БИОЛОГИЯМОРЯ, 2013, том 39, № 2, с. 98-105
УДК 581.526.325:(262.5) ПЛАНКТОНОЛОГИЯ
СЕЗОННАЯ ДИНАМИКА ПОТЕНЦИАЛЬНО ТОКСИЧНЫХ И ВРЕДОНОСНЫХ ВИДОВ ПЛАНКТОННЫХ ВОДОРОСЛЕЙ В НОВОРОССИЙСКОЙ БУХТЕ (ЧЕРНОЕ МОРЕ)
© 2013 г. О. Н. Ясакова
Институт аридных зон ЮНЦРАН,Ростов-на-Дону 344006 e-mail:yasak71@mail.ru
Статья принята к печати 20.09.2012 г.
Изучена сезонная динамика таксономического состава и обилия потенциально токсичных и вредоносных видов фитопланктона в Новороссийской бухте в 2005-2007 гг. Сеть станций мониторинга охватывала районы с разными гидрологическими и гидрохимическими характеристиками, а также места сброса балластных вод судов, наиболее подверженные биологическим инвазиям. Обнаружено 19 видов потенциально токсичных и вредоносных водорослей, их численность достигала 3 млн. кл/л. В основном это были диатомовые (род Pseudo-nitzschia) и дино-фитовые (роды Prorocentrum, Dinophysis, Scrippsiella, Ceratium) водоросли, обильное развитие которых (262 и 8.8 тыс. кл/л соответственно) ежегодно отмечали в апреле-августе. С сентября по март численность представителей этих отделов в среднем не превышала 6 и 2.7 тыс. кл/л соответственно. Вспышку численности примнезиевой водоросли Phaeocystispouchetii (38 тыс. кл/л) на акватории порта наблюдали с апреля по август в 2006 г.
Ключевые слова: "красный прилив", сезонная динамика, токсичные виды, фитопланктон, Черное море.
Seasonal dynamics of potentially toxic and harmful phytoplankton species in Novorossiysk Bay (Black Sea). O.
N. Yasakova (Institute of Arid Zones, Southern Scientific Center, Russian Academy ofSciences, Rostov-on-Don 344006)
The seasonal dynamics of the taxonomic composition and abundance of potentially toxic and harmful phytoplankton species in Novorossiysk Bay were studied during the period of 2005-2007. The network of monitoring stations covered areas with various hydrological and hydrochemical characteristics, as well as ships' ballast water discharge sites, where biological invasions are most likely to occur. In all, 19 potentially toxic and harmful phytoplankton species with abundances reaching 3 million cells/liter were found. Diatoms (Pseudo-nitzschia) and dinoflagellates (Prorocentrum, Dinophysis, Scrippsiella, and Ceratium) were predominant. High abundance of diatoms (262 thousand cells/liter) and dinoflagellates (8.8 thousand cells/lilter) was observed every year in April-August. From September to March, representatives of these divisions were found in lower numbers, on an average 6 and 2.7 thousand cells/liter, respectively. High abundance of the prymnesiophyte Phaeocystis pouchetii (38 thousand cells/liter) was observed in the port area in April-August 2006. (Biologiya Morya, 2013, vol. 39, no. 2, pp. 98-105).
Keywords: red tides, seasonal dynamics, toxic species, phytoplankton, Black Sea.
Случаи "цветения" воды, связанного с интенсивным развитием токсичных видов планктонных водорослей в Черном море, значительно участились и находятся в непосредственной зависимости от поступления в прибрежную экосистему моря авто- и аллохтонной органики (Нестерова, 1979; Зернова, 1983; МопсЬеуа а1 а1., 2001; УегеЫшп, Катпеу, 2001; Вершинин, Моручков, 2003; Тегепко, Тегепко, 2005). В северо-восточной части Черного моря в последние годы наблюдаются "красные приливы", вызванные вегетацией токсичных видов динофитовых водорослей (Вершинин и др., 2005; Ясакова, Бердников, 2008). Кроме того, балластные воды коммерческого судоходства способствовали расширению биологического разнообразия фитопланктона Черного моря (Георгиева, 1993; Александров и др., 2001; Сеничева, 2002; Александров, 2004; Теренько, 2005). Многие виды фитопланктона, ранее отмечавшиеся только в северо-западном и прибосфорском районах, в последнее десятилетие появились в северном и северо-восточном районах Черного моря (Вершинин,
Моручков, 2003; Вершинин и др., 2005; Vershinin, Morton, 2005; Vershmm et al., 2006; Yasakova, 2011). Среди них обнаружено несколько новых потенциально токсичных и вредоносных видов водорослей: динофито-вые - Cochlodinium polykrikoides, Alexandrium minutum, Alexandrium ostenfeldii и Protoperidinium ponticum, диатомовые - Pseudo-nitzschiapungens, Chaetoceros tortissimus и Asterionellopsis glacialis, а также один вид примнезие-вых - Phaeocystispouchetii. Их массовое развитие может иметь непредсказуемые последствия для окружающей среды и здоровья человека. Новороссийский порт - крупнейший порт северо-восточной части Черного моря -в наибольшей степени подвержен риску биологических инвазий, так как объем балластных вод морских судов, попадающих в его акваторию, составляет 37 млн. т/год. Кроме того, воды Новороссийской бухты испытывают значительное загрязнение от городских стоков и стоков портовой индустрии, поэтому для прогнозирования негативных ситуаций, связанных с развитием токсичных видов водорослей, нуждаются в постоянном контроле.
Цель настоящей работы - мониторинг развития потенциально токсичных и вредоносных видов планктонных водорослей, в том числе завезенных с морским водяным балластом, на акватории Новороссийской бухты.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА
Новороссийская бухта - одна из крупнейших бухт северо-восточного побережья Черного моря - представляет собой удлиненный залив, юго-восточная часть которого непосредственно примыкает к открытому морю. Характерная черта этого водоема - его сравнительно небольшая глубина, определяющая специфические особенности в годичном цикле развития планктона. Протяженность Новороссийской бухты составляет 28 км, общая площадь - 53.86 км2 (Водяницкий, 1936). Процессы перемешивания вод в бухте и обмена их с открытым морем протекают весьма интенсивно, за исключением непродолжительных штилевых периодов. Течения в бухте зависят от ветра, который определяет направление и скорость поверхностного течения. При сгонных ветрах нарушается циклоническая система течений и устанавливается обратное течение, при котором у берегов на поверхность выходят глубинные воды. Господствующие северо-восточные ветры (более 26% повторяемости) (Лысина, 1970) отличаются наибольшей устойчивостью и силой в зимний сезон; в среднем наблюдается 47 дней в году, когда скорость ветра превышает 20 м/с. Летом возрастает повторяемость штилевой погоды. Юго-восточные и южные ветры за год в сумме повторяются в 27% случаев, летом - примерно в 35%. При этом скорость ветра и, соответственно, течений невелика. Средние значения температуры воды на поверхности моря в течение года изменяются от 9°С в феврале-марте до 26-28°С в августе, т.е. годовой размах колебаний температуры воды на поверхности моря составляет 15-17°С. Соленость морской воды в Новороссийской бухте варьирует от 17.6 до 18.2%о. Значительное опреснение воды (12.9%о) наблюдается в порту, в устье р. Цемес.
Материалом для исследования послужили 209 проб фитопланктона, которые отбирали с марта по сентябрь в 2005 г. (5 отборов), с февраля по ноябрь в 2006 г. (8) и с февраля по декабрь в 2007 г. (ежемесячно 14 отборов) на 7-8 станциях в Новороссийской бухте. Места отбора проб (рис. 1) выбраны с учетом разных уровней техногенной нагрузки.
Порт (I) (37°47'5 Е, 44°43'5 Ы) расположен в кутовой части бухты (площадь около 3 км2), характеризуется небольшой
глубиной (7-10 м) и слабым водообменом с другими частями бухты, испытывает максимальную антропогенную нагрузку. Здесь находится крупнейший сухогрузный и нефтеналивной порт с объемом грузооборота до 100 млн. тонн и базируется военно-морской флот. Кроме того, сюда попадают стоки предприятий тяжелого машиностроения и впадает р. Цемес, несущая массу различных загрязнителей с сельхозугодий и промышленных предприятий. По сравнению с природным фоном и ЦЦК, воды порта характеризуются повышенными концентрациями мочевины и аммонийного азота - 0.043-0.049 мг/л. На этой акватории отмечены самые высокие концентрации биогенных веществ: нитритов - до 4.07 мкг-ат/л, нитратов -до 2.92-8.4 мкг-ат/л, фосфатов - до 10.4-13.0 мкг-ат/л и кремния - до 83-134 мкг-ат/л.
Средняя часть бухты (II) (37°49' Е, 44°42' N) - промежуточная зона между портом и открытым морем, характеризуется более интенсивным водообменом и большими глубинами (17.6-23 м), также подвержена значительному техногенному загрязнению. На восточном побережье бухты расположены судоремонтный, цементный заводы и нефтегавань "Шесхарис", на западном побережье выходят стоки ливневой и хозяйственно-бытовой канализации. В порту и в средней части бухты осуществляется основной сброс водяного балласта. Поллютанты в средней части бухты существенно разбавляются водами открытого моря, соответственно, концентрации нитритов снижаются до 0.05-1.55 мкг-ат/л, нитратов - до 0.6-3.0 мкг-ат/л, фосфатов - до 0.52-3.6 мкг-ат/л и кремния - до 4.8 мкг-ат/л.
Открытая часть бухты (III) (37°50' Е, 44°4Г N) - данный район расположен у выхода из Новороссийской бухты, характеризуется большими глубинами (30-40 м), имеет свободный водообмен с морем и является достаточно чистым по гидрохимическим показателям (в среднем все показатели в пределах ПДК).
Пробы фитопланктона отбирали в дневное время суток с борта судна батометром Молчанова с поверхности моря. Пробы сгущали методом обратной мягкой фильтрации (Сорокин, 1979). Исходный объем морской воды (1.5 л) концентрировали с помощью ядерных фильтров (диаметр пор 1 мкм) до 20-50 мл, затем фиксировали формалином до конечной концентрации 1-2%. Часть материала просматривали в нефиксированной пробе до фильтрации (в случае высокой плотности планктонных водорослей) или после фильтрации. Преимущество метода обратной мягкой фильтрации в том, что
Рис. 1. Карта-схема отбора проб фитопланктона в Новороссийской бухте. I - порт, II - средняя и III - открытая части бухты.
в нефиксированном материале хорошо сохраняются мелкие жгутиковые, голые и тонкостенные виды динофитовых водорослей (Суханова, Ратькова, 1977). Идентифицировали виды, а также определяли численность и объем клеток фитопланктона с помощью микроскопа МИКМЕД-2 с увеличением объективов у-20 и х40 в камерах типа Нажотта объемом 0.05 и 0.1 мл. Биомассу водорослей оценивали об
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.