Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
red0;;Содержание
1. Введение
2. Общие географические данные
3. Температурный режим
4. Слоистость вод Балтийского моря
5. Кислородные условия Балтийского моря (на примере Южной Балтики)
6. Видовой состав Балтийского моря
6.1 Морские и пресноводные виды
6.2 Пришельцы
6.3 Морские млекопитающие и загрязнения окружающей среды
6.4 Бактериопланктон
6.5 Инфузории в пелагиали Балтийского моря
6.6 Мезозоопланктон Балтийского моря
6.7 Животные, занесённые в Красную книгу
7. Пищевая сеть Балтийского моря
8. Влияние океанологических факторов на воспроизводство и уловы донных рыб Балтийского моря
9. Экологические проблемы
9.1 Основные экологические проблемы
9.2 Захоронения химического оружия в акватории Балтийского моря во время второй мировой и холодной войн
9.3.Химическое вещество иприт и его роль в экологии Балтийского моря
9.4 Методы решения экологических проблем
10. Заключение
Список использованной литературы
Балтийское море всегда имело большое значение в истории народов, живущих на его берегах, так как являлось мореходным путем между странами, источником обеспечения продовольствием и местом отдыха населения. В настоящее время Балтийское море играет не менее важную роль. На берегах Балтики расположено более 40 портов с суммарной пропускной способностью 1000 млн. тонн грузов в год, в том числе 400 млн. тонн наливных грузов. Велико значение Балтийского моря и для экономики России. Это кратчайший выход российских товаров на Западно-Европейский и Американский рынки, благодаря чему через Балтийские порты перегружается 35-40% российских внешнеторговых грузов [2]. Отсюда следует, что Балтийское море - большая развивающаяся система, жизнь без которой существенно усложнится. Балтийское море, как и все системы, меняется, подвергается влиянию факторов со стороны. Однако поражает тот факт, что их влияние постепенно усиливается. Яркий пример тому вот это сообщение: «Балтийское море на грани катастрофы: в водах Балтийского моря существенно уменьшилось содержание кислорода, причем настолько, что эксперты считают ситуацию шокирующей и опасной для всей экосистемы региона, сообщает радио «SWH+» со ссылкой на финскую газету «Helsingin Sanomat»[12].
Данное сообщение заинтересовало меня и сподвигло изучить развитие экосистемы Балтийского моря, что и стало темой моей курсовой работы.
Цель работы такова: изучить экосистему Балтийского моря.
Задачи следующие: изучить общие географические данные, температурный режим, слоистость вод, видовой состав (морские и пресноводные виды, пришельцы, морские млекопитающие, виды, занесённые в Красную Книгу, бактериопланктон, инфузории, мезозоопланктон), пищевую сеть Балтийского моря, а так же рассмотреть влияние океанологических факторов на воспроизводство и уловы донных рыб Балтийского моря, экологические проблемы Балтийского моря (захоронения химического оружия в акватории Балтики во время второй мировой и холодной войн, содержание химического вещества иприт в водах Балтийского моря) и методы их решения.
Для решения задач я проанализировала соответствующую литературу за последние 23 года.
Прежде всего, я решила выяснить, что такое экосистема в целом и какую роль она играет в экологии.
Экология рассматривает взаимодействие живых организмов и неживой природы. Это взаимодействие, во-первых, происходит в рамках определенной системы (экологической системы, экосистемы) и, во-вторых, оно не хаотично, а определенным образом организовано, подчинено законам.[9]
Таким образом, для естественной экосистемы характерны три признака:
) экосистема обязательно представляет собой совокупность живых и неживых компонентов;
) в рамках экосистемы осуществляется полный цикл, начиная с создания органического вещества и заканчивая его разложением на неорганические составляющие;
) экосистема сохраняет устойчивость в течение некоторого времени, что обеспечивается определенной структурой биотических и абиотических компонентов [7].
Примерами природных экосистем являются озеро, лес, пустыня, тундра, суша, океан, биосфера.
Как видно из примеров, более простые экосистемы входят в более сложно организованные. При этом реализуется иерархия организации систем, в данном случае экологических [9].
Протяженность района водосбора Балтийского моря с севера на юг составляет 1700 км. Самые южные районы расположены в Центральной Европе, а самые северные –за Полярным кругом. Сотни рек, расположенных в сопредельных регионах, впадают в Балтийское море. Крупнейшие из них: Нева, имеющая устье в восточной части Финского залива; Висла, впадающая непосредственно в Балтийское море. Крупнейшая река Финляндии, впадающая в Балтийское море –Кемийоки, устье которой находится в северной оконечности Ботнического залива; Нарва –одна из крупнейших рек Эстонии, берущая свои истоки из акватории Чудского озера. В Балтийском море пресная вода рек смешивается с соленой водой океана, поступающей через проливы Дании из Северного моря, и таким образом возникает смешанная пресно-солёная вода Балтийского моря. По мере изменения средних объемов вытекающей в Балтийское море речной воды будет происходить изменение солености вод всей акватории Балтийского моря (рис. 1) [2].
Балтийское море отличается от многих других морей тем, что оно расположено на материковой плоскости, а не между ними, как большинство морей мира. Этим объясняется мелководность Балтийского моря, средняя глубина в котором составляет немногим более 50 метров, но в глубоководных частях имеется несколько больших впадин. Из них наиболее глубокая –Готландская котловина, которая расположена к северо-западу от острова Готланд и достигающая 495 метров. Кроме впадин вся акватория Балтийского моря раздроблена за счет мелководных зон, среди которых находятся Датские проливы, где средняя глубина составляет всего 14,3 метра. К мелководным зонам можно также отнести порог к югу от Аландских островов и Кваркен. Особенностью таких порогов и прочих профилей морского дна является то, что они приводят к делению Балтийского моря на отдельные части, между которыми происходит лишь частичный водообмен. Финский и Рижский заливы отличаются тем, что вообще не содержат глубоководных зон моря, в особенности это касается Рижского залива [3] .
Балтийское море –внутреннее море, отделенное от Атлантического океана Скандинавским полуостровом, но соединенное с ним узкими и неглубокими проливами, через которые происходит полное обновление вод Балтики в течение 30 лет.
Лед представляет собой весьма редкое явление в солено-пресных бассейнах на всем Земном шаре. Сочетание солености и ледникового покрова требуют от всех организмов населяющих Балтийское море особой способности к адаптации.
У юго-западной оконечности Финляндии в т.н. зоне Островного моря вода начинает замерзать при температуре в несколько десятых градуса ниже нуля. Толщина и продолжительность ледового покрова колеблются из года в год, но географическая модель всегда повторяется: лёд дольше всего держится на востоке и на севере, меньше всего в южной части моря. В северной части Ботнического залива ледовый сезон составляет от 4-х до 6 месяцев, в остальной части Ботнического залива и в акватории Финского залива от 2-х до 4-х месяцев, в акватории самого Балтийского моря меньше месяца. Ледовая обстановка Балтийского моря оказывает существенное влияние на всю экосистему Балтики: меняется направление течений, ухудшается световой режим. Механическое и физическое воздействие льда отражается в первую очередь на организмах, обитающих на берегах Балтийского моря. Те водоросли и животные, которые остались на границе воды под влиянием льда погибают. В устьях рек между льдом и зоной смешения воды образуется пресноводный слой. Вода, вытекающая из устья рек, и несолёная вода от тающего льда легче, чем соленая морская вода, и поэтому она остаётся на поверхности над слоем пресно-солёных, смешанных вод. Ледовый покров не дает ветру перемешивать слои воды между собой. В результате такой пресноводный лоскут оказывает важное воздействие на живые организмы, располагающиеся близко к водной поверхности, и которые привыкли к более солёной воде. После таяния льда ветер сразу перемешивает водные слои, и пресноводный слой исчезает [5].
На глубинах 10-20 метров расположен пояс температурного скачка - т.н. термоклина. Термоклина делит всю водную массу на две части, которые взаимно не смешиваются, - верхний слой тёплой летней воды и холодный нижний слой зимней воды. При тихой погоде летом термоклина может сохраняться весьма продолжительное время. При сильном ветре термоклина местами разрушается, вода холодеет, к поверхности всплывает прохладная вода, поднимаются к поверхности питательные вещества. Явление термоклины исчезает осенью, когда сокращается разница температурного режима летней и зимней воды. Затем наступает время осенних штормов, которые разрушают остатки термоклины. На севере Ботнического залива Балтийского моря вода осенью перемешивается по всей глубине вплоть до самого дна, а в других районах Балтики смешивание распространяется только до слоя скачка солености морской воды т.н. галоклины. Зимой перепадов температуры в воде меньше, только у ледового покрова она более теплая. Лед защищает от ветров, поэтому зимой ослаблено перемешивание водных слоёв [3].
Летом Балтийское море прогревается, и весьма сильно. Чем дальше на юг, тем теплее поверхностный слой воды. Прибрежные воды (эстуарии) Балтийского моря прогреваются сильнее, чем другие (литоральные) его части. Также наблюдается четкая зависимость температуры воды от глубины.
Наибольшая соленость наблюдается в Юго-Западной Балтике, и соленость снижается по мере продвижения к дальним оконечностям Финского и Ботнического заливов. Тенденция опреснения вод прослеживается от моря вглубь реки и в самих устьях рек Балтийского моря. Чем солонее вода, тем она тяжелее, поэтому солёные воды, попадая в Балтийское море, опускаются ко дну, образуя там сильносоленый слой. На глубинах 70-80 метров содержание соли резко возрастает. Этот пояс скачка и называется галоклина. Галоклина возникает там, куда перестают доходить движения водной массы, вызываемые штормовыми волнениями [3].
Кислород, являясь одним из самых важных лимитирующих факторов для всех живых организмов (за некоторым исключением), в большем количестве присутствует в поверхностных слоях воды, куда он поступает из атмосферы и в результате деятельности фитопланктона. На больших морских глубинах кислорода мало, т.к. на глубинах галоклины (70-80 метров) полностью отсутствуют растения вследствие недостатка света; кислород не может поступать также из поверхностных слоев воды т.к. не происходит смешения слоёв. На дно моря постоянно опускается мёртвое органическое вещество, образуя седимент, который составляет питание для редуцентов. При застое воды в течение многих лет кислород на дне полностью истощается и вместо него образуется сероводород (H2S), вырабатываемый донными анаэробными бактериями разлагающими мёртвую органику, который убивает всю донную жизнь. В бескислородной среде фосфор от органических веществ сохраняется в растворённом состоянии, не образуя донных отложений [5].
С интервалом в 15 лет в Балтийское море из Северного моря попадают такие большие массы воды, что происходит оттеснение застойной воды. В результате чего улучшается кислородная ситуация и организмы вновь распространяются на данном месте. Оттесненные в северные и самые глубокие части Балтики застойные воды, постепенно смешиваются там с окружающей водой. При начале движения застойных вод происходит рост солёности Балтийского моря, за счет чего граница распространения морских животных смещается на север и на восток. Как следствие этого треска, красная камбала и песчаная креветка начинают появляться в таких местах, где в предыдущие годы их обитания не встречалось. Помимо солености, вытесненные застойные воды приносят и обилие питательных веществ из распавшихся седиментарных отложений. Такое периодическое повышение питательных веществ приводит к зацветанию сине-зеленых водорослей [2].
На животный мир донной части Финского залива проникновение застоялой воды оказывает негативное влияние. Во время застоя вод происходит постепенное ослабление галоклины Финского залива. При поступлении новой солёной воды на дно возникает вновь изоляция донного слоя от верхних слоёв, начинает накапливаться сероводород и живые организмы покидают этот район. Только по истечении нескольких лет галоклина разрушается и происходит улучшение среды обитания на дне Финского залива [3].
В Балтийском море вода образует разные по солености слои. Пресная вода попадает в Балтийское море из 250 рек, а соленая вода попадает только из узких Датских проливов.
Кислородные условия являются одним из основополагающих факторов среды, в значительной мере определяющих специфику водной экосистемы. Гидрологический режим Балтийского моря формируется в условиях устойчивой стратификации, обусловленной сложным взаимодействием соленых вод Северного моря и распресненных –Балтийского. Кислородные условия, в связи с этим, во многом определяются затрудненным водообменном между поверхностными (выше постоянного пикноклина) и глубинными слоями. Они подвержены существенным многолетним и сезонным колебаниям, что не может не отражаться на сезонной и межгодовой динамике гидробиологических процессов, на распределении промысловых объектов, особенно бентосных.
Кислородные условия, кроме того, являются чутким показателем загрязнения вод. Это приобретает особую актуальность в связи с разработкой месторождения «Кравцовское».
Для определения кислородного режима Балтийского моря были отобраны пробы воды на станциях на стандартных гидрологических горизонтах (0, 10, 20, 30, 50, 75, 100 м, дно, в зависимости от общей глубины). Сбор и обработку проб проводили по стандартным методикам [9,10]*. Станции регионального и локального мониторинга были разделены на две группы в зависимости от их глубины. В первую группу включено 15 мелководных станций с глубинами менее 50 м, во вторую –глубоководных станции с глубиной, превышающей 50 м.
В [5]* предложено различать три типа распространения затоков североморских вод.
Наиболее часто входные потоки, преодолев Датские проливы, заполняют Арконскую впадину, однако плотности этих вод недостаточно для их дальнейшего продвижения в виде придонного течения, поэтому далее воды входного потока продвигаются на глубинах 60-80 м по галоклину - тип I.
В случае большей мощности входного течения (необходимой для преодоления 46-метрового порога в проливе Борнхольмсгат) механизм вытеснения старых вод происходит не только в Арконской, но и в Борнхольмской впадинах, а иногда и в Слупском желобе - тип II.
Крайне редко происходят наиболее мощные затоки, обеспечивающие транзит североморских вод в виде придонного течения в Центральный бассейн - тип III.
Преимущественное распространение североморских вод на глубинах до 130 м позволяет исследователям в вертикальной структуре вод выделить так называемый активный глубинный слой, ограниченный снизу вторичным галоклином или простирающийся до дна. В отличие от инертного придонного слоя глубоководных впадин, обновляющегося лишь при сильных вторжениях североморских вод (тип III), в активный глубинный слой притоки различной интенсивности поступают практически ежегодно.
Вследствие этого в придонном слое южных впадин моря (в том числе и в исследуемом регионе) в количестве кислорода наблюдаются значительные колебания, поскольку из-за близости к Датским проливам даже слабые затоки североморских вод могут (тип I) увеличивать придонное содержание кислорода в период стагнации; другое дело, что такое увеличение бывает кратковременным, содержание кислорода вскоре падает до близких к нулю величин [2]*. Следует заметить, что некоторые авторы [5, 11]* высказывают несколько иные мнения.
Сезонная изменчивость содержания кислорода в Балтийском море изучена достаточно хорошо. Тем не менее, для Гданьской котловины имеются только данные сезонных съемок за ограниченный ряд лет: 1957-1962 гг. [2]*, 1961-1979 гг. [12]* или 1979-1983 гг. [13]*.
В связи с этим для анализа кислородных условий на юго-востоке Балтийского моря были использованы материалы наблюдений в Борнхольмской и Готландской впадинах за 1902-1973 и 1958-1985 гг. (табл. 1, приведенная из [5]*). Из табл. 1 видно, что в поверхностном слое этих впадин изменчивость кислорода носит однотипный характер с максимумом весной и минимумом летом2.
Годовой максимум на поверхности связан с весенней вспышкой численности фитопланктона и фитобентоса (на мелководье). В подповерхностных, более холодных, слоях этот процесс замедлен, подповерхностный максимум кислорода появляется лишь в июне и существует до октября. По мере прогрева содержание кислорода на поверхности быстро уменьшается, достигая минимума в летние месяцы.
С началом осеннего охлаждения в результате конвективного перемешивания начинает формироваться верхний квазигомогенный слой. Максимальной интенсивности конвекция достигает в январе или феврале и продолжается до установления минимальных поверхностных температур (обычно в марте). В результате на мелководье конвекция проникает до дна, формируя почти 50-метровый однородный слой. Содержание кислорода начинает увеличиваться: вначале на поверхности, а по мере усиления конвекции и в нижележащих слоях. Уже в ноябре-декабре формируется квазиоднородный кислородный слой в Борнхольмской (0-40 м) и в Готландской (0-50 м) впадинах, существующий до марта-апреля (табл. 1).
Таблица 1.Сезонный ход содержания кислорода (мл О2/л) в деятельном слое Борнхольмской и Готландской впадин (среднее за 1902-1973 гг.) [5]*
|
Горизонт Наблюдения |
М е с я ц |
|
I |
II |
III |
IV |
V |
VI |
VII |
VIII |
IX |
X |
XI |
XII |
I-XII |
Размах |
|
|
Борнхольмская впадина |
||||||||||||||
|
0 |
,60 |
,95 |
,20 |
,25 |
,15 |
,30 |
,25 |
,80 |
,70 |
,75 |
,15 |
,65 |
,98 |
,55 |
|
10 |
,50 |
,90 |
,20 |
,25 |
,15 |
,60 |
,60 |
,70 |
,60 |
,85 |
,15 |
,60 |
,01 |
,65 |
|
20 |
,50 |
,90 |
,20 |
,25 |
,15 |
,80 |
,10 |
,90 |
,50 |
,90 |
,20 |
,50 |
,08 |
,75 |
|
30 |
,50 |
,75 |
,20 |
,15 |
,95 |
,80 |
,25 |
,50 |
,05 |
,05 |
,15 |
,50 |
,15 |
,15 |
|
40 |
,45 |
,70 |
,10 |
,10 |
,80 |
,60 |
,35 |
,55 |
,15 |
,00 |
,95 |
,25 |
,08 |
,15 |
|
50 |
,90 |
,65 |
,30 |
,45 |
,10 |
,90 |
,70 |
,90 |
,35 |
,95 |
,60 |
,70 |
,13 |
,85 |
|
60 |
,20 |
,25 |
,15 |
,60 |
,70 |
,70 |
,85 |
,65 |
,10 |
,70 |
,35 |
,90 |
,51 |
,95 |
|
Готландская впадина |
||||||||||||||
|
0 |
,50 |
,90 |
,25 |
,40 |
,35 |
,50 |
,20 |
,85 |
,00 |
,25 |
,75 |
,25 |
,18 |
,55 |
|
10 |
,50 |
,95 |
,25 |
,40 |
,50 |
,00 |
,25 |
,80 |
,10 |
,30 |
,75 |
,30 |
,26 |
,70 |
|
20 |
,55 |
,95 |
,25 |
,35 |
,25 |
,95 |
,15 |
,25 |
,90 |
,20 |
,75 |
,30 |
,32 |
,45 |
|
30 |
,50 |
,93 |
,20 |
,35 |
,20 |
,90 |
,50 |
,25 |
,65 |
,35 |
,75 |
,25 |
,49 |
,00 |
|
40 |
,55 |
,95 |
,20 |
,25 |
,10 |
,80 |
,45 |
,25 |
,10 |
,65 |
,75 |
,30 |
,53 |
,65 |
|
50 |
,35 |
,90 |
,10 |
,15 |
,97 |
,40 |
,25 |
,25 |
,90 |
,52 |
,75 |
,15 |
,39 |
,40 |
Сказанное выше подтверждается распределением вертикальных градиентов кислорода GO2 и результатами гармонического анализа3 (табл. 2), рассчитанными и выполненными по данным из [5]*. Максимальные положительные градиенты кислорода в период с июня по октябрь (GO2 = 0,03-0,06 O2 мл/л∙м на глубинах 20-30 м в Борнхольмской и GO2 = 0,03-0,13 O2 мл/л∙м на глубинах 20-40 м в Готландской впадинах) характеризуют слой подповерхностного максимума кислорода. Максимальные отрицательные градиенты (GO2 = минус 0,12 –минус 0,29 O2 мл/л∙м в Борнхольмской впадине и GO2 = минус 0,02 –минус 0,13 O2 мл/л∙м –в Готландской) на глубине 50-60 м характеризуют слой скачка кислорода в главном пикноклине [5]*.
Амплитудно-фазовые характеристики концентрации кислорода позволяют получить глубину затухания его сезонного хода: 50 м в Борнхольмской впадине и, глубже - 60 м в Готландской. Эти результаты, кроме того, подтверждают устойчивость сезонной изменчивости концентрации кислорода в верхнем слое юго-восточной Балтики в XX в. Об этом свидетельствует незначительная разница в датах наступления максимума годовой волны: по данным исследованных массивов за 1902-1973 гг. и 1958-1985 гг., она составляет от нескольких суток до недели в Готландской впадине и до двух недель в Борнхольмской при высоком вкладе первой гармоники (qI = 0,87-0,98).
Сезонный ход относительного содержания кислорода только на поверхности определяется первой гармоникой (qI = 0,87, Тmax = 28.04 –в Борнхольмской впадине; qI = 0,76, Тmax = 05.06 – в Готландской); на горизонте 30 м ее вклад резко уменьшается за счет увеличения полугодовой волны (qI = 0,43; qII = 0,45 и qI = 0,40; qII = 0,55, соответственно).
Таблица 2. Гармонические постоянные сезонного хода кислорода (мл О2/л) в деятельном слое Борнхольмской и Готландской впадин (среднее за 1958-1985 гг.) [5]*
|
Горизонт |
Гармоники |
Ампл.1 |
Ампл.2 |
AI,hi/ AI,h0 |
|
I (годовая волна) |
II (полугодовая волна) |
By |
By |
AI,0 |
|
Ампл.1 |
Фаза1 |
Дата1 |
Квота1 |
Ампл.2 |
Фаза2 |
Дата2 |
Квота2 |
Ампл.2 |
Ампл.1 |
||
|
Борнхольмская впадина |
|||||||||||
|
0 |
,3 |
,9 |
.03 |
,94 |
,3 |
-144,5 |
.04(28.10) |
,05 |
,36 |
,23 |
,00 |
|
20 |
,3 |
,3 |
.03 |
,94 |
,3 |
-155,3 |
.05(03.11) |
,05 |
,30 |
,23 |
,01 |
|
30 |
,2 |
,4 |
.03 |
,95 |
,2 |
,5 |
.05(19.11) |
,02 |
,70 |
,15 |
,89 |
|
40 |
,0 |
,2 |
.03 |
,97 |
,1 |
,5 |
.06(22.12) |
,008 |
,85 |
,09 |
,79 |
|
50 |
,4 |
-6,6 |
.04 |
,94 |
,2 |
,1 |
.02(04.08) |
,02 |
,49 |
,13 |
,03 |
|
Готландская впадина |
|||||||||||
|
0 |
,2 |
,5 |
.03 |
,89 |
,4 |
-148,9 |
.04(30.10) |
,09 |
,15 |
,32 |
,00 |
|
20 |
,3 |
, |
.03 |
,87 |
,4 |
-155,7 |
.05(03.11) |
,103 |
,91 |
,34 |
,06 |
|
30 |
,0 |
,7 |
,03 |
,97 |
,1 |
,3 |
.05(18.11) |
,010 |
,73 |
,10 |
,83 |
|
40 |
,8 |
,9 |
,03 |
,98 |
,05 |
,9 |
.01(27.07) |
,003 |
,32 |
,06 |
,67 |
|
50 |
,8 |
,7 |
,03 |
,96 |
,04 |
,0 |
.01(31.07) |
,003 |
,10 |
,06 |
,64 |
|
60 |
,9 |
,6 |
,03 |
,73 |
,4 |
,1 |
.01(27.07) |
,142 |
,28 |
,44 |
,72 |
Примечание. Отношение амплитуды годовой волны (AI) на заданном горизонте (hi) к амплитуде годовой волны (AI) на поверхности (h0).
Данные табл. 1 и 2 показывают, что глубина затухания сезонного хода кислорода (верхняя граница слоя скачка кислорода) в Борнхольмской впадине располагается, как минимум, на 10 м выше, чем в Готландской. По оценкам гидрологических данных в Борнхольмской и Готландской впадинах в 1956 –гг., граница между поверхностными и глубинными слоями как в марте, так и в августе в первой впадине отмечалась на 54 м, во второй –на 75 м.
Анализ данных по [2]* и [5]* показывает, что осредненные за периоды 1957-1962 гг. и 1979-1983 гг. данные сезонных съемок кислорода в Гданьской впадине не выходят за пределы климатических среднемесячных данных в Борнхольмской и Готландской котловинах. Следовательно, рассмотренные выше закономерности сезонной изменчивости кислорода верхнего слоя можно распространить и на Гданьский бассейн, с небольшим уточнением –верхняя граница слоя кислородного скачка в последнем располагается на глубинах 60-80 м.
Анализ рисунка и табл. 3, составленной по данным мониторинга в районе морского нефтяного месторождения Д-6 (наблюдения НИС «Профессор Штокман» в 2003-2005 гг.), показал, что содержание растворенного кислорода в поверхностном слое восточной части Гданьского бассейна в исследуемый период, в первую очередь, определяется температурой верхнего слоя воды и ее сезонным ходом. Зимой, когда поверхностные воды Гданьской котловины, по данным [15]*, теплее, чем на мелководье (2,2 и 1,0°С соответственно), содержание кислорода в них ниже (8,1 против 8,5 мл О2/л). Весной, наоборот, средняя температура воды мелководья значительно выше, чем в котловине (9,1 и 8,2 °C соответственно) - содержание кислорода становится меньше, чем в открытой части (7,7 и 8,3 мл О2/л соответственно). Летом и особенно осенью при сокращении температурных различий между мелководьем и открытой частью (18,8 и 18,4 °C в июле и 12,3 и 12,2 °C в октябре-ноябре) уменьшаются и различия в содержании кислорода (6,2 и 6,3 мл/л в июле и 6,7 и 6,7 мл/л в октябре-ноябре).
Рис. Среднее (за 05.2003-03.2006) содержание кислорода (мл O2/л) на поверхности –и на дне –. Рассчитано по данным НИС «Профессор Штокман» (рейсы 52, 53, 58-60, 62, 66-68, 70, 74 и 75) [1]
Аэрация глубинного слоя происходит только при поступлении североморских вод, особенно при нагонных ситуациях, повторяющихся почти ежегодно, а иногда и по нескольку раз в год. Количество кислорода, поступающее с затоками, различно и зависит как от объема североморских вод и географического положения района (близости к проливам), так и от времени года. Табл. 3 и 4 показывают, что и в придонных горизонтах Борнхольмской и Гданьской котловин все-таки заметны некоторые сезонные изменения концентрации кислорода с максимумом зимой-весной и минимумом летом-осенью. Согласно [5]*, распространение «зимних» и «летних» североморских вод приводит к возникновению сезонной динамики содержания кислорода, которая выражена тем более, чем ближе соответствующая котловина расположена к проливам. По данным [5]*, холодные, обогащенные кислородом воды поступают в Борнхольмскую впадину в феврале-мае, а теплые воды с пониженным содержанием кислорода –в августе-январе; в юго-восточную часть моря – соответственно в апреле-сентябре и октябре-феврале; в Готландскую впадину –в мае-октябре и ноябре-апреле. Данные мониторинга в районе Д-6 показывают аналогичную картину.
Таблица 3.Среднее сезонное содержание кислорода (мл O2/л), по данным рейсов НИС "Профессор Штокман", для мелководных, глубоких станций и акватории мониторинга в целом [1]*
|
Горизонт |
Сезон |
|
Зима (март) |
Весна (май) |
Лето (июль) |
Осень (октябрь-ноябрь) |
|
мелк. |
глуб. |
акват. |
мелк. |
глуб. |
акват. |
мелк. |
глуб. |
акват. |
мелк. |
глуб. |
акват. |
|
|
0 |
,45 |
,09 |
,37 |
,67 |
,29 |
,79 |
,20 |
,28 |
,21 |
,67 |
,67 |
,67 |
|
10 |
8,52 |
,11 |
,42 |
,89 |
7,79 |
7,87 |
5,79 |
,48 |
,95 |
,67 |
6,73 |
6,68 |
|
20 |
,40 |
,40 |
7,40 |
,95 |
,49 |
,42 |
,79 |
,47 |
,53 |
,53 |
||
|
30 |
,33 |
,04 |
,23 |
,13 |
8,14 |
7,36 |
,42 |
,56 |
,80 |
,44 |
,70 |
,51 |
|
50 |
,94 |
,54 |
,78 |
,70 |
,84 |
,99 |
6,13 |
6,24 |
,18 |
,79 |
,68 |
,87 |
|
60 |
,53 |
,53 |
6,80 |
,80 |
||||||||
|
70 |
,15 |
,15 |
,37 |
,37 |
,14 |
,14 |
,99 |
,99 |
||||
|
80 |
,95 |
,95 |
,22 |
,22 |
,70 |
,70 |
,17 |
,17 |
||||
|
90 |
,50 |
,50 |
,61 |
,61 |
,56 |
,56 |
,82 |
,82 |
||||
|
110 |
1,63 |
,63 |
,32 |
,32 |
,87 |
,87 |
,84 |
,84 |
Таблица 4. Содержание кислорода (мл О2/л) на придонных горизонтах Борнхольмской и Гданьской впадин (среднее за 1947-1984гг.) [4]*
|
Пункт наблюдения |
Сезон |
Год |
Размах |
|
Зима |
весна |
лето |
осень |
|||
|
Борнхольмская впадина, слой 85-90 м |
,7 |
,8 |
,3 |
,1 |
,5 |
0,7 |
|
Гданьская впадина, слой 100-105 м |
,2 |
,4 |
,7 |
,7 |
,0 |
0,7 |
При анализе кислородных условий необходимо учитывать также и межгодовую изменчивость, различную на разных глубинах. В верхних слоях Балтийского моря (в том числе и Гданьского бассейна) межгодовые изменения содержания растворенного кислорода верхнего слоя количественно значительно ниже сезонных [8]*. Размах межгодовой изменчивости содержания кислорода на поверхности Гданьского бассейна равен 0,3 мл O2/л. Это на порядок меньше размаха сезонной изменчивости в Борнхольмской или Гданьской котловинах –,55 и 2,16 мл O2/л (табл. 1, 3). По данным мониторинга Д-6 (табл. 5), размах внутригодовой изменчивости среднего поверхностного содержания кислорода в 2004 и 2005 гг. составил 0,37 мл O2/л.
Таблица 5. Среднее содержание кислорода (млO2/л) на поверхности, по данным рейсов НИС "Профессор Штокман", для мелководных (верхняя строка) и глубоких (средняя) станций и акватории мониторинга в целом (нижняя) [1]*
|
Номер рейса |
|
52 |
|||||||||||
|
.05.03 |
.07.03 |
.11.03 |
.03.04 |
.05.04 |
.07.04 |
.10.04 |
.03.05 |
.05.05 |
.07.05 |
.10.05 |
.03.06 |
|
7,35 |
,51 |
,74 |
,41 |
,56 |
,86 |
,63 |
8,59 |
8,26 |
,34 |
,65 |
,38 |
|
8,52 |
,45 |
,84 |
,18 |
,66 |
,90 |
,51 |
,18 |
8,78 |
6,50 |
,67 |
,91 |
|
7,53 |
,50 |
,75 |
,37 |
,58 |
,87 |
,61 |
8,50 |
8,38 |
,38 |
,66 |
,27 |
По оценкам [13]* в период 1900-1972 гг. общее падение содержания кислорода составило 2,02 мл O2/л.
Ввиду большой изменчивости концентрации кислорода в глубинных водах, использование статистических характеристик затруднено. Поэтому в качестве обобщенного показателя состояния кислородных условий у дна обычно используются размеры площадей зон с анаэробными и критическими для жизни донной фауны газовыми условиями (менее 2 мл O2/л). Так, по данным [5, 13]*, на дне Гданьской котловины в период с 1963 по 1987 год либо постоянно отмечался дефицит кислорода, либо обнаруживался сероводород. По данным ИКЕС [7]*, можно отметить, что в период с 1984 по 2000 год площадь районов, занятых придонными водами с дефицитом кислорода, в 1999-2000 гг. была наибольшей.
Таблица 6. Содержание кислорода (мл O2/л) на придонных горизонтах глубоких станций мониторинга, по данным рейсов НИС "Профессор Штокман", [1]*
|
Номер станции |
Номер рейса |
|
.05.03 |
.07.03 |
.11.03 |
.03.04 |
.05.04 |
.07.04 |
.10.04 |
.03.05 |
.05.05 |
.07.05 |
.10.05 |
.03.06 |
|
|
1 |
||||||||||||
|
12 |
,00 |
,00 |
,27 |
,12 |
,73 |
,87 |
,59 |
,07 |
,92 |
3,21 |
0,65 |
,42 |
|
13 |
– |
2,88 |
1,65 |
,59 |
,58 |
,87 |
,57 |
,64 |
,63 |
,92 |
,24 |
,27 |
|
14 |
,72 |
,03 |
,27 |
,78 |
,21 |
,25 |
,76 |
,19 |
,63 |
6,13 |
2,94 |
,48 |
|
22 |
3,52 |
2,38 |
,32 |
,78 |
,22 |
,00 |
,00 |
,30 |
,23 |
,24 |
,20 |
,81 |
Данные табл. 6 позволяют отметить следующее: в Гданьской впадине за период мониторинга Д-6, несмотря на небольшие различия в средних значениях содержания кислорода в придонных горизонтах глубоких станций (1,17 мл O2/л - 1,35 мл O2/л), заметно уменьшение содержания кислорода в глубинном слое как в направлении дна, так и по мере удаления от Датских проливов.
Анализ полученных результатов показал, что в поверхностном слое (примерно до глубины 65 м в Гданьском бассейне) в кислородном режиме доминирует внутригодовая (сезонная) изменчивость. В глубинном слое, вследствие слабого вертикального водообмена, преобладает изменчивость многолетняя, определяемая адвекцией североморских вод. Мощность поступления этих вод и степень аэрации зон глубинного слоя различны.
Содержание растворенного кислорода в Гданьском бассейне, как и на всей акватории исследования, находится в соответствии с климатическими средними, определяемыми циркуляцией поверхностных и глубинных водных масс, рельефом дна и временем года. А это, в свою очередь, позволяет сделать вывод: Южная Балтика - одно из благополучных звеньев в экологической системе Балтийского моря.
Больше всего пресноводных видов обитает в устьях рек и в отдельных оконечностях Ботнического и Финского заливов. Видов, характерных исключительно для смешанных вод очень мало. Способностью выдерживать соленое содержание среды определяется и ареал распространения вида. Многое виды живут только в определённых районах Балтийского моря. Когда через Датские проливы вливается в Балтийское море больше соленой воды, повышая солевое содержание всего бассейна, меняется и ареал распространения видов. В периоды повышения солесодержания в Балтийском море медузы, цианея обыкновенная (Cyanea capillata) и аурелия ушастая (Aurelia aurita), они характерные для южной части Балтийского моря, начинают проникать в его северные части. На юг Балтийского моря вместе с солеными морскими водами приходят океанские виды: пикша, макрель и веслоногие морские рачки —кланусы. Нагрузка от пресно-соленых смешанных вод проявляется не только в ареале распространения видов. Многие разновидности морских видов не вырастают в пресно-соленых водах Балтийского моря до размеров своих океанских собратьев. Большинство пресноводных видов рыб: окунь, плотва, проходной сиг, щука, лещ, судак, налим, а также многие водные растения с успехом населяют весь район Балтийского моря или заплывают в него очень далеко в поисках пищи. Из 21 вида моллюсков, обитателей внутренних водоёмов Финляндии, ни один не прижился нигде в Балтийском море, за исключением отдельных мест в Финском и Ботническом заливах, а также в устье рек, где вода практически пресная. Бассейну Балтийского моря всего 12 000 лет, а в нынешнем виде этот бассейн существует всего 6 000 лет. За такой короткий эволюционный период виды просто ещё не успели приспособиться к этой среде, не говоря уже о развитии в акватории Балтийского моря собственной флоры и фауны [3], [11].
Если сравнивать видовой состав Балтийского моря с мировым океаном и внутренними озерами, то заметно, что в Балтике он гораздо скуднее и менее разнообразен. В основном это зависит от пресности и солености моря, так как не все виды могут приспособиться к столь сложному сочетанию воды.
Видовой состав Балтийского моря еще не стабилизировался окончательно, а новые виды продолжают прибывать. В ходе проведенных исследований удалось выяснить, что песчаная ракушка появилась в акватории Балтийского моря в качестве пришельца около 300 лет тому назад. Прикрепившись к днищам кораблей из Азии в Балтийское море в 20-е годы прошлого века, попал мохнаторукий краб (Eriocher sinensis), который, несмотря на свое широкое распространение в южной части Балтийского моря, в Ботническом и Финском заливах, отнюдь не частый гость. Данный вид не может размножаться в малосоленой воде заливов.
Американский вид щетинкового червя (Marenzellaria viridis) более успешно по сравнению с крабами завоевал среднюю часть Балтийского моря. В устье Вислы он тотально доминирует в данной части моря, а в последние годы было отмечено сильное размножение данного вида в акватории Рижского залива. К новейшим пришельцам можно отнести каспийский вид медуз Hemimysis anomala, впервые обнаруженный у берегов Финляндии в 1992 году. Предполагают, что данный вид из южной части Российской Федерации через каналы и искусственные водохранилища попал в Балтийское море, но существует и другая версия о том, что он попал в Балтийское море прицепившись к днищу морских судов.
Среди новейших пришельцев в экосистеме Балтийского моря в течение 90-х годов были отмечены: хищная водяная блоха –церкопагис (Cercopagis pengoi) которая, попав из Каспийского и Черного морей, в местных условиях не имеет ни хищников, ни паразитов, и черноротый бычок (Neogobius melanostomus). Вышеописанные виды пришельцев, которых в более ранний период в акватории Балтийского моря не наблюдалось, попав сюда, в свою очередь, включились в пищевую сеть экосистемы Балтийского моря, являясь консументами для одних видов и одновременно источником пищи для консументов более высокого порядка. Однако, довольно часто не имея естественных врагов и паразитов, данные виды в местных условиях хорошо приспособились и очень быстро увеличивают свою численность, вытесняя при этом местные виды [3], [13].
За прошедшее столетие в Балтийское море прибыли новые виды, ранее здесь не встречавшиеся. Появлению новых видов во многом содействовала деятельность человека.
В Балтийском море обитают три вида тюленей: тюлень серый или тювяк, тюлень обыкновенный или нерпа, а также морская свинья обыкновенная, которая относится к зубатым китообразным. Нерпа в водах Балтийского моря настолько отличается от своего исходного вида –нерпы кольчатой, что считается отдельным подвидом –нерпа балтийская. Обыкновенный тюлень сегодня встречается в Балтийском море в количестве нескольких сотен особей только в юго-западной части, и данный вид никогда не отличался обилием в Балтийском море. Тювяк и нерпа ещё в середине прошлого столетия водились в Балтийском море десятками тысяч, но охота на них и загрязнения вследствие техногенной деятельности человека привели к резкому сокращению их численности. Считалось, что тюлени наносят вред рыбному хозяйству [3]. Кроме того, в результате увеличения загрязнения среды обитания данных видов, в их организмах стали накапливаться такие токсичные вещества как ДДТ (дихлордифенилтрихлорэтан) и ПБХ (полихлорбифенил). ДДТ устойчив, (период полупревращения составляет около 5 лет), биоаккумулируется в пищевой цепочке, в значительной степени влияет на репродуктивную способность птиц. ДДТ токсичен для человека, животных и рыб, поражает, главным образом, центральную и периферийную нервные системы и печень [9].
Исследования, проведённые в конце 60-х годов прошлого столетия, показали большое содержание этих веществ в организмах этих животных. Позже, в середине 70-х годов прошлого столетия, были отмечены нарушения в размножении нерпы, что привело к резкому падению количества новорожденных детёнышей. В ходе наблюдений сделанных в 90-е годы удалось выяснить, что происходит постепенное устранение нарушений рождаемости нерпы. Причиной этого послужило уменьшение концентрации ДДТ и ПБХ в их среде обитания [13].
Из существующих в окружающей среде ядовитых веществ ДДТ и ПБХ в районе акватории Балтийского моря накапливаются в организме орлана - белохвоста, что приводит к катастрофическим снижениям численности его популяции в данном регионе. В 50-е годы почти все птенцы вылуплялись мёртворожденными. Это связанно с тем, что накопление ДДТ в организме птиц приводит к сокращению толщины скорлупы яиц и яйца просто раскалываются под весом высиживающих их птиц. В настоящий момент численность орлана - белохвоста восстановлена в результате охранных мероприятий проведённых совместными усилиями таких государств как: Эстония, Финляндия, Швеция и Германия. В 1994 году здоровые птенцы родились у 68% наблюдаемых орлиных пар [13].
В акватории Финского залива Балтийского моря в данный момент наблюдается тенденция к сокращению загрязнения такими тяжелыми металлами как: Zn, Cd, Cu, но в 1998 году наблюдалось резкое увеличение загрязнения свинцом. Возле побережья Эстонии на 1998 г. наблюдалась следующая картина: медь –.0 мг/кг-1 и 1,8 мг/кг-1, кадмий – 0.37 мг/кг-1 и 0.31 мг/кг-1, цинк –мг/кг-1 и 23 мг/кг-1, ртуть –.03 мг/кг-1 и 0.01мг/кг-1 (в мг/кг-1 на сухой вес единицы биомассы) соответственно в заливах Кунда и Пярну. Средняя концентрация нефтяных углеводородов в 1998 также выросла по сравнению с 1994-1997 гг.), вообще Балтийское море очень уязвимо при загрязнении нефтепродуктами т.к. вода здесь холодная, а чем ниже температура, тем медленнее происходит распад нефти. Кроме того, так как в естественных условиях нефть в экосистеме Балтийского моря не встречается, то соответственно и отсутствуют нефтепоглощающие бактерии. Нефть и ее продукты оказывают прежде всего губительное воздействие на живые организмы и на пернатых, нагружают донный седимент сложными ароматическими углеводородными соединениями токсичного воздействия. Однако необходимо отметить, что в это время в Эстонской республике изменилась методика проведения аналитических определений, чем и может быть вызвано данное отклонение от данных, полученных в более ранние годы [2].
Балтийское море достаточно бедно морскими млекопитающими. Это напрямую связано с его загрязнением вследствие техногенной деятельности человека.
Бактериопланктон, являясь неотъемлемым компонентом морских экосистем, играет существенную роль в их функционировании. Наряду с некоторым грибами и актиномицетами истинные бактерии образуют трофический уровень редуцентов, или деструкторов, питающихся мёртвым органическим веществом и подвергающих его минерализации, т. е. разрушению до более или менее простых неорганических соединений, которые затем используются продуцентами –фитопланктоном и фитобентосом. Процесс минерализации органических веществ –необходимое условие протекания биогеохимических циклов всех химических элементов. Поскольку микроорганизмы осуществляют свою метаболическую деятельность в течение целых геологических эпох, очевидно, что все природные органические вещества подвергаются микробной деградации и минерализации.
Микроорганизмы обладают чрезвычайно лабильной биохимической организацией клетки, выражающейся в способности перестраивать ферментный аппарат и синтезировать по мере необходимости новые ферменты. Благодаря этому бактерии быстро адаптируются к изменениям условий среды обитания и появлению новых экологических факторов как природного, так и антропогенного происхождения.
Для изучения пространственно –временной структуры микробиоценозов Балтийского моря были проведены натурные наблюдения в 1987 году. Была дана оценка качества вод Балтики и уровни трофии в сезонном аспекте. Сбор материала проводился по единой методике на научно – исследовательских судах Ливтогидромета «Океанограф» и «Лев Титов» во время комплексных экологических съёмок.
Наблюдения за состоянием бактериопланктона Балтийского моря проводились 4 раза в год (февраль, май, август, октябрь –ноябрь) на шестнадцати станциях в открытой части моря и три раза (июнь, июль, ноябрь) на девяти станциях прибрежной зоны юго – восточной части моря.
В комплекс исследований бактериопланктона входило:
- определение общей численности и биомассы бактерий;
- определение наиболее вероятной численности гетеротрофных сапрофитных бактерий;
- определение наиболее вероятной численности углеводородокисляющих бактерий.
Общую численность микроорганизмов определяли по методу А. С. Разумова на мембранных ультрафильтрах, биомассу –по методу Романенко В. И., Добрынина Э. Г.. Наиболее вероятную численность физиологических групп бактерий определяли методом предельных разведений на жидких средах.
Таковы результаты исследований:
Зимний сезон.
Зимой плотность микробных популяций на обследованной акватории моря изменялась в пределах 3,7*1000 –,9*100000 кл./мл.. Максимальная плотность бактериопланктона поверхностного слоя (2,9*100000кл./мл) обнаружена вблизи Вентспилса, минимальная –,7*10000 кл./мл. –на станции, более удалённой от берега. Беднее всего были заселены бактериями (1000 кл./мл.) 50 –0-метровые слои водной толщи в Центральной и Северной Балтике –районы Ландсорской и Готландской впадин. Неоднородность вертикального распределения бактериопланктона оказалась характерной для всех обследованных регионов моря. Это, вероятно, было связано с особенностями гидролого- гидрометеорологической ситуации этого периода: холодная зима, низкая температура воды, ледовый покров, препятствующий конвекции водных масс.
По морфологическим признакам бактериопланктонное сообщество делилось на три группы: одиночные клетки, микроколонии и детритобактериальные ассоциации. Бактериальное население Балтийского моря зимой в основном было представлено палочковидными и кокковидными формами разных структурных групп с доминированием одиночных форм. Основная масса бактерий была представлена очень мелкими формами. Максимальная микробная масса, как и общая численность бактерий, зафиксирована в поверхностном слое вблизи Вентспилса, минимальная –в 100-метровом слое Готландской котловины.
Сапрофитная микрофлора доминировала повсеместно. Максимальное развитие сапрофиты имели в поверхностном слое воды, минимальное –в 50-метровом слое в Готландской впадине. В 100-метровом слое воды в Готландской впадине сапрофитная микрофлора не обнаружена.
Весенний сезон.
В мае общая численность микроорганизмов в обследованных районах моря изменялась в пределах (0,2 –,3)*100000 кл./мл., при средней (22*10000) кл./мл., что свидетельствует о высокой вариабельности степени изменчивости общей численности бактерий по морю в целом. Максимальная плотность бактериопланктона (8,3*100000 кл./мл.) отмечена в поверхностном слое воды в прибрежном районе у выхода из Вислинского залива, минимальная (2,2*10000 кл./мл.)- в 100-метровом слое воды у выхода из Финского залива. Высокое количественное развитие отличало ценозы в районе о. Борнхольм и вблизи портовых городов. Вертикальное распределение бактерии в открытой части моря оказалось неоднородным: наиболее заселённым был верхний 100-метровый слой, наименее –-100-метровый в Северной и Центральной Балтике. Плотность популяций бактериопланктона вблизи юго-восточного побережья моря оказалась в 2-4 раза выше, чем в открытой части моря. Высокая плотность бактериального населения –,3*100000 кл./мл. –отмечена у выхода из Куршского залива. По мере удаления от берега (до 3,5 –миль) плотность бактериопланктона уменьшалась. Уровень количественного развития бактериальных ценозов на обследованной акватории моря по сравнению с весной 1986 года оказался в 2 -3 раза ниже.
По морфологическим признакам весенний бактериопланктон так же, как и зимой, подразделяются на три структурные группы: одиночные клетки, микроколонии и детритобактериальные ассоциации. Однако доля одиночных клеток понизилась до 20 –процентов численности бактериопланктона (зимой она составляла до 50 –процентов).
Морфологические признаки бактерий прибрежных районов, особенно в зоне смешения морских и пресных вод Куршского и Вислинского заливов, отличались большим разнообразием: здесь в структуре бактериоценозов выявлены формы бактериальных клеток, характерные для микрофлоры залива (звёздчатые, нитчатые, спириллы, вибрионы).
Бедны бактериальной массой оказались 50 –-метровые слои водной толщи в Ландсорской и Готландской впадинах. Довольно высокая микробная биомасса обнаружена вблизи устья Куршского залива.
Сапрофитная микрофлора имела довольно высокие уровни развития, её плотность изменялась от 2,5*10 кл./мл. до 9,5*1000 кл./мл., что составляло примерно 2 процента общей численности микроорганизмов. Пик развития сапрофитов (9,5*1000 кл./мл.) зафиксирован в зоне влияния вод Вислинского залива.
Максимум развития углеводородокисляющих бактерий имелся в зоне влияния вод Вислинского залива, где отмечено накопление бактериальной флоры в поверхностной плёнке.
Летний сезон.
Годовой цикл развития бактериоценозов открытой части моря характеризовался одним пиком общей численности и биомассы бактерий, который был выявлен в летний период.
Летом 1987 г. (август) плотность микробных популяций в открытых районах моря изменялась в узких диапазонах: (1,5 –,5)*100000 кл./мл., составляя в среднем 5,9,*100000 кл./мл.. Максимальная плотность бактериальной флоры отмечена в поверхностном микрослое Арконской впадины, минимальная –на горизонте 130 м в Готландской впадине. Распределение бактериальной флоры по вертикали было относительно однородным. На глубоководных станциях плотность бактериального населения уменьшалась с глубиной в 2 –раз.
Летом увеличение бактериальной биомассы происходило в основном в результате увеличения численности бактериопланктона и объёмов бактериальных клеток.
Пик развития сапрофитов –,5*10000 кл./мл. - зафиксирован в поверхностном слое Готландской впадины.
Максимальное развитие углеводородокисляющие бактерии имели в поверхностном слое Гданьской бухты.
Осенний период.
Общая численность бактериальной флоры на акватории моря изменялась в пределах 5,4*10000 –,2*100000 кл./мл.. Основные черты пространственного распределения микробиоценозов, характерные для осеннего сезона, сохранились: максимальное развитие бактериальной флоры в Южной Балтике, минимальное –в Готландской впадине. Для глубоководных станций Северной и Центральной Балтики характерна следующая вертикальная стратификация бактериального населения: верхний 50-метровый слой относительно равномерно заселён микроорганизмами, затем отмечалось уменьшение численности бактериопланктона в среднем в 2-4 раза.
Вертикальная структура бактериоценоза прибрежной зоны была относительно однородной, вероятно, в результате осенней конвекции водных масс.
Пик бактериальной биомассы, как и общей численности, отмечен в поверхностном микрослое Готландской впадины и районах, подверженных влиянию вод Куршского и Вислинского заливов.
Доля сапрофитной микрофлоры в общей популяции бактериопланктона на станциях открытой части моря составляла 0,02 – 2,0 процентов. Максимальное развитие сапрофитная микрофлора получила в поверхностном микрослое Вислинского залива. Наименее заселён сапрофитами 50 –-метровый слой водной толщи Готландской и Ландсорской впадин.
Вертикальное распределение углеводородокисляющих бактерий оказалось неоднородным: на глубине 50 м и ниже в Северной и Центральной Балтике их численность составляла 10 кл./мл..
Общая численность сапрофитной микрофлоры –хороший показатель уровня трофности водоёма, т. е. насыщенности его органическим веществом. Трофность водных масс Балтики –этого полузамкнутого внутриматерикового водоёма –зависит от многих факторов: близости берега, в особенности портовых городов, вертикальной стратификации водной толщи, насыщенности воды органическим веществом.
Из всего вышесказанного можно сделать следующие выводы: зимой 1987 года воды Северной и Центральной Балтики относились к олиготрофному типу, Южной Балтики –к мезотрофному.
Весной бактериальные процессы активизировались, численность микрофлоры увеличивалась не только в верхнем фотическом слое(0 –м), но и в 100 –метровом слое Ландсортской, Готландской впадин и впадин Фарё до верхнего предела, соответствующего мезотрофным водам. В прибрежном районе юго –восточной части моря степень развития бактериальной флоры оказалась в 5 –раз выше, чем в открытой части моря. Повышенные значения общей численности бактерий и численности сапрофитных и углеводородокисляющих микроорганизмов выявлены на акваториях вблизи портовых городов Клайпеда, Балтийск, Лиепая, где бактериальные ценозы оказались характерными для эвтрофных вод.
Летом складывались благоприятные условия для развития бактериальной флоры: наблюдалось повышение температуры воды, насыщение воды органическим веществом после отмирания весенних форм планктонных организмов. Плотность микробных популяций в целом повысилась. Трофность вод Северной и Центральной Балтики соответствовала мезотрофному уровню, Южной –в районе Гданьской бухты, Арконской и Борнхольмской впадин –мезотрофному с элементами эвтрофирования. Наиболее высокие значения численности бактерий отмечены вдоль восточных берегов Балтики вблизи портовых городов. В зоне влияния вод Куршского и Вислинского заливов выявлены два сформировавшихся «пятна» с эвтрофными водами.
Осенью в открытой части моря отмечено снижение плотности микробных популяций, качество водных масс соответствовало мезотрофному уровню. Распределение бактериальной флоры по вертикали было относительно однородным, вероятно, в результате осенней конвекции водных масс. В Южной Балтике в районе Гданьской бухты и в устьевых областях Куршского и Вислинского заливов так же, как и летом, отмечены признаки эвтрофирования.
Несмотря на то, что эти исследования состояния бактериопланктона были проведены в 1987 г., коренных изменений результатов исследования к настоящему времени не произошло [1], [4].
Инфузории играют чрезвычайно важную роль в трофодинамическом цикле в морских экосистемах. В летние фазы сезонной сукцессии гидробионтов эти организмы могут давать высокие вспышки численности в водной толще и в поверхностной плёнке и служат существенным звеном в передаче энергии на более высокие трофические уровни. Бесспорна также огромная роль инфузорий в процессах деструкции органического вещества. В литературе отмечается способность инфузорий вызывать значительные и быстрые перестройки в составе и численности бактериальной флоры и планктонных водорослей (организмы-жертвы), что позволяет отнести инфузории в разряд организмов, имеющих регуляторные ключевые функции в морских экосистемах. Известно, что инфузории весьма чувствительны к загрязнению среды обитания и быстро реагируют на него изменением численности и видового состава. Поэтому изучение пространственного распространения, качественного и количественного состава этой важнейшей группы гидробионтов в морских водоёмах вместе с экспериментальной работой по исследованию воздействия конкретных загрязняющих веществ на состояние указанных характеристик важным элементом в структуре комплексного экологического мониторинга морской среды.
Основной целью исследования было определение количественного состава и пространственного распределения инфузории пелагиали Балтийского моря летом 1987 года.
Отбор проб воды для определения общей численности микрозоопланктона осуществлялся на всех экологических станциях в Балтийском море. Пробы отбирали пластмассовыми батометрами, после отбора их фиксировали и не концентрировали.
Проведённая съёмка фотического слоя пелагиали Балтийского моря показала массовое развитие инфузорий практически во всех обследованных районах. Максимальное развитие инфузории получили в конце июня в районе, расположенном в южной части осевого разреза Балтийского моря. Было отмечено наличие крупных форм, таких как . Высокая численность инфузорий была обнаружена также на севере осевого разреза Балтийского моря. Здесь преобладали в основном мелкие формы инфузорий (доминировали). На станциях центральной части осевого разреза Балтики численность инфузории варьировала довольно в узких пределах.
Обращают на себя внимание временные различия вспышки развития морских инфузорий в период исследований, характеризующих переход планктонного сообщества от биологической весны к биологическому лету в разных районах моря, отличающихся друг от друга по гидрологическим условиям.
Существенное изменение численности морских инфузорий происходит примерно за месячный промежуток времени, причём в начале биологической весны в сообществе простейших наблюдалось преобладание мелких форм, обеспечивающих наибольший прирост биомассы , а на более поздней стадии сукцессии - более крупных форм, обеспечивающих оптимальный обмен с окружающей средой и более рациональное расходование имеющихся ресурсов.
Наибольшая численность инфузорий была приурочена к верхнему, относительно тёплому 20-метровому слою воды, ограниченному снизу изотермой 5 градусов С. В слое 0-20 метров зарегистрированы наиболее высокие значения численности морских инфузорий за весь период исследований. В целом с увеличением глубины до 50 метров численность инфузорий монотонно убывала, однако на некоторых станциях обнаружено практически гомогенное распределение инфузорий в фотическом слое с небольшим увеличением их численности на горизонтах 10-20 метров.
Максимальная численность инфузорий, обнаруженная в ходе исследований сопоставима с численностью организмов, характерной для районов Мирового океана с преобладающим детритным типом пищевой цепи.
Инфузории при летних температурах в балтийском море играют доминирующую роль в трансформации органического вещества. Кроме того, в шельфовой зоне Балтийского моря до 20 % бактериальной биомассы трансформируется в биомассу инфузорий. Благодаря короткому времени генерации (2-3 часа), инфузории, быстро реагируя вспышкой численности в ответ на наступление благоприятных условий, оказывают прямое влияние на концентрация бактериальной флоры в среде и тем самым на процессы трансформации энергии от низших звеньев пищевой цепи к высшим [1], [4].
Изучение и оценка состояния мезозоопланктонного сообщества открытой части Балтийского моря, выяснение его роли в функционировании экосистемы моря является составной частью комплекса экологических исследований.
В данной работе, проведённой в период с конца мая по начало июля 1987 года, рассматривается таксонометрический состав сообщества, его распределение по акватории моря, горизонтальное и вертикальное распределение количественных показателей. Для этого был использован метод отбора проб мезозоопланктона с помощью барометров большого объёма.
Таковы результаты исследований.
Таксонометрический состав мезозоопланктона открытой части Балтийского моря был относительно постоянным в период исследований. В общей сложности было выделено 17 таксонометрических единиц животных: Pleurobrachia pilous, Polychaeta larvae, Bivalvia larvae, Gastropoda larvae, Synchaeta spp., Evadne nordmanni, Podon spp., Bosmina coregoni maritima, Limnocalanus grimaldii, Pseudocalanus m. Elongates, Acartia bifilosa, A. Longiremis, Temora longicornis, Centropages hamatus, Eurytemora sp.,Oithona similis, Fritillaria borealis. В сообществе доминировали эврибионтные нееретические виды. Несколько различался видовой состав в глубоководной (Готландское море) и мелководной частях Балтики (море Аркон и восточная часть центрального района). На мелководье из состава планктона исчезали молодь гребневика Pleurobrachia pilous, на восточном шельфе –личинки полихет и аппендикулярии. В море Аркон с североморскими водами проникали особи Oithona similis. Здесь же в небольшом количестве обнаружены пелагические личинки моллюсков –гастропод. Centropages hamatus и Eurytemora sp. были представлены в пробах единичными экземплярами, и их приуроченность к определённым районам моря не выявлена.
Важнейшую роль в пелагиали Балтийского моря играет Pseudocalanus m. еlongates. В конце мая и первой половине июня (первый и второй этапы работ экспедиции) в популяции рачка, обитающей в центральной и северо –восточной частях моря, по биомассе преобладали науплии и половозрелые особи. В массе в пробах присутствовали яйца копеподы. Во второй декаде июня на первое место по доминированию вышли особи копеподных стадий.
В целом, как горизонтальное, так и вертикальное распределение численности мезозоопланктона положительно коррелировало со степенью прогрева поверхностных водных масс в открытых районах Балтики. В центральном и северо –восточном районах Готландского моря на втором и третьем этапах экспедиции минимальные значения показателя приурочены к глубинам с минимальной температурой морской воды. На втором этапе на глубоководных станциях вертикальное распределение общей численности носило двувершинный характер (минимум на горизонтах 40 –метрах), а на третьем этапе наибольшие скопления гидробионтов располагались в основном в поверхностных водах на всём протяжении центрального осевого разреза.
Суммарные уровни численности и биомассы формировались за счёт представителей мезозоопланктона различных форм и возрастных стадий. В глубоководных районах Балтики нижним слоям водных отдавали предпочтение личинки полихет и старшие копеподитные стадии Р. m. elongatus. Здесь же присутствовали в наибольшем количестве яйца и ортонауплии этого вида. Особи других возрастных стадий Р. m. Elongatus найдены преимущественно в средних и поверхностных слоях эпипелагиали, где имели максимальное развитие и популяции многочисленных видов коловраток и калянид.
На основе вышесказанного можно сделать следующий вывод: таксонометрический состав мезозоопланктона в водах исследованных акваторий был однородным. Структурные особенности состояния сообществ выражались в основном в различном соотношении количества особей доминирующих видов и их возрастных стадий. Важнейшую роль в планктоне глубоководных районов открытой Балтики играла популяция Р. m. Elongatus, а в мелководных районах южной и восточной её частей –популяции коловраток рода Synchaeta, и кладоцеры Evadne nordmanni.
Общая численность гидробионтов в 100-метровом поверхностном слое варьировала в широких пределах. Наибольшие её значения обнаружены в водах моря Аркон. Биомасса мезозоопланктона в южной части моря была выше, чем в северной.
Низкие уровни численности и биомассы мезозоопланктонного сообщества приурочены к районам и глубинам с минимальной температурой воды. Прогревание поверхностных водных масс способствовало интенсивному развитию популяций эпипелагических видов коловраток, кладоцер и копепод.
В последние годы в пелагиали Балтийского моря происходят существенные изменения распределения биотического компонента, выражающиеся в увеличении интенсивности продукционных процессов, уменьшении видового разнообразия и смене доминирующих в планктоне форм гидробионтов. Прогрессирующее антропогенное эвтрофирование привело к образованию сероводородной зоны в нижних слоях воды глубоководных районов Балтийского моря, оказывающей негативное влияние на жизнедеятельность гетеротрофной составляющей планктона. Перестройка структуры и функционирования планктонного сообщества под действием антропогенных факторов приводит к изменению трофических связей в планктоне, смещению биотического баланса, сказывается на эффективности передачи энергии то продуцентов к промысловым видам морских нектонных организмов [1], [4].
В этой главе я приведу примеры наиболее значимых видов, занесённых в Красную Книгу Балтийского моря.
Атлантическая финта (бассейн Балтийского моря)
Распространение: Северо –Восточная Атлантика от Норвегии (Бергун) до побережья Испании. В водах России встречалась в Балтийском море в Финском заливе и у берегов Калининградской области.
Местообитания: проходная рыба. Поднимается в реки на нерест с середины апреля до начала июня. Размножается в низовьях рек, недалеко от устья, в зоне влияния прилива.
Продолжительность жизни 20 лет. Созревает в 2-3 года при длине 27-30 см и массе 150 г. Икра демерсальная, развивается по мере дрейфа в море. Питается гаммарусом, личинками рыб и мелкой рыбой.
Численность: численность не определялась. В Северной Балтике редко встречалась уже в XIX в. Резкое снижение численности финты произошло сравнительно недавно. Предполагают, что основной причиной явилось загрязнение.
Охрана: занесена в Красный список МСОП-96. Необходимо наладить искусственное воспроизводство и мелиорировать реки и нерестилища.
Кумжа, беломорско-балтийский подвид (бассейн Балтийского моря)
Распространение: в пределах России в бассейне Балтийского моря проходная форма встречается в водах Финского залива, прилегающих к Ленинградской области, и в морских водах Калининградской обл.; заходит на нерест в реки побережья этих областей. Озерная форель обитает в бассейне Ладожского, Онежского и некоторых озер Карелии. Ручьевая форель населяет ручьи и небольшие реки на территории Карелии, Ленинградской, Псковской, Новгородской, Вологодской, Тверской и Калининградской областях.
Местообитания: проходная кумжа достигает длины 1 м и массы 13 кг. Созревает на 5-6 году жизни, карликовые пресноводные самцы - в 2-3 года. Ход в реки Балтийского побережья с конца сентября по октябрь. Нерест во второй половине октября - ноябре в реках на галечном грунте, где самки роют гнезда. В пресной воде молодь живет от 1 до 7 лет. В море проводит 2-3 года и не уходит далеко от берегов.
Существуют озимая и яровая формы; озимая входит в реки с неразвитыми половыми продуктами за год до икрометания. Размножается несколько раз в жизни, плодовитость 4.7-23 тыс. икринок. В море питается мелкой рыбой и крупными ракообразными. Озерная форель - обитатель холодных озер. Мельче проходной формы. Живет до 20 лет.
Размножается в реках, иногда в самих озерах в сентябре-октябре, нагуливается в озерах. Плодовитость 4-5 тыс. икринок. Молодь питается личинками насекомых, взрослые - рыбой. Ручьевая форель - обитатель быстротекущих холодных ручьев. Длина тела 25-37 см, масса 0.2-0.8 кг. Продолжительность жизни до 12 лет, созревает в 1-4 года. Нерест осенью или зимой. Икру зарывает в грунт. Плодовитость 0.2-1.5 тысяч икринок. Молодь питается мелкими ракообразными, насекомыми и их личинками, взрослые - рыбой, лягушками, мышами. Скатившись в море или озеро, может превратиться в проходную или озерную форму, может принимать участие в совместном нересте с проходной кумжей или озерной форелью, образуя в ряде случаев единое нерестовое стадо.
Численность: проходная форма ранее была обычна в Балтийском море, в Финском заливе немногочисленна, в р. Нева не отмечена. Озерная форель достигала относительно высокой численности в Ладожском и Онежском озёрах, а также в некоторых озерах Карелии. Ручьевая форель была обычна в бассейнах всех рек, впадающих в Балтийском море. В настоящее время численность всех форм подвида в бассейне Балтийского моря постоянно сокращается, в некоторых водоемах они исчезли. Причины падения численности - строительство гидроэлектростанций, незаконный вылов, дренажные работы, сокращение площадей озер, загрязнение.
Охрана: необходимы мелиорация нерестилищ и реконструкция нарушенных мест обитания, искусственное воспроизводство, криоконсервация геномов. Для повышения эффективности искусственного воспроизводства необходимо выдерживать молодь на заводах до 1 года.
Дальнейшее антропогенное воздействие может привести к полному исчезновению этих видов.
Основная энергия пищевых цепей Балтийского моря вырабатывается в открытом море, где этим занимаются планктоновые водоросли, достигающие максимальных количеств ранней весной [3]. У фитопланктона могут иметься плавательные органы –жгутики. Представители растительного планктона, как правило, одноклеточные, но иногда они могут встречаться в связке друг с другом. Их цветовые пигменты позволяют связывать свет. Коричневые оттенки наиболее являются типичными для осени и ранней весны, зелёные получили наибольшее распространение в середине лета. Диатомовые водоросли и динофиты, наиболее распространённые в начале лета, представляют собой арктические морские виды водорослей. В разгар лета обильно встречаются и виды, наиболее характерные для тёплых морей, а также пресноводные виды [6]. В это время в Балтийском море можно встретить золотистые водоросли Chrysophyceae, зелёные водоросли-хлорофиты, эвгленовые водоросли Euglenophyceae [3]. На данный момент ситуация с классификацией некоторых планктонных организмов в растительном и животном мире затруднена, т.к. у них встречаются черты обоих групп. В связи с этим в одну группу могут входить как представители животных, так и растения [6].
В качестве первичных консументов можно назвать зоопланктон, который питается фитопланктоном. К самому крупному зоопланктону Балтийского моря можно отнести веслоногих и дафний. К самым мелким представителям зоопланктона Балтийского моря относятся коловратки [3]. Данный вид зоопланктона эффективно размножается без самцов основную часть года и производит их только осенью, когда условия становятся нестабильными. Веслоногие и дафнии в свою очередь выступают в роли важнейшей кормовой базы для такого вида рыбы как салака. Зоопланктон всегда пасется рядом с фитопланктоном, поедая его. В открытом море планктон плавает пятнами. В местах насыщенных питательными веществами и кормом с одновременно наиболее оптимальным температурным режимом и солёности воды планктон встречается обильнее всего. Но данные условия подвержены частым изменениям, поэтому пятна планктона перемещаются с места на место [9].
Самым крупным представителем зоопланктона является ушастая медуза (Aurelia aurita). Часть рыб питается планктоном. Их отличительной чертой является то, что нижняя челюсть таких рыб длиннее верхней. Самым распространённым видом рыбы, питающейся планктоном в Балтийском море, является салака, или балтийская сельдь. Хищные рыбы открытого моря, такие как лосось, питаются другими рыбами. Треска, также является хищником и питается сельдевой рыбой и салакой, которые, в свою очередь, питаются зоо- и фитопланктоном. В экосистеме побережья Балтийского моря, островов и водных территорий обитает множество разнообразных птиц. Среди них есть и изначально приспособленные к морской среде виды, и птицы, живущие по берегам внутренних водоемов. Наиболее богатый видовой состав птиц встречается в заросших растительностью морских заливах и на защищённых берегах. Меньше всего видов птиц отмечено на внешних шхерах, и на открытых для прибоя берегах. На внешних островах обитают морские птицы, которые гнездятся в шхерах, но находят пищу в море. Птицы, питаясь рыбой, относятся к консументам более высокого порядка. На островах гнездятся вилохвостые чайки, чегравки, полярные крачки, пестроносые крачки, большая морская чайка, серебристая чайка, клуша и сизая чайка. К утиным видам внешних шхер принадлежат гага обыкновенная, турпан, чернеть морская, крохаль длинноносый. В последнее десятилетие наблюдался рост большого баклана, который теперь гнездится в Финском заливе. Канадская казарка, натурализовавшись, стала гнездиться на берегах Швеции и Финляндии. К консументам ещё более высокого порядка можно отнести хищных птиц, таких как орлан – белохвост [3],[13].
Основными производителями первичного органического вещества в экосистеме Балтийского моря являются продуценты такие как: фитопланктон, озерный камыш и водорослей. Наиболее интенсивно фотосинтез протекает в прибрежных водах Балтийского моря, которые характеризуются небольшими глубинами, в результате чего солнечный свет часто проникает до самого дна.
В Балтийском море крупные донные рыбы, такие как треска, речная глубинно-нерестующая камбала, морская камбала и камбала-лиманда принадлежат к числу основных экономически значимых объектов промысла.
Воспроизводство и уловы донных рыб подвержены значительной временной изменчивости. Для установления причин динамики биопродуктивности рыб выполнен комплексный анализ климатических, океанологических и промыслово-гидробиологических условий и факторов.
Погода и климат Северной Атлантики и прилегающих к ней регионов, в т.ч.
Балтийского моря, во многом зависят от интенсивности атмосферной циркуляции над Северной Атлантикой. В качестве индексов, характеризующих интенсивность атмосферной циркуляции и скорость переноса тепла и влаги от океана в сторону Европы, используются индексы Северо-атлантического колебания (North Atlantic Oscilation –NAO. Возрастание интенсивности NAOоб. сопровождается повышением температуры воздуха в районах Южной и Центральной Балтики. Развитие атмосферной циркуляции приводит к снижению приточной составляющей водообмена между Северным и Балтийским морями, к снижению средней годовой солёности и концентрации кислорода в придонном горизонте Готландской впадины на 1 год, а также средней годовой солёности в Гданьской впадине в слое от 80 до 100 м, что отрицательно воздействует на урожайность поколений трески и камбалообразных рыб.
Интенсивность водообмена между Северным и Балтийским морями и, соответственно, гидрохимический режим на нерестилищах донных рыб вомногом зависят от разности уровней моря между северной частью пр. Каттегат и южными районами островов Зеландия и Фальстер (Дания). Возрастание разности уровней моря между указанными районами сопровождается также увеличением солёности и концентрации кислорода в придонных горизонтах Датских проливов и в Готландской впадине. В целом, уровенный режим может является индикатором водообмена. При экстремально высоком подъёме уровня моря в проливе Каттегат не создаются благоприятные предпосылки для интенсивного и длительного проникновения североморских вод в Балтику. При значительном возрастании интенсивности атмосферной циркуляции над Северной Атлантикой наблюдается увеличение осадков и объёма стока многочисленных рек Швеции и Финляндии в море.
В силу циклонического характера циркуляции поверхностных водных масс происходит подъём уровня моря в южной части Датских проливов, что приводит к замедлению процесса поступления североморских вод.
Значительное возрастание приточной составляющей водообмена, солёности и содержания растворённого кислорода в придонных горизонтах Балтийского моря, а, следовательно, улучшение условий воспроизводства донных рыб и формирование их высокоурожайных поколений можно ожидать при значениях NAO об. и уровне моря в северной части пролива Каттегат, близких к среднемноголетней норме.[8]
Балтийское море представляет собой глубоко вдающуюся в материк акваторию, относящуюся к бассейну Атлантического океана и связанную с Мировым океаном только узкими проливами. Такие моря, которые называются внутренними, или средиземными, встречаются в различных климатических зонах земного шара. Водообмен с Мировым океаном, осуществляемый лишь через узкие и мелкие проливы Скагеррак и Каттегат (ведущие в Северное море), замедлен: полное обновление воды может произойти в среднем за 30—лет. Эта полузамкнутость Балтийского моря обусловливает его чрезвычайную чувствительность к антропогенному воздействию. Балтийское море служит приемным бассейном более чем двухсот рек [2]. Более половины общей площади бассейна Балтийского моря дренируют крупнейшие реки —Нева, Висла, Западная Двина (Даугава), Неман (Нямунас), и именно в них попадает большая часть загрязняющих веществ, образующихся в результате антропогенной деятельности на территории Балтийского моря. Поступление загрязнителей превысило природную способность акватории к самоочищению. В прошедшем столетии в результате техногенной деятельности человека объемы фосфора в бассейне Балтийского моря возросли в восемь раз, а азота в четыре раза. Данное воздействие на экосистему Балтийского моря со стороны человека привело к тому, что очень сильно увеличилась биомасса водорослей, которые опускаясь на дно моря в больших количествах и, разлагаясь там, приводят к сокращению кислорода, а затем в результате деятельности анаэробных бактерии начинает выделяться сероводород, который убивает все живое на дне. Влияние эвтрофикации на видовой состав рыбы следующий: в акватории Балтийского моря наблюдается размножение, прежде всего, плотвы и тех видов рыбы, которые питаются первичными продуцентами. В середине 80-х годов половина рыбной биомассы приходилась только на плотву [2]
Экологическая проблема номер один сегодняшней Балтики —избыточное поступление в акваторию азота и фосфора в результате смыва с удобряемых полей, с коммунальными стоками городов и отходами некоторых предприятий. Поскольку водообмен Балтики не очень активен, то концентрация азота, фосфора и других отходов в воде становится очень сильной. Некоторая часть фосфора поступает в море через атмосферу или из таких точечных источников загрязнения как гигиенически- канализационные отходы населенных пунктов и промышленных предприятий. В результате с/х деятельности человека по берегам Балтийского моря в море попадает ежегодно 200 000 тонн азота и 5 000 тонн фосфора, что составляет по азоту 30-40%, а по фосфору 10% от совокупного объема нагрузок на весь бассейн Балтийского моря. В результате увеличения явления эвтрофикации начинается деградация пищевой сети в экосистеме Балтийского моря, пищевая цепь становится совсем однобокой за счет резкого увеличения одних видов и резкого сокращения других [13].
Цветение ядовитой сине-зеленой водоросли, появляющееся в открытом море в конце летнего сезона, вызывается цианобактериями, которые связывают молекулярный азот, растворившийся в воде из атмосферы. Около половины азота, поступающего в море, происходит из атмосферы, где он, в свою очередь, образуется вследствие сжигания ископаемого топлива, а также от аммиака, испаряемого сельскохозяйственными предприятиями. Интенсивный транспорт и скотоводство, интенсивно развитые в Центральной Европе, приводят к тому, что наибольшее количество азотных осадков выпадает над акваторией Балтийского моря [10]
Кроме того сине-зеленые водоросли во время своего цветения выделяют различные токсины, которые очень ядовиты для человека. Запрет на купание стал печальной реальностью на многих пляжах Швеции, Дании, Финляндии, а в прошедшем году также и в Эстонии. В середине июля из-за водорослей для купания в нашей стране были закрыты морские побережья в Пирита и на Штромке в Таллине, а также в Тойла и Нарва-Йыэсуу на северо-востоке страны. Среди симптомов отравления человека сине-зелеными водорослями медики называют покраснение кожи и глаз, ухудшение самочувствия, расстройство желудка, жар, насморк, кашель, ломоту в мышцах, пересыхание губ и нарушение координации [11].
Из-за биогенных элементов в море органические вещества не полностью перерабатываются, а из-за недостатка кислорода они начинают разлагаться, выделяя губительный для морских обитателей сероводород. На дне Готландской, Гданьской, Борнхольмской впадин уже существуют мертвые сероводородные зоны.
Вторая по значимости проблема Балтийского моря —накопление тяжелых металлов: ртути, свинца, меди, цинка, кадмия, кобальта, никеля. Около половины общей массы этих металлов попадает в море с атмосферными осадками, остальная часть —при прямом сбросе в акваторию или с речным стоком бытовых и промышленных отходов. Количество меди, поступающей в акваторию, составляет ежегодно около 4 тыс. т, свинца —тыс. т, кадмия —около 50 т, а ртути —«всего» 33 т. На 21 тыс. км3 водного объема акватории, казалось бы, немного. Однако эти металлы даже в ничтожных концентрациях крайне опасны для человека и морских организмов [13].
Третья из наиболее острых проблем Балтики —загрязнение нефтью, давним врагом моря. С различными стоками в акваторию ежегодно попадает до 600 тыс. т нефти. Нефть покрывает поверхность водного зеркала пленкой, не пропускающей кислород вглубь.
Так же на поверхности воды накапливаются токсичные вещества, вредные для живых организмов. Аварийные разливы нефти в большинстве случаев происходят в прибрежных и шельфовых зонах, наиболее продуктивных и в то же время уязвимых районах моря [13].
Общественность все больше беспокоит загрязнение вод Балтики, главной причиной которого, как указывается, являются нефтеразливы в акватории Невы и Финского залива [10].
Двадцатый век принес нашим тюленям много проблем, так как именно они оказались в числе наиболее уязвимых звеньев экосистем Балтийского моря и Ладоги. Загрязнение воды промышленными отходами привело к ослаблению иммунитета этих животных, они стали много болеть. Снегоходы и суда на воздушной подушке, интенсивное судоходство, развитие водного туризма сильно беспокоят тюленей в местах их размножения и летнего отдыха. Большую опасность представляют для них рыболовецкие сети. Особенно тревожная ситуация сложилась на Ладоге, где, по данным петербургского ученого М. В. Веревкина, за год в сетях гибнут около 10 –% всей популяции ладожской нерпы. В результате сегодня все виды ластоногих Балтийского региона занесены в Красную книгу России и нуждаются в строгой охране [10].
Особенно обострилась ситуация в последние годы, когда потепление климата привело к резкому сокращению площади льда и к его раннему таянию. Это резко снижает успех размножения кольчатой нерпы, который зависит исключительно от снежных логов на ледовых полях, где матери кормят детенышей. В уязвимом положении оказался и балтийский подвид серого тюленя, щенки которого также начальный период своей жизни проводят на льду. В результате в последние годы все чаще на побережье находят тюленят, потерявших матерей и обреченных на гибель. В 2008 году в Ленинградском зоопарке впервые были выкормлены людьми и возвращены в природу семь детенышей серого тюленя, две балтийские и две ладожские кольчатые нерпы [13].
К основным экологическим проблема Балтийского моря относят: 1- избыточное поступление в акваторию азота и фосфора в результате смыва с удобряемых полей, с коммунальными стоками городов и отходами некоторых предприятий, 2 - накопление тяжелых металлов: ртути, свинца, меди, цинка, кадмия, кобальта, никеля, 3 - загрязнение нефтью.
Прошлое поколение оставило современному населению планеты опасное наследство Второй мировой войны —химическое оружие Вермахта, затопленное оккупационными войсками в Балтийском море, а также в проливах Скагеррак и Каттегат, которое представляет огромную экологическую угрозу для народов Западной, Северной и Восточной Европы. Вся информация о затоплении этого химического оружия в Москве, Лондоне и Вашингтона до последнего времени тщательно скрывалась. После капитуляции фашистской Германии на Потсдамской конференции было принято решение об уничтожении всех запасов химического оружия. На вооружении химических войск вермахта имелись авиабомбы, снаряды и мины различных калибров, а также химические фугасы, ручные гранаты и шашки ядовитого дыма. Кроме этого немецкая армия была хорошо оснащена специальными машинами для быстрого заражения местности стойкими отравляющими веществами. В военных арсеналах Германия были накоплены крупные запасы химических боеприпасов, снаряженных ипритом, люизитом, адамитом, фосгеном и дифосгеном. Кроме этого немецкая химическая промышленность в годы войны освоила в значительных количествах производство табуна (этиловый эфир диметиламида цианфосфорной кислоты, отравляющее средство нервно-паралитического действия) и зарина (изопропиловый эфир фторангидрида метилфосфорной кислоты, отравляющее вещество нервно-паралитического действия) [11].
К концу войны также было налажено производство зомана (пинаколиновый эфир фторангидрида метилфосфорной кислоты, нервнопаралитическое отравляющее средство). По имеющимся данным, обнаруженное в Западной Германии химическое оружие, американскими и английскими оккупационными войсками было затоплено в четырех районах прибрежных акваторий Западной Европы. На норвежском глубоководье близ Арендаля; в Скагерраке близ шведского порта Люсечиль; между датским островом Фюн и материком; близ Скагена, крайней северной точки Дании. Всего в шести районах акваторий Европы на морском дне лежит 302875 тонн отравляющих веществ или примерно 1/5 от общего запаса отравляющих веществ. Кроме этого не менее 120 тысяч тонн химического оружия затоплены в не установленных местах Атлантического океана и в западной части пролива Ла-Манш, а как минимум 25 тысяч тонн вывезены в СССР. Иностранные источники утверждают, что многие химические вещества были затоплены немцами во время войны и в самом Балтийском море. А советские военные архивы содержат подробную информацию о том, что было обнаружено в химических арсеналах Восточной Германии и затоплено в Балтийском море 71469 250 кг авиабомб, снаряженных ипритом- 14258 250 кг и 500 кг авиабомб, снаряженных хлорацетофеном, дифинилхлорарсином и арсиновым маслом и 50-кг авиабомб, снаряженных адамитом- 408565 артиллерийских снарядов калибра 75 мм, 105 мм и 150 мм, снаряженных ипритом- 34592 химических фугасов по 20 кг и 50 кг, снаряженных ипритом - 10420 дымовых химических мин калибра 100 мм - 1004 технологических емкостей, содержащих 1506 тонны иприта.- 8429 бочек, в которых находилось 1030 тонн адамсита и дифинилхлорарсина,- 169 тонн технологических емкостей с отравляющими веществами, в которых находилась цианистая соль, хлорарсин, цианарсин и аксельарсин, 7860 банок циклона, который гитлеровцы широко применяли в 300 лагерях смерти для массового уничтожения пленных в газовых камерах [13].
Балтийское море содержит огромное количество затопленного химического оружия, которое представляет большую угрозу организмам, которые в нём обитают и народам Западной, Северной и Восточной Европы.
Как уже было упомянуто выше, большое количество ядовитых химикатов было захоронено в акватории Балтийского моря и прилегающих водах. Одним из сильно опасных химических веществ является иприт или горчичный газ. Иприт —это вещество желто-коричневого цвета со специфическим запахом чеснока, хрена и горчичных растений. При нормальных температурах довольно тягучее вещество, которое плохо разлагается в воде и прекрасно —в жире, любой жирной среде, на коже. Впервые был использован германской армией в сентябре 1917 года, процесс массового производства был создан для войны в немецкой компании Bayer AG Ломмелем и Штейнкопфом. Горчичный газ был в виде аэрозоля, смешанный с другими химикатами, которые и придали ему желтовато-коричневый цвет и специфический запах. Структурная формула иприта выражается так: β,β’- дихлордиэтилсульфид. Противогазы были не эффективны против иприта, так он имеет свойство проникновения ядохимикатов, использованных во время войны. Его свойства настолько едки, что при добавлении его в маленьком количестве в землю его действие продолжалось в течение нескольких недель. Иприт вызывает внутренние и внешние кровотечения, сильно поражает бронхи, легкие и слизистую оболочку глаза. Его действие очень болезненно: человек может потерять зрение. Отравленные ипритом остаются прикованными к кровати, им тяжело вдыхать и выдыхать воздух, так как горчичный газ парализует дыхательную систему человека. Обычно человек умирает в течение 4-5 недель после отравления горчичным газом [1], [11].
Существуют различные виды иприта:: H, HD, HT, HL, HQ они различаются в зависимости от концентрации кислорода и степени очищенности. Он может быть синтезирован благодаря реакции сульфура дихлорида c двумя молями этилена. «Химически это тиоэфир алифатического ряда.» Его структура может быть описана как 1,1 -тио- би —(2 хлорэтан) или 2,2’—дихлородиэтил сульфид или би —(2 хлороэтил)- сульфид. Точка таяния иприта 140 °C и разлагается при кипении 2180 °C. Горчичный газ имеет свойство надолго оставаться в окружающей среде и провоцировать различные заболевания. Если иприт поражал одежду или снаряжение одного солдата, то и другие, вступившие в контакт с ним, дотронувшиеся до него так же становились отравленными.
К концу войны иприт был использован в сильной концентрации как оружие для «очищения» территорий, которое заставляло солдат сдавать свои позиции из-за сильного поражающего действия на здоровье человека. Больше всего горчичный газ был использован Германией во время холодной войны. Он был затоплен в Балтийском море. С 1966 года по 2002 год рыбаки нашли около семисот химических оружий недалеко от Борнхолма, большинство из которых были бомбы с ипритом. Когда горчичный газ попадал в воду, он формировался в гель, похожий на смолу и оставался активен в течение пяти лет. Было легко перепутать кусочек полимеризованного иприта и янтаря, который мог привести к распространенным проблемам здоровья. Ракушки, содержащие иприт и другие токсичные вещества, оставшиеся после первой мировой войны (так же как и другие взрывчатые вещества, уже ранее известные) до сих пор могут быть найдены на территориях Франции и Бельгии. Раньше их уничтожали, взрывая в акватории близлежащих морей, но из-за нарушения экологии окружающей среды и воды это было запрещено и французское правительство вынуждено строить автоматизированные фабрики для уничтожения и переработки залежи этих ракушек [11].
В 1972 году Конгресс Соединенных Штатов Америки запретил практику выброса химического оружия в акваторию океана. Шестьдесят четыре миллиона фунтов горчичного газа было выброшено в воды океана армией США. В 1998 Вильям Бранковица написал доклад о том, что армия США изобрела не менее 26 химических оружий, которые после были выброшены в океан.
Экологическая ситуация Балтийского моря действительно находится в опасности и человечество должно развивать способы и методы противостояния веществам, которые губят не только Балтийскую экосистему, но и мировую экологию. Экология Балтики—лишь одно звено мировой экологической цепочки, так как все в мире взаимосвязано [11]
Всем этим проблемам была посвящена международная конференция, которую в конце сентября провели Ленинградский зоопарк и Балтийский фонд природы. Участниками конференции стали ученые, специалисты реабилитационных центров животных Северной Европы, представители «Росприроднадзора», фонда «Леноблприрода», петербургского океанариума «Планета Нептун». А основной целью был обмен опытом по спасению осиротевших детенышей и выработка программы действий по организации в Петербурге реабилитационного центра для тюленей. Аналогичные центры по спасению детенышей ластоногих, как отмечалось, уже давно существуют во многих странах Европы, в США и Канаде [11].
Участники конференции познакомились с современным состоянием природных популяций тюленей на северо-западе России, в Голландии, Финляндии, Литве и Эстонии. Выяснилось, например, что в некоторых областях Балтийского моря тюлени практически исчезли. А биологи из Латвии и Польши рассказали, что не только спасают детенышей, попадающих в их реабилитационные центры из природы, но и готовят к вольной жизни и выпускают на свободу серых тюленей, родившихся в зоопарках. Отмечалось, что интересный опыт по выращиванию и возвращению в природу осиротевших тюленят накоплен в Tara Seal Research Center в Великобритании.
С особым интересом коллеги встретили Лени Харт, которая в 1972 году организовала центр по спасению ластоногих в Голландии. Первый спасенный ею тюлень нашел приют во дворе дома Лени, но очень скоро эта жизнерадостная и энергичная дама сумела привлечь к проблеме реабилитации попавших в беду животных внимание тысяч людей. За три года с помощью волонтеров при финансовой поддержке голландских фирм и благодаря добровольным пожертвованиям граждан ей удалось создать прекрасно оборудованный реабилитационный центр.
В нем есть карантинные боксы, в которых подобранные детеныши живут первые недели. Там осиротевшие малыши, которые часто сильно ослаблены и страдают различными заболеваниями, проходят полное обследование и получают необходимую помощь. Только когда сотрудники центра убеждаются, что подопечные выздоровели, их переводят в помещения с большими бассейнами, где детеныши имеют возможность плавать, учиться ловить рыбу, отдыхать на берегу, общаться со своими сверстниками. После периода реабилитации всех попавших в центр животных выпускают на волю.
Центр каждый день открыт для посетителей, поскольку Лени и ее сотрудники считают, что знакомство с тюленями и проблемами, с которыми они сталкиваются в природе, –это возможность привлечь внимание людей к состоянию окружающей среды. Интересные занятия для детей начиная с трех лет, школа рыболовов, лекции и экскурсии для взрослых –просветительная деятельность центра очень разнообразна. Но, пожалуй, основное внимание здесь уделяют подготовке волонтеров.
В Голландии большинство жителей прибрежных деревень и городков знают, как нужно действовать, обнаружив на берегу детеныша или ослабевшего взрослого тюленя. В результате проходит всего несколько часов, и найденное животное оказывается в реабилитационном центре.
Центр Лени Харт помогает многим странам организовывать работу по реабилитации тюленей. Прошлым летом и сама Лени, и волонтеры ее центра неоднократно приезжали в Петербург и учили сотрудников нашего зоопарка тонкостям ухода за тюленятами. Первый опыт оказался удачным, хотя, конечно, пришлось столкнуться с множеством проблем, в том числе с оборудованием специальных помещений для содержания животных, поступивших из природы.
Дело в том, что небольшие размеры зоопарка не позволяют организовать карантинную зону на его территории. В связи с этим зоопарк обратился к губернатору Ленинградской области В. П. Сердюкову с просьбой оказать содействие по подбору земельного участка для создания карантинного центра для диких животных. Письмо было передано для рассмотрения в комитет по природным ресурсам и охране окружающей среды. В случае положительного решения вопроса в таком центре можно было бы создать условия для реабилитации не только детенышей тюленей, но и других диких животных, попавших в беду.
Как показала конференция, все участвовавшие в ней организации осознают необходимость создания у нас в Петербурге или в Ленинградской области реабилитационного центра и готовы к сотрудничеству. Создана рабочая группа, которая будет координировать работы по организации такого центра.
В России разработана и утверждена государственная программа, предусматривающая реконструкцию, модернизацию старых и строительство новых портовых сооружений в восточной части Финского залива [13].
В рамках этой программы предусмотрено сооружение газоперерабатывающего завода и портовых сооружений в районе бухты Ермиловская, пролива Бьерке-зунд и комплексного регионального заказника «Березовые острова» (северо-восточная часть глубоководного района восточной части Финского залива). Важнейшее значение при этом должно уделяться обеспечению экологической безопасности района и оценке возможных воздействий на окружающую среду.
Рассмотренные методы должны быть эффективны для качественного и быстрого устранения экологических проблем.
Балтийское море –внутреннее море, отделенное от Атлантического океана Скандинавским полуостровом, но соединенное с ним узкими и неглубокими проливами, через которые происходит полное обновление вод Балтики в течение 30 лет.
Летом Балтийское море прогревается, и весьма сильно. Чем дальше на юг, тем теплее поверхностный слой воды. Прибрежные воды (эстуарии) Балтийского моря прогреваются сильнее, чем другие (литоральные) его части. Также наблюдается четкая зависимость температуры воды от глубины.
В Балтийском море вода образует разные по солености слои. Пресная вода попадает в Балтийское море из 250 рек, а соленая вода попадает только из узких Датских проливов.
Видовой состав Балтийского моря по сравнению с Мировым океаном и внутренними озерами гораздо скуднее и менее разнообразен. В основном это зависит от пресности и солености моря, так как не все виды могут приспособиться к столь сложному сочетанию воды. За прошедшее столетие в Балтийское море прибыли новые виды, ранее здесь не встречавшиеся. Появлению новых видов во многом содействовала деятельность человека.
Постепенно в водах Балтийского моря происходит повышение значения общей численности бактерий и численности сапрофитных и углеводородокисляющих микроорганизмов. Летом складываются благоприятные условия для развития бактериальной флоры, так как происходит повышение температуры воды, насыщение воды органическим веществом после отмирания весенних форм планктонных организмов.
При летних температурах в Балтийском море инфузории играют доминирующую роль в трансформации органического вещества. Кроме того, в шельфовой зоне Балтийского моря до 20 % бактериальной биомассы трансформируется в биомассу инфузорий.
В последние годы в пелагиали Балтийского моря происходят существенные изменения распределения биотического компонента, выражающиеся в увеличении интенсивности продукционных процессов, уменьшении видового разнообразия и смене доминирующих в планктоне форм гидробионтов. Перестройка структуры и функционирования планктонного сообщества под действием антропогенных факторов приводит к изменению трофических связей в планктоне, смещению биотического баланса, сказывается на эффективности передачи энергии от продуцентов к промысловым видам морских нектонных организмов.
Основными производителями первичного органического вещества в экосистеме Балтийского моря являются продуценты такие как: фитопланктон, озерный камыш и водорослей. Наиболее интенсивно фотосинтез протекает в прибрежных водах Балтийского моря, которые характеризуются небольшими глубинами, в результате чего солнечный свет часто проникает до самого дна.
К основным экологическим проблема Балтийского моря относят: 1- избыточное поступление в акваторию азота и фосфора в результате смыва с удобряемых полей, с коммунальными стоками городов и отходами некоторых предприятий, 2 - накопление тяжелых металлов: ртути, свинца, меди, цинка, кадмия, кобальта, никеля, 3 - загрязнение нефтью.
Чрезвычайную важность имеют экологическое образование и повышение информированности населения по экологическим проблемам. В соответствии с принципом 10 Декларации, принятой в Рио, и с принципами Орхуской конвенции граждане должны иметь право доступа к экологической информации, участия в принятии решений и обращения к правосудию в связи с экологическими проблемами.
Главные экологические проблемы Балтийского моря и Финского залива обычно связаны со многими сторонами жизни общества, такими как производство и потребление энергии, промышленность, лесное хозяйство, сельское хозяйство, рыболовство, туризм, транспорт, обработка сточные воды, региональное и городское планирование и охрана природы, поэтому вопросы охраны окружающей среды, экономики, социального развития, здравоохранения должны решаться одновременно и с участием общественности.
Природоохранные меры не будут эффективными, если их принимать отдельно. Экологические аспекты, например, касающиеся почвы, воды и воздуха должны быть неотъемлемой частью процесса принятия решений во всех сферах общества.
1.Антонов А.Е. Крупномасштабная изменчивость гидрометеорологического режима Балтийского моря и её влияние на промысел: Монография.- Л. Гидрометиздат,1987.-247с.
. Антонов А.Е. Настоящее и будущее Балтики. Долгосрочный метеорологический прогноз.-СПб.:Гидрометиздат,1994.-95 с.
3.«Балтийское море –природа и человек» Ээва Фурман, Харри Дальстрем, Ристо Хамари, изд. «OTAVA» Хельсинки 1998.- с.159.
4. Исследование экосистемы Балтийского моря: материалы 1 советско-финской комплексной экспедиции на НИСП «Виктор Бугачёв».-вып.3/под ред. Цыбань.-Л.:Гидрометеоиздат,1990.-175с.
5. Небел Б. Наука об окружающей среде: Как устроен мир: В 2 т. - М.:Мир,
1993.
6. Одум Ю. Экология: В 2 т. - М.: Мир, 1986.
7. Реймерс Н.Ф. Охрана природы и окружающей человека Среды: Словарь-
справочник. - М.:Просвещение, 1992. - 320 с.
8. Смирнов Н. П., Дроздов В. В. Влияние океанологических факторов на воспроизводство и уловы донных рыб Балтийского моря
9. Стадницкий Г. В., Родионов А. И. Экология. М.: Высш. шк., 1988. - 272 с.
. http://www.helcom.ru
11. http://www.strana.kaliningrad.ru
12. http://www.novayagazeta.spb.ru
Размещено на Allbest.ru
2 Ранее выделены следующие границы гидрологических сезонов в Южной Балтике: зима – январь-март, весна – апрель-июнь, лето – июль-сентябрь и осень – октябрь-декабрь.
3 Параметры гармоники: квота (вклад в общую дисперсию сезонного хода) q, амплитуда A, фаза Θ, дата наступления максимума Тmax, начиная с 1 января, и отношения амплитуд годовой волны к полугодовой AI/AII.