Цель настоящей работы - оценить современное состояние фитопланктона северной части Черного моря на основа изучения сезонных и многолетних изменений его структурных характеристик и выявить пркчнны этих изменений.
Для досткжзнйя указанной цели были поставлены следующие задачи:
1. Исследогзть ссс&гннссти сезонного развития фитопланктона в сэЕеркой
части Черного моря по материалам съемок 1992-1993 гг.
2. Выявить основные тенденции в многолетних изменениях его структурных
характеристик.
3. Устанозить причины пространственных и временных изменений структурных
характеристик фитопланктона.
Научная кознзка. Впервые получены подробные данные по фитопланктону обширной акватории северной часта Черного меря а течение годового цих-ла, на основе которых создана компьютерная база данных. Совместно с 8.Н. Никольским рззрзботаны оригинальные программы для расчетов основных параметров фитопланктона. На основе литературных данных создан список видов одноклеточных водорослей Черного моря с указанием соответствующих им фигур и формул для расчета сбъемоз клеток. Проведен анализ статистического распределения численности фитопланктона в выделенных районах моря, сост-взтетвующмх его естественным океанолсгич-гоким зонам, и установлено, что распределение частот численности в них соответствует логкермальному закону.
Впервые получены значимые связи (с уровнем значимости <. 0,05) между структурными характеристиками фитопланктона и океанографическими параметрами в глубоководной части Черного моря, показано отличие состояния фитопланктона в зонах подъема вод по сравнению с сопредельными акваториями. Показаны региональные особенности в сезонной и многолетней динамике отношения биомассы диатомовых водорослей к биомассе перидикиевых.
Вперзыэ сопостазлены индексы атмосферных переносов с биомассой диатомовых и перидиниевых водорослей и получены значимые (с уровнем значимости <, 0,05) связи между ними. Установлена разница з реакции фитопланктона в северо-западной и восточной частях моря на преобладающие атмосферные переносы а также оценен вклад естественной составляющей в дисперсию фитопланктона. Количественно подтверждено, что выявленные многолетние изменения в фитопланктоне открытых вод Черного моря обусловлены суммарным воздействием природных и гнтрспогенньіх фактороз.
Практическая ценность. Банк данных по фитопланктону может быть
использован для ретроспективного анализа, прогнссткчєснж оценок, мсд&г.и-рования и включения в общий информационный банк данных Украины. Оригинальные программы, позволяющие с помощью компьютера рассчитывать основные параметры фитопланктона (при значительном сокращении процзсса математической обработки данных), и список видов одноклеточных водорослей, использованы в ЮгНИРО (г. Керчь) и ИнБЮМ.
Личный вклад автора. Соискатель принимал непосредственное участие в сборе и обработке проб фитопланктона в шеста научно-исследовательских рейсах в 1 92-1993 гг. Личко автором обработано 870 проб фитопланктона, создана база данных и список видов одноклеточных водсрсс-лей. Анализ и интерпретация полученных результатов выполнены автором самостоятельно.
Апробация результатов диссертации. Результаты диссертации представлялись на конференции "Проблемы промыслового прогнозирования" (Мурманск, 1992); на Международных конференциях "Проблемы Черного моря" (Севастополь, 19Э2), "Долговременные изменения з морских екосистемах" (Франция, Аркашон, 1995), «Актуальные проблемы альгологию (Киев, 1999); на кснфзргнциях молодых ученых "Биология и рациональное использование гидробиснтов, ітх роль в экосистемах" (Владивосток, 1993 и 1997), "Актуальные проблемы ботаники и экологии" (Ялта, 1993); ка !Х научной конференции по промысловой океанологии (Калининград, 1993). Неоднократно докладывались на коллоквиумах отдела функционирования морских экосистем ИнБЮМ НАНУ (1993-1998 гг.).
Публикация. Па материалам диссертации опубликовано 9 работ, из них: 6 - статьи и 3 - тезисы.
Структура ы объем работы. Диссертация изложена на 171 странице машинописного текста, состоит из введения, трех разделов, выводов, списка литературы (148 наименований). Текст иллюстрирован 33 таблицами и 42 рисунками.