ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК, 2010, том 430, № 4, с. 544-547
= ОКЕАНОЛОГИЯ =
УДК 556+551.5]:574.55(262.54)
СВЯЗЬ ИЗМЕНЕНИЙ ЗООБЕНТОСА АЗОВСКОГО МОРЯ С КОЛЕБАНИЯМИ АТМОСФЕРНОЙ ЦИРКУЛЯЦИИ © 2010 г. Академик Г. Г. Матишов, Ю. М. Гаргопа, С. В. Сарвилина
Поступило 28.11.2008 г
Несмотря на антропогенные воздействия, климатообразующие процессы остаются ключевым фактором формирования не только режима Азовского моря (а также Черного и Каспийского) [2, 4, 5], но и его донных сообществ.
Впервые на примере Азовского моря выполнена оценка связи изменений зообентоса с квазициклическими колебаниями атмосферной циркуляции (АЦ), что создает предпосылки для прогноза его развития. При этом использовалась типизация синоптических процессов Г.Я. Ван-генгейма [1]. Проанализирована информация Госкомгидромета, АзНИИРХ, АФ ММБИ КНЦ РАН и ЮНЦ РАН [2—6] о среде и биоте после зарегулирования стока р. Дон (1952 г.) по двум периодам: 1952—1986, 1987—2005 гг. Они различаются по данным непрерывных, достаточно продолжительных и качественно однородных наблюдений, степени и характера влияния климатических и антропогенных факторов, а также гидробиологических условий формирования донных сообществ (вселение черноморских и средиземноморских видов в 1970-1980-х годах, появление гребневика Мпе-шюр818 1е1ёу1 в конце 1980-х годов и др.). Достижение цели осуществлялось на основе принципов системного и межсистемного анализов с применением методов математической статистики.
Как и ранее в отношении запасов отдельных видов рыб Азовского моря [2, 4, 5], выявлена неоднозначность характера и неодинаковая степень влияния основных форм АЦ на различные виды и группы зообентоса, опосредованного через основные факторы среды (температура и устойчивость вод, речной сток, соленость, кислородный режим и др.).
Для первого периода (1952—1986 гг.) установлено, что в случае развития в рассматриваемый и предшествующие годы западного и северного
Азовский филиал
Мурманского биологического института
Кольского научного центра
Российской Академии наук, Ростов-на-Дону
Южный научный центр
Российской Академии наук, Ростов-на-Дону
(N) типов макропроцессов биомасса зообентоса в Таганрогском заливе уменьшается (r = —0.69). Усиление повторяемости восточного типа (E), наоборот, способствует ее повышению (r = 0.65). Отклик биомассы зообентоса собственно Азовского моря на колебания форм W + N и E менее существен, но статистически значим (r = —0.32 и r = 0.33 соответственно).
В современный период (1987—2005 гг.) развитие западной формы АЦ также способствует понижению общей биомассы зообентоса и биомассы моллюсков в Азовском море (r = —0.52). Биомасса ракообразных, наоборот, возрастает (r = 0.47). При увеличении повторяемости северной формы АЦ происходит рост общей биомассы зообентоса, биомасс червей и моллюсков (r = 0.38...0.51). Влияние восточного типа макропроцессов выражено менее определенно. Можно лишь отметить понижение биомассы ракообразных Азовского моря (r = —0.46) и биомассы червей в Таганрогском заливе (r = —0.35...—0.46).
Развитие западной формы АЦ способствует уменьшению в море аборигенного вида — абры и вселенца — мидии (Abra ovata и Mytillus gallopro-vincialis). В то же время биомассы аборигенных видов митилястера и церастодермы (Mytilaster lineatus и Gerastoderma lamarcki) несколько возрастают. В случае доминирования северного типа макропроцессов увеличиваются биомассы все-ленцев — белой песчаной ракушки мии (Mya arenaria) и мидии, в меньшей степени абры. Биомассы же церастодермы и митилястера, наоборот, уменьшаются. Восточная форма АЦ способствует повышению биомассы Mytillus galloprovincialis, биомассы же Gerastoderma lamarcki, Mytilaster lin-eatus и брюхоногих моллюсков уменьшаются (табл. 1).
В Таганрогском заливе, в условиях развития западной формы АЦ биомасса моллюсков, как и в собственно море, понижается, в том числе Mya arenaria и Hypanis colorata. Тенденция понижения биомассы моллюсков, особенно Gerastoderma lamarcki и в меньшей степени Hypanis colorata, наблюдается здесь и в случае роста повторяемости макропроцессов типа E. Усиление частот появления северного типа АЦ, наоборот, как и в
Таблица 1. Корреляция между биомассами основных видов моллюсков собственно Азовского моря (Аз.м.), Таганрогского залива (Т.з.) и числом дней с формами АЦ за рассматриваемый и предшествующие годы в современный период (1987—2005 гг.)
Основные виды моллюсков Формы АЦ
Часть моря W Е N
r число лет r число лет r число лет
Общая биомасса Т.з. -0.59 4 -0.27 3 0.67 5
Аз.м. -0.53 2 0.26 2 0.46 3
В том числе:
Двухстворчатые Аз.м. -0.52 2 0.32 2 0.46 3
Gerastoderma lamarcki Т.з. - - -0.64 2 0.23 3
Аз.м. 0.52 5 -0.51 7 -0.48 3
Abra ovata Аз.м. -0.49 6 0.32 - 0.46 5
Mytilaster lineatus Аз.м. 0.58 4 -0.50 5 -0.55 3
Mya arenaria Т.з. -0.60 4 -0.20 3 0.66 5
Аз.м. -0.70 6 0.54 3 -0.73 5
Mytillus galloprovincialis Аз.м. -0.90 10 0.79 7 0.74 3
Cunearca cornea Аз.м. - - -0.51 4 - -
Брюхоногие Аз.м. - - -0.47 3 - -
Hypanis colorata Т.з. -0.46 4 -0.46 4 0.57 4
Примечание. —r близко к нулю, критическое значение r = 0.45.
собственно море, способствует росту общей биомассы моллюсков Таганрогского залива, в том числе Mya arenaria, Hypanis colorata (табл. 1).
Неоднозначность и разная степень отклика зо-обентоса Азовского моря на формы АЦ обусловлена различиями в требованиях к абиотическим факторам его отдельных групп и видов.
Так, потепление вод вызывает некоторое понижение биомасс ракообразных, червей и моллюсков (r = —0.33...—0.62). Особенно уменьшаются биомассы двустворчатых моллюсков (r = —0.80), в том числе церастодермы и абры (r = —0.62...—0.65), в меньшей степени — мидии и мии, а также брюхоногих моллюсков (r = —0.56). Повышение ветровой активности, способствуя турбулентному перемешиванию и аэрации вод, вызывает рост биомасс червей и большинства моллюсков Азовского моря (r = 0.47.0.53). Расширение зон с дефицитом растворенного кислорода в придонных слоях Азовского моря приводит к падению биомасс ракообразных (r = —0.66) и биомасс моллюсков, особенно мидии и абры (r = —0.50...—0.60).
Многоводье рек, обусловленное развитием форм W и N, вызывает понижение солености Азовского моря [2, 4, 5] и способствует уменьшению биомассы моллюсков, особенно мидии (r = = —0.88), и, наоборот, некоторому увеличению биомассы вселенца — кунеарки (Cunearca cornea) (r = 0.52). Биомасса зообентоса Азовского моря возрастает (r = 0.80) при повышении его солено-
сти, вызванного развитием восточного типа макропроцессов [2, 4, 5]. Особенно увеличивается биомасса мидии (г = 0.88). В то же время уменьшаются биомассы церастодермы, а также червей и ракообразных (г = —0.48...—0.56).
Для общих биомасс зообентоса Таганрогского залива и собственно моря положительный эффект увеличения повторяемости в рассматриваемый и предшествующие годы макропроцессов Е и отрицательный — формы W установлен и для всего зарегулированного периода (соответственно г = 0.41.0.52 и г = —0.30...—0.42). Положительный отклик биомассы зообентоса Таганрогского залива и собственно Азовского моря на соленость воды в предшествующем году прослеживается не только в современных условиях, но также для первого подпериода (г = 0.75 и г = 0.47) и в целом для всего зарегулированного периода (г = 0.43 и г = 0.53). Отрицательный для общих биомасс зообентоса Таганрогского залива и собственно Азовского моря эффект повышенного в рассматриваемый год и предшествующие 5—7 лет притока речных вод установлен для первого подпериода (соответственно г = —0.86 и г = —0.47) и всего периода с 1952 г. (соответственно г = —0.70 и г = —0.37).
В периоды исключительного развития восточной формы АЦ, когда сток рек понижается, приток черноморских вод резко возрастает и Азовское море осолоняется [2, 4, 5], биомасса зообен-тоса увеличивается за счет менее ценных в
546
МАТИШОВ и др.
s (к -1)
с
10 8 6 4 2 0 -2 -4 -6 -8 10
1955 1960 1965 1970
1975 1980 Годы
1985 1990 1995 2000 2005
N + W
E + N
E
W + N
W
Типы атмосферной циркуляции
Рис. 1. Нормированные разностные интегральные кривые модульных коэффициентов среднегодовых биомасс зообентоса в Таганрогском заливе (!) и в собственно Азовском море (2); К — модульный коэффициент, равный отношению биомасс зообентоса в конкретном году к их среднемноголетним величинам; 2(К — 1) — алгебраическая сумма отклонений от нормы; Сч — коэффициент вариации.
кормовом отношении и более крупных видов черноморских моллюсков. В 1970-х годах в период максимального осолонения Азовского моря (до 14%) биомасса зообентоса достигала в среднем 350-500 г/м2. В то же время запасы кормового зообентоса, основу которых составляют Gerasto-derma lamarcki, Abra ovata, Hypanis colorata и брюхоногие моллюски, сократились по сравнению с естественным периодом на 30%. В условиях роста в последние 15-20 лет частоты появления макропроцессов западного и, в меньшей степени, северного типов, определивших повышение водности рек, распреснение Азовского моря (до 9.510%, т.е. до уровня 70-80- летней давности) [2, 4, 5] и уменьшение размеров моллюсков, биомасса зообентоса понизилась в 1.5-2.0 раза. Однако некоторое снижение общей биомассы зообентоса компенсируется увеличением биомасс ценных в кормовом отношении червей (полихет, олигохет), ракообразных и фораминифер [6].
В зарегулированных условиях (с 1952 г.) для годовых частот появления макропроцессов западного типа характерен тренд роста в 1.6 раза, составляющий 1.5 стандартного отклонения (а), а для восточного и северного, наоборот, уменьшения (0.8 и 0.7а). Наблюдается некоторое потепление вод Азовского моря, наиболее выраженное (~0.1°С/год) для летних месяцев последних 1015 лет, а также понижение ветровой активности (на 1.3-1.7 м/с), особенно с 1988 г. Связано это в
значительной мере с процессами глобального потепления и сменой макроциркуляционных эпох (с Е на W) [2, 4, 5]. В многолетних колебаниях суммарного стока рек тренд отсутствует, однако в первые годы XXI в. (2000—2006 гг.) водность рек Дон и Кубань возросла почти до естественной нормы (38 км3/год). Тренды в многолетних колеб
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.