Временная и пространственная неоднородности гидрохимической структуры вод на верхних границах маргинальных фильтров Оби и Енисея

Виноградова, Елена Леонидовна

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Временная и пространственная неоднородности гидрохимической структуры вод на верхних границах маргинальных фильтров Оби и Енисея
ВАК РФ 25.00.28, Океанология

Автореферат диссертации по теме "Временная и пространственная неоднородности гидрохимической структуры вод на верхних границах маргинальных фильтров Оби и Енисея"

005054764

На правах рукописи

ВИНОГРАДОВА ЕЛЕНА ЛЕОНИДОВНА

ВРЕМЕННАЯ И ПРОСТРАНСТВЕННАЯ НЕОДНОРОДНОСТИ ГИДРОХИМИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ ВОД НА ВЕРХНИХ ГРАНИЦАХ МАРГИНАЛЬНЫХ ФИЛЬТРОВ ОБИ И ЕНИСЕЯ

Специальность 25.00.28 - Океанология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

1 5 НОЯ 2012

Москва - 2012

005054764

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Институте океанологии им. П.П. Ширшова Российской академии наук

Научный руководитель: доктор геолого-минералогических наук, старший

научный сотрудник Гордеев Вячеслав Владимирович

Официальные оппоненты: Черногаева Галина Михаиловна, доктор

географических наук, профессор, зам. директора по науке Федерального государственного бюджетного учреждения науки Института глобального климата и экологии и федеральной службы по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды Российской академии наук Коробова Білена Михайловна, кандидат географических наук, старший научный сотрудник, ученый секретарь Федерального государственного бюджетного учреждения науки Ордена Ленина и Ордена Октябрьской Революции Института геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского Российской академии наук

Ведущая организация: Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева Дальневосточного отделения Российской академии наук

Защита состоится « » ^12 г. в ^^ч^^мин, на заседании

диссертационного совета Д 002.239.02 при Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Институте океанологии им. П.П. Ширшова Российской академии наук по адресу: Нахимовский проспект, 36, Москва, 117997.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Федерального государственного бюджетного учреждения науки Института океанологии им. П.П. Ширшова Российской академии наук

Автореферат разослан » ¿-^/--^^у^-^-ЗО12 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат физико-математических науі

инзбург Анна Ивановна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Объект исследования и актуальность темы

"... устья рек - самые непостоянные природные объекты на Земле"

В.Н. Михайлов

В последние десятилетия большое внимание уделялось изучению процессов трансформации речных растворенных и взвешенных веществ (ВВ) в переходной зоне река-море — маргинальных фильтрах по терминологии академика А.П. Лисицына (Маргинальный фильтр (МФ) представляет собой довольно узкий в глобальных масштабах пояс, где происходит смешение речных и морских вод (Лисицын, 1994)). Исследования эстуарных зон с позиций седиментологии и биогеохимии отражены в многочисленных работах, например, Дж. Бартона и П. Лисса (1976), Е. Олауссона и И. Като (1980), В.В. Гордеева (2009). Установлено, что большие массы растворенных и особенно взвешенных веществ выбывают из процесса переноса из реки в море и не достигают открытого моря. Эти процессы приводят к кардинальным качественным и количественным изменениям речного осадочного материала в зоне МФ (Гордеев, 2009). На примере МФ Оби и Енисея раскрыты основные геохимические процессы качественной и количественной трансформации речного осадочного материала в системе река-море (Gordeev et al, 2007). При этом молчаливо предполагалось, что собственно речные воды, прилегающие к МФ, достаточно однородны по составу. Обская губа и Енисейский залив, достигающие сотен километров в длину, заполнены речными водами, данных о временной и пространственной изменчивости химического состава которых до недавнего времени почти не было. Только в последние 15-20 лет начались исследования (49-ый рейс НИС «Дмитрий Менделеев»; экспедиции в Обскую губу ВНИРО, 2005-2009 гг., совместные комплексные экспедиции в Обскую губу ИО РАН и ВНИРО, 2010 г.), которые показали наличие больших вариаций химического состава вод.

Актуальные сегодня исследования отклика экосистем высокоширотных рек на климатические изменения, как правило, сфокусированы на генезисе и трансформации органического углерода (Kohler et al., 2003; Amon, Meon, 2004 и др). Данные об особенностях стока биогенных веществ сибирских рек остаются

весьма ограниченными, а оценки выноса биогенных веществ разными авторами сильно расходятся.

Накопленные Лабораторией биогидрохимии Института океанологии им. П.П. Ширшова РАН (ИО РАН) за последние годы материалы позволили внести в решение данных проблем определенный вклад и спланировать и выполнить данную работу. Акцент был сделан на интерпретацию данных по гидрохимическим параметрам, позволяющим дать оценку состояния гидрохимических режимов (закономерных изменений химического состава вод во времени, обусловленных физико-географическими условиями бассейна, антропогенным воздействием и биологическим циклом) Обской губы и Енисейского залива в разные сезоны и годы.

Цель исследований состоит в оценке пространственной и временной изменчивости гидрохимической структуры и выявлении закономерностей формирования гидрохимических режимов вод в верхних речных эстуариях Оби и Енисея, примыкающих к районам МФ.

Для достижения намеченной цели были поставлены следующие задачи:

1. Проанализировать и оценить данные о содержании биогенных веществ (минеральных и органических соединений N. С, Р, 81), детально проанализировать распределения гидрохимических (растворенных минеральных и органических биогенных веществ, растворенного кислорода, рН, общей щелочности) и термохалинных параметров в устьевых областях (УО) Оби и Енисея;

2. Определить доминирующие факторы, влияющие на формирование гидрохимических режимов (временной изменчивости) и гидрохимической структуры (пространственной изменчивости) вод в верхних речных эстуариях Оби и Енисея;

3. Выявить особенности гидрохимической структуры вод, характерные для УО Оби и Енисея, проанализировать их сходства и различия;

4. Оценить масштабы и выявить причины временной и пространственной изменчивости стока биогенных веществ Оби и Енисея;

5. Оценить вынос биогенных веществ Обью и Енисеем с учетом их изменчивости в верхних речных эстуариях и сопоставить с имеющимися балансными оценками.

Защищаемые положения Главное защищаемое положение: Установлено, что гидрохимические характеристики стока в верхних речных эстуариях Оби и Енисея, прилегающих к районам МФ, подвержены сильной временной и пространственной изменчивости, сопоставимой с изменчивостью в пределах МФ. Конкретизация его заключается в следующем:

1. Выявлена значительная временная изменчивость стока биогенных веществ в верхних речных эстуариях Оби и Енисея межгодового, сезонного и синоптического масштабов. Межгодовые изменения обусловлены, главным образом, величиной стока, сезонные - сменой источников питания, синоптические - ветровым режимом.

2. Выявлена значительная пространственная изменчивость стока биогенных веществ в верхних речных эстуариях Оби и Енисея. Установлено, что изменения гидрохимических режимов в разных частях верхних речных эстуариев Оби и Енисея проявляются в соответствии с факторами, оказывающими доминирующее влияние на их формирование.

3. На основе нового подхода, учитывающего временные и пространственные изменения гидрохимических структур в верхних речных эстуариях Оби и Енисея, получены новые оценки стока биогенных веществ.

Научная новизна

1. Впервые показано, что гидрохимические характеристики стока претерпевают изменения в пресноводных частях УО Оби и Енисея, сопоставимые с изменениями в пределах МФ.

2. Приведенная в работе оценка пространственной и временной изменчивости гидрохимических режимов в верхних речных эстуариях Оби и Енисея показала, что ранние оценки биогенного стока не в полной мере отражают реальный вынос биогенных веществ, и выявила необходимость их уточнения.

3. Впервые продемонстрированы ледовая составляющая биогенного стока Оби и значимость выноса биогенных веществ пресным и солоноватым льдом УО Оби и Енисея.

4. Раскрытые в работе закономерности формирования гидрохимических режимов в пресноводной части УО Оби и Енисея объясняют формирование зоны высокой продуктивности, локализованной перед зоной контакта речных вод с солоноватым водами средних эстуариев.

Практическая значимость. Представленные в работе данные и выявленные закономерности временной и пространственной изменчивости гидрохимической структуры вод в верхних речных эстуариях Оби и Енисея могут быть использованы в качестве базовой информации для диагностики состояния экосистем переходных зон река-море и прогнозирования их развития в условиях климатических изменений и растущих антропогенных нагрузок, а также для разработки или коррекции методик балансовой оценки биогенного стока рек.

Достоверность результатов. Диссертационная работа основана на натурных данных, полученных стандартными общепринятыми в океанологической практике методами.

Апробаиия работы. Основные положения работы были представлены на VII Международной конференции по взаимодействиям океан-суша в российской Арктике, LOIRA (2004, Москва); X Международном эстуарном биогеохимическом симпозиуме «Эстуарии в изменяющемся мире» (IEBS 10 "Estuaries in a changing world") (2008, Сямынь, Китай); Международной конференции «Морские исследования полярных областей Земли в Международном полярном году 2007/08» (2010, Санкт-Петербург), на открытых коллоквиумах и семинарах Лабораторий биогидрохимии и физико-геологических исследований ИО РАН (2004-2011), на XI Международном эстуарном биогеохимическом симпозиуме «Пересекающиеся границы: Уточнение источников и взаимодействий в пределах и на внешних границах эстуарных систем» (IEBS 11 "Crossing boundaries: Examining Sources and Sinks within and through Estuarine Systems") (2011, Атлантик Бич, США), на XV Норвежско-Российском симпозиуме "Изменение климата и его влияние на биоресурсы Баренцева моря (Climate change and effects on the Barents Sea marine living resources)" (2011, Лонгибин, Норвегия).

Личный вклад диссертанта. Автором проанализированы гидрохимические и термохалинные параметры, полученные сотрудниками Лаборатории биогидрохимии ИО РАН в 10 рейсах и прибрежно-морских экспедициях с 1993 по 2011 гг., в том числе с участием автора, написана основа статей, опубликованных автором и в соавторстве.

Публикации. По теме диссертации опубликовано шесть статей, три из которых в рецензируемых журналах, утвержденных ВАК, а также одна статья в монографии «Система Белого моря», две статьи в материалах международных конференций и трое тезисов докладов в сборниках международных конференций (всего 9 работ). Еще одна статья из перечня ВАК - в печати.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, приложения, списка цитируемой литературы из 337 наименований, в том числе 199 зарубежных работ. Работа изложена на 268 стр. машинописного текста; содержит: 17 таблиц, 56 рисунков и 9 таблиц приложения.

Благодарности. Работа выполнена в рамках государственного контракта №02.515.11.5037 по теме «Распределение и потоки основных биогенных элементов и металлов вод океанов и морей России в условиях изменения климата и антропогенного воздействия», грант РФФИ № 11-05-00968-а "Трансформация химического стока в нижнем течении рек".

Автор глубоко признательна научному руководителю - д.г.-м.н. В.В. Гордееву, д.ф.-м.н. Е.В. Якушеву за ценные советы и поддержку в подготовке диссертации. Автор сердечно благодарит к.ф.-м.н. П.А. Стунжаса, П.В. Хлебопашева, Ю.Р. Налбандова и |<.г.н. Л.Э. Скибинского] за предоставленные натурные материалы, комментарии, внимание и помощь в работе. Особую благодарность автор выражает академику А.П. Лисицыну за проявленный к работе интерес, конструктивные замечания и плодотворные дискуссии. Огромное спасибо всем сотрудникам Лаборатории биогидрохимии ИО РАН, а также всем друзьям и коллегам, которые помогали на различных этапах выполнения работы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении приведен обзор литературы, обоснована актуальность проблемы, сформулированы цели и задачи исследований, отражена научная новизна и практическая значимость полученных результатов.

В главе 1 рассмотрены особенности формирования гидрохимической структуры вод в УО рек Арктического бассейна. Особое внимание уделено факторам, определяющим изменчивость гидрохимической структуры вод в УО Оби и Енисея. При сопоставимых площадях бассейнов водосбора водный сток Енисея в полтора раза превышает обский сток и характеризуется более высокой скоростью. В районе выхода Оби в губу сформированы мелководные бары, Енисея - обширное мелководье. Сезонный ход стока обеих рек характеризуется минимумом в период зимней межени и максимумом в период весеннего половодья, который для Енисея приходится на июнь-июль, для Оби - растянут с середины мая по середину августа. Обширная акватория Обской губы, локальные особенности орографии и циркуляции, длительное время нахождения речной воды в губе, впадение Тазовской губы обуславливают особенности трансформации биогенного стока, отличные от процессов, преобладающих в Енисейском заливе.

Тундровый рельеф с заболоченными низменностями и множеством озер, обширная мерзлота и малая мощность активного слоя дренируемых территорий обуславливают низкую мутность обеих рассматриваемых рек. Взвешенное вещество Енисея менее обогащено органическим углеродом и более -взвешенными фосфором и азотом, относительно обского. Воды обеих рек относятся к гидрокарбонатному типу с преобладанием Са + характеризуются высокими содержаниями растворенного органического вещества (ОВ) и растворенных минеральных и органических соединений азота и фосфора. Енисейская вода отличается высоким содержанием кремния, обская - высокими концентрациями фосфора. Обская вода характеризуется более высокой коллоидной фракцией ОВ. Содержание растворенного органического углерода снижается в мористом направлении. Во фронтальных зонах с резкими градиентами термохалинных параметров значительно падает содержание минеральных форм азота и фосфора вследствие роста прозрачности, активного потребления фитопланктоном и соосаждения со свежесформированным ВВ и коллоидами. Иногда азот исчерпывается полностью, лимитируя развитие биоты в Оби, фосфор - в Енисее. Деструкция ОВ проявляется появлением придонных фосфатных и нитратных максимумов при солености, превышающей 15 реи. Изменение содержаний биогенных веществ, обусловленное деятельностью

планктона, более выражено в Обской губе. Обская губа и Енисейский залив характеризуются высокой для шельфовой зоны Арктики биологической активностью с максимальной биопродуктивностью в пресноводных частях.

Приведенные в главе оценки биогенного стока Оби и Енисея разных авторов сильно расходятся, что определяет необходимость их уточнения.

В главе 2 приведены материалы, лежащие в основе исследования закономерностей формирования гидрохимической структуры вод в нижних течениях Оби и Енисея, и методы исследований. Все натурные данные получены сотрудниками Лаборатории биогидрохимии ИО РАН стандартными принятыми в океанологической практике методами (табл. 1). Расчет элементов карбонатной системы производился по общепринятой методике (МШего, 1995). Работа базируется на данных, полученных в 10 морских и прибрежно-морских экспедициях в южной части Карского моря, УО рек Оби и Енисея, проводившихся в разные сезоны с 1993 по 2011 гг. (рис. 1). Приведены обсуждаемые в работе термохалинные и гидрохимические параметры, включающие содержание растворенного кислорода, биогенных веществ (растворенного неорганического фосфора, кремния, нитратного, нитритного и аммонийного азота, растворенного органического фосфора и азота), элементов карбонатной системы, хлорофилла а, первичной продукции. В работе интерпретируется 12010 определений.

При выявлении особенностей и закономерностей формирования гидрохимических режимов сезонного масштаба за основу принимались данные комплексных экспедиций 2010 г. для лета и осени и данные весенних и зимних экспедиций 2000 г. Такой подход позволил получить условный годовой цикл. При исследовании межгодовой изменчивости сопоставлялись данные, полученные в один сезон (сентябрь) в 1993, 2002, 2005, 2007, 2010, 2011 гг.

Для оценки изменчивости параметров гидрохимической структуры использовались стандартные статистические параметры: стандартное отклонение и относительное отклонение от среднего.

Расчет выноса реками биогенных веществ производился по формуле:

а = ХСЬ

где q - объем стока, С, - средняя концентрация биогенного вещества по створу, / - номер станций по створу.

Рис. 1. Схема расположения станций в Обской губе и Енисейском заливе. Символами обозначены станции рейсов и пребрежно-морских экспедиций: • сентябрь 1993, 49-й рейс НИС "Дмитрий Менделеев"; • июнь 2000, прибрежно-морская экспедиция; • декабрь 2001, прибрежно-морская экспедиция; • сентябрь 2002, т/х "Механик Калашников"; • декабрь 2003, прибрежно-морская экспедиция; • сентябрь 2005, г/с "Иван Киреев"; • сентябрь 2007, 54-й рейс НИС "Академик Мстислав Келдыш"; • Гидрометеорологические станции; + т/х «ОТА 777», июль 2010; О т/х «ОТА 777», сентябрь 2010; • сентябрь 2011, 49-й рейс НИС "Академик Мстислав Келдыш".

Таблица 1.

Методы определения гидрохимических параметров

Параметр Метод* Диапазон концентраций Погрешность, %

Растворенный кислород Метод Винклера 30-450 мкМ ±2

рн Потенциометрический метод 6.1-9.6 ед. NBS ±0.1

Общая титруемая щелочность Метод Бруевича мМ/л ± 0.05

Кремнекислота Метод Королева 0-5 мкМ ±4

5-60 мкМ ±2.5

Фосфаты Метод Морфи-Райли в модификации Сугавары 0-0.2 мкМ ± 15

0.2-0.9 мкМ ±5

0.9-2.8 мкМ ±2

Общий растворенный фосфор Метод мокрого сжигания с персульфатом калия при 120 °С 0.2 - 3.0 мкМ ±20

Нитраты 0-5 мкМ ± 10

Метод восстановления нитратов на омедненном кадмии 5-10 мкМ ±4

10-60 мкМ ±2

Нитриты Метод определения с единым цветным реактивом 0.02-0.04 мкМ ±25

0.04-2.00 мкМ ± 1

Аммоний Модифицированный фенолят-гипохлоритный метод 0.05-40.0 мкМ ±2.7

Общий растворенный азот Метод мокрого сжигания с персульфатом калия в щелочной среде при 120°С 0.2- 120 мкМ ±20

Современные методы гидрохимических исследований океана / Ред. O.K. Бордовский, A.M. Чернякова, М.: Институт океанологии им. П.П. Ширшова Академии Наук СССР.

1992. 201 с.

В главе 3 выявлены гидрохимические режимы и неоднородности гидрохимической структуры вод в верхних речных эстуариях Оби и Енисея.

В параграфе 3.1 показано, что гидрохимические режимы вод в верхних речных эстуариях Оби и Енисея наиболее подвержены изменчивости межгодового, сезонного и синоптического масштабов. Межгодовые изменения обусловлены, главным образом, величиной стока, сезонные - сменой питания рек, синоптические - ветровым режимом.

В разделе 3.1.1 приведен анализ данных для сентября 1993, 2002, 2005, 2007, 2010, 2011 гг. Выявлено смещение фронтальной зоны к северу (рис. 2) несмотря на сильные колебания стока в этом месяце. Показано, что при значительных флуктуациях среднегодовой сток Оби и Енисея демонстрирует положительный тренд, обусловленный увеличением общего влагозапаса почв дренируемых территорий и количества зимних осадков, зарегулированием стока, что привело к смещению фронтальной зоны к северу для Оби с 1993 г. по 2010 г. на 200 км, для Енисея - с 1993 г. по 2011 г. на 92 км.

Диапазоны изменчивости содержаний биогенных веществ в Оби и Енисее значительно варьируются от года к году и определяются величиной водного стока. За последние 20 лет, отмеченных повышением среднегодовых приземных температур воздуха, трендов в изменении содержаний биогенных веществ в стоке, обусловленных незначительным таянием низкотемпературной мерзлоты дренируемых территорий, не регистрируется (так, среднее изменение температуры мерзлоты на глубине 10 м в районе водосбора Оби за последние 40 лет составляет 0.0025°С/год при температуре мерзлоты -0.12^-0.52°С в районе Надыма, -3.9— 4.1°С в районе Уренгоя и -10.7~10.8°С на северо-востоке дренируемых территорий). Ожидаемый отклик в биогенном составе стока Оби и Енисея нивелируется огромной водностью.

Многолетний анализ гидрохимической структуры вод в УО Оби и Енисея выявил ряд специфических черт, наиболее яркие из которых: низкое насыщение вод кислородом при высокой продуктивности пресноводных частей УО Оби и Енисея и очень высокое содержание фосфатов в Оби. Подобное недосыщение вод УО рассматриваемых рек кислородом объясняется расходом кислорода на окисление аллохтонного ОВ и дыхание макро- и микроорганизмов и отражает

преобладание деструкционных процессов в период исследований. Высокие содержания фосфатов в обском стоке обусловлены высокими концентрациями лабильной органики болотных вод дренируемых территорий, заболоченность которых в три раза превосходит енисейские, и отличной от енисейской минералогией взвеси. А доминирующие в стоке формы нахождения биогенных веществ определяют специфику гидрохимических структур и гидрохимических режимов в верхних эстуариях Оби и Енисея. Так, легко усваиваемый фосфат обеспечивает активное развитие планктона в более прогретых прибрежных мелководных зонах губы/залива в свободные ото льда сезоны и массово извлекается вследствие сорбции на гидроксидных минералах железа и марганца в районах резкого расширения русел и замедления потоков.

Обская губа Енисейский залив

Рис. 2. Распределение солености (реи) по эстуарным разрезам Обской губы (левая панель) и Енисейского залива (правая панель). График отражает величину среднегодового стока.

В разделе 3.1.2 выявлено, что сезонность биогенного стока Оби и Енисея

определяется преимущественно сменой питания с атмосферного и склоново-, почвенногрунтового (лето-осень) на подземное (зимой), величиной стока, подавлением утилизации биогенных веществ биотой, развитием деструкционных процессов зимой. Концентрации биогенных веществ (за исключением фосфатов) в зимнем стоке значительно превышают их концентрации в весеннем стоке, интенсивно поглощаемых в процессах цветения (рис. 3). На доминирующую роль

подземных источников в питании рассматриваемых рек зимой указывают почти трехкратное увеличение минерализации, двукратный рост концентрации кремния, отсутствие нитритов, отражающих интенсивность процессов нитрификации и денитрификации, а также содержание фосфатов, сопоставимое с летним. Значимость сезонной смены источников питания УО рассматриваемых рек отражают и соотношения Редфилда (уточненные для диатомового планктона Свердрупом (1953)): С:8кЫ:Р=92.6:36.9:14.9:1 Так, в районе г. Салехарда в июне отношения М:Р, БкМ и 8кР не превышают 3.5, 7.1 и 2.7 соответственно, отражая дефицит азота и фосфора, тогда как зимой эти соотношения возрастают до 19.4, 148.2 и 148.1, лишь слегка превышая ожидаемое соотношение по азоту и фосфору и более чем в 5 раз - по кремнию. Высокое насыщение кислородом обских вод в декабре (-93%) и почти трехкратное увеличение содержания растворенного неорганического азота, включающее рост концентрации аммония более чем в 4 раза в декабре при умеренном увеличении содержания нитратов, также обусловлено изменением состава поступающей в реку воды.

Рис. 3. Распределение кислородного насыщения, концентрации биогенных веществ в поверхностном слое по створу Оби (г. Салехард) 11 июня 2000 г. (а), декабрь 2001 (б), во льду декабрь 2003 (в).

Важная сезонная составляющая общего стока биогенных веществ - вынос пресным льдом Оби и Енисея. Ежегодно 16% пресной воды только в Обской губе замыкается процессами ледообразования и возвращается в период ледотаяния (Иванова, 1984). Космические съемки и натурные наблюдения за толщиной льда

позволили приближенно оценить вынос льда. При выносе 0.5 км3 Обского льда в Карское море с ним выносится 0.455 т/год кремния, 0.125 т/год фосфатов, 0.227 т/год нитратов. Хотя ледовый вынос биогенных веществ и незначителен в сравнении с жидким биогенным стоком, важно отметить, что биогенные вещества, выносимые речным льдом, утилизируются планктоном при таянии льда на внутреннем и среднем шельфе и в маргинальной ледовой зоне, поддерживая цветение в период острого весеннего дефицита.

В разделе 3.1.3 продемонстрировано определяющее влияние метеорологии на формирование гидрохимической структуры рассматриваемых районов в периоды, свободные ото льда. Метеорологические условия контролируют распространение струй в Обской губе и развитие продукционных процессов в прибрежных мелководных областях в Обской губе и Енисейском заливе. Летом максимальным ветровым нагрузкам (преимущественно ветры южного и юго-восточных направлений) подвержены северное и западное побережья Обской губы. Таким образом, в июне-августе преобладают ветры, обеспечивающие сгоны, благоприятные развитию струйное™ и приводящие к выраженной пространственной изменчивости гидрохимической структуры вод в губе/заливе. В октябре максимальные значения ветровых нагрузок смещаются на северо-запад и преобладают ветры северного и северо-западного направлений. Таким образом, в конце сентября - октябре доминируют сильные ветры, обуславливающие нагоны, препятствующие формированию струй. Ветры и штормы формируют локальные циркуляционные ячейки как в Обской губе, так и в Енисейском заливе. Интенсивное перемешивание приводит к гомогенизации вод по вертикали практически по всей акватории губы/залива. Высокая мутность ингибирует развитие продукции, способствует доминированию деструкционных процессов.

Наличие и распространение струи прослеживается по распределению силикатов, нитратов, общей щелочности. На рис. 4 представлено распределение общей щелочности в Обской губе при разной направленности ветра.

Приведенные в главе данные указывают на значительные временные вариации гидрохимической структуры вод в верхних речных эстуариях Обн и Енисея, что является 1-ым защищаемым положением.

Придонные воды

71.5 72 72.5 73 73.5 74 74.5 75

Придонные воды

71.5 72 72.5 73 73.5 74 74.5 75

Рис. 4. Распределение щелочности в придонных водах в Обской губе в 2010 г. а) в августе, б) в сентябре. Стрелками показано направление ветра.

В параграфе 3.2 установлено, что пространственные изменения гидрохимической структуры вод в верхних речных эстуариях Оби и Енисея проявляются в соответствии с факторами, оказывающими доминирующее влияние на их формирование, что позволяет районировать их и выделить зоны: орографических (динамических) барьеров. прибрежных мелководных биогеохимических барьеров, струйности, префронтальные. Выделенные зоны играют самостоятельную роль в изменчивости гидрохимических режимов в верхних речных эстуариях Оби и Енисея.

В разделе 3.2.1 продемонстрированы изменения гидрохимической структуры вод в зонах орографических (динамических) барьеров (рис. 5). Здесь, в районах резкого расширения русел происходят наиболее существенные изменения гидрохимического состава стока (табл. 2): падение содержания растворенного в воде кислорода, фосфатов, рН, рост концентраций растворенных минеральных соединений азота, особенно аммония, обусловленые осаждением взвеси вследствие резкого замедления основного потока, сорбцией на ней биогенных веществ, последующим разложением ОВ в осадках и в придонном слое. Высокая мутность в зоне орографических барьеров угнетает развитие продукции. Вне зависимости от сезона здесь происходит накопление ОВ, деструкция которого обеспечивает поставку рециклинговых биогенных веществ в губу/залив. Эти зоны можно считать постоянным "генератором" биогенных веществ, которые поддерживают высокий уровень продуктивности Обской губы и Енисейского залива. Масштабы зон орографических (динамических) барьеров зависят от динамических характеристик

потоков. Более высокие скорости Енисея обеспечивают распластывание зоны почти на половину акватории залива, представленную обширным мелководьем в южной его части. В Обской губе зона орографического (динамического) барьера ограничена Ямсальским и Надымским барами. Дальнейшее распространение основного потока в губе сопровождается ростом концентрации растворенного в воде кислорода, рН, падением содержания аммония. Снижение мутности способствует развитию продукционных процессов, приводящих к подобным изменениям гидрохимических характеристик потока. Одновременно возрастают концентрации биогенных веществ вследствие выноса рециклинговых биогенных веществ из зоны орографического (динамического) барьера. Съемка, выполненная в тех же районах через два дня, показала подобные распределения гидрохимических параметров, что позволяет говорить о том, что гидрохимическая структура вод контролируется кинетикой происходящих процессов, а не динамикой потоков.

Рис. 5. Распределение гидрохимических параметров в поверхностных водах Обской губы (сентябрь 2002 г.). ОО отражает содержание растворенного в воде кислорода. Зона орографического (динамического) барьера выделена прямоугольником.

Таблица 2.

Оценка изменчивости гидрохимических параметров на орографических (динамических) барьерах Обской губы и Енисейского залива (сентябрь)

Параметры

Кислородное рн Силикаты, Фосфаты, Нитраты, Аммоний,

насыщение, % мкМ мкМ мкМ мкМ

Среднее значение гидрохимических параметров

Нижнее течение реки 96.8 7.63 106 1.43 5.9 1.8

гч Южная часть губы 93.5 7.76 92 1.56 6.3 2.9

Относительные отклонения г/х параметров от среднего (%)

3.4 1.7 13.3 8.3 7.7 50.0

Средние значения гидрохимических параметров

« и Нижнее течение реки 90.2 7.92 72.0 0.25 1.27 2.4

к Южная часть залива 83.0 7.78 39.2 1.43 5.17 1.8

м Относительные отклонения г/х параметров от среднего (%)

8.1 1.8 48.9 41.9 209.7 25.9

В разделе 3.2.2 выявлена неоднородность гидрохимического состава стока по

поперечному сечению в нижнем течении Оби и Енисея и пресноводных частях Обской губы и Енисейского залива. Отмечается приуроченность повышенных содержаний биогенных веществ к глубоким стрежневым станциям, пониженных -к мелководным прибрежным. Распределение биогенных веществ коррелирует с содержанием растворенного в воде кислорода и величиинами рН, что обусловлено их интенсивной трансформацией в биогеохимическом цикле в прогретых мелководных районах (рис. 6). В зимний период неоднородности в распределении гидрохимических параметров носят обратный характер. Максимумы содержаний биогенных веществ смещены к берегам, что обусловлено сменой питания рек с поверхностно-почвенного и грунтового на подземное, подавлением активности биоты и развитием деструкционных процессов, выраженных в мелководных районах.

Таблица 3.

Оценка изменчивости гидрохимической структуры вод, обусловленной изменениями в прибрежных мелководных зонах_

Район Относительные отклонения гидрохимических параметров от среднего. %

Кислородное насыщение РН А1к Силикаты Фосфаты Нитраты Аммоний

Обь, г. Салехард июнь 4 3 9 16 28 14

декабрь 11 5 15 26 6

Енисей ,г. Дудинка 7 18 21 27 9

Обская губа, сентябрь 4 7 12 73

Обская губа, июль 2 2 19 35 23 79 64

Рис. 6. Распределение хлорофилла а в мг/л (а), рН (б) в Обской губе в августе 2010 г. и стандартные отклонения соответствующих параметров. Пунктир условно ограничивает проникновение солоноватых вод. Прямоугольником условно обозначена мелководная зона.

В разделе 3.2.3 продемонстрировано влияние струй (воды, поступающей с различных участков водосбора, которые в течение некоторого времени сохраняют свои гидрохимические характеристики) на формирование гидрохимической структуры вод в верхних речных эстуариях (табл. 4). Длительность существования струи и область ее распространения очень динамичны и зависят от множества факторов, наиболее значимыми из которых являются: ветровой режим, гидродинамические, термохалинные и химические свойства втекающего и принимающего потоков, орография русла и др. Определяющим параметром в формировании плотностного градиента является температура. Влияние струйности на формирование гидрохимической структуры более выражено в Обской губе. Здесь присутствуют более плотные, кислые, менее минерализованные, относительно обских, воды Тазовской губы (рис. 4а, 66). Под действием ветров южного и/или юго-восточного направлений воды Тазовской губы распространяются вдоль восточного берега Обской губы, формируя мощную струю, более выраженную в придонных слоях. Зона смешения обских и тазовских

вод может отжимать обские воды, обычно распространяющиеся и вдоль восточного берега, к западу, растягиваясь на -40 км. Общая протяженность струи достигает 240 км (рис. 4а). В Енисейском заливе влияние струйное™ на гидрохимическую структуру вод менее выражена и проявляется в районах впадения небольших ручьев и/или выхода подземных источников.

Таблица 4.

Относительные отклонения гидрохимических параметров от средних (%) в Обской губе, подверженной влиянию вод Тазовской губы

Рейс Параметр

Кислородное насыщение рН А1к Силикаты Фосфаты Нитраты Аммоний

г/с "Иван Киреев" 3 16 8 62

т/х "ОТА 777" 3 4 35 34 29 77 40

В разделе 3.2.4 показана изменчивость гидрохимической

структуры вод в префронтальных зонах Обской губы и Енисейского залива. Положение фронтальной зоны менялось в различные годы исследований (рис. 2), однако во всех случаях чуть выше ее регистрировались районы высокой продуктивности (рис. 6а, 76), которая поддерживается

биогенными веществами стока и ,

хлорофилла а (б) вдоль эстуарного разреза р.

биогенными веществами, Енисей в сентябре 2011 г. Прямоугольником

поставляемыми с внешних склонов выделена префронтальная зона.

Обского и Енисейского порогов периодическими нагонами и постоянным направленным на юг вдоль западного берега Обской губы течением. В Енисейском заливе заметную роль играют более выраженные приливы.

Исходя из закономерностей изменчивости гидрохимической структуры вод в верхних речных эстуариях Оби и Енисея проведено их районирование (рис. 8).

Ст.5013 5014 5015 5016 5018 5019 22 21

Рис. 7. Распределение температуры (а) и

Рис. 8. Схема зональности гидрохимической структуры вод в УО Оби и Енисея, а - продольный разрез, б - вид сверху. Прямоугольники ограничивают области: красный - верхнего речного эстуария, синий - МФ Влияние зон орографических (динамических) барьеров на гидрохимическую структуру вод в Обской губе и Енисейском заливе обусловлено в основном физико-химическими процессами, проявляется в течение всего года и является наиболее стабильным фактором, определяющим изменчивость гидрохимических параметров губы/залива в целом. В зимний сезон их влияние более устойчиво определяется только величиной и составом стока. В сезоны открытой воды существенное влияние на изменчивость гидрохимической структуры в зонах орографических (динамических) барьеров оказывают метеорологические условия, главным образом, ветры меридиональных направлений, обуславливающие нагоны и сгоны, которые усиливают взмучивание донных отложений и перемешивание, обеспечивая потоки рециклинговых биогенных веществ из придонной воды и иловой воды осадков.

Проявление изменений гидрохимической структуры в районах мелководной прибрежной зоны УО Оби и Енисея определяется временной динамикой межгодового, сезонного и синоптического масштабов.

Изменчивость гидрохимической структуры, обусловленная струйностью, подвержена сезонной изменчивости и наиболее значима в периоды, свободные ото льда. В это время гидрохимические режимы УО рассматриваемых рек особенно чутко реагируют на метеорологические условия и определяются

синоптическими масштабами изменчивости. Зимой влияние струйное™ носит устойчивый характер: границы и траектории распространения струй стабильны и определяются только водностью. Плотностные градиенты в пресноводных частях УО Оби и Енисея нивелируются. Потоки гомогенизируются быстрее, распространение струй ограничивается малыми акваториями.

Распределения гидрохимических параметров в префронтальных зонах подвержены динамике сезонного и синоптического масштабов.

Приведенные в главе данные указывают на значительные пространственные вариации гидрохимической структуры в верхних речных эстуариях Оби и Енисея, что является вторым защищаемым положением.

В главе 4 приведена оценка пространственно-временной изменчивости гидрохимической структуры в верхних речных эстуариях Оби и Енисея, базирующаяся на данных, полученных в сентябре 1993, 2005, 2010, 2011 гг. Показано, что в областях выше МФ изменчивость разных параметров колеблется от 5 до 440% для Оби и от 8 до 172% для Енисея, тогда как собственно в МФ - от 5 до 140% для Оби и от 3 до 83% для Енисея (табл.5). Это величины одного порядка, что и является главным защищаемым положением работы.

Таблица 5.

Относительные отклонения гидрохимических параметров от среднего, (%)

Река Параметр Нижнее течение рек МФ (8 = 2-24 реи)

Обь Кислородное насыщение 5 5

Силикаты 15 36

Фосфаты 20 28

Нитраты 440 140

Енисей Кислородное насыщение 12 3

Силикаты 8 14

Фосфаты 50 72

Нитраты 172 83

Столь существенные неоднородности в распределении гидрохимических параметров в верхних речных эстуариях нельзя не учитывать при оценке выноса биогенных веществ Обью и Енисеем. Игнорирование этих неоднородностей приводит к искажениям оценок биогенного стока, базирующихся только на данных мониторинговых постов Гидромета.

В главе 5 приведены новые оценки выноса биогенных веществ Обью и Енисеем с учетом пространственно-временной изменчивости (рассматривались данные префронталыюй зоны, полученные в июле, августе, сентябре, октябре для

Оби и сентябрьские данные для Енисея) и на данных метеорологических станций (табл. 6). К сожалению, оценка выноса биогенных веществ для июля, августа и октября получена экстраполяцией и носит условный характер.

Вынос минерального неорганического азота, согласно более ранним оценкам, завышен, особенно обский. Ранее не учитывалось интенсивное потребление минерального азота в обширных мелководных прибрежных зонах, особенно развитых в Обской губе. Двукратное превышение выноса растворенного фосфора Обью относительно ранних оценок можно объяснить поставкой рециклинговых фосфатов в зоне орографического (динамического) барьера и влиянием струйности. Обширное мелководье Енисейского залива обуславливает интенсивное потребление растворенного фосфора, что может отражаться в более низких оценках его выноса Енисеем. Вынос кремния Енисеем согласно оценкам, представленным в работе, сопоставим с более ранними. А ранние оценки выноса кремния Обью не учитывали влияния вод Тазовской губы и интенсивное его потребление в мелководных прибрежных районах, что и объясняет завышенную его величину.

Таблица 6.

Вынос биогенных веществ Обью и Енисеем, рассчитанный на основе данных, полученных с учетом пространственно-временной изменчивости, и на основе данных мониторинговых станций Гидромета (июль-октябрь)

Растворенный неорганический азот, 0,т Фосфаты, 0,т Силикаты, 0,т

Обь 7.5 18.6 261

Енисей 5.6 1.0 567

Обь 14" 9.8" 410"

Енисей 6" 2.2" 565"

"НоШгев е1 а!., 2011

Новые оценки стока биогенных веществ Обью и Енисеем, которые являются третьим защищаемым положением, вытекают из главного защищаемого положения.

В заключении сформулированы основные результаты и выводы: 1. Гидрохимический состав речного стока в УО Оби и Енисея претерпевает значительные изменения до достижения МФ, сопоставимые с их изменениями в МФ.

2. Гидрохимическая структура вод в верхних речных эстуариях Оби и Енисея подвержена значительной временной изменчивости межгодового, сезонного и синоптического масштабов. Межгодовые изменения обусловлены, главным образом, величиной стока, сезонные - сменой источников питания, синоптические — ветровым режимом.

3. Исследования, проведенные с 1993 по 2011 гг., демонстрируют устойчивый тренд смещения фронтальной зоны к северу и для Оби, и для Енисея.

4. Гидрохимическая структура вод в верхних речных эстуариях Оби и Енисея подвержена значительной пространственной изменчивости. Установлено, что ее изменения в разных частях верхних эстуариев проявляются в соответствии с факторами, оказывающими доминирующее влияние на их формирование, что позволяет выделить следующие зоны: орографических (динамических) барьеров, струйности, прибрежных мелководных биогеохимических барьеров, префронтальные.

5. Области орографических (динамических) барьеров обеспечивают постоянную поставку рециклинговых биогенных веществ в губу/залив. Особенности циркуляции и периодические нагоны снабжают верхние речные эстуарии биогенными веществами с внешних склонов Обского и Енисейского порогов, обеспечивая высокую продуктивность Обской губы и Енисейского залива.

6. Новый подход, учитывающий временные и пространственные изменения гидрохимических структур в верхних речных эстуариях Оби и Енисея, позволил получить новые оценки стока биогенных веществ. Вынос минерального неорганического азота Енисеем на 7%, а Обью почти в два раза ниже относительно предыдущих оценок. Вынос растворенного фосфора Обью в два раза превышает ранние оценки, а Енисея в два раза ниже. При сопоставимых оценках выноса кремния Енисеем, Обь выносит на 35% меньше кремния в сравнении с предыдущими оценками.

Список опубликованных работ по теме диссертации

1. Виноградова ЕЛ. Об изменчивости биогенного стока рек Арктического бассейна // Океанология. 2008. Т. 48. № 4. С. 527-536.

2. Стрекопытов C.B., Успенская Т.Ю., Виноградова ЕЛ., Дубинин A.B. Геохимия раннего диагенеза осадков Кандалакшского залива Белого моря // Геохимия. 2005. №2. С. 144-157.

3. Виноградова ЕЛ., Маккавеев П.Н., Мельникова З.Г., Налбандов Ю.Р., Стунжас П.А., Хлебопашев П.В. О трансформации гидрохимического состава вод Волжского стока на мелководье Каспийского моря // Океанология. 2011. Т. 51. №5. С. 849-865.

4. Стунжас П.А., Виноградова ЕЛ. Система кремнезема в морях Арктики / Система Белого моря. М.: Научный мир. 2012. Т. 2. С. 65-79.

5. Стунжас П.А., Виноградова ЕЛ. Кремний в воде и осадках Северного Ледовитого океана // Материалы XIX Международной научной конференции (Школы) по морской геологии. Москва. 2011. Т. 3. С. 159-162.

6. Vinogradova Е. Variability of hydrochemical structure at inner and outer boundaries of Eurasian Arctic estuaries // lllh International Estuarine Biogeochemistry Symposium "Crossing boundaries: Examining Sources and Sinks within and through Estuarine Systems". 2011. Atlantic Beach, USA. P. 17-19.

7. Khlebopashev P.V., Vinogradova E.L. Nutrients in River Ice Ecosystems Inflowing into Arctic Seas // 7lh Workshop on Land Ocean Interactions in the Russian Arctic, LOIRA. 2004, Moscow. 2004. P. 53.

8. Vinogradova E. Variation of nutrients discharge in downstream of rivers of the Arctic basin // 10th International Estuarine Biogeochemistry Symposium. Estuaries in a changing world. 2008, Xiamen, China. P. 27.

9. Vinogradova E.L. Variability of hydrochemical structure at the inner and outer boundaries of Eurasian Arctic Estuaries // Climate change and effects on the Barents Sea marine living resources. 15-th Russian-Norwegian symposium. 2011. Longyearbyen, Norway. P. 34.

10. Vinogradova E., Khlebopashev P. Variability of hydrochemical structure in downstreams of the Ob' river//Estuaries and coasts. 2012. (in press).

Подписано в печать 15.11.2012 г. Печать цифровая Заказ № 6979 Тираж: 100 экз. Типография «АЗ плюс» ИНН 77175331657 117997, г. Москва, Нахимовский проспект, д.36 (499) 124-63-40

Содержание диссертации, кандидата географических наук, Виноградова, Елена Леонидовна

Введение.

Глава 1. Особенности гидрохимического стока Обской губы и Енисейского залива.

1.1. Факторы, влияющие на формирование гидрохимических режимов в устьевых областях рек евразийской Арктики

1.1.1. Климатические и метеорологические условия.

1.1.2. Речной сток.

1.1.3. Физико-химические характеристики стока Оби и Енисея в устьевых областях.

1.1.4. Химико-биологические процессы в устьевых областях Оби и Енисея.

Глава 2. Материал и методы анализа.

2.1. Материал исследования.

2.2. Аналитические методы.

Глава 3. Временная изменчивость и неоднородности гидрохимической структуры вод в верхних речных эстуариях Оби и Енисея.

§3.1. Временная изменчивость гидрохимической стуктуры вод в верхних речных эстуариях Оби и Енисея.

3.1.1. Межгодовая изменчивость гидрохимической структуры вод в верхних речных эстуариях Оби и Енисея.

3.1.2. Сезонная изменчивость гидрохимической структуры вод в верхних речных эстуариях Оби и Енисея.

3.1.3. Изменчивость гидрохимической структуры вод в верхних речных эстуариях Оби и Енисея синоптического масштаба.

§3.2. Пространственная измедчивость гидрохимической структуры вод в верхних речных эстуариях Оби и Енисея.

3.2.1. Изменчивость гидрохимической структуры вод в зонах орографических (динамических) барьеров в верхних речных эстуариях Оби и Енисея.

3.2.2. Изменчивость гидрохимической структуры вод в прибрежных мелководных зонах биогеохимических барьеров в верхних речных эстуариях Оби и Енисея.

3.2.3. Изменчивость гидрохимической структуры вод в верхних речных эстуариях Оби и Енисея, обусловленная струйностью.

3.2.4. Изменчивость гидрохимической структуры вод в префронтальных зонах верхних речных эстуариев Оби и Енисея.

Глава 4. Оценка пространсвенно-временной изменчивости гидрохимической структуры в верхних речных эстуариях Оби и Енисея.

Глава 5. Новые оценки выноса биогенных веществ Обью и Енисеем.

Выводы.;.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Временная и пространственная неоднородности гидрохимической структуры вод на верхних границах маргинальных фильтров Оби и Енисея"

Устьевые области (УО) рек занимают уникальное место среди природных экосистем и территориально-хозяйственных комплексов и играют важнейшую роль в поддержании экологического равновесия в глобальном масштабе. Благоприятное географическое положение нижних течений рек и прибрежных зон морей обеспечивает постоянную обратную связь материков с морями и океанами, создавая выгодные позиции для строительства портов и развития промышленных центров. В УО Оби и Енисея и на шельфе Карского моря ведется интенсивная разработка и эксплуатация углеводородных месторождений. Особенности гидрологического и гидрохимического режимов в У О Оби и Енисея обуславливают их высокую биопродуктивность. Именно речной сток является значимой составляющей в формировании экологической обстановки, гидрологического и гидрохимического режимов принимающих морей и служит чувствительным индикатором климатических изменений в бассейнах водосбора [Holmes et al., 2000; Bring, Destouni, 2009], особенно выраженных в высокоширотный районах [Walsh, 1991].

Устьевые области рек (УОР) поставляют растворенное и взвешенное вещество органического и неорганического происхождения с материка в море, огромное значение и очевидная необходимость детального изучения которого неоднократно подчеркивалась В.И. Вернадским [Вернадский, 1934; 1940]. Для реализации исследований выноса растворенных и взвешенных веществ реками в 1938 г. в СССР была создана крупнейшая в мире система мониторинговых наблюдений и анализа (Госкомгидромет), занимавшаяся вопросами гидрохимии и геохимии речного стока. Г.В. Лопатиным [1952], Н.В. Самойловым [1952], Г.И. Шамовым [1954], Г.А. Максимовичем [1955], Д.Л. Соколовским [1968], А.И. Симоновым [1969], O.A. Алекиным [1970], В.А. Корзуном [1974], М.И. Львовичем [1974] и др. были опубликованы фундаментальные монографии по вопросам материкового стока, выноса взвешенных веществ (ВВ) реками. Теоретический анализ роли речного стока в питании океанов осадочным материалом был выполнен академиком Н.М. Страховым [1961-1963]. С 50-х годов XX века гидрометеорологической службой Советского Союза велись исследования основных и редких элементов в составе растворенного и ВВ в реках Российской Арктики [Коновалов, 1959] и специалистами ГИН АН СССР [Глаголева, 1959; Нестерова, 1960; Лубченко, Белова, 1973]. Данные по геохимии ВВ в российских реках Арктики были получены с 1969 года [Морозов и др., 1974]. Первые оценки выноса основных ионов, биогенных веществ и органического вещества (OB) российскими реками даны O.A. Алекиным и J1.B. Бражниковой [Алекин, Бражникова, 1969], дополнены A.B. Мальцевой [Мальцева и др., 1987; Мальцева, 1990], Е.А. Романкевичем, A.A. Ветровым [2001] и В.Е. Артемьевым [1993], М.Н. Тарасовым, М.П. Смирновым [1988]. В.В. Гордеев с соавторами оценил вынос ВВ, основных ионных компонентов, органического углерода и биогенных веществ реками Евразийской Арктики [Gordeev et al., 1996]. В последние десятилетия прошлого века мониторинговые наблюдения проводились под юрисдикцией Государственной системы наблюдений и контроля окружающей среды и загрязнений Государственного комитета по гидрометеорологии СССР. При финансовой поддержке АМАР (Arctic Monitoring Assessment Program) был подготовлен "Атлас загрязнений природной среды акваторий и побережья морей Российской Арктики" [Росгидромет, РЦ "Мониторинг Арктики", Санкт Петербург, 1997].

Компоненты стока, характер которых определяется климатическими, географическими и геологическими особенностями бассейнов рек и деятельностью человека, включаются в интенсивные биогеохимические процессы в области смешения речной и морской вод. По определению A.M. Алмазова, водоемы УО "образуют единую систему "река-лиман-море", характерной особенностью которой является постоянный переход от речного режима к морскому" [Алмазов, 1962]. В соответствии с современными представлениями о геохимическом барьере река-море речной сток претерпевает значительные изменения в УОР. Согласно А.П. Лисицыну, на небольшом в географическом отношении участке происходит основное накопление осадочного вещества Земли [1988]. УОР рассматриваются им как первый глобальный уровень лавинной седиментации. Очень значимы для потоков вещества биологические процессы, интенсивность которых в УОР в несколько раз выше, чем на примыкающих акваториях морей. Проблеме переходной зоны река-море, включая существенные трансформации химического стока, уделялось большое внимание с середины 70-х гг. прошлого века. Исследования эстуарных зон с позиций седиментологии и биогеохимии отражены в книгах под ред. Дж. Бартона и П. Лисса [1976], Е. Олауссона и И. Като [1980]. Важнейший вклад в изучение химии и биогеохимии УОР внесли крупные международные программы SCOR/RIOS (River Input to the Ocean Systems, 19771983); SCOPE/UNEP (The World River Project Transport of Carbon and Minerals in Major World Rivers) под руководством проф. Эгона Дегенса, завершившаяся с его смертью в феврале 1989 г., и ряда проектов, результаты которых опубликованы в книгах "Transport of Carbon and Minerals in Major World Rivers" [1982-1993] и рядом статей [Martin, Gordeev, 1986; Martin, Windom, 1991]. Интересные данные по биогеохимии арктических эстуариев были получены в ходе экспедиций на шельф морей Лаптевых и Карского в рамках русско-французско-голландской программы SPASIBA (Scientific Program on Arctic and Siberian Aquatoria) 1989-1993 гг., опубликованные в серии статей [Dai, Martin, 1995; Gordeev, Sidorov, 1993; Gordeev, Shevchenko, 1995; Nolting et al., 1996]. С 1994 г. реализовывались комплексные геохимические исследования в рамках российско-немецких программ: "Система моря Лаптевых" (System of the Laptev Sea and the Adjacent Arctic Seas) и "Сток сибирских рек" (SIRRO), результаты которых отражены в работах "Land-Ocean Systems in the Siberian Arctic. Dynamics and History" под редакцией X. Кассенс и др. [1999], "Siberian river runoff in the Kara Sea. Characterization, quantification, variability and environmental significance" под редакцией P. Штайна и др. [2003], в серии статей по геохимии рек Оби, Енисея, Лены, Яны, Хатанги [Gordeev et al., 2004; Kohler et al., 2003; Lara et al., 1998; Lukashin et al., 1999; Rachold, 1999; Rachold et al., 1996; Rachold, Hubberten, 1999] и в книге "Система моря Лаптевых и прилегающих морей Арктики" под редакцией X. Кассенс и др. [2009]. Значительный вклад в изучение геохимии стока сибирских рек внесли В.В. Аникиев, В.В. Гордеев, В.А. Чудаева, Е.Н. Шумилин, В.М. Шулькин, О.А. Дударев и др. Академик А.П. Лисицын предложил модель зоны смешения, названной им маргинальным фильтром (МФ) [Лисицын, 1994; 1998]. B.C. Савенко опубликована монография о химическом составе взвешенных наносов рек, обобщившая все материалы по геохимии твердого речного стока [Савенко, 2006]. В.В. Гордеевым раскрыты основные процессы качественной и количественной трансформации речного осадочного материала в системе река-море с геохимических позиций на примере Оби и Енисея [Gordeev et al, 2007]. Весомый вклад в развитие геохимии российских рек Арктики внесен К. Гийе и К. Фолкнер [Guay, Folkner, 1998]; Ю. Ху и др., [Huh et al., 1998]. Исследования отклика экосистем высокоширотных рек на климатические изменения активно проводились с середины 90-х гг. прошлого века и продолжаются в настоящее время в рамках международного сотрудничества. В 2002 г. с целью получения достоверных данных при использовании единых методов отбора и анализа химического состава крупных рек России, Канады и Аляски был инициирован проект PARTNERS (Перенос Реками Арктики Биогенных Веществ, Органического и Взвешенного Вещества). В 2008 г. проект был пролонгирован как Arctic-GRO (Arctic Great Rivers Observatory) и продолжал исследования, результаты которых отражены в работах Р. Амона, Л. Купера, Б. Петерсона, Дж. Маклеланда, А. Шикломанова и др. [Peterson et al. 2002, McClelland et al. 2004, McClelland et al. 2006, Peterson et al. 2006, Shiklomanov and Lammers 2009]. Эти работы существенно расширили понимание биогеохимии эстуариев высокоширотных рек. В них детально отражены сезонная и межгодовая динамика стока и химического состава рек: Оби, Енисея, Лены, Колымы, Юкона и Маккензи [McClelland et al., 2010; Holmes et al., 2011]. Большинство биогеохимических работ, посвященных эстуариям арктических рек, сфокусировано на генезисе и трансформации органического углерода [Cauwet, Sidorov, 1996; Kohler et al., 2003; Amon, Meon, 2004]. Более ограничены данные об особенностях биогенного стока сибирских рек [Cauwet, Sidorov, 1996; Holmes et al., 2001; Dittmar et al., 2001; Gordeev et al., 1996; Gordeev et al., 2007].

Важным моментом является ключевая роль речного стока Евразийской Арктики в формировании стратификации вод принимающих шельфовых морей [Зацепин и др. 2010] и вод Северного Ледовитого океана (СЛО) в целом, который контролирует процессы формирования ледового покрова и придонных вод [Codispotti, Richards, 1962; Aagard et al., 1985; Jones, Anderson, 1986; Walsh, 1989; Jones et al., 1991; Rudels et al., 1996]. Огромные объемы пресной воды, поставляемые в Карское море и СЛО Обью и Енисеем, обеспечивают ~ 35% всего пресноводного стока в СЛО [Aagaard and Carmack, 1989].

Практически все исследования трансформации химического стока УОР акцентированы на речном стоке, либо на зоне непосредственного смешения речных и морских вод, характеризуемой переменной соленостью. Наименее изучены процессы трансформации биогенного стока в приустьевом участке. До сих пор молчаливо предполагалось, что собственно речные воды префронтальной области достаточно однородны по составу. Только в последнее время многие исследователи обращают внимание на изменение характеристик речного стока в тех частях УОР, где влияние моря ещё не проявляется [Скибинский, 2003; Тищенко и др., 2005; Шевцов, Савечев, 2002; Holmes et al., 2001; Makkaveev et al., 2000; Виноградова, 2008; Виноградова и др., 2011; Vinogradova et al., 2012]. Обская губа и Енисейский залив, достигающие сотен километров в длину, заполнены речными водами, данных о временной и пространственной изменчивости химического состава которых до недавнего времени почти не было. Т.о. несмотря на значимость трансформации гидрохимического состава стока в нижнем течении рек для оценки истинного стока биогенных элементов и их баланса в арктических морях, изменения биогенного стока в пресноводных частях УОР остаются пока слабо изученными.

Накопленные Лабораторией биогидрохимии ИО РАН за последние годы материалы позволили внести в решение данных проблем определенный вклад и спланировать и выполнить данную работу. Акцент был сделан на интерпретации данных по гидрохимическим параметрам и содержаниям биогенных веществ (соединений азота, фосфора и кремния), позволяющим дать оценку состояния гидрохимических режимов (закономерных изменений химического состава воды в водном объекте во времени, обусловленных физико-географическими условиями его бассейна, антропогенным воздействием [Заславская, 2000] и биологическим циклом) Обской губы и Енисейского залива в разные сезоны и годы.

Актуальность проблемы заключается в том, что недостаточная изученность процессов переноса и трансформации химического стока в нижнем течении рек приводит к тому, что имеющиеся на настоящий момент оценки биогенного стока рек разных авторов сильно расходятся и, по-видимому, не в полной мере отражают реальную поставку биогенных веществ реками, что затрудняет оценку биопродуктивности прибрежных районов.

Детальное изучение закономерностей пространственно-временной изменчивости гидрохимических режимов устьевых областей рек (УОР) необходимо для диагностики состояния экосистем переходных зон река-море в целом и прогнозирования их развития в условиях климатических изменений и растущих антропогенных нагрузок.

Для достижения намеченной цели были поставлены следующие задачи:

1. Проанализировать и оценить данные о содержании биогенных веществ (минеральных и органических соединений К, С, Р, 81), детально проанализировать распределения гидрохимических (растворенных минеральных и органических биогенных веществ, растворенного кислорода, рН, общей щелочности) и термохалинных параметров в устьевых областях (УО) Оби и Енисея;

1. Выявлена значительная временная изменчивость стока биогенных веществ в верхних речных эстуариях Оби и Енисея межгодового, сезонного и синоптического масштабов. Межгодовые изменения обусловлены, главным образом, величиной стока, сезонные — сменой источников питания, синоптические - ветровым режимом.

Научная новизна

2. Приведенная в работе оценка пространственной и временной изменчивости гидрохимической структуры вод в верхних речных эстуариях Оби и Енисея показала, что ранние оценки биогенного стока не в полной мере отражают вынос биогенных веществ, и выявила необходимость их уточнения.

3. Впервые продемонстрирована ледовая составляющая биогенного стока Оби, и значимость выноса биогенных веществ пресным и солоноватым льдом УО Оби и Енисея.

Апробация работы. Основные положения работы были представлены на VII Международной конференции по взаимодействиям океан-суша в российской Арктике, LOIRA (2004, Москва); X Международном эстуарном биогеохимическом симпозиуме «Эстуарии в изменяющемся мире» (IEBS 10 "Estuaries in a changing world") (2008, Сямынь, Китай); Международной конференции «Морские исследования полярных областей Земли в Международном полярном году 2007/08» (2010, Санкт-Петербург), на открытых коллоквиумах и семинарах Лабораторий биогидрохимии и физико-геологических исследований ИО РАН (2004-2011), на XI Международном эстуарном биогеохимическом симпозиуме «Пересекающиеся границы: Уточнение источников и взаимодействий в пределах и на внешних границах эстуарных систем» (IEBS 11 "Crossing boundaries: Examining Sources and Sinks within and through Estuarine Systems") (2011, Атлантик Бич, США), на XV Норвежско-Российском симпозиуме "Изменение климата и его влияние на биоресурсы Баренцева моря (Climate change and effects on the Barents Sea marine living resources)" (2011, Лонгибин, Норвегия).

Личный вклад диссертанта. Автором проанализирован массив гидрохимических и термохалинных параметров Обской губы и Енисейского залива (12000 определений, полученных сотрудниками Лаборатории биогидрохимии Института океанологии им. П.П. Ширшова РАН в 10 рейсах и прибрежно-морских экспедициях с 1993 по 2011 гг., в том числе и с участием автора); выполнена статистическая обработка данных натурных наблюдений; проведено детальное исследование пространственной и временной изменчивости гидрохимической структуры в верхних речных эстуариях Оби и

Енисея; получены новые оценки выноса биогенных веществ Обью и Енисеем; написана основа большинства статей, опубликованных автором и в соавторстве; представлены результаты выполненных исследований на конференциях и научных семинарах по диссертационной тематике.

Заключение Диссертация по теме "Океанология", Виноградова, Елена Леонидовна

188 Выводы

1. Гидрохимический состав речного стока в УО Оби и Енисея претерпевает значительные изменения до достижения МФ, сопоставимые с их изменениями в МФ.

Обью в два раза превышает ранние оценки, а Енисея в два раза ниже. Оценки выноса кремния Енисеем сопоставимы с предыдущими , тогда как Обь по нашей оценке выносит кремния на 35% меньше.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Гидрохимический состав стока в УО Оби и Енисея, принадлежащих к бассейну Карского моря и находящихся в районах субполярного климата, наряду с общими закономерностями формирования и трансформации характеризуется индивидуальными особенностями. Обская губа в 2 раза больше, почти в 3 раза длиннее и в 1.5 раза глубже Енисейского залива. При сопоставимых площадях бассейнов водосбора водный сток Енисея в 1.5 раза превышает обский сток и характеризуется более высокой скоростью основного стокового течения в заливе. В районе выхода Оби в губу сформированы обширные бары, Енисея - обширное мелководье. Сезонный ход общего стока обеих рек характеризуется минимумом в период зимней межени и максимумом, характерным для периода весеннего половодья. Для Енисея максимальный сток приходится на июнь-июль, для Оби - растянут с середины мая по середину августа. Обширная акватория Обской губы, локальные особенности орографии и циркуляции, длительное время нахождения речной воды в губе, впадение Тазовской губы обуславливают особенности трансформации биогенного стока, отличные от процессов, преобладающих в Енисейском заливе.

Обь, дренирующая территории Западносибирской низменности, характеризуется минералогией, типичной для обломочной составляющей взвеси сланцевого типа. Енисей снабжается в большей мере продуктами выветривая базальтовых и туфовых пород плато Путорано. Взвешенное вещество Оби и Енисея представлено смектитами, иллитами, в меньшей степени каолинитами и хлоритами. Тундровый рельеф с заболоченными низменностями и множеством озер обуславливают низкую мутность обеих рассматриваемых рек, при этом территории, дренируемые Енисеем, характеризуются меньшей мощностью активного слоя и обширными мерзлотными формированиями, обуславливающими более низкую мутность енисейских вод. ВВ Енисея менее обогащено органическим углеродом по сравнению с обским и более взвешенными фосфором и азотом относительно обского. Воды обеих рек относятся к гидрокарбонатному типу с преобладанием Са + М^;, характеризуются высоким и сопоставимым содержанием растворенной органики. Для биогенного состава рассматриваемых рек характерны высокие концентрации растворенного неорганического, органического азота и фосфора. Енисейская вода отличается большими содержанием кремнекислоты.

Средние эстуарии Оби и Енисея характеризуются значительными градиентами солености 5-10 рБи/Юсм и температуры 1.5-2°С/10см. Енисейский залив отличает более резкий фронт. Обская губа и Енисейский залив характеризуются высокой для бассейнов арктического шельфа биологической активностью с максимальной биопродуктивностью в южных пресноводных частях. Содержание РОУ снижается в мористом направлении эстуариев. Обская вода отличается более высокой коллоидной фракцией ОВ. Во фронтальных зонах с резкими градиентами термохалинных параметров значительно падает содержание минеральных форм азота и фосфора вследствие роста прозрачности, активного потребления их фитопланктоном и соосаждения со свежесформированным ВВ и коллоидами. Иногда азот исчерпывается полностью, лимитируя развитие биологической активности. Деструкция ОВ проявляется появлением придонных фосфатных и нитратных максимумов при солености, превышающей 15 рэи. Изменение содержаний растворенных минеральных соединений азота и фосфора, обусловленное деятельностью планктона, более выражено в Обской губе. Распределение кремния в обоих эстуариях консервативно.

Сильная пространственная и временная изменчивость гидрохимической структуры вод в Обской губе и Енисейском заливе обуславливает несоответствия в оценках разных авторов выноса биогенных веществ и подчеркивают необходимость выявления общих закономерностей их формирования, а также указывают на важность места и времени пробоотбора с учетом локальных особенностей исследуемых районов.

Анализ представленных в работе данных позволил оценить пространственно-временную изменчивость гидрохимических характеристик стока (содержание биогенных веществ, растворенного кислорода, рН, общей щелочности) в пресноводных районах УО Оби и Енисея, прилегающих к районам МФ, и сопоставить ее с изменчивостью в пределах МФ.

Временная динамика биогенного стока Оби и Енисея определяется в основном межгодовыми, сезонными изменениями и изменениями синоптического масштаба в бассейнах водосбора. Межгодовые изменения обусловлены, главным образом, величиной стока, сезонные - сменой источников питания рассматриваемых рек, синоптические - ветровым режимом.

Анализ данных 1993-2005-2007-2010-2011 гг. выявил явный тренд в смещении зоны смешения река-море в северном направлении. Даже при значительных флуктуациях среднегодовой сток Оби и Енисея демонстрирует положительный тренд, который обуславливает смещение зоны взаимодействия река-море к северу. Каких-либо выраженных трендов в изменчивости рассматриваемых гидрохимических параметров обского и енисейского стока межгодового масштаба не выявляется. Диапазоны изменчивости содержаний биогенных веществ в Оби и Енисее значительно варьируют от года к году и определяются, главным образом, флуктуациями водного стока. Межгодовая динамика содержания растворенных минеральных форм соединений биогенных элементов в УО рассматриваемых рек маскируется интенсивными продукционно-деструкционными процессами и изменчивостью локальных циркуляционных условий, чутко реагирующих на изменение метеорологии. В последние 20 лет, характеризуемые повышением среднегодовых атмосферных температур, гидрохимический сигнал незначительного таяния низкотемпературной мерзлоты дренируемых территорий в водах Оби и Енисея не регистрируется. Предполагаемый отклик в биогенном составе обского и енисейского стока нивелируется огромной водностью.

Анализ гидрохимических режимов УО Оби и Енисея за 20 лет выявил ряд специфических черт, наиболее яркие из которых: низкое насыщение вод кислородом при высокой продуктивности пресноводных частей УО Оби и Енисея и чрезвычайно высокое содержание фосфатов в Оби. Подобное недосыщение вод ОУ рассматриваемых рек кислородом объясняется расходом значительной части кислорода на окисление лабильной авто- и, большей частью, аллохтонной органики и дыхание макро- и микроорганизмов и отражает преобладание деструкционных процессов в период исследований. Значительное количество лабильной терригенной органики болотных вод дренируемых территорий в обском стоке обеспечивают высокие концентрации растворенного фосфора, связанного в органические комплексы. Площадь заболоченных территорий, дренируемых Енисеем, в три раза меньше, чем Обью, и большая часть их находится в зоне вечной мерзлоты. Исследования переноса фосфора в ледовых водоносных горизонтах показали существенное запаздывание перемещения плюма относительно грунтовых вод вследствие хорошей сорбции фосфора на поверхностях оксидов железа и алюминия, которые повсеместно покрывают гранулы осадков в мерзлотных горизонтах [Walter, 1999]. Растворенный фосфор в Оби преимущественно связан в органические комплексы гуминовых и фульвовых кислот. Кислые глеевые условия болот обуславливают также миграцию железа в растворной форме, которое при смешении с богатыми органикой речными водами может флоккулировать и переходить во взвешенное состояние [Гордеев и др., 2001]. В Енисей фосфат поступает и в результате эрозии вулканических пород плато Путорано, а ВВ Енисея за счет продуктов выветривания дренируемых вулканитов содержит существенное количество гидроксидов железа, которые могут быть представлены в виде микро- и наночастиц. Гидроксиды железа сорбируют фосфаты из пресной воды [Савенко, Ерофеева, 1999; Borggaard et al., 1983; Torrent, 1997; Barber, 2002; Печенюк, 2008; Соколова, Трофимов, 2009; Водяницкий, 2010]. В почвенных железосодержащих минералах обских болот преобладают гематиты [Матасова, 2006] и соответственно в обской взвеси, а ВВ Енисея представлено преимущественно гетитами и ферригидритами. Исследования сорбции фосфатов на железосодержащих минералах показывают, что сорбционная емкость последних в несколько раз выше [Borggaard et al., 1983; Torrent, 1997; Barber, 2002; Печенюк, 2008; Соколова, Трофимов, 2009; Водяницкий, 2010]. Сорбция фосфатов на взвешенных частичках железа, связанного в органические соединения, менее значима. Каолиниты и хлорит, доля которых несколько выше в составе енисейской взвеси [Gordeev et al., 2007], тоже обладают большей сорбционной емкостью к фосфатам, чем смектиты [Соколова, Трофимов, 2009], доминирующие в составе минералов обской взвеси. Самое незначительное увеличение солености обуславливает коагуляцию гидроксидов железа, а резкое падение скорости потока приводит к учащению столкновений мельчайших субмикронных и коллоидных частичек взвеси, связывающих фосфаты, их укрупнению и осаждению. Сеть крупных водохранилищ, построенных на Енисее, способствует осаждению гидроксидов железа и извлечению фосфатов из воды, что и объясняет разницу в содержании фосфатов в стоке рассматриваемых рек.

Сезонность биогенного стока Оби и Енисея определяется величиной стока и содержанием в нем растворенных соединений биогенных элементов. Наиболее выраженные весенне-летние максимумы, коррелирующие с величиной стока, проявляют фосфаты и аммонийный азот. Сезонная изменчивость выноса кремния и нитратов носит более сглаженный характер. Весенний вынос кремния лишь слегка превосходит зимний, нитратов - на 30% меньше зимнего. Смена источников питания рассматриваемых рек на подземно-грунтовое, подавление утилизации биогенных веществ биотой и деструкционные процессы обеспечивают концентрации биогенных веществ в зимнем стоке, значительно превышающие истощенный биогенный потенциал весеннего стока, интенсивно поглощаемый в продукционных процессах весеннего цветения.

Значимую часть стока силикатов, нитратов, фосфатов в общем биогенном балансе представляет вынос биогенных веществ пресным льдом Оби и Енисея. Обским льдом в Карское море выносится 0.455 т/год растворенного минерального кремния, 0.125 т/год растворенного неорганического фосфора, 0.227 т/год нитратного азота. Биогенные вещества, выносимые речным льдом, утилизируются планктоном при таянии льда на внутреннем и среднем шельфе и в маргинальной ледовой зоне, поддерживая продуктивность в период весеннего острого биогенного дефицита.

В периоды, свободные ото льда, гидрохимические режимы Оби и Енисея подвержены определяющему влиянию изменчивости синоптического масштаба. Метеорологические условия контролируют распространение струй в Обской губе, определяют формирование гидрохимической структуры и развитие продукционных процессов в прибрежных мелководных областях в Обской губе и Енисейском заливе. Так, летом максимальным ветровым нагрузкам (преимущественно ветры южных и юго-западных направлений) подвержены северное и западное побережья Обской губы. В июне-августе преобладают ветры, обеспечивающие сгоны, благоприятные развитию струйности потоков и приводящие к выраженной пространственной изменчивости гидрохимической структуры в губе/заливе. К востоку и югу значения ветровых нагрузок уменьшаются. В октябре происходит перестройка атмосферных процессов на зимний режим (преобладают ветры северного и северо-восточного направлений), изменяется распределение ветровых нагрузок. Максимальные значения смещаются на северо-запад, хотя довольно высокие ветровые нагрузки испытывает все побережье Обской и Тазовской губ. В конце сентября - октябре доминируют сильные ветры, обуславливающие нагоны, препятствующие формированию струй. Ветры и штормы, периодическое действие которых характерно для рассматриваемых районов осенью, формируют локальные циркуляционные ячейки как в Обской губе, так и Енисейском заливе. Интенсивное перемешивание приводит к гомогенизации гидрохимического состава вод по вертикали практически по всей акватории губы/залива. Высокая мутность лимитирует развитие продукционных процессов, инициирует преобладание процессов деструкции.

Пространственные изменения гидрохимических параметров в верхних речных эстуариях Оби и Енисея проявляются в соответствии с факторами, оказывающими доминирующее влияние на их формирование, что позволяет районировать пресноводные части УО Оби и Енисея и выделить зоны:

• орографических (динамических) барьеров,

• струйности,

• прибрежные мелководные зоны биохимических барьеров,

• префронтальные.

Наиболее существенные изменения гидрохимический состав стока претерпевает в зонах орографических (динамических) барьеров, в районах резкого расширения русел рассматриваемых рек. Эти изменения обусловлены осаждением взвеси вследствие резкого замедления основного потока, сорбцией биогенных веществ, последующим разложением органики в осадках и придонном слое и выделением рециклинговых биогенных веществ. Высокая мутность препятствует развитию продукционных процессов. Независимо от сезона здесь происходит постоянное накопление органики, деструкция которой обеспечивает поставку рециклинговых биогенных веществ в губу/зал ив. Эти зоны можно считать постоянным устойчивым "генератором" биогенных элементов, которые и поддерживают высокий уровень продуктивности Обской губы и Енисейского залива. Масштабы зоны орографических барьеров зависят от динамических характеристик потоков. Более высокие скорости Енисея обеспечивают распластывание зоны почти на половину акватории залива, представленную обширным мелководьем в южной его части. В обской губе зона орографического барьера ограничена Ямсальским и Надымским барами.

Результаты экспедиционных работ выявляют неоднородность гидрохимического состава стока по поперечному сечению русел Оби и Енисея в их нижних течениях и пресноводных частях Обской губы и Енисейского залива. Отмечается приуроченность повышенных содержаний растворенных минеральных соединений биогенных элементов к наиболее глубоким стержневым станциям, пониженных к мелководным прибрежным станциям. Подобное распределение биогенных веществ коррелирует с содержанием растворенного в воде кислорода и величинами рН и обусловлено их более интенсивной трансформацией в биохимическом цикле, выраженном в прогретых мелководных районах. В зимний период неоднородности в распределении рассматриваемых гидрохимических параметров сохраняются, но носят обратный характер. Биогенные максимумы смещены к берегам. Изменения гидрохимической структуры пресноводных частей УО Оби и Енисея в зимний период обусловлены сменой источников питания с поверхностно-почвенного и грунтового на подземное, подавлением активности биоты и развитием деструкционных процессов, наиболее выраженных в прибрежных районах. Отклонения от средних в содержаниях рассматриваемых гидрохимических параметров на прибрежных и стрежневых станциях превышают 10%, что позволяет выделить их в зону.

Значимым фактором, формирующим гидрохимические структуры в УО Оби и Енисея, является наличие струй воды, поступающей с различных участков водосбора, которые в течение некоторого времени сохраняют свои гидрохимические характеристики. Длительность существования струи и область ее распространения очень динамичны и зависят от множества факторов, определяющими из которых являются внешние метеорологические условия (главным образом ветровой режим), гидродинамические характеристики втекающего потока (объем и скорость), скорость течения основного принимающего потока, термохалинные и химические свойства струи и принимающего потока, орография русла и др. Определяющим параметром в формировании плотностного градиента в Обской губе и Енисейском заливе является температура.

Показана изменчивость гидрохимической структуры вод в префронтальной зоне верхних речных эстуариев Оби и Енисея, обусловленная постоянным присутствия биогенных веществ в регистрируемых концентрациях. Постоянное присутствие биогенных веществ отмечалось во время всех съемок перед верхней границей зоны смешения речных вод и солоноватых вод Обского и Енисейского средних эстуариев. Положение границы зоны смешения менялось в различные годы исследований, однако во всех случаях чуть выше ее регистрировались районы высокой продуктивности, обусловленные именно постоянным присутствием биогенных веществ. В пресноводной части губы максимальная продукция приурочена к районам, находящимся перед зоной смешения. Высокая продуктивность здесь поддерживается за счет биогенных веществ речного стока и за счет рециклинговых биогенных веществ, которые поставляются с внешнего склона Обского порога периодическими нагонами и постоянным направленным на юг вдоль западного берега губы течением. Здесь же происходит разложение пресноводного планктона, который массово гибнет в солоноватых водах эстуария, выносится на/за порог и разлагается, обеспечивая рециклинговые биогенные вещества, которые возвращаются в губу противотечением и нагонами. Енисейский залив отличает то, что помимо периодических нагонов, обеспечивающих поставку рециклинговых биогенных веществ с внешнего склона порога в пресноводную часть залива, заметную роль играют приливы, более выраженные, чем в Обской губе.

Выделенные зоны играют самостоятельную роль в изменчивости гидрохимического режима и изменчивости концентраций главных биогенных элементов.

Приведена оценка биогенного стока Оби и Енисея, основанная на интегральной пробе (средней по поперечному профилю) и на данных метеорологических станций. Вынос биогенных веществ Обью и Енисеем в сентябре рассчитан на основе обсуждаемых в работе данных, соответствующих району перед зоной смешения речных вод и солоноватых вод Обского эстуария. Показано, что ранее полученные оценки биогенного стока рассматриваемых рек, полученные на основе данных Гидромета, существенно искажены. Вынос минерального неорганического азота, согласно более ранним оценкам, завышен, особенно обский. Ранее не учитывалось интенсивное потребление минерального азота в обширных мелководных прибрежных зонах, особенно развитых в Обской губе. Двукратное превышение выноса растворенного фосфора Обью, относительно ранних оценок, можно объяснить поставкой рециклинговых фосфатов в зоне орографического (динамического) барьера и влиянием струйности. Обширное мелководье Енисейского залива обуславливает интенсивное потребление растворенного фосфора, что может отражаться в более низких оценках его выноса Енисеем. Вынос кремния Енисеем согласно оценкам, представленным в работе сопоставим, с более ранними. А ранние оценки выноса кремния Обью не учитывали влияния вод Тазовской губы и интенсивное его потребление в районах мелководных прибрежных зон, что и объясняет завышенную его величину.

Приведенная оценка пространственно-временной изменчивости гидрохимических режимов пресноводных частей Оби и Енисея демонстрирует сопоставимость ее масштабов с изменениями биогенного стока в пределах средних эстуарных зон (характеризуемых переменной соленостью).

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата географических наук, Виноградова, Елена Леонидовна, Москва

1. Алекин O.A. Гидрохимия рек СССР. Ч. 2. Труды ГГИ. Вып. 10/64, 1948. С. 5-107.

2. Алекин O.A. Общая гидрохимия. Гидрометеоиздат, JI., 1953. 238 с.

3. Алекин O.A., Бражникова JI.B. Сток растворенных веществ с территории СССР. Т.35. Наукова Думка, 1969. 318 с.

4. Алмазов A.M. Гидрохимия устьевых областей рек. Киев: Из-во АН УССР, 1962. 255 с.

5. Артемьев В.Е. Геохимия органического вещества в системе река-море. М.: Наука, 1990. 204 с.

6. Балкаров Б.Б., Граевский А.П., Иванов В.В. и др. Применение кластерного анализа к комплексной оценке водных условий в эстуариях арктических рек. Тр. ААНИИ. 1989.417. С. 114-121.

7. Беляев В.А., Пересыпкин В.И., Поняев М.С. Органический углерод воды, взвеси и верхнего слоя донных осадков западной части Карского моря // Океанология. 2010. Т. 50. № 5. С. 748-757.

8. Боголицын К.Г., Богданчикова О.В. Моделирование содержания растворенного кислорода в воде устья р. Северная Двина. Изв. Вузов // Лесной журнал. 2000. Т. 1. 119 с.

9. Бочков Н.М. Водная среда и изменение ее качества при регулировании стока как фактора водохозяйственного расчета. Труды первого совещания по регулированию стока. Изд-во АН СССР, М.-Л., 1956. С. 216-224.

10. Бреховских В.Ф., Дебольская Е.И., Дебольский В.К. и др. Исследование процессов распространения загрязняющих веществ в приливных устьях рек // Водные ресурсы. №5. 1997. С. 532-536.

11. Бруевич С.В. Гидрохимические исследования Белого моря // Тр. ИОАН. 1960. Т. 17. С. 199-254.

12. Брызгало В.А., Иванов В.В. Экологические последствия антропогенного воздействия на устьевые области рек бассейнов арктических морей России

13. Экологическая химия. 1999. Т.8. Вып. 4. С. 224-245.

14. Буренков В.И., Васильков А.П. О влиянии материкового стока на пространственное распределение гидрологических характеристик вод Карского моря // Океанология. 1994. Т. 34. № 5. С. 652-661.

15. Васнев С.А. Статистика: Учебное пособие. Москва: МГУП. 2001. 170 с.

16. Ведерников В.И., Демидов A.B., Судьбин А.И. Первичная продукция и хлорофилл в Карском море в Сентябре 1993 // Океанология. 1994. Т. 34 №5. С. 693-703.

17. Вернадский В.И. Очерки геохимии. 4-е изд. М.Ж ОНТИ НКТП СССР. 1934. 380 с.

18. Вернадский В.И. Избранные сочинения. Т.5. М.: изд-во АН СССР. 1960. 442 с.

19. Виноградов А.П. Среднее содержание элементов в главных типах изверженных пород земной коры // Геохимия. 1962. №7. С. 555-571.

20. Виноградова E.JI. Изменчивость биогенного стока рек Арктического бассейна // Океанология. 2008. Т. 48. №4. С. 527-536.

21. Водяницкий Ю.Н. Соединения железа и их роль в охране почв. М.: ГНУ Почвенный институт им. В.В. Докучаева. Россельхозакадемии, 2010. 156 с.

22. Воронков П.П. // В кн.: Вопросы химии моря. JI.-M., 1941. 103 с.

23. Воронков П.П., Кречман, Г.В. // В кн.: Вопросы химии моря. JT. М., 1941. 103 с.

24. Воскресенский, К. П. Норма и изменчивость годового стока рек Советского Союза. J1. 1962.

25. Гаевский H.A., Семенова Л.А., Матковский А.К. Трофический статус вод экосистемы Обско-Тазовской устьевой области по показателям фитопланктона // Вестн. экологии, лесоведения и ландшафтоведения. 2009. № 10. С. 170-179.

26. Гидрометеорологические условия шельфовой зоны морей СССР. Т.7. Карское море. Л.: ГМИ. 1986. С. 6-97.

27. Глаголева М.А. Формы миграции элементов в воде // В кн.: К познанию диагенеза осадков. М:, Изд-во РАН, 1959. С. 5-28.

28. Гордеев В.В. Речной сток в океан и черты его геохимии. М.: Наука, 1983. 160 с.

29. Гордеев В.В., Джамалов Р.Г., Зекцер И.С. и др. Оценка выноса биогенных элементов с речным и подземным стоком в окраинные моря Российской Арктики // Водные ресурсы. 1999. Т. 26. № 2. С. 206-211.

30. Гордеев В. В. Система река море и ее роль в геохимии океана. Диссертация на соискание уч. степени доктора геолого-минералогических наук. Москва. 2009. 309 с.

31. ГОСТ 17.1.3.07-82 Охрана природы. Гидросфера. Правила контроля качества воды водоемов и водотоков. 14 с.

32. Граевский А.П. Моделирование сезонной и синоптической изменчивости гидрологических полей Енисейского эстуария. Дисс. на соискание уч. ст. к.г.н., Санкт-Петербург. 1980.

33. Гурвич Е.Г., Исаева А.Б., Демина J1.B. и др. Химический состав донных осадков Карского моря и эстуариев Оби и Енисея // Океанология. 1994. Т. 34. №5. С. 766-775.

34. Демина JI.B., Гордеев В.В., Галкин C.B. и др. Биогеохимия некоторых тяжелых металлов и металлоидов на разрезе эстуарий реки Обь Карское море // Океанология. 2010. Т.50. № 5. С. 771-784.

35. Долгов Г. И. О неоднородности воды в реке // Русский гидробиологический журнал. T. VII. № 3-4. 1928. С. 43-80.

36. Долгов Г.И. Неоднородность состава воды в реках в связи с впадением притока и спуском сточных вод // Труды 2 Всесоюзн. (XIV) водопроводного и санитарно-технического съезда в г. Харькове в 1927 г. Вып. 3. М. 1929. С. 63-94.

37. Долгов Г.И. Определение удельной электропроводности в практике водных исследований. Всесоюзн. н.-и. ин-т водоснабжения, канализации, гидротехнических сооружений инженерной гидрологии (ВОДГЕО), М., 1954.

38. Доронин Ю.П., Лукьянов C.B., Царев В.А. Математические модели гидрологии эстуария и взморья // Моделирование и натурные гидрологические исследования морей. СПб. Тр. РРГМИ. Вып. 117. 1994. С. 15-31.

39. Емельянов Е.М. Важнейшие геохимические барьерные зоны в океане (на примере Атлантического океана). М.: Известия АН СССР. Геогр. серия. № 3. 1984. С. 39-53.

40. Емельянов Е.М. Барьерные зоны в океане. Калининград: Янтарный сказ. 1998.411 с.

41. Залогин Б.С., Родионов H.A. Устьевые области рек СССР. М.: Мысль. 1963. 321 с.

42. Заславская М.Б. Экологический энциклопедический словарь. Москва. 2000. 183 с.

43. Зацепин А.Г., Морозов Е.Г., Пака В.Т. и др., Циркуляция вод в юго-западной части Карского моря в сентябре 2007 г. // Океанология. 2010. Т. 50. № 5. С. 683-697.

44. Зацепин А.Г., Завьялов П.О., Кременецкий В.В. Поверхностный опресненный слой в Карском море // Океанология. 2010. Т. 50. № 5. С. 698708.

45. Зенин A.A. Неоднородность состава волжской воды и процессы смешения ее водных масс. В сб.: Гидрохимические материалы. Т. XXX. Изд-во АН СССР. 1961.

46. Иванов В.В. Гидрологический режим низовьев и устьев рек Западной Сибири и проблема оценки его изменений под влиянием территориального перераспределения водных ресурсов // Проблемы Арктики и Антарктики. 1980. Вып. 55.

47. Иванова A.A. К оценке водообмена Обской губы // Труды ААНИИ. 1984 Т. 394 С. 5-9.

48. Ильяш JI.B., Кольцова Т.И. Фитопланктон Енисейского залива // Гидробиол. журн. 1981. № 1. С. 3-8.

49. Каплин П.А., Леонтьев O.K., Лукьянова С.А. и др. // Берега. М.: Мысль. 1991.479 с.

50. Киселев И.А. О флоре водорослей Обской губы с приложением некоторых данных о водорослях Нижней Оби и Иртыша // Водоросли и грибы Сибири и Дальнего Востока. Новосибирск: 4.1 (13). 1970. С. 41-54.

51. Кодина Л.А., Богачева В.П., Власова Л.Н. и др. Органическое веществоводной взвеси в эстуарии Енисея: Изотопный состав, закономерности распределения, генезис //Геохимия. 1999. №11. С. 1206-1217.

52. Коновалов Г.С. Перенос редких элементов главными реками СССР // Доклады Акад. Наук. 1959. Вып. 129. С. 912-915.

53. Корзун В.А. Водный баланс и водные ресурсы Земли. 1974.

54. Коротаев В.Н. Устья рек // Эрозионные процессы. М.: Мысль. 1984. С. 191197.

55. Кравчишина М.Д., Шевченко В.П., Филиппов А.С. и др. Вещественный состав водной взвеси устья реки Северной Двины (Белое море) в период весеннего половодья // Океанология. 2010. Т. 50. №3. С. 396-416.

56. Кравцов В.А., Гордеев В.В., Пашкина В.И. Растворенные формы тяжелых металлов в водах Карского моря // Океанология. 1994. Т. 34. №5. С. 673680.

57. Коротаев В.Н., Михайлов В.Н., Бабич Д.Б. и др. Эстуарно-дельтовые системы России и Китая: Гидрологи морфологические процессы, геоморфология и прогноз развития. М.ЮОО ГЕОС. 2007.

58. Кузнецов В.В., Ефремкин И.М., Аржанова Н.В. и др. Современное состояние экосистемы Обской губы и ее рыбохозяйственное значение // Вопросы промысловой океанологии / Под ред . А.П. Алексеева. М.: Изд-во ВНИРО. 2008. Вып. 5. №2. С. 129-153.

59. Лапин С.А., Мазо E.JL, Маккавеев П.Н. Комплексные исследования Обской губы (июль-октябрь 2010г.) // Океанология. 2011. Т. 51. №4. С. 758-762.

60. Лапин С.А. Гидрологическая характеристика Обской губы в летне-осенний период // Океанология. 2011. Т. 51. № 6. С. 984-993.

61. Лапин С.А. Гидрохимическая структура вод Обской губы и оценка ее биопродуктивности // Промысловая океанология. 2011. Вып.8. N1. С. 83100.

62. Легин Е. К., Трифонов Ю. И., Хохлов М. Л. И др. Влияние биогенного восстановления железа в почвах на миграционное поведение радионуклидов и тяжелых металлов // Труды Радиевого института им. В. Г. Хлопина, т. XII. 2007. С. 148-168.

63. Леонова Г.А., Аношин Г.Н., Ильин В.Н. и др. Биогеохимическое определение природных и техногенных концентраций тяжелых металлов в водных экосистемах / Экология пойм и сибирских рек Арктики. 2000. Томск. С. 124-130.

64. Лисицын А.П., Лукашин В.Н., Гурвич Е.Г. и др. О взаимосвязи между речным выносом элементов и их накоплением в донных осадках океана // Геохимия. 1982. №1. С. 106-113.

65. Лисицын А.П., Емельянов Е.М. Геохимический смысл океанских и морских барьеров и барьерных зон, их классификация и роль в седиментогенезе и рудообразовании // Геология океанов и морей. Доклады 6 Всес. Школы морской геологии. М.: 1984. С. 220-222.

66. Лисицын А.П. Лавинная седиментация и перерывы в осадкообразовании в морях и океанах. М.: Наука, 1988. 309 с.

67. Лисицын А.П. Маргинальный фильтр океанов // Океанология. 1994. Т. 34. №5. С. 735-737.

68. Лисицын А.П. Потоки осадочного вещества, природные фильтры и осадочные системы "живого океана" // Геология и геофизика. 2004. Т. 45. №1. С. 15—48.

69. Лисицын А.П. Биофильтры Северного Ледовитого океана и осадочный процесс / Система моря Лаптевых и прилегающих морей Арктики. Современное состояние и история развития. Под ред. X. Кассенс. М.: Изд-во Московского Университета. 2009. С. 71-122.

70. Лопатин Г.В. Наносы рек СССР. М.: Гидрометеоиздат. 1952. 366 с.

71. Лоция Карского моря /7 Обь-Енисейский район. Санкт-Петербург. ГУ навигации и океанографии МЩ-РФ, 2001. Ч. 2. 292 с.

72. Львович М. И. Мировые водные ресурсы и их будущее. М.: Мысль. 1974. 448 с.

73. Лубченко И.Ю., Белова И.В. Миграция элементов в речных водах // Литология и полезные ископаемые. 1973. № 2. С. 23-29.

74. Маккавеев П.Н., Стунжас, П.А. Гидрохимическая характеристика вод Карского моря // Океанология. 1994. Т. 34. С.662-667.

75. Маккавеев П.Н., Гордеев В.В., Стунжас П.А. и др. Гидрохимический сток р. Оби в зимний период (по материалам работ в декабре 2001 года) / Эколого-биогеохимические исследования в бассейне Оби. Ред. Зуев В.В. и др. / Томск: 2002. С. 8-20.

76. Маккавеев П.Н., Виноградова Е.Л., Хлебопашев П.В. Биохимическая трансформация плоскостного стока р. Волга / Труды конференции "Водные системы, организмы, инновации 8". Москва 2006. М.: МАКС ПРЕСС. 2007. С.65.

77. Маккавеев П.Н., Мельникова З.Г., Стунжас П.А. и др. Гидрохимическая характеристика вод западной части Карского моря // Океанология. 2010. Т. 50. №5. С. 730-739.

78. Маккавеев П.Н., Стунжас П.А., Хлебопашев П.В. О выделении вод Оби и Енисея в распресненных линзах Карского моря // Океанология. 2010. Т. 50. № 5. С. 740-747.

79. Максимович Г.А. Химическая география суши. М.: Географиздат, 1955. 328 с.

80. Мальцева A.B., Тарасов, М., Смирнов, М.П. Вынос органического вещества с территории СССР. Л.: Гидрометеоздат, 1987. Вып. 102. 130 с.

81. Мальцева А.В. Вынос химических веществ в Онежскую губу речным стоком // Гидрохимические материалы. 1990. Т. 108. С. 35-44.

82. Матасова Г.Г. Магнетизм позднеплейстоценовых лессово-почвенных отложений Сибирской субаэральной формации. Дисс. докт. геолого-минералогических наук / Новосибирск, 2006. 276 с.

83. Михайлов В.Н., Рогов М.М., Макарова Т.А. и др. Динамика гидрографической сети неприливных устьев рек. М.: ГОИН. 1977. 295 с.

84. Михайлов В.Н. Устья рек России и сопредельных стран: прошлое, настоящее и будущее. М.: Геос. 1997. 413 с.

85. Морозов Н.П., Батурин Г.Н., Гордеев В.В. О составе взвесей и донных осадков в устьевых районах Северной Двины, Мезени, Печоры и Оби // Гидрохимические материалы. J1.: Гидрометеоиздат. 1974. Т. 60. С. 60-73.

86. Мошаров С.А. Распределение первичной продукции и хлорофилла «А» в Карском море в сентябре 2007 г. // Океанология. 2010. №6. С. 933-941.

87. Налимов Ю.В. Расчет времени образования Енисейской устьевой полыньи // Труды АНИИ. 1976. С. 94-103.

88. Налимов, Ю.Р., Усанкина, Г.Е. Прогноз сроков замерзания и вскрытия лимитирующих судоходство участков устьевых взморьев рек бассейнов Карского моря // Труды АНИИ. 1984. Т. 394. С. 97-110.

89. Нестерова И.Л. Химический состав растворенного и взвешенного вещества в Оби // Геохимия. 1960. № 4. С. 355-362.

90. Павлов В.К., Становой В.В. Расчет климатических характеристик стоково-ветровых течений Обской губы // Труды ААНИИ. 1983. Т. 380. С. 49-54.

91. Панина Н.А. Ресурсы поверхностных вод СССР, Т. 15. Алтай и Западная Сибирь. Ч. 2, Средняя Обь. Л.: Гидрометеоиздат. 1972. 408с.

92. Печенюк С.И. Сорбция анионов на оксигидроксидах металлов // Сорбционные и хроматографические процессы. 2008. Т.8. Вып. 3. С. 380420.

93. Пивоваров C.B. Химическая океанография арктических морей России // Сб.П.: ААНИИ. 1999.

94. Перельман А. И., Геохимия, М., 1979. 423 с.

95. Протасьев М.С. Влияние переброски стока северных рек на природную среду. Академия Наук СССР. Изд-во МГУ. 1972. С. 156.

96. Розанов А.Г., Волков И.И. Марганец в Черном море // Комплексные исследования северо-восточной части Черного моря. М. Наука, 2002. С. 190-199.

97. Розанов А.Г. Марганец и железо в глубинной воде восточной части Черного моря // Океанология. 2003. Т. 43. №6. С. 846-854.

98. Розанов А.Г., Чечко В.А., Кокрятская Н.М. Редокс профиль донных осадков приустьевого района реки Обь // Океанология. 2010. Т. 50. №5. С. 850-861.

99. Романкевич Е.А., Ветров A.A. Цикл углерода в арктических морях России. М.: Наука, 2001.301 с.

100. Руководство по химическому анализу морских и пресных вод при экологическом мониторинге рыбохозяйственных водоемов и перспективных для промысла районов Мирового Океана. М.: ВНИРО. 2003. 202 с.

101. Савенко B.C., Ерофеева Е.А. О механизме сорбции фосфатов на гидроксиде железа// Водные ресурсы. 1999. Т. 26. №3. С. 353-355.

102. Самойлов И.В. Устья рек. М. : Гос. изд-во географ, лит. 1952. 526 с.

103. Семенова JI.A. Фитопланктон Обской устьевой области оценка его возможных изменений при изъятии части речного стока // Гидробионты Обского бассейна в условиях антропогенного воздействия. J1.: Изд-во ГосНИОРХ, 1995. Вып. 327. С. 113-119.

104. Семилетов И.П., Савельева Н.И., Пипко И.И. и др. Долгопериодная изменчивость в системе атмосфера-суша-море в североазиатском регионе. Труды Арктического Регионального Центра. Т. 1. Владивосток. 1998. С.43-65.

105. Симонов А.И. Гидрология и гидрохимия устьевого взморья. М.: Гидрометеоиздат. 1969. 230 с.

106. Скибинский Л.Э. Географические аспекты изменчивости содержания растворенного кислорода в устьевых и прибрежных биотопах различного морфометрического типа // Геодинамика и геоэкология. Материалы международной конференции. Архангельск. 1999. С. 332-335.

107. Скибинский Л.Э. Современное гидрохимическое состояние прибрежных и устьевых биотопов Белого и Печорского морей. Автореферат дисс. на соискание уч. ст. к.г.н. Архангельск. 2003.

108. Скопинцев Б.А. О коагуляции гумусовых веществ речного стока в морской воде // Изв. АН СССР. Серия географич. и геофизич. Т. XII. Вып. 2. 1948. С. 218.

109. Смагин В.М. Гидрохимическое исследование полярных районов // Проблемы Арктики и Антарктики. 1995. Вып. 70. С. 183-192.

110. Смирнов М.П., Тарасов М.Н., Мальцева A.B. Вынос органического вещества с территории СССР и его временная изменчивость (1936-1980). Гидрохимические материалы. Л.: Гидрометеоиздат. 1988. 103. С. 67-83.

111. Современные методы гидрохимических исследований океана / Ред. O.K. Бордовский, A.M. Чернякова, М.: Институт океанологии им. П.П. Ширшова Академии Наук СССР. 1992. 201 с.

112. Соколова Т.А., Трофимов С.Я. Сорбционные свойства почв. Адсорбция. Катионный обмен. Тула: Гриф и К. 2009. 172с.

113. Соколовский Д. Л. Речной сток. Л. Гидрометеоиздат. 1968. 540 с.

114. Стунжас П.А. Разделение вод Енисея и Оби в Карском море по щелочности и кремнию / Океанология. 1995. Т. 35. №2. С. 215-220.

115. Стунжас П.А., Виноградова Е.Л. Система кремнезема в морях Арктики. 2012. М.: Научный мир. С.65-79.

116. Суханова И.Н., Флинт М.В., Мошаров С.А. Структура сообществ фитопланктона и первичная продукция в обском эстуарии и на прилежащем Карском шельфе // Океанология. 2010. №5. С. 785-800.

117. Тарасов М.Н., Смирнов М.П. Речной сток органического вещества и биогенных элементов в моря с территории СССР / Современные проблемы региональной и прикладной гидрохимии. Л.: Гидрометеоиздат, 1988. С. 152-159.

118. Тищенко П.Я., Вонг Ч.Ш., Волкова Т.И. и др. Карбонатная система эстуария реки Раздольной (Амурский залив Японского моря) / Биология моря. 2005. Т. 31. №1. С.51-60.

119. Третьяков М.В. К моделированию гидрологических процессов в эстуариях с ледовым покровом // Проблемы Арктики и Антарктики. 2008. №2. С. 6775.

120. Федоров К.Н. Физическая природа и структура океанических фронтов. Д.: Гидрометеоиздат. 1983. 296 с.

121. Шамов Г.И. Речные наносы. JL: Гидрометеоиздат. 1954. 346 с.

122. Шварцев С.И., Савичев О.Г., Хвачевская А. и др., Комплексные геолого-геохимические исследования воды реки Обь / Экология пойм и Сибирских рек Арктики. 1999. Новосибирск. С. 110-115.

123. Шевченко В.П. Влияние аэрозолей на среду и морское осадконакопление в Арктике. Наука. 2006. 232 с.

124. Шевченко В.П., Лисицын В.П., Виноградова A.A. и др. Аэрозоли Арктики результаты десятилетних исследований // Оптика атмосферы и океана. 2000. 13. №6-7. С. 551-576.

125. Шевченко В.П., Покровский О.С., Филиппов A.C. и др. Об элементном составе взвеси реки Северная Двина (бассейн Белого моря) // Доклады АН. 2010. Т. 430. № 5. С. 686-692.

126. Шевцов С.Л., Савичев О.Г. Современное эколого-геохимическое состояние Томи и её притоков // Эколого-биогеохимические исследования в бассейне Оби. Ред. Зуев В. Ви др. Томск. 2002. С.87 98.

127. Шварцев С.И., Савичев О.Г., Квачевская Ю. Г. и др. Комплексные эколого-геохимические исследования Обской воды // Экология пойм

128. Сибирских рек Арктики. Новосибирск, Изд-во Сибирского отд. РАН. 1999. С. 110-115.

129. Якушев Е.В., Неретин J1.,H., Тютерев В.В. Сезонная изменчивость биогенных элементов в Двинском заливе Белого моря / 2000.

130. Aagard К., Coachman L. К., Carmack. Е. On the halocline of the Arctic Ocean. Deep-Sea Res. Part A. 1981. V. 28A. P. 529-545.

131. ACIA. Arctic climate impact assessment. New York: Cambridge University Press. 2005.

132. Alkire M.B., Trifry J.H. Transport of spring flood water from river under ice to the Alaskan Beaufort Sea. JGR . 111. 2006. C12008. doi: 10.1029/2005JC003446.

133. Anderson L.G. Arctic Oceanography: Marginal Ice Zones and Continental Shelves // Coastal and Estuarine Studies. 1995. V. 49. P. 183-202.

134. AMAP. AMAP Assessment Report: Arctic pollution issues. Arctic Monitoring and Assessment Programme (AMAP). Oslo. Norway. 1998.

135. Aminot A., Kerouel R. Reference material for nutrients in seawater: stability of nitrate, nitrite, ammonia and phosphate in autoclaved samples// Mar. Chem. 1995. V. 49. P. 221-232.

136. Aminot A., Kerouel R. Stability and preservation of primary calibration solutions of nutrients // Mar. Chem. 1996. V. 52. P. 173-181.

137. Amon R.M.W., Meon B. The biogeochemistry of dissolved organic matter and nutrients in two large Arctic estuaries and potential implications for our understanding of the Arctic Ocean system // Mar. Chem. 2004. V. 92. P. 311 — 330.

138. Aminot A., Kerouel. R., Kirkwood D.S. et al. Potential combination from glassware in the determination of phosphorous in natural waters // Inetr. J. Environ. Anal. Chem. 1992. V.9. P. 125-138.

139. Arctic RIMS. A Rigeonal Integrated Hydrological Monitoring System for the Pan-Arctic Land Mass. http.rims.unh.edu.

140. Barber T. Phosphate adsorption by mixed and reduced iron phases in static and dynamic systems / PhD Thesis. 2002. Stanford university. USA. 125 p. ,

141. Berezovskaya S., Daqing Y., Kane D. L. Compatibility analysis of precipitation and runoff trends over the largeSiberian watersheds // GRL. 2004. V. 31. L21502. doi: 10.1029/2004GL021277.

142. Bianchi T.S. Biogeochemistry of Estuaries. Oxford University Press. 2007. ISBN 978-0-19-516082-6. 720 p.

143. Borgaard O.K. Effect of surface area and mineralogy of iron oxides on their surface charge and anion adsorption // Clays Clay Miner. 1983. V. 31. P. 230232.

144. Bourtman M.V., Levitan M.A. New data on heavy mineral distribution in Southern Kara Sea bottom sediments. Berichte zur Polarforschung, 2002. V. 419. P. 87-100.

145. Bring A., Destouni G. Hydrological and hydrochemical observation status in the pan-Arctic drainage basin // Polar Research. 2009. V. 28. P. 327-338.

146. Brown R.S., Stanislawski S.S., Mackay W.C. Effects of frazil ice on fish / In: Proceedings of the Workshop on Environmental Aspects of River Ice. Eds.: T.D. Prowse. National Hydrology Research Institute, Saskatoon, Symposium № 12. 1994. P. 261-278.

147. Burton J.D., Liss P.S. Estuarine Chemistry. London: Acad. Press. 1976. P. 1-36.

148. Cao Zh., Dai, M., Zheng N. et al. Dynamics of the carbonate system in a large continental shelf system under the influence of both a river plum and coastal upwelling // Journal of Geophysical Research. 2011. V. 116. doi: 10.1029/2010JG001596.

149. Carmack E., Wassman P. // Food webs and physical-biological coupling on pan-Arctic shelves: Unifying concepts and comprehensive perspectives // Progress in Oceanology. 2006. V. 71. P. 446-477.

150. Carmack E.A., Macdonald R.W. Oceanography of the Canadian Shelf of the Beaufort Sea: A setting for marine life // Arctic. 2002. V. 55. P. 29-45.

151. Carmack E.C. Physical Science / In: Polar Oceanography. Ed.: W.O. Smith. London: Acad. Press. 1990. P. 171.

152. Carmack E.C. The alpha/beta ocean distinction: A perspective of freshwater fluxes, convection, nutrients, and productivity in high-latitude seas // Deep Sea Research 11. 2007. V.54. P. 2578-2598.

153. Carmack E.C., Macdonald R.W., Jasper S. Phytoplankton productivity on the Canadian Shelf of the Beaufort Sea // Marine Ecology-Progress Series. 2004. V. 277. P. 37-50.

154. Castellvy J., Cano M. Interference des souches 1979.bacteriennes dans l'analyse de N03"// Rapp. Comm. Int. Mer. Medit. 1983. V.28 (8). P. 59-61.

155. Cauwet G., Sidorov I.S. The biogeochemistry of the Lena River: organic carbon and nutrient distribution // Mar. Chem. 1996. V. 53. P. 211-227.

156. Chapman W.L., Walsh J.E. Recent variations of sea ice and air temperatures in high latitudes. Bull. Amer. Meteor. Soc. 1993. P. 33^17.

157. Chen C.T.A. New vs. export production on the continental shelf // Deep Sea Research, Part 11. 2003. V. 50. P. 1327-1333.

158. Chen C.T.A., Borges A.V. Reconciling opposite views on carbon cycling in the coastal ocean: Continental shelves as sinks and near-shore ecosystems as sources of atmospheric C02 // Deep Sea research. Part 11. 2009. V.56 P. 578590.

159. Chester, R. Marine Geochemistry. Academic Division of Unwin Hyman Ltd., London. 1990. 698 p.

160. Churun, V., Ivanov M. Investigations of the hydrophysical structure in the mixing zone between fresh and saline waters in the Ob and Yenisei estuaries // Berichte zur Polarforschung. 1998. V. 266. P. 11-18.

161. Codispoti L.A,. Richards F.A. Micronutrient distribution in the East Siberian and Laptev Sea during summer// Arctic. 1963. 21. P. 67-83

162. Cooper L.W., Benner R., McLeland J.W. Linkage among runoff, dissolved organic carbon, and the stable oxygen isotope composition of sea water and other water mass indicators in the Arctic Ocean // JGR. 2005. V. 110. doi: 10.1029/2005JG00031.

163. Cooper L.W., McClelland J.W., Holmes R.M. et al. Flow-weighted values of runoff tracers (delta 180, DOC, Ba, alkalinity) from the six largest Arctic rivers // Geophysical Research Letters. 2008. 35: L 18606/ doi: 18610/11029/12008GL035007.

164. Dai M., Martin J.-M. First data on trace metal level and behavior in two major Arctic river-estuarine systems (Ob and Yenisei) and in the adjacent Kara Sea // Earth Plan. Sci. Lett. 1995. V. 131. P. 127-141.

165. Dean K.G., Stringer K., Ahlns K. et al. The influence of river discharge on the thawing of sea ice, Mackenzie River Delta: Albedo and temperature analysis // Polar Research. 1994. V. 13. P. 83-94.

166. Dittmar Th., Kattner G., The biogeochemistry of the river and shelf ecosystem of the Arctic Ocean: a review // Mar. Chem. 2003. V. 83. P. 103-120.

167. Dittmers K., Schoster F. Ancient riverine channels at the Kara Sea floor // Ber. Polarforsch. 2004. V. 479. P. 43-59.

168. Dore J. E., Houlihen T., Hebel D.V. et al. Freezing as a method of sample preservation for the analysis of dissolved inorganic nutrients in seawater // Mar. Chem. 1996. V. 53. P. 173-185.

169. Dunton K.H., Weingartner T., Carmack E.C. The near shore western Beaufort Sea ecosystem: Circulation and importance of terrestrial carbon in Arctic coastal food webs // Progress in Oceanography. 2006. V. 71. P. 362-378.

170. Eaton A.D., Rant V. Sorption of ammonium by glass frits and filters: implication for analysis of brackish and fresh waters // Limnol. Oceanogr. 1979. V. 24 (2). P. 397-399.

171. Eicken H., Dmitrenko I., Tyshko K. et al., Zooplankton of the Laptev Sea landfast ice cover and its importance in a frozen estuary // Global and Planetary change. 2005. V. 48. P. 55-83.

172. Eisma D., Kalf J., Gocast J. Van der. Suspended matter in the Zaire estuary and the adjacent Atlantic Ocean. Netherlands // J. Sea Res. 1978. V. 12 (3/4). P. 382406.

173. Emerton G.A., Lesak L.F.W., Vincent W.F. Nutrient and organic matter patterns across the Mackenzie River, estuary and shelf during the seasonal recession of the sea-ice // Journal of Marine Systems. 2008. V. 74. P. 741-755.

174. Frey K.E., McCleland J.W., Holms R.M. et al. Impacts of climate warming and permafrost thaw on the riverine transport of nitrogen and phosphorous to the Kara Sea // JGR. 2007. V. 12, G04S58, doi: 10.1029/2006JG000369.

175. Frey K.E., McClelland J.W. Impacts of permafrost degradation on arctic river biogeochemistry // Hydrological Processes. 2009. 23L: 169-182. doi: 10.1002/hyp.7196.

176. Frey K.E., Smith L.C. Recent temperature and precipitation increases in west Siberia and their association with the Arctic Oscillation // Polar Research. 2003. V. 22 (2). P. 287-300.

177. Frey K.E., Smith L.C. Amplified carbon release from vast west Siberian peatlands by 2100 // Geophys. Res. Lett. 2005. 32. L09401. doi: 10.1029/2004GL22025.

178. Frey K.E., Siegel D.I., Smith L.C. Geochemistry of west Siberian streams and their potential response to permafrost degradation // Water Resour. Res. 2007. V. 47. doi: 10.1029/2006WR004902.

179. Frey K.E., McClelland J.W., Holmes R.M. et al. Impacts of climate warming and permafrost thaw on the riverine transport of nitrogen and phosphorous to the Kara Sea// JGR-Biogeosciences. 2007. V.112. doi: 10.1029/2006JG000369.

180. Galimov E.M, Kodina L.A., Stepanets O.V. et al. Biogeochemistry of the Russian Arctic. Kara Sea: Research result under the SIRRO Project, 1995-2003 // Geochemistry International. 2006. V. 44. № 3. P. 1053-1104.

181. Gardolinski P.C.F.C., Hanrahan G., Achterberg E.P. et al. Comparison of sample storage protocols for the determination of nutrients in natural waters // Wat. Res. 2001. V. 35(15). P. 3670-3678.

182. Garneau M.-E., Vincent W.F., Alonso-Saez L., et al. Prokaryotic community structure and heterotrophic production in a river influenced coastal arctic ecosystem // Aquatic Microbial Ecology. 2006 V.42. P. 27^10.

183. Gavis J., Fregusson J.F. The cycling of mercury through the environment // Water Res. 1972. V.6. P. 989-1008.

184. Gebhardt A.C., Gaye-Haake B., Unger D. et al. Recent particulate organic carbon and total suspended matter fluxes from the Ob and Yenisei rivers into the Kara Sea (Siberia) // Marine Geol. 2004. V. 207. P. 225-245.

185. GEMS, Global Environment Monitoring System-Freshwater Quality Programme (GEMS/Water). United Nations Environment Programme. 2001. http://www.cciw.ca/gems.

186. GESAMP (Joint Group of Experts on the Scientific Aspects of Marine Pollution), Land-Sea Boundary Flux of Contaminations: Contribution from Rivers. GESAMP Reports and Studies 32, 1987. UNESCO, 172 p.

187. Gordeev V.V., Beeskow B., Rachold V. Geochemistry of the Ob and Yenisei Estuaries: A Comparative Study // Ber. Polarforsch. Meeresforsch. 2007. V. 557. ISSN. P. 1618-3193.

188. Gordeev V.V., Martin J.-M., Sidorov I.S. et al. A reassessment of the Eurasian river input of water sediment, major elements and nutrients to the Arctic Ocean // American J. Sci., 1996. V. 296. P. 664-691.

189. Gordeev V.V., Rachold V. Modern terrigenous organic carbon input to the Arctic Ocean / In: Present and Past / Eds.: R. Stein, R.W. Macdonald. Springer. 2003. P. 33-41.

190. Gordeev V.V., Rachold V., Vlasova I.E. Geochemical behavior of major trace elements in suspended particulate material of the Irtysh river, the main tributary of the Ob river, Siberia // Applied Geochemistry. 2004. V. 19. P. 593-610.

191. Gordeev V.V., Sidorov I.S. Concentrations of major elements and their outflow into the Laptev Sea by the Lena River // Marine Chemistry. 1993. V. 43, № 1-4, P. 33-46.

192. Gordeev V.V., Shevchenko, V.P. Chemical composition of suspended sediments in the Lena River and its mixing zone // Berichte zur Polar und Meeresforschung. AWI. Bremerhaven. 1995. pp. 154-169.

193. Gordeev V.V. Fluvial sediment flux in the Arctic // Geomorphology. 2006. V. 80. P. 94-104.

194. Gordeev V.V., Kravchishina M.D. River flux of dissolved organic carbon (DOC) and particulate organic carbon (POC) to the Arctic Ocean: what are the consequences of the global change? / Influence of Climate Change on the

195. Changing Arctic and Sub-Arctic Conditions / Eds. J.C.J. Nihoul, A.G. Kostianoy. NATO series C: Environmental Security, Springer. 2009. P. 145160.

196. Guay C.K., Folkner K.K. A survey of dissolved barium in the estuaries of major Arctic rivers and adjacent seas // Continental Shelf Res. 1998. 18: 859-882.

197. Gurevich V.I. Recent sedimentogenesis and environment on the Arctic shelf of Western Eurasia. Norsk Polarinstitutt Meddelelser NR 131. Oslo. 1995.

198. Hansell D.A., Kadko D., Bates N.R. Degradation of terrigenious dissolved organic carbon in the Western Arctic Ocean // Science. 2004. V. 304. P. 858861.

199. Harms I.H., Karcher M.J. Modeling the seasonal variability of circulation and hydrography in the Kara Sea // J. Geophys. Res. 1999. V. 104(C6). P. 1343113448.

200. Harper P.P. Ecology of streams at high latitudes / In: Perspectives in Running Water Ecology. Eds.: M.A. Lock, D.D. Williams. 1981. P. 313-337.

201. Hem J.D. Chemical equilibria and rates of manganese oxidation // U/S/ Geol. Surv. Water Supply Papers. 1963. P. 1-64.

202. Holmes R.M., McClelland J.W, Peterson B.J., et al. A circumpolar perspective on fluvial sediment flux to the Arctic Ocean // Global Biochemical Cycles. 2002. V.16. №4.P.45-1 45.

203. Holmes R.M., McClelland J.W, Peterson B.J., et al. Seasonal and annual fluxes of nutrient and organic matter from large rivers to the Arctic Ocean and surrounded seas // Estuaries and Coasts. 2011. doi 10.1007/sl2237-011-9386-6.

204. Holmes R.M., McClelland J.W., Raymond P.A. et al. Lability of DOC transported by Alaskan rivers to the Arctic Ocean // Geophysical Research Letters. 2008. 35: L03402. doi: 03410.01029/02007gl032837.

205. Holmes R.M., Peterson B.J., Zulidov V.V. et al. Nutrient Chemistry of the Ob' and Yenisey Rivers, Siberia: Results from June 2000 Expedition and Evaluation of Long-term Data Sets // Marine Chemistry. 2001. V. 75. P. 219-227.

206. Holmes R.M., McClelland J.W., Raymond P.A. et al. Lability of DOC transported by Alaskan rivers to the Arctic Ocean // Geophys. Res. Lett. 2008. V. 35. P. L03402. doi:10.1029/2007GL032837.

207. Holmes R.M., Peterson B.J., Gordeev V.V. et al. Flux of nutrients from Russian rivers to the Arctic Ocean: Can we establish a baseline against which to judge future changes? // Water Resources Research. 2000. V. 36, № 8. P.2309-2320.

208. Horner R., Schräder G.C. Relative contributions of ice algae, phytoplankton and benthic microalgae to primary production in nearshore regions of the Beaufort Sea // Arctic. 1982. V. 35. P. 485-503.

209. Huh Y., Tsoi M.-Y., Zaitsev A.A. et al. The fluvial geochemistry of the rivers of Eastern Siberia: 1. Tributaries of the Lena River draining the sedimentary platform of the Siberian Craton // Geochem. Cosm. Acta. 1998. V. 62. P. 16571676.

210. Hynes H.B.N. 1970. The Ecology of Running Waters. Liverpool University Press, 555 p.

211. Ivanov V.V., Surnin V.A. Analysis of routes and mechanisms of pollutant transport from river catchments to the Arctic seas of Russia. Estuarine and marine impact zones / Advisory Committee on Protection of the Sea (ACOPS). M., 2001.

212. Jones E.P., Anderson L.G. On the origin of the chemical properties of the Arctic Ocean halocline//J. Geophys. Res. 1986. V. 91. C9. P. 10759-10767.

213. Jones, E.P., Anderson, L.G., Wallace D.W.R. Tracers of near-surface, halocline and deep waters in the Arctic Ocean: Implications for circulation // J. of Marine

214. Systems. 1991. V. 2. 241-255.

215. Jones J.B., Petrone K.C., Finlay J.C. et. al. Nitrogen loss from watersheds of interior Alaska underlain with discontinuous permafrost // Geographical Research Letters. 2005. doi: 10.1029/2004GL021734.

216. Juul-Pedersen T., Michel C., Gosselin M. et al. Seasonal changes in the sinking export of particulate material under first-year sea ice on the Mackenzie Shelf (western Canadian Arctic). Marine Ecology Process Series. 2008. V. 353. P. 1325.

217. Kattner G., 1999. Storage of dissolved inorganic nutrients in seawater: poisoning with mercuric chloride // Mar. Chem. V. 67. P. 61-66.

218. Kempe S., Eisma D., Degens E.T. Transport of carbon and nutrients in lakes and estuaries. Humburg. 1993. 320 p.

219. Khlebopashev P.V., Vinogradova E.L. Nutrients in River Ice Ecosystems Inflowing into Arctic Seas / Sevens Workshop on Land Ocean Interactions in the Russian Arctic, LOIRA project. November 15-18. 2004. Moscow. 2004. P.53.

220. Khusid T.A., Korsun S.A., Modern benthic foraminiferal assemblages in the Kara Sea // Berichte zur Polarforschung. 1996. V. 212. P. 308-314.

221. Kirkwood D.S. Stability of solution of nutrient salt during storage // Mar chem. 1992. V.38. P. 151-164.

222. Kirkwood D.S., Aminot A., Perttila M. ICES Report on the results of the fourth intercomparison exercise for nutrients in sea water / ICES Coop. Res. Rep. 1991. P. 174, 83.

223. Kodina L.A., Bogacheva M.P. POC isotope composition in the Ob estuary as compared with the Yenisei system // Rep. Polar Mar. Res. 2002. V. 419. P.151-157.

224. Kohler H., Meon B., Gordeev V.V. et al. Dissolved organic matter (DOM) in the estuaries of Ob and Yenisey and the adjacent Kara Sea, Russia / In: Siberian River Run-off in the Kara Sea. Characterisation, Quantification, Variability and

225. Environmental Significance. Eds.: R. Stein, K. Fahl, D.K. Fiitterer et al. Amsterdam. Elsevier. 2003. P. 281-308.

226. Kotrly S., Sucha L. Handbook of chemical Equilibria in Analytical Chemistry / Elis Horwood, Chichester, 1985. 414 pp.

227. Kuzyk Z.A., Macdonald R.W., Granskog M.A. Sea ice, hydrological, and biological processes in the Churchill River estuary region, Hudson Bay // Estuarine, Coastal and Shelf Science. 2008. V. 77. P. 369-384.

228. Lara R.J., Rachold V., Kattner G. et al. Dissolved organic matter and nutrients in the Lena River, Siberian Arctic: characteristics and distribution // Marine Chem.1998. V. 59. P. 301-309.

229. Lammers R.B., Pundsack J.W., Shiklomanov A.I. Variability in temperature, discharge, and energy flux from the Russian Pan-Arctic landmass // Journal of Geographical research. 2007. V.l 12.G04S59. doi: 10.1029/2006JG000370.

230. Levitan M.A. Facies variability of surface sediments along the Yenisei transect based on grain-size composition, heavy and light mineral data // Berichte zur Polarforschung. 2001. V. 393. P. 92-106.

231. Levitan M.A., Bourtman M.B., Demina L.L. Facial variability of the surface layer of sediments of the Ob Yenisey shoal and the Ob and Yenisei estuaries // Lithology and Mineral Resourses. 2005. V. 40. P. 408-419.

232. Levitan M.A., Dekov V.M., Gorbunova Z.N. et al., The Kara Sea: a reflection of modern environment in grain size, mineralogy, and chemical composition of the surface layer of bottom sediments // Berichte zur Polarforschung, 1996. V. 212. P. 58-80.

233. Levitan M.A., Ivanov G.I., Bourtman M.V. et al. Provenance of the Kara Sea surface sediments based on heavy mineral data // Berichte zur Polarforschung,1999. V. 342. P. 160-171.

234. Levitan M.A., Kolesov G., Chudetsky M. Chemical characteristics of main lithofacies based on INAA data // Berichte zur Polarforschung. 2002. V. 419. P. 101-111.

235. Lobbes J., Fitznar. H.P., Katter G. Biogeochamical characteristics of dissolved and particulate organic matter in Russian rivers entering the Arctic Ocean // Geochim. Cosmochim. Acta. 2000. V. 64. P. 2973-2983.

236. Lubchenko I.Yu., Belova I.V. Migration of elements in river water // Lithology and Mineral Resources, 1973. V. 2. P. 23-29.

237. Ludwig W., Probst J.-L. Predicting the oceanic input of organic carbon by continental erosion // Global Biogeochem. Cycles. 1996. V. 10. P. 23-41.

238. Lukashin V.N., Lutsarev S.V., Krasnyuk A.D. et al. Suspended particulate matter in the Ob and Yenisey estuaries // Berichte zur Polarforschung. 1999. V. 300. P. 155-178.

239. Macdonald R.W. Arctic estuaries and ice: A positive-negative estuarine couple / In The freshwater budget of the Arctic Ocean. Ed. E.L. Lewis et al. Dordrecht, Netherlads: Kluwer. 2000. P. 383-407.

240. Macdonald R.W., Paton D.W., Carmack E.C. et al. The freshwater budget andunder-ice spreading of Mackenzie River water in the Canadian Beaufort Sea18 16based on salinity and 0/ O measurements in water and ice // JGR. 1995. V. 100. P. 895-919.

241. Macdonald R.W., Wong C.S., Ericson P. The distribution of nutrients in the southeastern Beaufort Sea Implications for water circulation and primary production // Journal of Geophysical Research-Oceans. 1987. V. 92. P. 29392952.

242. Macdonald R.W., Yu Y. The Mackenzie Estuary of the Arctic Ocean / The handbook of environmental chemistry. 2006. V. 5. Springer. P. 91-120.

243. MacLean R., Oswood M.W., Irons J.G. et al. The effect of permafrost on stream biogeochemistry: A case study of two steams in the Alaskan (USA) taiga // Biogeochemistry. 1999. V. 47 (3). P. 239-267.

244. Magnuson J.J., Robertson D.M., Benson B.J.et al. Historical trends in lake and river ice cover in the Northern Hemisphere // Science. 2000. V. 289. P. 1743— 1746.

245. Martin J.M., Gordeev V.V. River input to ocean systems: a reassessment / In: Estuarine Processes: an Application to the Tagus Estuary. Proc UNESCO/IOC/CNA Workshop. Paris. UNESCO. 1986. P. 203-240.

246. McCave I.N. Size spectra and aggregation of suspended particles in the deep ocean//Deep-Sea Res. 1984. V. 31. № 4. P. 329-352.

247. McClelland J.W., Holmes R. M., Dunton K.H. et al. The Arctic Ocean Estuary // Estuaries and Coasts. 2010. doi: 10.1007/sl2237-010-9357-3.

248. McClelland J.W., Holmes R.M., Peterson B.J. et al. Development of a pan-Arctic database for river chemistry // EOS. 2010. 89: 217-218.

249. McClelland J.W., Holmes R.M., Peterson B.J. et al. Increasing river discharge in the Eurasian Arctic: Considiration of dams, permafrost thaw, and fires as potential agent of change // JGR-oceans. 2004. V. 109. D18102. doi: 10.1029/2004JD0045 83.

250. McNamara J.P., Kane D.L., Hinzman L.D. An analysis of streamflow hydrology in the Kuparuk River Basin, Arctic Alaska: A nested watershed approach // Journal of Hydrology. 1998. V. 206. P. 39-57.

251. McNamara J.P., Kane D.L., Hinzman L.D. Hydrograph separations in an Arctic watershed using mixing model and graphical techniques // Water Resources Research. 1997. V. 33. 1707-1719.

252. Menard H.W., Smith S.M. Hypsometry of ocean basin provinces // JGR. 1996. V. 71. P. 4305-4325.

253. Meybeck M. Carbon, nitrogen and phosphorus transport by world rivers // Amer. J. Sci. 1982. V. 282. P. 401-450.

254. Millero F. Thermodynamics of the carbon dioxide system in the oceans // Geochem. Cosmochim. Acta. 1995. Vol. 59. P. 661-667.

255. Milliman J.D., Summerhayr C.P., Barretto H.T. Oceanography and suspended matter off the Amazon river, February March 1973 // J. Sediment. Petrol. 1975. V. 45(1). P. 189-206.

256. Mortland M.M., Woicott A.R. Sorption of inorganic nitrogen compounds by soil material // Agron. J. 1965. V. 10. P. 150-197.

257. Muller C., Stein R. Grain-size distribution and clay-mineral composition in surface sediments and suspended matter of the Ob and Yenisei estuaries // Berichte zur Polarforschung. 1999. V. 300. P. 179-187.

258. Nolting R.F., Van Dahlen M., Helder W. Distribution of trace and major elements in sediment and pore waters of the Lena Delta and Laptev Sea // Marine Chem. 1996. V. 53. P. 285-300.

259. Opsahle S., Benner R., Amon R.M.W. Major flux of terrigenous dissolved organic matter through the Arctic Ocean // Limnology and Oceanography. 1999. V. 44. P. 2017-2023.

260. Osburn C.L., Retamal L., Vincent W.F. Protoreactivity of Chromophoric dissolved organic matter transported by the Mackenzie River to the Beaufort Sea // Marine Chemistry. 2009. V. 115. P. 10-20.

261. Pakhomova S.V., Hall P., Kononets M. et al. Fluxes of iron and manganese across the sediment-water interface under various redox conditions // Marine Chemistry. 2007. V. 107. P. 319-333.

262. Parsons T.R., Webb D.G., Dovey H. et al. Production studies in the Mackenzie River Beaufort Sea Estuary // Polar Biology. 1988. V. 8. P. 235-239.

263. Parsons T.R., Webb D.G., Rokeby B.E. et al. Autotrophic and heterotrophic production in the Mackenzie river/Beaufort Sea estuary // Polar Biology. 1989. V. 9. P. 261-266.

264. Pavelski T.M., Smith L.C. Intercomparison of four global precipitation dataset and their correlation with increased Eurasian river discharge to the Arctic Ocean // JGR. 2006. 111.D21112, doi: 10.1029/2006JD007230.

265. Pavelski T.M., Smith L.C., Sampson K et al. A statistical analyse of precipitation and river discharge variability in the Eurasian Arctic // Eos Trans. AGU. 2006. 86. Fall Meet. Suppl., Abstract U41A-0807.

266. Peterson, B. J., R. M. Holmes, J. W. McClelland, C. J. Vorosmarty, R. B. Lammers, A. I. Shiklomanov, I. A. Shiklomanov, and S. Rahmstorf // Increasing river discharge to the Arctic Ocean. Science. 2002. V. 298. P. 2171-2173.

267. Peterson B.J., McClelland J., Curry R. et al. Trajectory shifts in the Arctic and subarctic freshwater cycle, Science. 2006, 313, 1061-1066.

268. Polykova Ye. Diatom assemblages in surface sediments of the Kara Sea (Siberian Arctic) and their relationship to oceanological conditions / In: Siberian River Run-off in the Kara Sea: Characterization, Quantification, Variability, and

269. Environmental Significance. Eds.: R. Stein, K. Fahl, D.K. Fütterer et al. Elsevier, 2003. Amsterdam. P. 375-400.

270. Prokushkin A.S., Gleixner G., McDowell et al. Source and substrate-specific export of dissolved organic matter from permafrost dominated forested watershed in central Siberia // Global Biogeochemical Cycles. 2007. V. 21. doi: 10.1029/2007GB00293 8.

271. Prowse T.D. River-ice ecology. II: Biological aspects // Journal of Cold Regions Engineering. 2001. V. 15. P. 17-33.

272. Prowse T.D., Beltaos S. Climatic control of river-ice hydrology: a review // Hydrological Processes. 2002. V. 16. P. 805-822.

273. Rachold V., Alabyan A., Hubberten H.-W. et al. Sediment transport to the Laptev Sea-hydrology and geochemistry of the Lena River // Polar Res. 1996. V. 15. P. 183-196.

274. Rawlins, M.A. et al., Diagnosis of the record discharge of Arctic-draining , Eurasian rivers in 2007 // Environ. Res. Lett. 2009. V. 4. doi: 10.1088/17489326/4/4/045011.

275. Redfield A.C., Ketchum B.Y., Richards F.W. The influence of organisms on the composition of sea water // The Sea. 1963. V. 2. New York.

276. Retamal L., Bonilla S., Vincent W.F. Optical gradients and phytoplankton production in the Mackenzie River and coastal Beaufort Sea // Polar Biology. 2007b. doi: 10.1007/s00300-007-0365-0.

277. Retamal L., Vincent W.F., Martineau C. Comparison of the optical properties of dissolved organic matter in the two river-influenced coastal regions of the Canadian Arctic // Estuarine and coastal Shelf Science. 2007a. doi:10.10116/j.ecss.2006.10.022.

278. Romanovsky V. E., Drozdov D. S., Oberman N. G. et al. Thermal state of permafrost in Russia // Permafrost and Periglacial Processes. Special Issue: The International Polar Year. 2010 .V. 21. 2. P 136-155.

279. Rozanska M., Gosselin M., Poulin M. et al. Influence of environmental factors on the development of bottom ice protest communities during the winter-spring transition // Marine Ecology Progress Series. 2009. V. 386. P. 46-59.

280. Rudels B., Andersen L.G., Jonse E.P. Formation and evolution of the surface mixed layer and halocline of the Arctic Ocean // J. Geophys. Res., 1996. V. 101. C4. 8807-8821.

281. Rudels B., Anderson L., Eriksson P. et al. Observations in the Ocean / In: ARCTIC Climate Change The ACSYS Decade and Beyond. Eds.: P. Lemke, T. Fichefet, C. Dick. 2009.

282. Sakshauge E. Primary and secondary production in the Arctic Seas / In The organic carbon cycle in the Arctic Ocean, ed. R. Stein. 2004. Berlin: Springer. 57-81.

283. Sakshauge E. Biogeochemical transformations of silicon along the land-ocean continuum and implications for the Global Carbon Cycle / In: Carbon and nutrient fluxes in Continental Margin. Eds.: K. Lue et al. Springer. 2010. P. 515527.

284. Schreier H., Erlebach W., Albright L. Variations in water quality during winter in two Yukon rivers with emphasis on dissolved oxygen concentration // Water Research. 1980. V. 14. P. 1345-1351.

285. Serreze M.C., Barret A.G., Slater R.A. et al., The large-scale freshwater cycle of the Arctic // JGR-oceans. 2006. V. 111. CI 1010. doi: 11010.11029/12005JC003424.

286. Sheng Y., Smith L.C., MacDonald G.M. et al. A high-resolution GIS-based inventory of the west Siberian peat carbon pool // Global Biochem. Cycles. 2004. 18. doi: 10.1029/2003GB002190.

287. Shevchenko V.P., Lisitzin A.P., Ivanov G.I. Ocean sediment fluxes in the Kara and Barents Seas / In: Natural conditions of the Kara and Barents Sea. Oslo, Norsk Polarinst. 1997. P. 436-439.

288. Shiklomanov A.I., Lammers R. B. Record Russian river discharge in 2007 and the limits of analysis // Environ. Res. Lett. 2009. doi:10.1088/1748-9326/4/4/045015.

289. Shmelkov B., Latko A., Prusakov B. Hydrological conditions in the Kara Sea in summer 2003 // Berichte zur Polarforschung, 2004. V. 479. P. 110-116.

290. Sholkovitz E.R. Flocculation of dissolved organic and inorganic matters during the mixing of river water and sea water // Geochim. Cosmochim. Acte. 1976. V. 40. P. 831-845.

291. Smith L.C., MacDonald G.M., Velichko A.A. et al. Siberian peatlands a net carbon sink and global methane source since the early Holocene // Science. 303. P. 353-356.

292. Smith L.C., Pavelski T.M., MacDonald G.M. et al. Rising minimum daily flows in northern Eurasian rivers suggest a growing influence of groundwater in the high-latitude water cycle // JGR. 2007. doi: 10/1029/2006JG000327.

293. Sorokin Y.I., Sorokin P.Y. Plankton and Primary production in the Lena River Estuary and in the south-eastern Laptev Sea // Estuarine, Coastal and Shelf Science. 1996. V. 43. P. 399-418.

294. Stein R., Fahl K., Futterer D.K. et al. Siberian River run-off in the Kara Sea: Characterisation, quantification, variability and environmental significant. Amsterdam: Elsevier. 2003.

295. Stein R., Macdonald R.W. / In: The Organic Carbon Cycle in the Arctic Ocean. B.: Springer. 2004. P. 24-32.

296. Steinke T. Rekonstruction spätquartärer Paläo-Umweltbedingungen in der Kara See anhand sedimentologischer und mineralogischer Untersuchungen. Unpublished Master Thesis, Bremen Univ., 2002. 98 p.

297. Stepanets O.V., Borisov A.P., Ligaev A.N. et al. The technogenic pollution of the Yenisei estuary and adjacent part of the Kara Sea based on data of the expeditions 2002-2003 // Berichte zur Polarforschung. 2004. V. 479. P. 86-102.

298. Stepanets, O.V., Borisov, A.P., Ligaev, A.N. et al. Anthropogenic pollution of Kara Sea and estuaries of the Yenisei and Ob based on data of the 2000 and 2001 cruises // Berichte zur Polarforschung. 2002. V. 419. P. 180-190.

299. Stephantsev L.A., Shmelkov B.S. Brief characteristics and results from measurements of hydrophysical structures of waters in the estuaries of Ob and Yenisei // Berichte zur Polarforschung. 1999. V. 360: 8-19.

300. Striegl R.G., Aiken G.R., Dornblaser M.M. et al. A decrease in discharge-normalized DOC export by the Yukon River during summer through autumn // Geophysical Research Letters. 2005. V. 32. L21413. doi: 21029/22005GL024413.

301. Sverdrup H.U. On condition for the vernal blooming of phytoplankton // J. Cons, intern, explor. mer. 1953. Vol. 18. № 3. P. 287-295.

302. Tank S.E., Manizza M., Holmes R.M. et al. The processes and impact of riverine nutrients and organic matter in the near-and offshore Arctic Ocean // Estuaries and Coasts. 2011. doi: 10.1007/s 12237-011 -9417-3.

303. Taylor S.R., McLennan S.M. The Continental Crust: Its Composition and Evolution. Oxford: Blackwell. 1985. 312 p.

304. Tebo B.M. Manganese(II) oxidation in the suboxic zone of the Black Sea // Deep-Sea Research. 1991. V.38. P. 883-905.

305. Torrent J. Interaction between phosphate and iron oxide // Adv. GeoEcology. 1997. V30.P 321-344.

306. Trefry, J.H., Presley, B.J. Heavy metals transport from the Mississippi river to the Gulf of Mexico / In: Marine pollutant transfer. Eds.: H.L. Windom, R.A. Duce. Toronto. Lexington Books. 1976. P. 39-76.

307. Unger D., Gaye-Haake B., Neumann K. et al. Biogeochemistry of suspended and sedimentary material in the Ob and Yenisei rivers and Kara Sea: amino acids and amino sugars // Continental Shelf Res. 2005. V. 25. P. 437-460.

308. Vlasova L.N. Variations of hydrochemical parameters throughout the water masses in the Kara Sea in August 2003 // Berichte zur Polarforschung. 2004. V. 479. P. 77-85.

309. Walsh, J.J. Importance of continental margins in the marine biogeochemical cycling of carbon and nitrogen // Nature. 1991. V. 350. P. 53-55.

310. Walvoord M.A., Streigl R.G. Increased groundwater to stream discharge from permafrost thawing in the Yukon River basin: Potential impacts on lateral export of carbon and nitrogen // Geophysical Research Letters. 2007. 34. L. 12402.

311. Whitehouse B.G., Macdonald R.W., Iseki K., et al. Organic carbon and colloids in the Mackenzie River and Beaufort Sea // Marine Chemistry. 1989. V. 26. P. 371-378.

312. Whitfield P.H., McNaughton B. Dissolved-oxygen depressions under ice cover in two Yukon rivers // Water Resources Research. 1986. V. 22. P. 1675-1679.

313. Wolf W.J. Biotic aspects of the chemistry of estuaries / In: Geochemistry and biogeochemistry of estuaries. Ed. E. Olausson, I. Cato. 1980. New York. P. 253295.

314. Yang D.D., Kane D.L., Hinzman L.D. et al. Siberian Lena river hydrologic regime and recent change // J.G.R. 2002. V. 107. 4694. doi: 10.1029/2002JD002542.

315. ZoBEll C.E., Brown B.F. Studies on the chemical preservation of water samples //J. Mar. Res. 1944. V.5. P: 178-184.

Информация о работе

Виноградова, Елена Леонидовна
кандидата географических наук
Москва, 2012
ВАК 25.00.28

Диссертация

Временная и пространственная неоднородности гидрохимической структуры вод на верхних границах маргинальных фильтров Оби и Енисея - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Временная и пространственная неоднородности гидрохимической структуры вод на верхних границах маргинальных фильтров Оби и Енисея - тема автореферата по наукам о земле, скачайте бесплатно автореферат диссертации

Похожие работы