Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Физико-географическая характеристика окраинных морей северного ледовитого океана 8
1.1 Гидрологический режим района исследований 18
1.2 Гидрохимический режим района исследований 44
Глава 2. Материалы и методы исследования 59
Глава 3. Структура и организация макробентосных сообществ в естественных условиях и в условиях антропогенной нагрузки 83
3.1 Качественный состав макробентоса 84
3.2 Количественное распределение макробентоса 85
3.3 Видовая структура донных биоценозов 86
3.4 Трофическая структура донных биоценозов макробентоса 98
3.5 Биогеографическая структура донных сообществ макробентоса 100
3.6 Воздействие факторов среды на распределение макробентосных организмов 102
Глава 4. Структура и организация мейобентосных сообществ в естественных условиях и в условиях антропогенной нагрузки 109
4.1 Качественный состав мейобентоса 111
4.2 Количественное распределение мейобентоса 115
4.3 Многокритериальная оценка загрязнения морских придонных вод и грунтов как среды обитания мейобентоса 123
4.4 Воздействие факторов среды на распределение мейобентосных организмов 129
Глава 5. Возможное локальное воздействие источников радиоактивного загрязнение на донные сообщества 151
5.1 Пищевые цепи и сети: общие понятия 151
5.2 Накопление радионуклидов в гидробионтах и пути миграции радиоизотопов в экосистемах Баренцева моря 154
5.3 Аккумуляция радионуклидов морским планктоном в Баренцевом море 159
5.4 Аккумуляции радионуклидов бентосом в Баренцевом море 164
5.5 Радиоактивное загрязнение морских рыб в Баренцевом море 178
5.6 Состояние экосистемы Мурманской банки сразу после гибели АПК «Курск» 189
5.7 Оценка влияния возможного радиоактивного загрязнения на изменение биоты морских сообществ в районе работ при подъеме, транспортировке и постановке в док АПК «Курск» 191
Глава 6. Оценка состояния морских донных экосистем с помощью биондикации на основе определения интегральной токскичности поровых вод 200
Заключение 209
Основные выводы 211
Благодарности 214
Литература 215
Приложение 225
- Гидрохимический режим района исследований
- Воздействие факторов среды на распределение макробентосных организмов
- Многокритериальная оценка загрязнения морских придонных вод и грунтов как среды обитания мейобентоса
- Накопление радионуклидов в гидробионтах и пути миграции радиоизотопов в экосистемах Баренцева моря
Введение к работе
Актуальность работы. В связи с планированием в арктических морях новых видов хозяйственной деятельности человека остаются актуальными исследования по изучению степени загрязненности их акваторий. Особую опасность представляет загрязнение донных осадков, которые не только обладают способностью аккумулировать различные вещества, в том числе и токсиканты, но и могут служит вторичным источником загрязнения.
Традиционные методы химического и физико-химического анализа не позволяют интегрально оценить экологическую обстановку в различных акваториях Мирового океана. Современные антропогенные воздействия на водные экосистемы весьма сложны, и даже при контроле значительного количества абиотических параметров всегда остается сомнение, что какие-либо влиятельные факторы все же остались неучтенными. Наконец, реакция экосистем существенно зависит не только от состава факторов, но и от их взаимодействия. Известно, что суммарная токсичность водной среды может меняться в зависимости от соотношения различных загрязнителей в смесях.
Возникает необходимость использования и разработки новых методов для оценки экологического состояния среды, позволяющих получить интегральную оценку.
В решении данной проблемы ключевую роль может сыграть применение биологических методов. Состояние биоты определяется всем состоянием среды и четко реагирует на негативные воздействия любого происхождения, независимо от их учета и степени изученности.
Информативным и практически удобным объектом для оценки состояния морских экосистем Арктики в условиях загрязнения окружающей среды является бентос. Его высокая информативность в отношении состояния морской среды определяется тем, что по сравнению с другими группами организмов бентос наиболее стабилен во времени, характеризует локальную ситуацию в пространстве, способен представить изменения экосистемы в ретроспективе.
Цель настоящей работы - оценить экологическое состояния шельфовой зоны арктических морей России на основе анализа состояния донных экосистем в естественных условиях и при антропогенной нагрузке с использованием различных методов: биоиндикации, биотестирования и многокритериальной оценки.
В рамках поставленной цели решались следующие задачи:
-
Изучить структуру и организацию бентосных сообществ в шельфовой зоне арктический морей России.
-
На основании анализа структурных характеристик бентосных сообществ оценить экологическое состояние морских донных экосистем в естественных условиях и в условиях антропогенной нагрузки.
-
Выявить факторы и окружающей среды, определяющие распределение бентосных организмов в арктических морях России.
-
Изучить последствия возможного локального воздействия источников радиоактивного загрязнение на донные сообщества.
-
Выполнить многокритериальную оценку загрязнения морских придонных вод и грунтов как среды обитания мейобентосных Дррзнизмв-ион "
I БИБЛИОТЕКА і
6. Оценить экологическое состояние морских донных экосистем с помощью ме
тода биотестирования на основе определения интегральной токсичности поро-
выхвод, %
В ходе работы над диссертацией были сформулированы, обоснованы и выне-на защиту следующие основные положения:
Оценка экологического состояния морских донных экосистем с помощью биоиндикации.
Многокритериальная оценка состояния морских придонных вод и донных осадков в шельфовой зоне арктических морей России.
Новый подход в оценке состояния морских донных осадков с использованием метода биотестирования.
Научная новизна исследования заключается в том, что:
-
получены новые сведения о пространственном распределении качественных и количественных характеристик бентосных сообществ в шельфовой зоне арктических морей России;
-
впервые проведена оценка экологического состояния морских донных экосистем на основе анализа структуры и организации сообществ мелких донных организмов (мейбентоса) в естественных условиях и в условиях антропогенной нагрузки;
-
выявлены основные факторы и параметры окружающей среды, формирующие состав и структуру бентосных сообществ в прибрежной зоне морей и эстуариях Российской Арктики в районах повышенного антропогенного воздействия;
-
выполнена многокритериальная оценка состояния морских придонных вод и донных отложений для окраинных морей российского сектора Арктики;
-
впервые получена оценка экологического состояния морских осадков с помощью метода биотестирования на основе определения интегральной токсичности поровых вод.
Практическая ценность. Полученные результаты могут быть использованы при планировании и проведении долговременного гидробиологического мониторинга в шельфовой зоне арктических морей России. Обширная информация о локализации донных биоценозов может служить материалом для верификации модельных переносов радиоактивных полей от источника загрязнения в различных направлениях. Практическую ценность представляет разработанный и впервые апробированный метод, позволяющий получить интегральную оценку состояния морских грунтов, при проведении исследований, связанных с изучением степени загрязненности донных осадков морских акваторий.
Апробация работы. Основные положения диссертации неоднократно докладывались на: 1) итоговых сессиях ученого совета РГГМУ (2000, 2001, 2002); 2) международной научной конференции Экологические и гидрометеорологические проблемы больших городов и промышленных зон (2002); 3) Седьмой Санкт-Петербургской Ассамблеи молодых ученых и специалистов (2002); 4) Fifth Workshop on Land Ocean biteractions in Russian Arctic (LOIRA). (Moscow, Russia. 2002); 5) The Second AMAP International Symposium on Environmental Pollution of the Arctic: Extended Abstract (Rovaniemi, Finland. 2002).
Публикации. Основные положения работы опубликованы в двух статьях и семи тезисах докладов. Всего по теме диссертации опубликовано 9 работ.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 157 страницах машинописного текста и включает в себя введение, 6 глав с 54 таблицами и 79 рисунками, заключение, выводы и приложение. Список литературы содержит 100 наименований, из которых 24 - на иностранных языках.
Гидрохимический режим района исследований
Входящие в Чукотское море воды по всей глубине вначале продвигаются на север и на широте м. Хоп, не доходя до банки Геральда, разделяются на две струи. Одна из них направляется на северо-восток вдоль побережья Аляски, обходя банку Геральда с востока, а вторая следует по понижению рельефа дна на северо-запад между островами Врангеля и Геральда. По выходе из Берингова пролива скорости течения уменьшаются и в Аляскинской струе они составляют у поверхности 25-30 см/с, а в Геральдовской - 15-20 см/с.
Вдоль Чукотки на юго-восток проходит прибрежное Чукотское течение Из-за мелководья оно также прослеживается до дна. Эти воды редко проходят в Берингов пролив. Они увлекаются основным Беринговоморским потоком и следуют на северо-запад.
Поверхностные течения в арктических морях, как и в любых других, определяются в первую очередь напряжением ветра. В связи с тем, что по северной периферии все моря имеют свободное сообщение с Северным Ледовитым океаном, изменение циркуляции его поверхностных вод неизбежно влияет на течения в морях. Большой речной сток летом создаст повышение уровня на устьевом взморье и вызывает стоковое течение. Помимо этого речной сток и пресные воды от растаявшего льда создают пространственную неоднородность поля плотности верхнего слоя морей и плотностные течения. Таковы основные факторы, вызывающие перемещение верхнего слоя вод. При изучении поверхностных течений необходимо еще иметь в виду резкий пикноклин, отделяющий сравнительно тонкий слой распресненных вод от подстилающих более плотных. Через него слабо проходит поток количества движения и дрейфовое течение концентрируется в верхнем слое.
Наиболее хорошо выражена в арктических морях дрейфовая составляющая течений. Но при ее осреднении по длительному ряду наблюдений она в районах с сильной изменчивостью ветра существенно уменьшается. Эта составляющая течения должна быть заметна в Баренцевом море в связи с преобладанием здесь барической ложбины исландского минимума с ветрами западных румбов, усиливающих восточный перенос атлантических вод в верхнем слое моря. С севера и северо-востока в Баренцево море поступают поверхностные воды с ветвью Трансарктического течения, встречающего на своем пути арх. Шпицберген, и восточнее него отклоняющиеся к юго-западу. Эта ветвь носит название Восточно-Шпицбергенского течения. При смещении исландской ложбины к югу от своего среднего положения арктические поверхностные воды заходят в Баренцево море еще юго-восточнее Земли Франца-Иосифа, продвигаясь по северной периферии моря. Этот поток называется течением о. Медвежьего.
Смещение Трансарктического течения под воздействием ветра влияет на поверхностные точения не только Баренцева, но и других морей Советского сектора Арктики, хотя в меньшей степени.
В Карском море воды Баренцева моря, прошедшие через проливы Карские Ворота и Югорский Шар, движутся на восток, образуя Ямальское течение, которое прослеживается до Объ-Енисейского течения. Часть этих распреснен-ных вод, встретив продолжение струи Западно-Новоземельского течения и северную оконечность Новой Земли, отклоняется к югу и движется вдоль побережья островов в виде Восточно-Новоземельского течения до встречи с Ямальским течением, формируя циклоническую циркуляцию в западной части Карского моря. Часть вод Восточно-Новоземельского течения проходит через прол. Карские Ворота в Баренцево море. Этот небольшой поток вод носит название течения Литке
В восточной части Карского моря от Обь-Енисейского взморья до прол. Вилькицкого прослеживается Западно-Таймырское течение. По-видимому, природа его в основном стоковая. Часть вод этого течения вдоль западных берегов Северной Земли направляется к северу. Таким образом, в Карском море преобладает вынос вод, компенсирующий приток атлантических и баренцевоморских вод, а также речной сток.
Циркуляция верхнего слоя моря Лаптевых обусловлена притоком вод из Карского моря через проливы Северной Земли, речным стоком и поступлением атлантических вод из желоба Садко. В циркуляцию также вовлекаются поверхностные арктические воды, встречающие в своем движении на запад препятствие в виде островов Северной Земли и отклоненные ими к югу. Они и воды Карского моря образуют Восточно-Таймырское течение, в которое вовлекается сток р. Хатанги. Оно прослеживается до Ленского течения и объединяется с ним. Часть этого течения проводит в Восточно-Сибирское море, а часть Новосибирскими островами отклоняется к северу. Эта струя называется Новосибирским течением. Его воды на севере моря включаются в общий западный перенос вод. Этим замыкается общая циклоническая циркуляция верхнего слоя моря.
В очень мелководном Восточно-Сибирском море циркуляция вод сильно зависит от воздушных переносов. В его западные и восточные районы поступают воды из сопредельных морей, а в средней части при большом осреднении прослеживается вынос избытка вод на север, где они вовлекаются в Трансарктическое течение. Вдоль побережья материка прослеживается перенос вод с запада на восток. По-видимому, в нем проявляется речной сток. Эти воды проходят через прол. Лонга в Чукотское море и там прослеживаются почти до Берингова пролива.
Таким образом, на поверхностные течения всех морей, в большей или меньшей степени, влияет поступление атлантических, беринговоморских, речных вод и преобладающий ветер. Осредненные по большим рядам скорости этих течений только в Баренцевом и Чукотском морях превышают 10 см/с. В остальных морях они меньше. Однако определенные в пределах короткого интервала времени поверхностные течения имеют преимущественно, ветровую природу и их скорости могут составлять несколько десятков сантиметров в секунду.
Воздействие факторов среды на распределение макробентосных организмов
В начале лета после вскрытия и разрушения припая кромка льдов изменяет свое положение под действием ветров и течений. Однако льды всегда встречаются к северу от полосы о. Врангеля - Новосибирские острова. В западной части моря на месте обширного припая формируется Новосибирский ледяной массив. Он состоит преимущественно из однолетних льдов и к концу лета обычно разрушается. Подавляющая часть пространств на востоке моря занята острогом Айонского океанического ледяного массива., который в значительной мере образует тяжелые многолетние льды. Его южная периферия в течение всего года почти примыкает к побережью материка, усложняя ледовую обстановку в море.
Льды в Чукотском море существуют круглый год. Зимой с ноября-декабря по май-июнь море сплошь покрыто льдом неподвижным у самого берега и плавучим вдали от него. По сравнению с морями Лаптевых и Восточно-Сибирским припай здесь развит незначительно. Он окаймляет узкую прибрежную полосу и врезанные в берега бухты и заливы. Ширина его в разных местах различна, но не превышает 10-20 км. За припаем располагаются дрейфующие льды. В большинстве своем это одно- и двухлетние ледовые образования толщиной 150-180 см. На север моря встречаются многолетние тяжелые льды. При затяжных ветрах, отжимающих дрейфующий лед от материкового побережья Аляски, между ними и припаем образуется стационарная Аляскинская полынья. Одновременно в западной части моря формируется Врангелевский ледяной массив. Вдоль побережья Чукотки за припаем иногда открывается узкая, но очень протяженная (до многих сотен километров) Чукотская заприпайная полынья.
Летом кромка льда отступает на север (рис. 9). В море образуются Чукотский и Врангелевский ледяные массивы. Первый из них состоит из тяжелых льдов. Минимальное количество льда в море обычно бывает со второй половины августа до первой половины октября. В отбельные годы лед скапливается в проливе Лонга и в виде языка тянется вдоль Чукотского берега. В такие годы плавание судов здесь крайне затруднительно. В другие годы льды напротив отступают далеко от берегов Чукотского полуострова, что весьма благоприятно для навигации. В конце сентября начинается образование молодого льда, который с течением времени продолжает нарастать и к зиме покрывает все море. Наличие ледового покрова в окраинных морях Северного Ледовитого океана большую часть года затрудняет газообмен морей с атмосферой. В результате происходит уменьшение скорости физико-химических процессов. Кроме этого при льдообразовании в осенне-летний период возникает конвективное перемешивание, достигающее глубины 50 м и выравнивающее гидрохимические характеристики в поверхностном слое. Несмотря на интенсивное охлаждение и льдообразование, арктические моря характеризуются хорошо выраженной вертикальной структурой вод, что затрудняет развитие конвективного перемешивания в районах сравнительно больших глубин. В Баренцевом море стратификация вод менее устойчива, поэтому конвекция здесь развита в большей степени.
Наиболее важной гидрохимической характеристикой является растворенный в морской воде кислород. Первоисточниками поступления которого в океан являются газообмен между воздухом и водой и фотосинтез. Оба процесса охватываю главным образом активный верхний слой океана. Расходуется растворенный кислород в море на дыхание организмов, окисление органического вещества и другие химические, биохимические и физико-химические процессы, протекающие во всей толще вод океана. Обобщение кислородом слоев воды, лежащих ниже активного слоя, обусловлено главным образом вертикальным и горизонтальным перемещением водных масс. Таким образом, наблюдаемая в любой точке океана концентрация кислорода есть результат динамического равновесия его прихода и расхода.
Формирующими факторами кислородного режима поверхностных вод арктических морей в летний период являются: 1) разрушение ледяного покрова и прогрев поверхностного слоя в весенне-летний период, способствующие, с одной стороны, уменьшению растворимости кислорода в результате повышения температуры поверхностно 45 го слоя, а с другой — ее увеличению при распреснении поверхностных вод тающими льдами; 2) освобождение воды ото льдов, приводящее к восстановлению нормального газообмена между поверхностными водами арктических морей и атмосферой, нарушаемого на длительное время в зимний период сплошным ледяным покровом; 3) развивающиеся процессы фотосинтеза, нередко приводящие к значительному перенасыщению поверхностных вод кислородом; 4) большой объем материкового стока, вносящий значительное количество легкоокисляющегося органического и минерального материала и уменьшающий содержание кислорода в поверхностных водах арктических морей; 5) хороший водообмен с бассейном, а также с другими морями (все арктические моря полностью открыты со стороны Арктического бассейна), нередко приводящий к перераспределению кислорода на значительных акваториях арктических морей. Влияние перечисленных факторов на кислородный режим каждого из арктических морей различно и определяется его физико-географическим положением. Процессы прогрева и распреснения поверхностных вод в начале летнего периода, связанные с разрушением ледяного покрова, характерны для всех арктических морей и сопровождаются перенасыщением поверхностных вод кислородом. В зимний период ледяной покров, препятствуя проникновению света и газовому обмену с атмосферой, затормаживает или даже совсем прекращает развитие фитопланктона, и момент освобождения ото льдов является как бы толчком, стимулирующим ею быстрое развитие.
Многокритериальная оценка загрязнения морских придонных вод и грунтов как среды обитания мейобентоса
Для проведения исследований, связанных с оценкой антропогенного воздействия на морские донные экосистемы, была создана база данных для окраинных морей российского сектора Арктики. В качестве основы для формирования базы данных использовались пробы, собранные в ходе российско-американской экспедиции "Моря и эстуарии Российской Арктики" (МЭРА-95), а также материалы, собранные в ряде экспедиций лаборатории морских исследований Зоологического института РАН, сборы экспедиций, организованных ВНИИОкеангеология, и материалы Мурманского морского биологического института. Данные приведены за период с 1993 по 2000 годы.
Структурно база данных представляет собой двумерную таблицу, состоящую из строк (записей) и столбцов (полей). Название полей соответствуют характеристикам исследуемой природной среды. Реализована база данных с помощью табличного редактора MS Excel, позволяющего производить матема-тико-статистический анализ данных, составлять запросы на языке Visual Basic и импортировать данные в другие специализированные программы. Общий объем базы данных составляет 520 Кб. Количество полей базы данных 76, количество записей 90.
Разработанная база данных относится к реляционному типу, в качестве «первичного ключа таблицы» уникально идентифицирующего строку использовался номер станции, где производился отбор проб.
Исходная информация подразделялась на соответствующие тематические блоки: географические характеристики (долгота, широта), гидрофизические показатели (глубина, прозрачность, температура), гидрохимические характеристики придонных и поровых вод, содержание различных загрязняющих веществ в морских донных осадках, гранулометрические характеристики грунта, данные о макро- и мейобентосе.
Информация по каждому блоку в рабочей книге представлена на отдельном листе с соответствующим названием - «География», «Гидрология», «Гидрохимия», «Донные отложения», «Биология». Справочная информация по базе данных представлена на листе «Информация» и содержит следующие сведения: информацию о структуре базы данных (описание и рисунки); карты с расположением станций, где производился отбор проб; источники информации; список используемых параметров в базе данных с указанием единиц измерения; используемых параметров в базе данных с указанием единиц измерения; сведения о разработчике.
Раздел «География» содержит информации о географических характеристиках (широте и долготе) мест отбора проб с указанием номера станции, название региона. В следующем разделе «Гидрология» приводятся данные по глубине, солености, температуре и прозрачности в арктических морях России. Раздел «Гидрохимия» включает данные о содержании растворенного кислорода, величине водородного показателя, концентрации различных биогенов и органического вещества в морской воде на обследованных акваториях. Блок «Донные отложения» содержит данные о размерных характеристиках грунта, информацию о содержании различных углеводородов, тяжелых металлах и радионуклидах в морских донных осадках. Заключительный тематический раздел «Биология» содержит сведения о численности и биомассе различных таксономических групп макро- и мейобен-тоса. К недостаткам разработанной базы данных можно отнести однократность наблюдений по параметрам, используемым для информационного наполнения. Такого рода информация, как правило, дает статичные картины пространственного распределения различных параметров и характеристик исследуемой среды. Однако однократные наблюдения очень важны для первичной оценки антропогенного воздействия на морские донные экосистемы, в частности о характере количественного распределения мейобентоса в российских арктических морях. Одна из задач нашего исследования заключалась в многокритериальной оценке загрязнения морских придонных вод и грунтов на основе материала, собранного в ходе экспедиции МЭРА-95. Многокритериальная оценка предполагает необходимость проведения процедуры свертывания информации, что позволяет преодолеть «проклятие размерности». Как правило, свертывание информации представляет собой целенаправленный процесс, базирующийся на четко сформулированных принципах выбора или конструирования наиболее информативных переменных - индексов состояния (воздействия). Термин «многокритериальная оценка», введенный Дмитриевым (Дмитриев, 1996, 1997), отражает методологическую основу оценки состояния и воздействия на природные экосистемы, с помощью построения сводных (интегральных) показателей по совокупности критериев оценивания. В общем случае построение такого рода показателей осуществляется в несколько этапов (Алимов и др., 1999).
На первом этапе отбирается обоснованная система критериев состояния биоты и абиотической среды, с использованием которых возможно диагностирование экологического состояния природной системы. При этом нужно стремиться к тому, чтобы каждый из параметров был необходим, а все параметры вместе были достаточны для описания качества (состояния) рассматриваемой системы. При этом могут существовать характеристики, увеличение которых приводит к улучшению значения качества или состояния экосистемы (первый тип), а также характеристики, увеличение значений которых приводит к ухудшению (второй тип). Кроме того, возможно существование характеристик, критические значения которых (например, значение рН=7.0) разбивают шкалу измерений характеристики на два интервала с противоположными свойствами влияние переменной на состояние объекта.
Одновременно с введением признаков (критериев) оценивания вводятся классы состояния (качества, загрязнения и т.п.). Классификацию и районирование можно проводить на основе существующих систем ПДК (рыбохозяйствен-ные, санитарно-гигиенические, питьевые), с указанием лимитирующего признака вредности, выделяя границы градации: фон, ПДК, 10 ПДК, 100 ПДК и т.п. (Дмитриев и др., 1996, Дмитриев и др. 2000).
Накопление радионуклидов в гидробионтах и пути миграции радиоизотопов в экосистемах Баренцева моря
Анализ построенных по модели поверхностей отклика числа видов на изменение двух объясняющих факторов при средних значениях остальных показал увеличение биомассы макробентоса при продвижении из высоких в низкие широты, при возрастании величины рН, концентрации нитратов и кремния, при увеличении содержания глинистых минералов и изотопа радия. Анализ поверхностей отклика на изменения большинства пар факторов выявляет минимально низкие значения биомассы в случае неблагоприятных значений обоих и максимальные в противоположном случае. Большую роль играет взаимодействие факторов. На грунтах с низким содержанием глинистых минералов, увеличение концентрации NO3 вызывает не увеличение биомассы, как в случае с другими факторами, а ее уменьшение. При высоких содержаниях Sit биомасса увеличивается с возрастанием концентрации нитратов. Положительную связь биомассы макробентоса с величиной рН можно объяснить связью этого показателя с соленостью, фактором экологическая значимость которого для биоты не вызывает сомнения. Увеличение биомассы макробентоса с увеличением содержания глинистых минералов — определяется увеличением числа форм, получающих воз 105 можность закапываться в грунт с уменьшением дисперсности донных отложений. Возрастание биомассы при продвижении из высоких широт в низкие, по-видимому, опосредуется воздействием увеличения температур. Фактор концентрации кремния положительно скоррелирован с количеством взвешенного органического вещества в воде, которое является пищей для фильтраторов. Такая связь может быть обусловлена процессами освобождения кремния при гибели диатомовых водорослей, содержащих этот элемент в своих панцирях. Изотоп радия, как и другие радионуклиды, в небольших концентрациях может оказывать стимулирующее воздействие на бентос (Перцев, 1978). Связь биомассы макробентоса с фактором ЫОз разумного объяснения пока не нашла.
Модель связи биомассы многощетинковых червей с приоритетными факторами среды представляет собой следующую систему уравнений: ВРо = -0,42846 + 0,920301- Z1 + 0,132032- Z2; Z1 =- 2,48555 + 0,1645- ГС- 73; Z2= -2,11926 + 0,157568- 71- 74; 71 = 6,280522 + 2,301807- XI- ХЗ; ГС = 4,209917 +0,360351-Х4-0,000343-Х5-Х4; 73 = 6,477314 + 47,37949- ХЗ- Х6; 74 = 4,168008 + 0,036059- Х\ + 0,116773- Х4, где ВРо - биомасса полихет (г/м2); Zn, и 7л - промежуточные переменные; Хп - объясняющие переменные: XX - содержание кварца в донных отложениях (Q; 5 - 50%); XI - содержание меди в пелитовой фракции грунта (Си; 23 - 120 ррт); ХЗ - концентрация нитратов в придонном слое воды (NO3; 0-0,194 MrN/л); Х4 - содержание кадмия в пелитовой фракции грунта (Cd; 5-82 ppm); Х5 - содержание бария в пелитовой фракции грунта (Ва; 100 - 1000 ррт); Х6 - концентрация взвешенного в воде органического вещества (РОМ; 0,48 -4,38 мгС/л).
Анализ поверхностей отклика биомассы многощетинковых червей на изменение двух объясняющих факторов при средних значениях остальных показал незначительное увеличение биомассы при увеличении содержания кварца, меди, кадмия, нитратов и взвешенного органического вещества. Биомасса снижалась при увеличении содержания в донных отложениях бария. Анализ не выявил взаимодействия факторов. Увеличение биомассы Polychaeta с увеличением содержания кварца, по-видимому, опосредовано влиянием роста гидродинамики. Медь в тех концентрациях, в которых она была обнаружена, может оказывать стимулирующий эффект. Следует отметить положительную связь кадмия с биомассой многощетинковых червей, противоположную связи этого металла с биомассой макробентоса в целом. Такая закономерность может быть отражением имеющихся представлений об отклике донных сообществ на техногенное воздействие (уменьшение обилия бентоса в целом и доминирование аннелид). Влияние концентрации нитратов на биомассу многощетинковых червей, как и в случае с моделью суммарной биомассы, объяснить затруднительно. Взвешенное органическое вещество после оседания служит пищей для Polychaeta, поэтому положительная связь с его концентрацией видится естественной. Действие бария имеет токсический характер.
Модель связи биомассы двустворчатых моллюсков с приоритетными факторами среды имеет вид: ВВІ = 21,0491 + 0,006986- Zl- Z2; Zl = -1508,57 + 419,3565- XI - 2,843729- XI XI; Zl = 92,72101 + 1199,27- Xi - 7955,509- ХЬ- X4, где ВВІ - биомасса двустворчатых моллюсков, г/м ; Zn - промежуточные переменные; Хп - объясняющие переменные: XI - широта (Lat; 68,51 - 77,72); Х2 - рН придонного слоя воды (рН; 6,95 - 8,00); ХЗ - концентрация нитратов в придонном слое воды (NO3; 0-0,194 MrN/л); X4 - содержание смол в донных отложениях (Pitch; 0,0078 - 0,3763%).
Анализ поверхностей отклика биомассы двустворчатых моллюсков на изменение двух объясняющих факторов при средних значениях остальных показал увеличение биомассы при уменьшении содержания смол, возрастании величины рНи концентрации N03, при продвижении из высоких широт в низкие. Факторы N03 и Pitch взаимодействуют. При концентрациях NO3, близких к нулю, фактор Pitch не влияет на биомассу двустворчатых моллюсков: при любых концентрациях смол биомасса примерно равна 85 г/м , а при более высоком содержании NO3 высокие концентрации смол начинают оказывать токсический эффект и биомасса моллюсков снижается до нуля. Анализ поверхностей отклика биомассы двустворчатых моллюсков на изменения других пар факторов выявляет минимально низкие значения биомассы в случае неблагоприятных значений обоих и максимальные в противоположном случае. Связь факторов Lat, рН и N03 с биомассой Bivalvia можно прокомментировать аналогично с моделью суммарной биомассы макробентоса, так как двустворчатые моллюски - ее важная составляющая часть.
Заключая раздел о структуре и организации макробентосных сообществ в естественных условиях и в условиях антропогенной нагрузки, остановимся на следующих моментах.
