Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Экологическое районирование Балтийского и Берингова морей

ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Экологическое районирование Балтийского и Берингова морей"

ЛАБОРАТОРИЯ МОНИТОРИНГА ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ И КЛИМАТА ДАРСТВЕННОГО КОМИТЕТА СССР ПО ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИИ И АН СССР

На правах рукописи

МАМАЕВ ВЛАДИМИР ОЛЕГОВИЧ

551.510:541.144.7/261.3/

ДОЛОГИЧЕСКОЕ РАЙОНИРОВАНИЕ БАЛТИЙСКОГО И БЕРИНГОВА МОРЕЙ

03.00.16 экология

АВТОРЕФЕРАТ \иссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва 1990

Работа выполнена в Лаборатории мониторинга природной ср<

и климата Госкомгидромета и Академии наук СССР

Научный руководитель

доктор биологических наук, профессор ЦЫКАНЬ А.в.

Официальные оппоненты:

член-корресповдент АН УССР ЗАЙЦЕВ Ю.П. кандидат географических наук СОЛНЦЕВ В.Н.

идущая организация:

Институт океанологии АН СССР

в 16 часов на заседании Специализированного Совета К 003.36. Лаборатории мониторинга природной среды и климата Гоекомгяд! мета и АН СССР в помещении Госкомгидромета по адресу: 12337£ Москва, нер. Павлика »розова, д. 12, 5 этаж.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Лаборатс мониторинга природной среды и климата Госкомгидромета и АН ( по адресу: 107285, Москва, Глебовская ул., д. ¿0-6.

Автореферат разослан " " ИХЦ&МД 1990г.

Отзывы, заверенные печатью, присылать в 2-х экземплярах по !

107285, Москва, Глебовская ул., 20-6, Спецсовет.

Защита диссертации состоится

Ученый секретарь Специализированного Совета кандидат геолого-минералогических наук

О^^'л- т.г.о

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы

Проблема районирования Мирового океана привлекает пристальное внимание специалистов: океанологов, морских биологов, промысловиков и др., поскольку именно карты районов показывают, з отличие от обычных географических карт, сравнительную плотность тех или иных показателей среды на поверхности океана и в его толще. До недавнего времени активно разрабатывались вопросы биологического районирования, районирования по океанографическим параметрам, физико-географического районирования. Мевду тем, определение границ морской экосистемы требует комплексного подхода и учета влияния ключевых процессов в экосистеме, ответственных за сохранение сбалансированности ее структурных и функциональных показателей. Решение проблемы экологического районирования Мирового океана становится одной из центральных задач антропогенной экологии океана.

Важно отметить также, что определение границ морской экосистемы является необходимый условием оценки ее ассимиляционной емкости. Таким образом, проблемы экологического районирования и оценки ассимиляционной емкости океана тесно связаны и подчинены одной цели - оценке и прогнозированию антропогенных изменений экологической ситуации в морской среде.

Целью настоящей работы является разработка научных принципов экологического районирования морской среды, проведение экологического районирования открытой части Балтийского моря и северной части Берингова моря, а также экологическая характеристика выделенных районов. Балтийское море было выбрано как пример хорошо изученного импактного района Мирового океана, а Берингово море - как

фоновый, мало изученный в экологическом отношении регион Мирового океана.

Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:

1. Оценить интенсивность деструкционных процессов органического вещества в исследованных областях Балтийского и Берингова порей.

2. Изучить термохалинные особенности водных масс исследованных областей Балтийского и Берингова морей.

3. Провести физико-географическое районирование Балтийского и Берингова морей на основе данных литературы.

4. Провести океанологическое районирование исследованных областей Балтийского и Берингова морей на основе оригинальных данных.

5. Разработать методику экологического районирования морской среды; на ее основе выделить экологические районы в Балтийском и Беринговом морях и дать их режимную характеристику.

6. Оценить важнейшую компоненту биотического баланса - соотношение продукционно-деструкодонных процессов в выделенных экологических районах Балтийского и Берингова морей.

Научная новизна работы состоит в том, что разработана методика экологического районирования морской среды. Проведено экологическое районирование Балтийского и Берингова морей. Оценена интенсивность деструкционных процессов на больших акваториях Балтийского и Берингова морей. Предложены характеристики режимных процессов в выделенных экологических районах.

Практическая значимость работы. Разработан метод экологического районирования морской среды по целому ряду интегральных показателей. Выделены экологические районы в Балтийском и Беринговом морях, выявлены границы между районами и проводено исследование интенсивности деструкционных процессов органического ва-

¡цества. Основные результаты работы могут быть использованы при разработке решений проблем охраны окружающей среды, в частности, для определения ассимиляционной емкости морских экосистем.

Фактический материал. В основу диссертации положены результаты, полученные в ходе У экологической экспедиции ЛАМ в Балтийском море в 1987 г. и Ш советско-американской экологической экспедиции в Беринговом море в 1988 г. Автор принимал участие в сборе и обработке материалов в обеих экспедициях

Апробация работы. Основные результаты по теме диссертации регулярно докладывались на семинарах отдела мониторинга океана ЛАМ, а также на I и П конференциях молодых ученых ЛАМ.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 научных работ. Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4- глав, выводов и списка литературы. Работа содержит границ и рисунков. Список литературы состоит из названий, из

них на иностранных языках.

Содержание работы

Глава I. Современное состояние проблемы районирования морской среды

_Районирование_Мирового океана Рассматриваются наиболее известные схемы районирования Мирового океана, разработанные К.Валло /1933 г./, Р.Шоттом /1936/, Н.Н.Зубовым совместно о А.В.Эверлингом /1940/ и др., в основу которых положены морфологические особенности и гидрометеорологический режим.

С начала бО-х гг. преобладают схемы районирования океанов, выполненные преимущественно с учетом закона географической зональности. Это схемы Д.В.Богданова /1961 г./, А.ВЛ'ембвля /1967/, С.В.Калесника /1970/, К.К.Маркова /1970/.

Проблеме биологического районирования океана посвящен цикл работ ¿.А.Зенкевича и З.Г.Богорова /1959-1970/.

1.2. _Райо няро в§{ше_море

Представлены схемы районирования В.А.Водяницкого /1949/, Л.И.Петрова /1960/, л.А.Зенкевича /1959/, А.ф.Самохина /1959/, В.И.Лымарева /1963-1983/ морей СССР, В.0.Мамаева /1987/ Средиземного моря, др.

Обзор основных схем районирования позволяет сделать вывод о большом разнообразии в теоретических и методических подходах к этой проблеме. Рассмотренные схемы районирования различаются определенным принципом, положенным в основу их разработки, однако все учитывают лишь некоторые характеристики экосистем и не являются комплексными.

Наиболее полным, учитывающим основные свойства я характеристики экосистемы является,.по нашему мнению, экологическое районирование, При этом важно отметить, что методы экологического районирования практически не разработаны, между тем создание методов экологического районирования необходимо при изучении экологической ситуации и оценке ассимиляционной емкости океана.

!•§..Обобщенная мс5эль_ассим^ящонной_етаости_морской_

экссистемы_

При изучении ассимиляционной емкости морской экосистемы следует рассматривать совместно те физические, химические и биологические процессы, которые определяют активность ее природного "освобождения" от загрязняющих веществ /Ю.А.Израэль, А.В.Цыбань, 1983-1989/.

И рамках этого подхода в морской экосистеме можно выделить 4 "критические области" или подсистемы: поверхность раздела вода-воздух, вода-суша, вода-дно, а также водная толща.

При этом концептуальная модель определения ассимиляциянной емкости морской экосистемы к изучаемым загрязняющим веществам вклшчает три основных этапа: I/ расчет балансов массы и времена "жизни" загрязняющих веществ в экосистеме; '¿/ анализ биотического баланса в экосистеме и выявление экологической "мишени"; 3/ оценка "критических" концентраций воздействия загрязнявших веществ на функционирование биотической составляющей /экологи, ческая "мишень"/.

Важным этапом при изучении ассимиляционной емкости является выделение границ экосистемы, подверженной антропогенному воздействию. Очевидно, что необходимым условием ее реализации является совместное исследование ведущих физико-географических, океанологических и биологических процессов, свойственных данной моро^ кой акватории, такое исследование может быть осуществлено в процессе экологического районирования, поскольку оно базируется на элементах физико-географического, океанологического и биологического районирования морской среды, для решения этой задачи были предприняты специальные исследования, методика которых описана в главе и.

ГЛАВА П. Материалы и методы

В основу работы положены материалы, собранные в 1987-88 гг. в ходе изысканий, проведенных на научно-исследовательских судах Госкомгидромета СССР в Балтийском а Беринговом морях.

Во время экспедиции в Балтийском море /май-ишь 198? г./ работы проводились на станциях центрального осевого разреза. Всего было выполнено 15 станций. Отдельные станции были сделаны повторно в разные этапы рейса. Пробы отбирались со следующих горизонтов: 0, 10, ¿5, 40, оО, 60, 80 и 100 метров, придонный слой

пластмассовыми проточными барометрами типа этзта® объемом 5, 10 25 л, В образцах морской воды определяли: Температуру, соленость, РН, содержание растворенного кислорода, первичной продукции фитопланктона и скорость бактериальной деструкции органического вещества /ОВ/. Всего было отобрано и обработано около 150 проб воды.

Исследования акватории Берингова моря проводились в ивле-августе 19аьг. Станции располагались, в основном, в его северной мелководной части, работа проходлла на 23 станциях.Пробы воды отбирали на горизонтах 0, 10, 15, 25, 45 м, придонный слой для определения следующих параметров: температура и соленость воды, содержание растворенного кислорода и РН, первичной продукции фитопланктона и скорости деструкции ОВ. Всего отобрано около 200 проб воды.

Разрабатываемая нами проблема предполагает использование комплексного подхода к исследованию морской экосистемы, что определило применение разных методов. В ходе экспериментальной работы автором использованы методы микробиологического анализа морской среды. Определение скорости деструкции ОВ производилось двумя методами: кислородным и радио-изотопным, описание которых приведено в данной главе.

Автором также разработаны методы физико-географического и экологического районирования морских акваторий.

В основу физико-географического районирования наш положены следующие природные факторы: геологическое я геоморфологическое строение дна я берегов; климатические особенности; гидрологические особенности; особенности ведущих биологических процессов!

Выявлено три таксономических уровня деления акватория моря* область, бассейн и район. В диссертации выдвинуты критерия, по которым проводилось выделение данных единиц районаровання. Отме-

тим, что выделенные районы характеризуются автором по 10 показателям.

При разработке методики экологического районирования мы исходили из его цели, состоящей в дифференциации акватории моря на ряд экологических районов и выявлении их приближенных границ согласно абиотическим и биотическим показателям, определенным в ходе натурных наблюдений. Экологичесний_район_ - это акватория пространственно обособленной морской экосистемы, которой свойственна специфическая структура водных масс, характерный набор пелагических и бентосных сообществ, а также своеобразная способность к саморегуляции. При этом полагали, что,благодаря взаимодействию всех компонентов экосистемы, экологическому району присущи относительно однородные показатели биологической продукции и скорость самоочищения, а также примерно одинаковый ресурсный потенциал и степень устойчивости к антропогенному воздействию.

Первым шагом при проведении экологического районирования явился выбор интегральных показателей, к которш были отнесены, в первую очередь, температура и соленость воды, содержание растворенного кислорода и оказывающие определяющее влияние на структуру и функционирование сообществ гидробионтов. Деструкция 0В была взята наш как характеристика способности экосистеш к элиминации загрязняющих веществ органического происхождения, а также как показатель устойчивости экосистемы. При этом была учтена П.П.фй* твш1сшкт0на как показатель продуктивности морской среды.

Далее в процессе проведения экологического районирования мы проводили дифференцированный анализ акватории по каждому из выбранных показателей. В этих целях изучали пространственное и вертикальное распределение выбранных показателей, в результате чего были разработаны схемы отраслевого районирования, затем проведен коил-

лексный анализ всех показателей по отдельным локальным зонам ■"точкам".

Следующий этап составило совместное рассмотрение результатов физико-географического и отраслевого районирования, выяснилось, что границы физико-географических районов и границы районов, выделенных наш по целому ряду интегральных показателей, во многих случаях совпадают, в связи с этим, мы сочли возможным проинтерполировать значения рассматриваемых показателей для каждой из "точек" /или группы "точек"/ на весь физико-географический район, в отдельных случаях были выделены подрайоны.

В целом, предложенная наш основная схема экологического районирования морских акваторий включала следующие компоненты:

I. Выбор интегральных показателей^

¿. Дифференцированный анализ по каждому показателю.

3. Комплексный анализ всех показателей по отдельным"точкам".

4. Проведение границ.

о. Экологический анализ районов.

ГЛДВА '. ш. районирование Балтийского моря ш.1. Краткая характеристика Балтийского мовя_

В данном разделе диссертации приводятся сведения о географическом положений моря, его площади, основных физико-географических структурах и особенностях. Рассматриваются климатический, гидрологический и гидрохимический режимы Балтийского моря, даются характеристики основным процессам, происходящим в море. Особое внимание уделено изучению водных масс моря, их термохалинных характеристик, а также динамики вод. Важное место в разделе занимает рассмотрение продуктивности Балтийского моря.

Существенно, что характеристика экосистемы Балтийского моря, описанная в данном разделе, была использована нами для физико-географического районирования моря. Что касается океанологического и экологического районирования Балтики - эти работы проведены

ка основе результатов экспедиционных исследований автора.

111.2 ._Физяко-ге ографиче ское райогшровагше_Балтийского_моря в процессе физгеографического районирования в пределах акваторий Балтийского моря выделено г области, ч бассейнов я 16 районов /названия районов приводятся в диссертации/. Каздый из районов характеризуется по целому ряду показателей: батиметрических, климатических, гидрологических, биологических и др.

ш.3._0кеанологическое шйони^ование Балтийского мош_ а основу океанологического районирования Балтийского моря было положено изучение термохалинных характеристик водных масс, т.н. Т,з -анализ, в соответствии с которым, в Балтийском море наблюдается три основных водных массы по вертикали - поверхностные, промежуточные и глубинные. Соединив все Т, э-кривые на одном графике, мы видим, что они несколько различаются. Однако, опираясь на определенное однообразие некоторых -кривых, мы можем выделить 4 района в пределах исследуемой наш частя Балтийского моря. Каздый из этих районов характеризуется присущим только ему ходом Т, э -кривых.

Ш ."4 ._Экологиче ское^айошдаваше_БалтяЕского_моря а соответствии с предложенным нами методическим подходом /гл.Ц/, для осуществления экологического районирования были попользованы следующие оригинальные карты и показатели: районирование по т,з -характеристикам, карты по содержанию растворенного кислорода, содержанию РН, первичной продукции фитопланктона и интенсивности деструкции "ОВ. Данные для картирования первичной продукции /П.П. / фитопланктона были любезно предоставлены М.Н.Корсаком.

Ш.4.1. интенсивность деструкционных процессов в разных районах Балтийского моря

Органическое вещество, образующееся в процессе фотосинтеза

фитопланктона и поступающее за счет антропогенной деятельности, достаточно быстро подвергается трансформации. Важную роль в этом процессе играют микроорганизмы, известно также, что интенсивность бактериальной деструкции определяется многими природными факторами. Эти связи рассматриваются в данном разделе диссертации.

-В период наших исследований в Балтийском море летом 1987г. скорость бактериальной деструкции ОВ оказалась весьма разнообразной. иак, наибольшие значения скорости деструкции отмечались в юго-западной части моря на станциях 2 и Ь и составляли, соответственно, 38,87 мги/м3сут. и з0,83 мгС/м3сут. Наименьшее'значение скорости деструкции составило 9,23 мгС/м3сут. и отмечалось на ст. 21, расположенной на севере центральной части моря.

Учитывая изменение скорости деструкции ОБ, исследованная акватория моря была подразделена на 7 районов, в пределах каждого из которых скорость деструкции оказалась постоянна. Многообразие этих районов составило целостную картину, описывающую ход дест-рушмонных процессов, происходящих в Балтийском море. Так, район А характеризовался наибольшей скоростью деструкции от 26,28 мги/м3сут. до 38,87 :.тс/м3сут., среднее значение - 31,99 мгС/м3сут. Районы Б, Г, Е весьма сходны по скорости деструкции ОВ. Она составляет, соответственно, 16,74; 15,48; 15,41 мгС/м3сут. Районы В •л Ж характеризуются довольно высокой скоростью деструкции от 19,40 до 24,11 мгС/м3сут. Средние значения для районов В и 1 составили, соответственно, 21,06 и 20,98 мгС/м3сут. Саше низкие значения скорости деструкции выявлены в районе Д - от 9,23 до 13,01 мгС/м3с; Среднее значение скорости деструкции составило 11,35 мгС/ы3сут. Для всего моря средняя бактериальная скорость деструкции ОВ летом 1987г. составила 19,61 г.тС/м3сут.

Полученные данные свидетельствуют о том, что при относятель-

но низком температурном режиме скорость бактериальной деструкции ОВ в пелагиали Балтийского моря достаточно высока и соответствует уровню мезотрофных вод. При этом установлена четкая закономерность изменения интенсивности деструкционных процессов в сторону увеличения по направлению с севера на юг и уменьшения от поверхностных горизонтов к глубинным слоям моря.

Ш.4.2. Характеристика экологических районов открытой частя

Балтийского моря

Изучение активности деструкционных процессов в открытой части Балтийского моря позволило нам выделить 7 самостоятельных районов. Сопоставляя эти факты с результатами физико-географического и океанологического районирования, нами были выявлены такие районы, которые подтверждаются всеми показателями. При этом не все районы совпали с районами фязико- географического районирования, что позволило нам объединить некоторые районы, либо создать новые, исходя из очерченных /определенных/ границ. На этом основании в исследуемой частя Балтийского моря было выделено 3 экологических районов / рис.1/. Кавдый из них обладает индивидуальными особенностями и свойствами, такими как: Т,з -характеристики, содержание растворенного кислорода, величина РН, величина первичной продукции фитопланктона, скорость деструкции ОВ и др.

В диссертации проведен комплексный анализ выделенных районов, охватывающий как пространственную, так и вертикальную структуру водной толщи каждого района и характеризующий основные процессы, протекающие в данном экологическом районе.

Выделение таких районов, выявление, изучение я описание их основных свойств и характеристик составило цель экологического районирования Балтийского моря.

Ш.4.3. Характеристика биотического баланса в разных экологических районах центральной части Балтийского моря Известно, что продукция и деструкция ОБ являются активным элементом биотического баланса океана, а соотношение этих процез-сов часто используется в гидробиологии для характеристики состояния экосистемы. С учетом этого обстоятельства, отношение продукции и деструкции / Р/в -коэффициент / может быть выбрано в качестве экологической "мишени" при изучения ассимиляционной емкоо-ти морской экосистемы к загрязняющим веществам. В связи с этим, весьма важным является необходимость определения элементов биотического баланса в период экологических экспедиций.

В данном разделе диссертации приводятся результаты количественной оценки населения пелагиали и биотический баланс в экосистеме Балтийского моря, полученные в ходе долгопериодных исследований сотрудников ЛАМ, включая автора диссертации.

на основе этих материалов по 198? году была проанализирована вариабнльность Р/з> -коэффициента по акватории открытой части Балтийского моря в целом, а также по У выделенным нами районам. Оказалось, что величины -коэффициентов для разных частей Балтийского моря отличались значительным разнообразием. 'Гак, наибольший Р/& -коэффициент выявлен на ст.28 и составил 5,58 , т.е. процесс деструкции ОБ был намного ниже продукционного процесса. Высокие значения Р/в -коэффициента получены в той же части моря на ст. 20 - 3,62 и ст. ¿1 - 1,52, а также на ст. 7 - 1,57 - расположенной южнее. Наименьшее значение Р/и -коэффициента 0,14 характерно для ст. 15. На всех остальных станциях Р/в -коэффициенты были очень близки и их значения колебались от 0,59 до 0,90. В среднем для всей центральной часта Балтийского моря Р/в -коэффициент был равен 1,65. При рассмотрении Р/в -коэффициентов выделен-

ных наш экологических районов оказалось, что в районе 7, расположенном севернее Готлаадской впадины, наибольший Р/и-коэффициент составил 3,57 , что означает, что процессы продукции значительно преобладают над процессом деструкции. В районе '¿, примыкающем непосредственно к о.Борнхольм, также наблюдалось явное преобладание продукции над деструкцией: Р/в -коэффициент был равен 1,57 . В остальных районах Р/п -коэффициент изменялся в небольших пределах и составлял: в районе I - 0,67; районе 4 - 0,85; районе 5 - 0,90; районе а - 0,87; районе 9 - 0,59. В целом, в северной части Балтийского моря Р/в -коэффициент оказался больше, чем в южной.

Проведенное на основе комплексных исследований сопряженных режимных процессов экологическое районирование Балтийского моря позволило выделить 9 экологических районов, которые, по-видимому, могут рассматриваться как самостоятельные экосистемы. Этот факт подчеркивает важность изучения в каждом из районов продукционно-деструкционных процессов. Существенно также, что определенный нами для хавдого района Р/в -коэффициент может быть рекомендован для оценки ассимиляционной емкости Балтийского моря.

ГЛАВА 17. Районирование Берингова моря 1УЛА Краткая характерастика_&рпнгова_мощ В первом разделе четвертой главы приводятся сведения о географическом положении, основных структурах и особенностях моря. Рассмотрен климатический и гидрологический режим Берингова моря, главные процессы, происходящие в море. Проанализировано геоморфологическое строение дна и берегов моря, системы циркуляции вод. Особое внимание уделено изучению водных масс моря, описанию их термохалянных характеристик. Рассмотрением вопросов, связанных о

продуктивностью Берингова моря, анализом распределения величин первичной продукции по акватория моря завершается краткая характеристика моря.

На основе литературных данных, рассмотренных и проанализированных в этом разделе по методике, описанной в гл. П, наш было проведено физико-географическое районирование Берингова моря; 1У.2.± Физико-географическое районирование Берингова моря_ В пределах Берингова моря выделено две области: глубоководная Юго-Западная и мелководная Северо-восточная. Автором рассматривается районирование Северо-Восточной'области моря, где выполнена наиболее густая сетка станций; В Северо-Восточной области нами было выделено 4 бассейна и 12 районов. В диссертации приводятся названия бассейнов и районов, а также подробная характеристика каждого из выделенных районов по целому ряду- показателей: батиметрических, климатических, гидрологических, биологических,др; 1У...З.*. А2к£адодоЕизе£кое_ра£о1шров&1ше_%рингова_мо1Я' на основе данных, полученных в ходе изысканий в Беринговом море, наш изучены термохалинные характеристики вод различных районов моря. Опираясь на определенное однообразие Т,з -кривых, нами выделено 7 районов в пределах исследуемой части Берингова моря. Каждый из этих районов характеризуется присущим только ему ходом X, з-кривых.

Экологическое районирование Берингова моря_ В соответствии с предложенным нами методическим подходом / гл. Ц/для осуществления экологического районирования были использованы следующие оригинальные карты и показатели: районирование по Т,г -характеристикам, карты по содержании растворенного кислорода, содержанию РН, первичной продукции фитопланктона и интенсивности деструкции ОБ. Данные для картирования ПЛ.фито-

планктона были любезно предоставлены М.Н.Корсаком. интенсивность деструкции ОВ была определена нами в слое 0,5м на 20 станциях в северной части Берингова моря. Отметим, что такие исследования активности оборота ОВ были проведены впервые для северной области Берингова моря.

1У.4.Г. Интенсивность деструкционных процессов в разных • районах Берингова моря Скорость бактериальной деструкции ОВ в эуфотической зоне летом 1988г. бнла неодинакова. Наименьшая скорость деструкции ОВ обнаружена в западной части моря на ст. II я составила 9,4 мгС/к&у Наибольшая в северной части моря на ст; 96 - 68,6 мгС/м3сут. В диссертации подробно характеризуется изменение скорости деструкции по вертикали для каждой станции совместно с изучением бильности температуры и содержания растворенного кислорода.

Учитывая изменение скорости деструкции ОВ по акватории,оказалось возможным подразделить все море на ряд районов, в пределах каздого из которых скорость деструкции ОВ была постоянной^ Всего нами было выделено 10 районов. В районе I средняя скорость деструкции составляла 29,9 мгС/м3сут. В районах 2 и 5 близкая скорость деструкции ОВ - 17,3 и 16,5 мгС/м3сут., соответственно. Наименьшей скоростью деструкции органического вещества отличается район 3 - 10,6 мгС/м3сут. Районы 4 и 8 имеют близкие значения: 33,9 и 35,3 мгС/м3сут., соответственно. В районе 6 средняя скорость деструкции ОВ составляет «¿7,2 мгС/м3сут., что сопоставимо со значениями, полученными в этом районе в 1984г. Самая высокая скорость деструкции выявлена в районе 7 и составила 66,0 мгС/м3сут. Высокой скоростью деструкции отличаются и район 9, где она равна 48,2 мгС/м3сут., и район 10 - 56,6 мгС/ы3сут. Для всей северной части Берингова моря средняя скорость бактериальной деструкции 0В

летом 1988г. составила 33,0 утС/м3сут.

17.4.2. Характеристика экологических районов северной частя Берингова моря

Изучение активности деструкционных процессов в северной части Берингова моря позволило нам выделить 10 самостоятельных районов. Сопоставляя далее эти факты с результатами -физико-географического и-океанологического районирования нами были выявлены такие районы, которые подтверждаются всеми рекомендованными показателями, па этом основании в исследованной части Берингова моря было выделено 12 экологических районов / рис. 2 /.

Каждый из выделенных районов обладает индивидуальными особенностями и свойствами, характеристика которых подробно рассматривается в диссертации. Выделение районов, выявление, изучение и описание их осноенкх свойств и характеристик составило цель экологического районирования Берингова моря.

1У.4.3. Характеристика биотического баланса б разных экологических районах северной части Берингова моря

а ходе экологической экспедиции в Берингово море в 1988г. определялись первичная продукция и деструкция ОБ /описанная выше/. Пространственное распределение величин р/в -коэффициентов по акватории северной части Берингова моря оказалось весьма разнообразным. наибольший р/ц -коэффициент / ¿,39/ был выявлен нами на ст. ¿7, что говорит о том, что интенсивность бактериальной деструкции здесь была ниже, чем скорость новообразования 0В. Наименьшее значение Р/в -коэффициента / 0,03 / было обнаружено на ст.вЗ и свидетельствовало о преобладании процессов бактериальной деструкции над активностью фотосинтеза 0В. В целом для всей северной части Берингова моря Р/в -коэффициент составил 0,57, что весьма сопоставимо с данными, полученными в 1984г.

Рис. 2. ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ РАЙОНИРОВАНИЕ СЕВЕРНОЙ ЧАСТИ БЕРИНГОВА МОРЯ

8

Границы раМонов

При анализе выделенных наш экологических районов становится очевидным, что наибольший Р/в -коэффициент характерен для районов I и 2 и составил 1,75 и 2,39 , соответственно. Это явление объясняется расположением данных районов в Анадырском заливе, где процесс продукции значительно преобладает над деструкцией за счет выноса с речным стоком большого количества органического вещества, наименьшие значения Р/в -коэффициента были выявлены в районе II, расположенном в самой северной части Берингова моря вдоль побережья Аляски, и составили 0,03-0,07. Это обстоятельство может быть связано с активным поступлением алохтонного органического вещества терригенного происхождения. В районе 6 также наблюдается явное преобладание процессов деструкции над процессами продукция, Р/в -коэффициент равен 0,11. В остальных районах Р/п -коэффициент изменялся в небольших пределах от 0,26 до 0,92 и составил в районах: 3 - 0,38; 4 - 0,31; 5 - 0,92; 7 - 0,80; 8 - 0,40; 9 - 0,25; 10 - 0,36; 12 - 0,54. В целом в Анадырском заливе, а также в районах, прилегающих к нему, Р/ и-коэффициент был выше /0,88/, чем в районах, расположенных севернее о. СвЛаврентия, где он составил 0,3.

В данном разделе диссертации приводятся также результаты количественной оценки населения пелагиали и биотический баланс в экосистеме Берингова моря, полученные в ходе долгопериодных исследований сотрудников ЛАМ.

В заключении отметим, что интенсивность деструкция ОВ в исследованных районах моря довольно высокау чем определены низкие звачения Р/б -коэффициента во многих экологических районах. Вместе с тем, в ряде случаев / в зоне Анадырского залива/ Р/и -коэффициент больше единицы и свидетельствует о высокой активности продукционных процессов. Е. целом, Р/ р-коэффициент как важная

экологическая "мишень" характеризует обследованную зону Берингова моря как экологически благоприятную.

Таким образом, представленные в главе материалы свидетельствуют о том, что цель данного исследования достигнуна. На основании оригинальных исследований и анализа сопряженных материалов нами установлены экологические районы в северной части Герингова моря, которые можно рассматривать как самостоятельные экосистемы, и в дальнейшем провести изучение их ассимиляционной емкости, используя при этом полученные нами данные по биотическому балансу для каждого выделенного района.

ВЫВОДЫ

1. Предложена оригинальная методика физико-географического районирования морских акваторий, в основу которой положены следующие природные факторы: геологическое и геоморфологическое строение дна и берегов, климатический режим, гидрологический режим, особенности ведущих биологических процессов.

Выделено три таксономических уровня деления акватории моря: область, бассейн и район. По этой методике было проведено физико-географическое районирование Балтийского моря, где выделено 2 области, 7 бассейнов и 16 районов, и Берингова моря, в котором наш обособлено 2 области, 4 бассейна и 12 районов. Выделенные районы характеризовались по десяти различным показателям.

2. Изучены термохалинные особенности акваторий Балтийского и Берингова морей. На основании анализа Т,з -кривых проведено океанологическое районирование этих морей: в Балтийском море выделено

4 района, в Беринговом - 7.

3. Изучена интенсивность деструкционных процессов в Балтийской море летом 1987г.. Для всего моря средняя скорость бактериальной деструкции ОБ составила 19,6 мгС/м3сут. наибольшие значения отме-

чалясь в юго-западной части моря /30-38 мгС/м3сут./, наименьшие -на севере центральной части /9,2 :.гС/м3сут./. .

Изменение скорости деструкции ОВ по акватории моря позволило выделить 7 районов, в пределах каждого из которых скорость деструкция ОВ была постоянна. Многообразие этих районов составляет целостную картину, отражающую ход деструкционных процессов, происходящих в Балтийском море. Выявлена четкая закономерность изменения интенсивности деструкционных процессов в сторону увеличения по направлению с севера на юг и уменьшения от поверхностных горизонтов к глубинным слоям моря.

4. В процессе изучения особенностей деструкционных процессов в Беринговом море выявлено большое разнообразие скорости деструкция ОВ. Значения изменяются от 9,4 (.тС/м3сут. в юго-занадной части до 68,6 мгС/м3сут. в северной часта моря. В пределах акватория четко прослеживаются районы, где скорость деструкция не изменяется или практически неизменна. Всего нами выделено 10 районов, В целом для Берингова моря средняя скорость бактериальной деструкция органического вещества летом 1988г. составила 33,0 мгС/м3сут. Севернее о. Св.Лаврентия наблюдалась большая скорость деструкции ОВ, чем в других районах моря.

5. Предложена и апробирована методика экологического районирования морских акваторий, которая может быть использована для выделения границ морской экосистемы при изучении ее ассимиляционной емкости к загрязняющим веществам. Основная схема экологического районяро-ваняя морских акваторий включает в себя следующие компоненты:

а/ Выбор интегральных показателей. Это, в первую очередь, температура и соленость воды, содержание растворенного кислорода я РН, которые оказывают определяющее влияние на структуру и функционирование сообществ гадробионтов. Деструкция ОВ

принята нами в качестве характеристики способности экосистемы к элиминации загрязняющих веществ органического происхождения. При этом была также учтена первичная продукция фитопланктона как показатель продуктивности морской среды, б/ Дифференцированный анализ акватории моря по каждому из выбранных показателей. Изучалось пространственное и вертикальное распределение по акватории выбранных показателей и составлены схемы районирования по каждому из показателей, в/ Комплексный анализ всех показателей для каждой локальной зоны /"точки"/. Выявлены сходства и различия отдельных "точек", а также определены наиболее близкие по комплексу показателей "точки". Таким образом, сходные"точки" оказалось возможным объединить в районы.

г/ Проведение границ. Совместное рассмотрение результатов физико-географического и отраслевого районирования позволило провести границы между районами, 'хакям образом, экологическое районирование включает в себя совокупность методов как регионального физико-географического районирования, так и отраслевого /океанологического и биологического/ районирования, основанного на учете строго локализованных данных, и является, по существу, интегрирующим методом, учитывающим основные процессы, которые формируют специфику каждого района, д/ Завещающий этап в проведении экологического районирования состоя! в экологическом анализе выделенных районов, охватывающем как пространственную, так и вертикальную структуры водной толщи каждого района и характеризующем основные процессы, происходящие в данном экологическом районе. 6. Проведено экологическое районирование Баятийского я Берингова морей. В Балтийском море выделено 9 экологических районов. В се-

верной части Берингова моря обособлено 12 районов. 7. Оценен важнейший компонент биотического баланса - соотношение продукционно-деструкционных процессов в выделенных экологических районах, который рекомендуется нами как экологическая "мишень" при изучении ассимиляционной емкости экосистем Балтийского а Берингова морей.

По материалам диссертация опубликованы следующие работы:

1. Мамаев В.О. Опыт прародно-техногенного районирования Средиземного моря.- В кн.¡Мониторинг окружающей природной среды. Труды I конференции молодых ученых 1АМ.-М.:Гидрометеоиздат, 1986. -U. 61-68.

2. Мамаев В.О. Схема экологического районирования Берингова моря. - В кн.:Мониторинг окружающей природной среды. Труды П конференции молодых ученых ЛАМ. - М.: Гидрометеоиздат, 1989;-С.83-87.

3. Кудрявцев В.М., Мамаев В.О. Интенсивность деструкция органического вещества в открытой части Балтийского моря летом 1967г. -В кн.: Исследование экосистемы Балтийского моря. Вып.З. - Д.: Гидрометеоиздат, 1990. - С. 25-31.

• 4. Мамаев В.О. Гидрологические характеристики водных масс на осевом разрезе Балтийского моря в период У экологической экспедиция. - В кн.: Исследование экосистемы Балтийского моря. Вып. 3. - Л.: Гидрометеоиздат, 1990. - С. 5-II. 5. Цыбань A.B., Кудрявцев В.М., Мамаев В.О., Суханова Н.В.

Микрофлора и микробиологические процессы в открытых водах Балтийского моря. - В кн.: Исследование Экосистемы Балтийского моря. Вып. 3. - Я.: Гидрометеоиздат, 1990. - С. 17-25?