«ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ МОРСКОЙ СРЕДЫ Учебное пособие Владивосток 2009 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ АКАДЕМИЯ ...»

Дноуглубительные работы Нарастание темпов развития промышленности и экономики разных стан мира способствует росту объемов морских перевозок. Для этого, а также при сопутствующем строительстве портовых зон и гидростроительстве, возникает необходимость проведения дноуглубительных работ в прибрежных зонах. Такие работы сопровождаются извлечением из моря и перемещением больших масс грунтов, дальнейшая утилизация которых представляет серьезную проблему. Извлеченные при проведении дноуглубительных работ грунты составляют более 80% всех твердых отходов, сбрасываемых в море (Некоторые региональные последствия…, 1990). Их захоронение – дампинг – проводится на расстоянии не менее 10- км от района добычи и сопровождается изменением рельефа дна, взмучиванием водных масс, повреждением растений и животных, вторичным загрязнением морских вод элементами, сконцентрировавшимися в донных отложениях. Дноуглубительные работы проводятся во многих странах мира (США, Канаде, Испании, Франции, Англии и др.), причем в конце 80-х гг.

ХХ века в 37 странах мира дноуглубительные работы сопровождались дампингом грунтов (Некоторые региональные последствия…, 1990).

Согласно оценкам Дальневосточного научно-исследовательского гидрометеорологического института (ДВНИГМИ), объем перерабатываемых грунтов в дальневосточных морях составляет 3 млн. т ежегодно. Условия среды в районах дампинга подвергаются существенным изменениям в зависимости от объема сброшенного материала и степени его загрязнения. В процессе захоронения грунтов, извлеченных, как правило, на акваториях портов, в морскую среду попадают различные поллютанты, в том числе – нефтеуглеводородов, тяжелых металлов, соединения азота и фосфора.

Поскольку в сбрасываемом материале токсиканты находятся в адсорбированном состоянии, часть их переходит обратно в морскую среду при сбросе грунта. Степень интенсивности перехода зависит от гидрологических условий среды и физико-химических свойств грунта. Так, при вторичном сбросе песчаных грунтов в морскую среду поступает больше загрязняющих веществ, чем при дампинге илистых отложений. Вторичное загрязнение водной среды при дампинге грунта может стать причиной нарушения гидрологических и гидробиологических процессов в прибрежной зоне (Шлыгин и др., 1982; Некоторые региональные последствия…, 1990).

2.3. Загрязнение сельскохозяйственными и бытовыми стоками Бытовые сточные воды попадают в море вместе с речными водами, а также непосредственно с суши, значительное загрязнение морских поверхностных вод происходит в результате сброса фановых и хозяйственнобытовых сточных вод судов. Поступление бытовых стоков всегда сопровождаются развитием кишечной палочки и энтеробактерий, а также сбросом значительного количества органических соединений, снижающих содержание растворенного в морской воде кислорода. В зонах поступления неочищенных сточных вод наблюдаются повышенные концентрации соединений фосфора и азота, а также неблагополучная санитарнобактериологическая обстановка. В условиях высокого содержания биогенных элементов и слабой гидродинамики в морской среде наблюдаются явления эвтрофикации. В дальнейшем, в результате продукции фитопланктоном токсинов в водную среду, может произойти вторичное заражение морской воды. Однако накопление биогенного органического вещества в морской среде вызывает также перестройку бентосных сообществ (Rossi, Underwood, 2002). Ухудшение качества морской среды, связанное со сбросом бытовых сточных вод, может быть опасным не только для морских экосистем, но и для самого человека, поскольку купание и вылов гидробионтов на таких участках может быть причиной многих инфекционных заболеваний и кишечных отравлений.

В настоящее время в России неблагоприятная экологическая обстановка, связанная с поступлением бытовых стоков в морскую среду и дальнейшими процессами эвтрофикации наблюдается в некоторых районах Балтийского, Черного, Северного и Японского моря (Савинова, 1990; The state of..., 1991; Новиков, 1999). Так, интенсивные процессы эвтрофикации в Балтийском море стали происходить в 80-х гг. ХХ столетия. На Черном море за последние 30 лет гидрохимические показатели также существенно ухудшились, что было вызвано сбросом промышленно-бытовых стоков.

Например, в Каламитском заливе Черного моря прозрачность воды в прибрежной зоне снизилась в 5 раз, а содержание биогенов в поверхностных водах возросло вдвое (Болтачева и др., 1999).

2.4. Рыболовство. Добыча и культивирование морских гидробионтов Промысел морских организмов Растущая численность населения Земли и необходимость резкого увеличения производства продуктов питания, прежде всего животных белков, заставляют человека обращаться к использованию биологических ресурсов океана. В конце ХХ в. добываемые морские организмы обеспечивали около 2% рациона человечества и около 25% потребляемых им животных белков (Виноградов, Виноградова, 1989).

К 1970 г. общемировой вылов морских биоресурсов составлял чуть более 60 млн. тонн (примерно 18 кг на одного человека). В 1988 г мировой объем добычи морских рыб и беспозвоночных оставлял 85 млн. т (Моисеев, 1989; The state of..., 1991). В конце ХХ в. крупнейшей рыбодобывающей страной в мире была Япония, ей принадлежало 14% общемировой добычи.

Большим объемом добычи биоресурсов в тот период характеризовались также США (6,7%), Дания (2,3%), Канада (1,8%) и Испания (1,7%).

Среди многих тысяч видов различных животных и растений, населяющих моря, в промысловых целях человеком используется лишь небольшая часть этого разнообразия. Весь мировой вылов рыбы основан на использовании около двух тысяч видов (примерно 10% от общего числа известных видов рыб), из них половину общемирового улова составляют видов, а 5 видов – сардина иваси, перуанская сардина, перуанский анчоус, минтай и чилийская сардина – формируют четвертую часть улова На побережье южного Приморья человек поселился более 1000 лет до н.э. в период климатического оптимума голоцена. По некоторым данным (Вышкварцев и др., 2001), поселения, датируемые этим сроком, обнаружены в бухтах Сивучья, Миноносок, Калевала, Пемзовая и на о. Фуругельма.

До середины 50-х гг. ХХ столетия добыча рыбы и морских беспозвоночных в Приморье велась главным образом малотоннажным флотом в прибрежной зоне. Это способствовало использованию широкого ассортимента добываемого сырья, а также развитию инфраструктуры побережья. Именно этому времени соответствует период максимальной освоенности береговой зоны Приморского края (Преображенский, 2000).

Однако из-за недостаточных производственных мощностей многочисленных тогда рыболовецких колхозов общий объем вылова был невысок.

С середины 50-х гг. началась переориентация рыбной промышленности на развитие крупнотоннажного рыбопромышленного флота, направленная на освоение массовых скоплений ограниченного числа морских промысловых видов, что привело к существенному росту объемов добычи и производства рыбной продукции и способствовало концентрации производственных мощностей обрабатывающих предприятий в крупных городах.

В настоящее время большая часть улова на Дальнем Востоке добывается в Охотском и Беринговом море. Так, к началу 1960 г. суммарный вылов в Охотском море достиг примерно 1 млн. т (Шунтов, Дулепова, 1996).

Основу вылова составляли сельдь, камбалы, лососи и крабы. Во второй половине 60-х гг. ХХ в. уменьшились объемы добычи лососей и камбалы, но увеличились уловы сельди и особенно минтая. Вскоре минтай вышел на первое место, и в настоящее время он слагает основу вылова гидробионтов в Дальневосточных морях. 70-е гг. прошлого века характеризуется максимальным выловом морских биоре6сурсов в Охотском море – 2,7 млн.т., причем 62% составлял минтай. До введения в 1977 г. российской (советской) 200-мильной экономической зоны больше половины вылова биоресурсов в Охотском море приходилось на долю Японии. В результате огромных объемов рыбодобычи, а также под влиянием естественных причин именно это период характеризуется снижением запасов промысловых видов бентоса.

После введения рыболовной зоны доступ иностранного флота в российские воды был строго ограничен, а вылов сократился примерно в два раза (Шунтов, Дулепова, 1996). Сходная тенденция наблюдается и в общемировом промысле - доля ценных в пищевом отношении видов рыб в мировом улове неуклонно сокращается.

По литературным данным (Шунтов, 1995), промышленный вылов обеспечивает добычу только 7% потенциально возможного. В последние годы объем вылова донных и придонных рыб в российской экономической зоне Японского моря не превышает 25-33% их возможного оптимального изъятия. Только начинают осваиваться мезопелагические рыбы и мелкие кальмары. Из существующих биоресурсов наиболее полно осваиваются рыбные объекты мелководных зон. Увеличение объемов вылова рыбы может происходить за счет промысла минтая и терпугов мезопелагиали вдоль берегов северного Приморья, камбал и керчаковых во всех промысловых районах. Среди морских беспозвоночных огромным потенциалом (300 тыс. т) обладает тихоокеанский кальмар. Недостаточный вылов этого объекта обусловлен рядом причин, среди которых слабая материально-техническая база, общий кризис рыбной промышленности, плохой рынок сбыта, необходимость дальнейшей качественной обработки, упаковки и маркетинговой работы и пр.

Промысел морских гидробионтов – очень важная часть экономики многих стран мира. Однако относительно узкая направленность добычи биоресурсов характерна для большинства участников общемирового промысла. Мощный антропогенный пресс на малое число промысловых объектов может стать причиной подрыва популяций промысловых гидробионтов и нарушения равновесия в морских экосистемах. Перелов влечет за собой кратковременные выгоды для промысловиков и дальнейший экологический и экономический кризис этой сферы (Eisenack, Kropp, 2001).

Поскольку объектами промысла, как правило, являются виды, занимающие верхние трофические уровни, выведение их из экосистемы в результате перелова, может привести к невостребованности видов низших трофических этажей и, как следствие, снижению морской продуктивности (Христофорова, 1999). Поэтому необходимо расширять число промысловых объектов, равномерно распределяя объемы вылова.

Морская аквакультура Хотя океаническое рыболовство еще долгое время будет сохранять свое значение, в мировом рыбном хозяйстве все больший вес приобретает марикультура и прибрежный промысел. Наибольшие перспективы имеет марикультура, развитие которой будет способствовать уменьшению транспортных издержек и трат на содержание рыболовного флота, а также независимость от состояния природной сырьевой базы (Преображенский, 2000). В настоящее время в большинстве стран АТР марикультура рассматривается как отрасль рыбного хозяйства, в которой видят не только дополнение, но и в ряде случаев альтернативу традиционному промышленному рыболовству. Культивирование промысловых видов морских гидробионтов широко практикуется в прибрежных странах – Японии, Норвегии, Англии, Франции, Китае, Корее, где оно стало традиционным способом хозяйствования (Bardach et al., 1972; Пржеменецкая, 2001). Лидером среди стран, занимающихся разведением и выращиванием морских гидробионтов, является Япония, где вкладываются существенные материальные средства в развитие этого направления. В конце 80-х гг. ХХ века общая продукция марикультуры составляла примерно две трети всего объема аквакультуры (Скарлато и др., 1989).

Природно-климатические условия Приморского края чрезвычайно благоприятны для организации искусственного воспроизводства различных видов моллюсков, водорослей и рыб в промышленных масштабах.

Археологические данные свидетельствуют о том, что аквакультура на отдельных участках побережья Японского моря известна еще с эпохи неолита – 6,5-5 тыс. лет назад (Бродянский, 2001). Так, открытое в Приморском крае поселение Бойсман II – на берегу бухты того же названия, в устье р. Рязановки, имеет свидетельства выращивания тихоокеанской устрицы Crassostrea gigas.

Наиболее перспективными объектами воспроизводства в Приморье в настоящее время считаются ламинария японская, приморский гребешок, мидия тихоокеанская, трепанг, лососевые рыбы.

В настоящее время марикультура должна быть многогранной – т.е.

поликультурой, так как выращивание одного только вида малорентабельно, требует больших затрат и может привести к нежелательным последствиям (Пржеменецкая, 2001; Khristoforova, Przhemenetskaya, 2002). Развитие марикультуры не возможно без знания биологии и экологии выращиваемых видов и связанных с ними трофически и топически организмов, а также гидрологических и гидробиологических условий, выбираемого для хозяйства водоема во избежании нежелательных последствий (Bardach et al., 1972;

Скарлато и др., 1989; Габаев и др., 1998; Пржеменецкая, 2001; Probyn et al., 2001).

2.5. Рекреационный пресс в на побережье Приморского края Большая часть благоприятных для отдыха районов побережья в Приморском крае используется бесконтрольно или в качестве "платных" пляжей. Каждый купальный сезон многие тысячи жителей Приморского и Хабаровского краев, а так же Амурской области устремляются к живописным берегам заливов Восток и Славянский, а также б. Рифовой, к островам Русский, Попова и Рейнеке, в пригородную часть г. Владивостока (бухты Лазурная - "Шамора", Муравьиная - "Тавайза" и др.). В результате "дикого туризма" прибрежные территории подвергаются бессистемному освоению, что ведет к утрате изначально высокого природно-рекреационного потенциала Приморского края.

Со стороны туристической и рекреационной активности существует серьезная угроза естественным экосистемам (Преловский, 1995). Происходит варварское уничтожение ландшафтных комплексов береговой зоны, очень часто без возможности их естественного возобновления, пожары, вырубка прибрежных лесов и рощ, захламление береговой зоны бытовым мусором.

Так, продолжающееся более 100 лет рекреационное воздействие на Уссурийский залив, привело к деградации четвертой части растительного покрова его побережья (Кононова, 2000). Интенсивное антропогенное воздействие сказывается на биологическом разнообразии природных систем и их динамике (Бакланов, 1999; Селедец, 1999). Процесс обеднения биоразнообразия протекает неодинаково в разных регионах, что обусловлено как природными условиями, так и особенностями социально-экономического развития. Долгое время рекреационным ресурсам не уделялось должного внимания, в результате чего наш регион оказался не готовым к массовой рекреации и развитию туризма. Рекреация и туризм в Приморском крае стали мощным фактором антропогенного воздействия на природные системы (Селедец, 1999).

В настоящее время, в условиях все возрастающих масштабов рекреационно-туристической деятельности, усиливается роль научных исследований, посвященных последствиям рекреационного воздействия на природные экосистемы и их устойчивости к такому воздействию. К сожалению, научные исследования действия пресса отдыхающих на морское побережье и прибрежные экосистемы сильно отстают от рекреационнотуристического и хозяйственного освоения этих районов, которое имеет отрицательные последствия и для практики природопользования и, в первую очередь, для туризма (Селедец, 1999).

Рекреационная география стала оформляться в нашей стране как самостоятельное научное направление со своими целями, задачами, методами и понятиями в 60-е гг. ХХ века. В отличии от западных регионов России, на Дальнем Востоке рекреационные исследования стали проводиться значительно позже, развивались медленно, не имели столь важной в данном случае географической и ресурсной направленности, и в качестве важнейшей цели имели не столько обеспечение населения территориями, пригодными для рекреации и туризма, сколько защиту от неорганизованных отдыхающих – «диких туристов» - уникальных объектов природы (Селедец, 1999). На региональном уровне наибольшее внимание уделяется инвентаризации, характеристике и сравнительному анализу рекреационных ресурсов (Воробьев и др., 2000), однако методов оценки последствий антропогенного воздействия на природно-ресурсные зоны, установления норм допустимых нагрузок и предотвращения возможных негативных последствий не так уж много. Работ же, изучающих рекреационную нагрузку на морское побережье Приморского края, реакцию морских экосистем на данный тип воздействия и способность их к самовосстановлению, вообще единицы (Христофорова и др., 2001; Христофорова и др., 2002) В настоящее время научные исследования в области рекреалогии отстают от запросов практики рекреационно-туристического использования территорий Дальнего Востока России. Система рекреационно-туристических территорий в нашем регионе складывается в значительной степени стихийно, без должной научной основы (Селедец, 1999). Единственным выходом из создавшейся ситуации является целевое развитие экологического туризма в Приморском крае, который позволит остановить или приостановить варварский натиск "диких туристов" на прибрежные экосистемы. Целью экологического туризма является углубление экологического образования и воспитания различных групп населения (Бакланов, 2000).

Несмотря на то, что рекреационная комфортность территории Приморского края значительно снижается из-за недостаточно развитой транспортной сети, практически отсутствующей материально-технической базы сферы туризма и отдыха, равномерного расселения по территории края, отсутствия квалифицированных кадров, способных грамотно заниматься рекреационным природопользованием на местах, обилия кровососущих насекомых в течении практически всего летного периода, повсеместного распространения природноочаговых заболеваний, Приморский край располагает уникальными возможностями по организации лечебнооздоровительных ресурсов. Важной благоприятной предпосылкой для развития экологического туризма в Приморском крае является не только наличие природного, но и большого научного потенциала – научноисследовательских институтов, университетов и научных стационаров.

Высококвалифицированные эксперты, ученые могут организовать встречи, переговоры и экскурсии для продвижения экологического просвещения и воспитания туристов, привлечения местного населения в эту сферу деятельности, а также формирования у людей экологической культуры и самосознания.

Рекреационные возможности любого региона определяются природными и социально-экономическими факторами, поскольку они в значительной степени определяют комплекс природоохранных мер, который должен быть осуществлен до начала интенсивного использования той или иной территории. Однако существует серьезная проблема такого подхода в природопользовании. С одной стороны, богатое видовое разнообразие природного комплекса увеличивает его привлекательность для научнопознавательного туризма, но с другой стороны, плохо организованный и слабо контролируемый туризм может стать причиной исчезновения многих видов растений и животных. В настоящее время основная задача экологов состоит в разработке научных основ сохранения биологического разнообразия и оптимального использования его в рамках рационального природопользования с использованием новейших технологий. При организации экологического туризма появляется ряд проблем – создание необходимой инфраструктуры, оформление и обеспечение безопасности экологических маршрутов, размещение автотранспорта (Качур, 2000). Все это возможно осуществить, предварительно определив допустимые на территорию нагрузки. Надо понимать, что в случае изначального отсутствия правильной организации массового экологического туризма значительные антропогенные нагрузки на территорию могут стать фактором, ухудшающим природно-рекреационный потенциал территории.

Разработка основ рационального природопользования в береговой зоне должна обеспечить использование возобновимых природных ресурсов с минимальным ущербом для их возобновимости (Преображенский, 1999).

Наиболее перспективным способом сохранения биоразнообразия и благоприятных условий для дальнейшего развития органического мира в нашем регионе может быть не просто развитие экотуризма, а создание тщательно продуманной глобальной системы охраняемых природных территорий, основанной на методах зонирования (Воробьев и др., 2000). Эта система может включать заповедники, заказники, национальные парки, памятники природы и другие категории охраняемых природных территорий.

Многие из них при определенных условиях могут использоваться для целей рекреации и туризма. При разработке теоретических основ зонирования природных территорий для целей экологического туризма Всемирным фондом дикой природы (WWF) была разработана концепция «экорегионов»

и проведено их теоретическое выделение для многих районов мира (Бочарников, 2000). Экологически важными признаками при выделении экорегионов считаются: биотическое богатство, сохранность местообитаний и природных процессов, степень эндемизма и наличие редких и находящихся под угрозой исчезновения объектов. При правильной организации рекреация и туризм не только не противоречат принципам сохранения биоразнообразия, но и могут в значительной степени содействовать развитию системы охраняемых природных территорий и рационализации природопользования в целом (Селедец, 1999; Бакланов, 2000; Бочарников, 2000).

Несомненна заинтересованность работников туристической отрасли в формировании научно-обоснованной системы охраняемых природных территорий и в разработке долговременного прогноза изменения природных комплексов.

С учетом целесообразности и важности щадящего режима в использовании территории Приморского края, являющегося во многом уникальным уголком мира, масштабы и интенсивность рекреационнохозяйственного его освоения должны иметь определенные ограничения. Так, в целом по данному району заповедный режим природопользования может быть назначен не менее чем для 30 – 35% его территории, регулируемый – для 45 – 50% и общий – не более чем для 20% (Резник, 1999). Экологический туризм, как и любая другая деятельность, предполагающая использование ресурсов, должен являться частью международных, государственных, региональных и местных планов по защите окружающей среды и согласовываться с ними (Качур, 2000). Одной из наиболее распространенных за рубежом систем оценки состояния природных территорий, а также способом мониторинга при рекреационном использовании стала методика «Пределов допустимых изменений» (ПДИ), разработанная службой охраны лесов Министерства сельского хозяйства США (Савенкова, 2000). Метод ПДИ направлен на установление измеряемых пределов вызываемых человеческой деятельностью изменений в природной среде, а также определение приемлемой стратегии для создания или восстановления необходимых природных условий.

В настоящее время метод ПДИ успешно применяется для управления природными территориями в США, Австралии, Канаде, некоторых странах Индокитая и Южной Америки.

функционирования рекреационных систем на территории Приморья был адаптирован экосистемный (бассейновый) принцип природопользования (Преловский, 1997; Преловский, Короткий, 1997).

В мировой практике наиболее богатый опыт организации экотуризма принадлежит США, которые обладают большими возможностями для рекреационного туризма в силу своего географического и геополитического положения, разнообразия климатических условий, а также высокого разнообразия флоры и фауны. Несмотря на ускоряющиеся темпы роста человечества и освоения прибрежной зоны – к настоящему времени в США и других развитых странах, имеющих выход к морю, 75% населения проживают на побережье (Преображенский, 1999) – проблема рационального природопользования здесь решена. США – пример того, как максимально благоприятно можно использовать то, что уже дано стране природой (Декина, 1999).

К основным типам рекреационных территорий США относятся национальные парки и охраняемые природные достопримечательности, национальные леса, рекреационные зоны, природные парки и зоны отдыха отдельных штатов, парки и зоны отдыха отдельных округов и муниципалитетов, заповедники, национальные морские побережья. В наши дни в США насчитывают примерно 350 различных парковых зон общей площадью более 30 млн. га (3.2% всей территории страны). Они создавались во всех уголках страны, отражая все разнообразие мест и ландшафтов, в целях консервации уголков природы и недопущения в них никакой бесполезной хозяйственной деятельности (Декина, 1999). В последние годы экологический туризм в биосферных заповедниках получил широкое развитие в Китае, Южной Корее и Японии (Качур, 2000).

В настоящее время в Приморском крае в области рекреационного использования морских побережий сложилась тревожная ситуация. С одной стороны, остановить освоение морского побережья и развитие пляжной инфраструктуры и бизнеса невозможно (поскольку потребности в отдыхе населения постоянно возрастают), с другой - высокие темпы развития рекреации и туризма, огромный пресс, оказываемый на морские экосистемы и побережье, а также, что немаловажно, непредсказуемость хода событий может привести к экологическому кризису и, как следствие, большому экономическому и психологическому ущербу. Поэтому для разработки научных основ и методов рационального природопользования в прибрежных районах необходимо проведение исследований для оценки степени рекреационного пресса и возможных процессов изменения природных экосистем, а также разработка научной и законодательной базы для установления предельно допустимой рекреационной нагрузки.

2.6. Изменение состава морской воды и донных отложений Антропогенное воздействие на прибрежную зону моря способствует изменению физических и химических характеристик морской воды и донных отложений. Береговая зона, а также приустьевые участки являются критическими в отношении количества поступающих контаминантов.

Регулярное поступление поллютантов и патогенных микроорганизмов в морскую воду, наряду с глубокой врезанностью акваторий заливов и бухт и менее интенсивным водообменом с открытой частью моря способствуют образованию в этих участках зон хронического антропогенного загрязнения.

Если поступление загрязнения в морскую среду происходит, как правило, через поверхностные воды, то конечным пунктом переноса и трансформации любых типов химических веществ в морской среде являются донные отложения. Содержание токсикантов в донных осадках, поровых водах и придонном слое воды намного выше их количества в водной толще.

Однако донные отложения не всегда являются конечным пунктом «жизни»

токсикантов. Деятельность микроорганизмов способствует включению металлов и аллохтонной органики в процессы круговоротов. Кроме того, проведение дноуглубительных работ, драгирование и добыча песка в шельфовой зоне, влияние волновой и ветровой деятельности, а также биологическое взмучивание донных осадков может быть источником вторичного загрязнения вод (Шлыгин и др., 1982; Христофорова, 1989;

Некоторые региональные последствия…, 1990; Зуев, Болтачев, 1999; Smith, Rule, 2001).

В отличие от динамичной водной среды, процессы, происходящие в донных отложениях, характеризуют долговременные тенденции изменений внешних условий и более интегрально отражают влияние внешних факторов (Экосистемы, биоресурсы....., 1996).

Тяжелые металлы Поступление тяжелых металлов в морскую среду происходит в результате природных и техногенных процессов, причем в прибрежной зоне вклад антропогенных источников превосходит естественное поступление элементов в море (Христофорова, 1989). Основными путями поступления тяжелых металлов в морскую среду являются речной сток, сброс сточных вод, захоронение загрязненных грунтов и отходов, атмосферный перенос и выпадение на поверхность океана. Из тяжелых металлов первостепенное внимание в течении длительного времени уделялось ртути, кадмию и свинцу (табл. 6).

Глобальное загрязнение Мирового океана некоторыми тяжелыми металлами (Израэль, Цыбань, 1985, цит. по: Христофорова, 1989) Поллютант Концентрация в морской воде, мкг/л Критическая Примечание: * - концентрация, при которой происходит снижение первичной продукции фитопланктона на 50%.

Однако определение содержания меди, цинка, железа, никеля марганца и других тяжелых металлов также представляет большой научный и практический интерес.

В Приморском крае тяжелыми металлами наиболее загрязнены заливы Амурский, Уссурийский и Находка, а также бухты Золотой Рог, Рудная, Диомид (Христофорова, Коженкова, 2000; Belan, 2000; Khristoforova, Kozhenkova, 2002; Khristoforova, Przhemenetskaya, 2002).

Так, в зал. Находка наблюдается повышенное содержание хрома, меди, свинца, железа, цинка, ртути, кадмия, мышьяка, никеля, марганца, кобальта (Fadeev, Fadeeva, 1999; Ковековдова, 2001).

По литературным данным, основным источником поступления тяжелых металлов в Амурский зал. Японского моря является дампинг грунтов и речной сток. Так, из общего количества поступающего в Амурский залив никеля 48% принадлежит захороняемым грунтам, 38% вносится с реками, для железа эти цифры составляют 72 и 24%, а для марганца – 44 и 45% соответственно. Исключением является медь, для которой процент, поступления с берега (39%) выше, чем со стоками рек (10%). Атмосферный перенос наиболее значителен для поступления в морскую среду никеля – в Амурский зал. 21% (Некоторые региональные аспекты…, 1990).

На распространение тяжелых металлов в морских водах огромное влияние оказывают морские течения. Так, токсиканты, выносимые р.

Туманной в юго-западную часть зал. Петра Великого, в дальнейшем переносятся на значительные расстояния и, в настоящее время, оказывают воздействие на среду и биоту считавшихся ранее чистыми участков Дальневосточного государственного морского заповедника (Христофорова, Коженкова, 2000).

В силу того, что большая часть тяжелых металлов (80%), приносимых в море с речным стоком, связаны со взвесью, в процессе седиментации они переходят в донные осадки. Таким образом, содержание токсичных элементов в донных отложениях выше. Ярким примером огромного количества тяжелых металлов в осадках является б. Золотой Рог, где их концентрации в 10-70 раз выше, чем в фоновых районах (Ковековдова, 2001;

Fadeeva et al., 2003).

Величины концентраций тяжелых металлов в грунтах изменяются в горизонтальном и вертикальном направлениях. Увеличение содержания токсикантов в донных осадках происходит по мере продвижения из открытой части моря в бухты и максимально в районах, испытывающих наибольший антропогенный пресс (Некоторые региональные аспекты…, 1990; Matthai, Birch, 2001). Постепенное уменьшение содержания тяжелых металлов по профилю донных отложений осадков является характерным признаком большинства акваторий, подверженных антропогенному влиянию.

Распределение тяжелых металлов в донных осадках зависит также от их гранулометрического состава. Так, наибольшую способность к аккумуляции тяжелых металлов проявляют илы с размером частиц 2-63 мкм. Степень мобилизации данной группы токсикантов из донных осадков в раствор зависит от окислительно-восстановительного потенциала (Eh) верхнего слоя.

Средняя толщина загрязненного слоя осадков составляет 15-35 см (Некоторые экологические аспекты…, 1990).

Нефтяные углеводороды Нефть и ее производные считаются одним из самых опасных загрязнителей морских вод. Поступление нефтепродуктов в прибрежную зону моря происходит: с берега – от промышленных предприятий и с коммунально-бытовыми стоками; от морского транспорта и рыбодобывающего флота – в результате потерь при перевозке нефти, а также аварийных разливов; вместе с речным стоком; с атмосферным переносом;

при захоронении загрязненных грунтов, извлеченных в ходе дноуглубительных работ в портах (Некоторые региональные аспекты…, 1990; Савинова, 1990; The state of..., 1991). Провести общую оценку поступления нефтепродуктов в Мировой океан очень сложно. По некоторым данным эта цифра достигает 3-6 млн. т в год, что составляет примерно 0,23% мировой добычи (Савинова, 1990; The state of..., 1991). В период между 1970-1982 гг. в мире зарегистрировано 169 крупных аварий танкеров и второстепенных случаев разлива нефти (Новиков, 1999). Наибольшее число крупных аварий танкеров (47) произошло в 1979 г. (рис. 7).

В результате разливов нефть образует тонкую пленку на поверхности – слик, который может занимать огромное пространство и передвигаться на большие расстояния. По оценкам специалистов, разлив 1 т нефти, способен, например, покрыть всю поверхность Балаклавской бухты Черного моря за 1,5 часа (Миронов и др., 1999). Наличие сликов на поверхности моря способствует изменению температурного и газообменного режима, снижению уровня освещенности, что приводит к увеличению температуры поверхностных вод, снижению содержания в них растворенного кислорода и ослаблению процессов фотосинтеза.

Рис.7. Общемировая динамика крупных разливов нефти (более 700 тонн) в период с 1974 по 1990 гг. (The state of..., 1991).

Нефтяные разливы сказываются крайне отрицательно на всех формах жизни морских экосистем.

В настоящее время в связи с ужесточением законодательства в области транспортировки нефтепродуктов, количество аварий танкеров сократилось, однако тенденция увеличения нефтедобычи на шельфе Мирового океана способствует значительным разливам, сопутствующим процессу извлечения нефти из недр (Патин, 1997).

Так же как и другие компоненты загрязнения, нефтеуглеводороды способны накапливаться в донных отложениях, причем их содержание уменьшается от илистых грунтов к песчаным и от пылеватых песков к крупным (Некоторые региональные аспекты…, 1990).

Содержание нефтепродуктов в донных осадках Амурского и Уссурийского заливов в конце 80-х - начале 90-х гг. ХХ столетия показано в табл. 7.

Содержание нефтепродуктов (млн ) в донных осадках (Некоторые региональные аспекты…, 1990) Амурский залив более загрязнен нефтеуглеводородами по сравнению с Уссурийским. Наибольшее количество нефтепродуктов содержится в донных отложениях в районе проведения дноуглубительных работ и превышает фоновые концентрации почти на порядок.

Биогенные элементы регулирующими продукционные процессы, являются фосфор и азот.

Соединения фосфора и азота поступают в поверхностные воды в результате процессов жизнедеятельности организмов, растворения пород, обмена с донными осадками, с поверхности водосборов. В отличие от азота, фосфор (в виде фосфатов) в природных водах обнаруживается лишь в следовых количествах (Христофорова и др., 2001). Большое количество биогенов дает смыв удобрений с сельхозугодий, поступление бытовых сточных вод, стоков животноводческих хозяйств. Загрязнению вод фосфором и способствует широкое применение фосфорных удобрений, полифосфатов и фосфатов, как компонентов моющих средств и флотореагентов, а также сброс вод после станций биологической очистки. Определенное влияние на процесс эвтрофикации оказывает марикультура, причем в некоторых случаях, последствия могут иметь негативный характер (Габаев и др., 1998).

Накопление биогенного вещества в донных морских отложениях положительно зависит от близости материкового побережья, а также от степени его урбанизации (Экосистемы, биоресурсы....., 1996).

Сосредоточение людей в прибрежной зоне вызывает увеличение концентраций биогенных элементов в воде. Так, повышенные концентрации соединений фосфора и азота, начиная с 80-х гг. ХХ века, регулярно отмечают в прибрежных водах Балтийского моря (The state of..., 1991), Черного моря (Болтачева и др., 1999; Миронов и др., 1999), а также в индустриальных районах возле Японских островов и побережья Приморского края (Некоторые региональные аспекты…, 1990; The state of..., 1999; Христофорова и др., 2001; Христофорова и др., 2002).

Повышенное содержание биогенных элементов в морской воде приводит к процессам эвтрофикации – снижению концентрации растворенного кислорода и вспышкам развития фитопланктона, метаболиты которого, в свою очередь, еще более усугубляют степень загрязнения воды (Болтачева и др., 1999; Миронов и др., 1999).

Растворенный кислород и БПК Кислород является одним из важнейших компонентов морской воды, уровень которого определяет химико-экологическое состояние водоема.

Поступление кислорода в морскую среду происходит из атмосферы, с дождевыми водами, а также в процессе фотосинтеза водных морских растений. Потребление растворенного в морской воде кислорода связано с химическими и биологическими процессами: окислением органических и неорганических веществ и дыханием гидробионтов. Скорость разложения органического вещества в придонном слое и донных осадках имеет прямую зависимость от содержания растворенного кислорода (Dauwe et al., 2001).

Содержание кислорода зависит от гидрологических и климатических факторов: пониженная гидродинамика и высокая температура способствуют снижению концентрации О2 в морской воде. Изменение уровня содержания кислорода происходит также в зависимости от сезона года. Так, летом – в начале осени в результате отмирания автотрофов, а также повышения температуры морской воды оно снижается, а осенью и зимой (за исключением участков, покрытых льдом) – увеличивается (Подорванова и др., 1989; Христофорова и др., 2001; Христофорова и др., 2002).

Антропогенное воздействие на уровень содержания растворенного в морской воде кислорода происходит через сброс неочищенных сточных вод, поступление сельскохозяйственных и бытовых стоков с берега, развития марикультуры, а также в летний сезон в результате рекреационной активности (Христофорова и др., 2001; Христофорова и др., 2002).

Поступление избыточного количества органики в водную среду способствует снижению концентрации растворенного кислорода, особенно в придонном слое. Помимо абсолютных величин содержания растворенного в морской воде кислорода показателем благополучия среды является уровень колебания этих значений. Так, для испытывающих значительное антропогенное воздействие участков амплитуда колебания содержания растворенного кислорода и процента насыщения им выше, чем в чистых районах (Лелюх, 2001).

Под влиянием процессов естественного и антропогенного происхождения в некоторых районах заливов и бухт концентрация кислорода может заметно снижаться, что приводит к гипоксии водной среды и, как следствие, к заморным процессам. Самую большую проблему, связанную с недостатком растворенного кислорода, в настоящее время испытывает Черное море. Водная толща Черного моря имеет два слоя, нижний слой характеризуется отсутствием кислорода и наличием высокой концентрации сероводорода, причем верхние границы куполов сероводородного слоя иногда достигают глубины 5-6 м (Новиков, 1999). В Японском море у побережья Приморского края значения растворенного кислорода ниже санитарной нормы (4 мгО2/л) отмечены в некоторых участках Амурского и Уссурийского заливов, в зал. Находка, а также в б. Золотой Рог. Например, в кутовой части Амурского залива кислородное насыщение придонных вод здесь не превышает 20-40% (Лелюх, 2001).

БПК5 – биохимическое потребление кислорода – это количество растворенного в морской воде кислорода, которое необходимо для окисления нестойкого органического вещества бактериями в течении пяти дней. Этот показатель дает возможность весьма быстро оценить опасность загрязнения, которую создают сточные воды. Большая величина значения БПК характеризует ухудшение экологической обстановки акватории. Так, по результатам исследований, проводимых сотрудниками и студентами кафедры общей экологии, в прибрежных акваториях г. Владивостока, повышенные значения БПК5 установлены в б. Федорова - в районе Второй речки, Спортивной гавани, в районе мысов Лагерный и Фирсова в Амурском заливе.

III. ОТКЛИК МОРСКОЙ БИОТЫ НА

АНТРОПОГЕННОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ

Загрязнение находит свое реальное выражение в следующих экологических последствиях (Христофорова, 1989):

накопление химических токсикантов в организмах;

микробиологическое загрязнение прибрежных районов моря;

гипертрофированное развитие толерантных к загрязнению;

снижение биологической продуктивности;

прогрессирующая эвтрофикация;

возникновение мутагенеза в морской среде;

нарушение устойчивости экосистем.

Действие токсикантов усиливается вследствие кумулятивного эффекта, т.е. накопления в тканях гидробионтов. Важно отметить, что в настоящее время океанские системы начинают испытывать постоянное воздействие факторов малой интенсивности – низких доз токсикантов. Длительное действие низких доз устойчивых химических соединений, обладающих мутагенным и токсическим эффектом, может привести к выраженным и необратимым нарушениям жизнедеятельности морских организмов, а далее, через пищевые цепи, вызвать нарушения экосистемы в целом. Подобные изменения трудно обнаружить на начальных этапах, поскольку экосистемы в процессе эволюции приспособились к изменчивости факторов среды. Однако при нарастании воздействия экосистема может выйти из состояния устойчивости и перейти в новый режим поведения (Цыбань, 1989).

При постоянном воздействии токсикантов на морские организмы происходит изменение их морфологических, а также физиологических особенностей. Так, при нарушении параметров среды изменяются морфометрические характеристики слоевищ водорослей-макрофитов.

Например, под воздействием загрязнения могут изменяться размерновесовые характеристики – масса талломов взрослых растений некоторых многолетних водорослей может снижаться более чем в 3 раза, а длина – в 5- раз (Березовская, 2002). Происходит также нарушение физиологических параметров как макрофитов, так и микроводорослей – сокращение сроков вегетации, замедление процессов фотосинтеза и снижение активности ферментов (Остроумов, Максимов, 1988; Христофорова, 1989). Влияние повышенных концентраций тяжелых металлов и синтетических поверхностно-активных веществ (СПАВ) в водной среде вызывает нарушение протекания процессов эмбриогенеза и гаметогенеза, морфологические изменения гонад и уровня холестерина в организме морских ежей (Евтушенко и др., 1988; Христофорова, 1989; Журавель, 2001;

Бекова, Журавель, 2002). Наибольшему воздействию токсикантов подвергаются неподвижные бентосные организмы, а также эмбриональные и личиночные стадии развития.

Кроме того, постоянное присутствие поллютантов в водной среде вызывает изменение химического состава морских гидробионтов.

Способность аккумулировать загрязняющие вещества присуща различным экологическим группам организмов – от микропланктона до бентоса и нектона. В результате процессов адаптации морских гидробионтов к измененным условиям среды происходит связывание токсичных элементов и частичное выведение их из организма. Вследствие этого, в загрязненных участках акваторий в тканях гидробионтов содержатся повышенные количества токсикантов. Так, микрофитопланктон Балтийского моря содержит повышенные концентрации хлорированных углеводородов (Савинова, 1990). Талломы бурых водорослей Sargassum pallidum и S. miyabei из прибрежья г. Владивостока характеризуются высокими концентрациями железа, марганца, меди, цинка, свинца, кадмия (Khristoforova, Kozhenkova, 2002; Khristoforova, Przhemenetskaya, 2002). Ламинария японская из б.

Рудной Японского моря имеет повышенные концентрации мышьяка (Ковековдова, 2001), сопутствующего сульфидным рудам и выделяемого в окружающую среду при их переработке.

Способность различных видов к выведению (накоплению) токсикантов неодинакова. Так, например, десятиногие ракообразные имеют очень высокие регуляторные способности и быстро выводят тяжелые металлы из организма. Бурые водоросли, напротив, обладая высокой степенью интегрирования металлов, имеют период их полувыведения до нескольких месяцев (Христофорова, 1989). Скорость выведения токсичных элементов из организма является одним из условий использования какого-либо вида гидробионтов в качестве аккумулирующего индикатора загрязнения морской среды.

3.2. Изменение структуры популяций морских организмов В стрессовых условиях обитания происходит изменение структуры популяций морских организмов. Так, в возрастной структуре популяции многолетней водоросли Laminaria bongardiana, произрастающей у берегов Камчатки, выделяют три группировки: первогодки, второгодки и трехлетки.

В чистых условиях среды соотношение численности водорослей первого и второго годов жизни к растениям третьего года составляет примерно 80-90% к 10-20%. В загрязненных местах обитания доля трехлеток сначала уменьшается до 1%, а затем они совсем исчезают. Одновременно в популяции возрастает доля сеголеток. Тенденция уменьшения численности старых растений в популяции в загрязненных акваториях выявлена также и для других видов макрофитов (Хайлов, Парчевский, 1983; Березовская, 2002). Кроме того, при высоком уровне загрязнения, популяция может значительно сократить или прекратить репродуктивные процессы, восстанавливая свою численность за счет вносимых течениями личинок и спор из других акваторий (Христофорова, 1999).

Таким образом, в ответ на изменение условий среды в популяциях прослеживаются три тенденции: 1) переход на более короткий цикл развития;

2) раннее наступление размножения; 3) высокие темпы роста в начальный период. Другими словами, в стрессовых условиях, которыми является поступление в воду поллютантов, популяции переходят к r-стратегии, сокращая наиболее энергоемкие функции. Глобальное загрязнение океана может привести к нарушению генофондов популяций морских организмов.

Кроме уменьшения числа особей в популяции или в ее отдельных структурных группах, в результате загрязнения могут происходить и вспышки численности. Так, повышение концентрации биогенных элементов в зонах поступления бытовых сточных вод, приводит к вспышкам фитопланктона, а также массовому развитию зеленых макроводорослей (Виноградова, 1974; Еременко, 1979; Миронов и др., 1999; Triantafyllou et al., 2001; Коженкова, Галышева, 2003). Обогащение поверхностных прибрежных вод органическим веществом, поступающим вместе со сточными водами или от рекреантов, является причиной развития популяций энтеробактрий, в частности, кишечной группы, (Смирнова и др., 1999; Dimitrieva et al., 2000;

Lipp et al., 2001; Христофорова и др., 2002) На характеристики популяций морских гидробионтов влияет не только загрязнение, но и непосредственное воздействие человека через промысел.

Так, интенсивная добыча особей промыслового размера, способствует снижению доли взрослой части популяции в природной среде. Сортировка вылавливаемых видов по размерным характеристикам и выпуск в среду обитания не всегда сопутствуют промыслу. Например, в результате добычи мидии Грея (особенно в случае браконьерства) из под воды достают целые друзы моллюсков, в которых наряду со взрослыми присутствует большое число молодых особей, поселяющихся в центре друз. Такой промысел влияет на дальнейшие процессы восстановления популяции. В случае перелова, популяция может быть обречена на вымирание, как это произошло, например, с мойвой в Баренцевом море (Матишов, 1992. Цит. по:

Христофорова, 1999).

3.3. Изменение структуры биоценозов Критерии оценки качества вод по показателям более высоких уровней организации гидробионтов – популяций и сообществ – имеют более расплывчатые границы по сравнению с показателями состояния особей, поскольку их ответы на стресс формируются при сложных механизмах взаимодействия с изменяющейся средой и другими видами (Черкашин, 2001). Однако существуют закономерные изменения биологической структуры сообществ в результате антропогенного воздействия (Максимов, 1979). Так, в загрязненных местообитаниях происходит изменение видовой и трофической структуры, показателей биомассы и плотности поселения видов, смена доминирующих форм, элиминация отдельных таксонов, приводящая к обеднению видового состава. (Мокеева, Межов, 1986;

Лебедева и др., 1999).

В среднем диапазоне жизненных условий число видов сообщества велико (рис. 8). Они связаны между собой положительными и отрицательными взаимосвязями, четко или слабо выраженными.

Рис. 8. Сообщество илистых грунтов некоторых районов северной Пацифики (Lees et al., 1980).

Многочисленность видов придает устойчивость сообществу. Если природные условия нарушены незначительно, список видов на протяжении многих лет обычно слабо изменяется. При экстремальных условиях среды происходит снижение видового разнообразия (Смирнов, 1978) (рис. 9). Видовой состав в многолетнем аспекте может меняться под воздействием естественных причин (сукцессии) и под воздействием ненаправленной или направленной деятельности человека.

Рис. 9. Снижение видового разнообразия в экстремальных условиях среды.

От разнообразия видов зависит не только стабильность экосистемы, но и ее способность к восстановлению. Общее биоразнообразие оценивают обычно как общее число видов в различных таксономических группах (Лебедева и др., 1999). При воздействии различных загрязнителей водной среды раньше всего обнаруживаются изменения в видовом составе биоценозов (Rygg, 1985). По «набору» обитаемых в водоеме организмов можно судить о его состоянии.

Характеристикой биологического разнообразия является не только число видов, дающее оценку видовому богатству, но и относительное обилие видов, характеризующее выравненность внутри сообщества, т.е.

распределение видов по обилию. Известно, что значение численности видов, из которых состоит сообщество, в нормальных условиях среды находится в соответствии с характером логнормального распределения. Следствием внезапного изменения среды в результате загрязнения является отклонение распределения от логнормального, а при хроническом действии внешнего фактора распределение возвращается к таковому (Мокеева, Межов, 1986).

Виды, значение численности которых относятся к высокому рангу классов, можно отнести к так называемым индикаторным таксонам. В загрязненных участках их плотность много выше, чем в фоновых, где они вообще могут отсутствовать рис. 10). Так, например, заиление приводит к выраженному преобладанию (по численности) в составе зообентоса червей. А высокие Рис. 10. Выровненность основных таксономических групп по обилию в сообществе мягких грунтов в типичиных (А) и нарушеных (Б) услолвиях обитания.

концентрации поллютантов в донных осадках, в том числе нефтеуглеводородов и других органических соединений, приводят к доминированию таких видов полихет, как Capitella cpitata, Tharyx pacifica и др. (Belan, 1995; Белан, 1998; Соболевская и др., 1998; Fadeev, Fadeeva, 1999;

Белан, 2000; Belan, Moschenko, 2000; Белан, 2001; Fadeeva et al., 2003).

Изменение видовой структуры сообщества может также происходить в результате увеличения или уменьшения числа видов отдельных таксономических групп, закономерное соотношение которых дает представление о благополучии условий обитания. Другими словами, под воздействием загрязнения может происходить смена ценотической роли видов. Если в незагрязненных акваториях флору макрофитов формируют в основном массовые и часто встречающиеся виды, то по мере увеличения загрязнения их доли постепенно уменьшаются и в составе сообществ начинают преобладать единично встречающиеся и редкие виды (Березовская, 2002). Кроме того, в результате органического загрязнения в экосистеме увеличивается число видов зеленых водорослей, а некоторые из них могут даже выходить на роль доминантов (Виноградова, 1974; Еременко, 1979;

Калугина-Гутник, 1989; Березовская, 2002). Так, в настоящее время, в Черном море в районах, испытывающих значительное антропогенное загрязнение, доминируют фитоценозы нитчатых зеленых водорослей, имеющие моно и олигодоминантную структуру (Болтачева и др., 1999). В таких районах по видовому богатству и биомассе преобладают представители отдела зеленых водорослей – мезо- и полисапробные макрофиты родов Ulva, Enteromorfa, Cladophora и единственный олигосапробный вид рода Chaetomorfa. При ухудшении качества морской среды в фитоценозах также изменяется соотношение многолетних и эфемерных видов макрофитов в сторону преобладания последних (Березовская, 2002).

Сокращение видового разнообразия, а также количественных характеристик видов сообщества отражается в изменении индексов его экологической структуры. Общепринятыми индексами для оценки разнообразия и распределения обилия видов являются индекс Шеннона и индекс выравненности Е (Лебедева и др., 1999). В нарушенных условиях обитания они имеют меньшие значения, чем в чистой среде (рис. 11).

Рис. 11. Изменение индексов биоразнообразия в сообществе мидии Грея в условиях увеличения орг. загрязнения зал. Восток в 2000 гг. (Галышева, 2004).

Особенности и закономерности функционирования биоценозов определяются в первую очередь трофическими связями. Соотношение числа видов в сообществе, принадлежащих разным трофическим группировкам, также может быть характеристикой его благополучия (Кузнецов, 1977;

Carrasson, Cartes, 2002). При увеличении уровня поступления органического вещества в морскую среду, возрастает доля детритофагов и неподвижных сестонофагов.

Биомасса и плотность поселения организмов, также могут характеризовать экологическое благополучие условий обитания, однако во многом зависят от условий гидродинамики, наличия субстрата и др.

факторов, определяющих степень мозаичности распределения бентоса (Жуков, 1987; Benedetti-Cecchi, 2000; Akio et al., 2001; Lindegarth et al., 2001).

Относительно низкие величины биомассы бентоса и исключительное доминирование многощетинковых червей (в случае мягких грунтов), как правило, наблюдается в наиболее экологически напряженных районах (Белан, 1998; Белан, 2001). В районах максимального загрязнения обычно отмечается низкая биомасса, высокая плотность животных и обедненный видовой состав, на удалении от участков загрязнения – повышенная биомасса, высокая плотность и появление новых видов, в «чистых» районах богатый видовой состав, уменьшение плотности бентоса при одновременном увеличении биомассы (Pagola-Carte, Saiz-Salinas, 2001).

В качестве примера описанных выше изменений структуры бентосных сообществ в результате антропогенного пресса можно привести б. Золотой Рог, находящуюся в условиях хронического нефтяного загрязнения уже несколько десятков лет. Катастрофическое загрязнение этой акватории привело к полному разрушению структуры природного биоценоза бухты, перераспределению видов и их количественных характеристик (Соболевская и др., 1998: Fadeev, Fadeeva, 1999; Fadeeva et al., 2003).

Другим примером может стать экосистема Черного моря. Так, за последние десятилетия в структуре макрозообентоса Черного моря уменьшилась доля биомассы мелких детритофагов (полихеты) и увеличилась биомасса крупны неподвижных сестонофагов (мидии).

Возможной причиной таких изменений, по мнению некоторых исследователей (Болтачева и др., 1999), является смена состава грунта и придонного слоя воды. Увеличение содержания органического вещества в грунте в сочетании с низким содержанием кислорода в придонном слое приводит к возрастанию количества непреобразованного органического вещества в грунте и локальной зараженности осадков сероводородом.

Большое разнообразие и пестрота распространения различных классов органических веществ в морской воде приводит также к увеличению числа колоний гетеротрофных микроорганизмов (Миронов и др., 1999; Смирнова и др., 1999).

IV. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ МОРЕЙ РОССИИ

4.1. Балтийское море Мелководное, закрытое Балтийское море поделено на несколько субучастков - собственно Балтика, Финский пролив, Боснийская бухта, Рижский залив. Оно является одним из крупнейших естественных солоноватых водоемов на Земле, а следовательно, обладает особенной флорой и фауной, адаптировавшейся к условиям пониженной солености.

Сообщение Балтийского моря с открытым океаном осуществляется только через Датский канал, выходящий в Северное море. К антропогенной деятельности на акватории Балтийского моря и прилежащих к нему участках суши, можно отнести: сельское хозяйство, рыболовство, добычу песка и гальки, транспорт, промышленное производство и энергетику. Основными последствиями антропогенного пресса на данный водоем являются:

увеличение концентрации биогенных элементов в морской воде и процессы эвтрофикации, уменьшение концентрации растворенного кислорода и возникновение явлений замора гидробионтов, а также появление сероводородных зон в глубоководных участках (The state of..., 1991). Данные исследований 90-х гг. прошлого века показывают, что акватория Балтийского характеризуется высокими уровнями содержания хлорированных углеводородов. Так, концентрации, превышающие ПДК, обнаружены в Куршском заливе и в районе Арконской впадины, а также в районе о.

Готланд. Нефтяное загрязнение Балтийского моря незначительно и не превышает 1% общемирового поступления нефти в морскую среду (Савинова, 1990). К территории РФ относятся восточная часть Финского залива и балтийское побережье Калининградской области. Наиболее загрязненными районами в этой акватории являются Невская губа и Выборгский залив, воды которых отнесены к «очень грязным» и «грязным».

Загрязнение прибрежной полосы Калининградской области носит локальный характер (Новиков, 1999).

4.2. Баренцево море Баренцево мере является крупнейшим шельфовым водоемом, по площади превышающим Балтийское, Белое, Черное, Азовское и Аральское моря вместе взятые. За исключением Кольского залива, по гидрохимическим показателям открытая часть и прибрежные воды моря характеризуются как чистые. Основным источником загрязнения моря является речной сток, сточные воды предприятий и городов, флот. В районах открытого судоходства акватория загрязнена пленкой нефтепродуктов (Савинова, 1990).

На шельфе Баренцева моря активный промысел ведется с 50-х гг. ХХ века, причем, безудержный рост объемов вылова экономически выгодных промысловых объектов в 80-х гг. прошлого столетия привел к экологическому кризису и распаду его экосистемы (Христофорова, 1999).

4.3. Каспийское море Это замкнутый водоем, не связанный с Мировым океаном, поэтому уровень его вод подвержен значительным колебаниям, зависящим в основном от притока Волги и от климатических условий. К территории России относятся западные районы Северного и Среднего Каспия.

Каспийское море – самый крупный бессточный солоноватоводный водоем.

Уровень вод в нем полностью зависит от объема поступающих стоков рек.

Сооружение в 50-х гг. ХХ века плотин на реках, Кура, Терек, постройка водохранилищ на Волге, а также безвозвратное изъятие пресного стока на промышленные и сельскохозяйственные нужды привело к падению уровня Каспия, обсыханию его мелководий и сокращению северной части на 30%, осолонению моря до 9-12‰ (Карпевич, 1986). В связи с тем, что ежегодно в бассейн Волги сбрасывается 2,5 км 3 неочищенных и 7 км3 условно очищенных сточных вод, в Северном Каспии наиболее загрязнена акватория, прилегающая к устью Волги. Постоянное поступление токсикантов обуславливает их накопление в грунте и гидробионтах, в результате чего, нарушаются репродуктивные функции обитателей Каспия, гибнет молодь и взрослые рыбы, ухудшается качество промысловых объектов.

Значительными источниками загрязнения Каспийского моря являются установки нефтедобычи в России, Туркмении, Азербайджане. Добыча нефти способствует не только нефтяному загрязнению вод, но и загрязнению буровым шламом, содержащим около 409 высокотоксичных добавок, и несущим для моря большую опасность, чем собственно нефть (Новиков, 1999). В настоящее время Каспийское море находится на гране экологического кризиса. Непрерывно падают объемы добычи и запасов одного из главных богатств Каспия – осетровых, которым грозит вымирание.

До середины 70-х гг. ХХ века уровень Каспия неуклонно снижался, и это привело к высыханию залива Кара-Богаз-Гол, отсеченного от моря узким проливом. С 1978 г уровень воды в Каспийском море повышается в среднем на 15 см в год. За это время произошло затопление порядка 3200 тыс. га ценных земель. Началось разрушение берегов городов Махачкала, Дербент, Каспийск, поселка Сулак, более 30 населенных пунктов Дагестана.

Затопление побережья идет со скоростью 1-2 км в год. Подъем еще будет продолжаться в ближайшие 10 лет. Кроме того, колебание уровня воды в Каспийском море выводит из строя канализацию и очистные сооружения, что сильно обостряет санитарно-эпидемиологическую обстановку.

4.4. Азовское море К территории Российской Федерации относится восточная часть Азовского моря, прилегающая к Ростовской области и Краснодарскому краю.

Азовское море самое мелководное в мире, средняя глубина его составляет м, а максимальная – 14 м (Новиков, 1999). Однако продуктивность Азовского моря одна из самых высоких в мире. Деградация водоема началась с момента, когда вода в нем стала солонеть. В 1951 г. Цимлянской плотиной был перекрыт Дон – главная из крупных рек, питавших Азовское море.

Цимлянское водохранилище забрало из Азова 80% весенней воды, что привело к сокращению площадей нерестилищ и повышению содержания соли в море. Сокращение водосборного бассейна произошло также со строительством крупного водохранилища на реке Кубань. Со временем увеличивался объем неочищенных бытовых и промышленных стоков.

Многолетняя недостача пресной воды стала замещаться солеными водами Черного моря. Если пресный сток в дальнейшем будет еще более снижаться, Азовскому морю грозит полная гибель и безжизненность. За полвека соленость воды в Азове увеличилась на 13 ‰ и идет устойчивый процесс осолонения (Новиков, 1999). Увеличение солености привело к понижению температуры замерзания воды, а, следовательно, к более быстрому ее охлаждению, и, практически полному промерзанию мелководного Азовского моря в зимний период и гибели его гидробионтов. Сброс промышленных и хозяйственно-бытовых сточных вод в Азов возрос 1988 по 1997 г почти вдвое, составив 8 млн. м3.Особенно вредными промышленными стоками его воды загрязняют предприятия металлургии. Дожди и разливы рек сносят в море сотни тонн пестицидов. По берегам Азовского моря применяется видов пестицидов, и только 20 из них подвергаются контролю. В результате процессов загрязнения и осолонения Азовского моря сократился ежегодный вылов: рыбца – в 50 раз, сельди – в 14, тарани – в 6, леща – в 5, судака – в раза. Уловы ценных осетровых видов рыб уменьшились в 25 раз (Новиков, 1999).

4.5. Черное море К территории России принадлежит черноморское побережье Краснодарского края. Длина береговой линии – 400 км. Средняя глубина Черного моря составляет 1271 м. Растворенный кислород содержится только в поверхностном, стометровом слое морской воды, глубже бескислородная, сероводородная среда (Самышев и др., 1986; Фашук и др., 1986; Новиков, 1999). Многочисленные реки, впадающие в море, а также дожди сильно опресняют верхние слои воды, небольшая часть которой вытекает из пролива Босфор. В то же время глубинное течение в этом проливе, наоборот, постоянно поставляют соленую воду из Мраморного моря. Поэтому в отношении солености в Черном море также наблюдаются два слоя. Сверху – легкие опресненные воды, снизу – более тяжелые сильно соленые. К настоящему времени в Черном море идут процессы поднятия нижнего, лишенного жизни слоя воды. Верхние границы куполов сероводородного слоя встречаются в центральной части уже на глубине 50-60 м, а в северозападной мелководной части – на глубине 5-6 м (Новиков, 1999). В настоящее время экосистема Черного моря испытывает мощную антропогенную нагрузку, а отдельные участки моря уже утратили способность к самоочищению (Новиков, 1999). Сброс неочищенных сточных вод в Черное море постоянно растет. Традиционными загрязнителями являются города Анапа, Сочи, Туапсе, Новороссийск. В 1993 г городской канализацией г. Сочи в Черное море было сброшено свыше 80 млн. м загрязненных сточных вод. Проблема усугубляется развитием портов на Черноморском побережье, увеличением перевалки экологически опасных грузов, нефти, нефтепродуктов. Воды Черного моря в экономической зоне России характеризуются как «умеренно загрязненные», однако имеется тенденция к увеличению уровня загрязнения. Характерными являются процессы эвтрофикации, образования зон дефицита кислорода (Самышев и др., 1986; Фашук и др., 1986; Болтачева и др., 1999; Новиков, 1999).

Ухудшается гидрохимический режим в Каламитском заливе, районе портов Туапсе, Новороссийск и других, где повышается содержание в воде биогенных элементов, нефтепродуктов и СПАВ. Часто происходят аварийные разливы нефти.

4.6. Северное море Расположенное на шельфе северо-западного побережья Европы, Северное море подвергается сильному антропогенному воздействию: на всей акватории ведется добыча биоресурсов, в центральной и юго-восточной частях с 60-х гг. ХХ столетия осуществляется активная разработка и добыча нефти и газа, вдоль побережья – строительство (Савинова, 1990; The state of.., 1991). Загрязнение Северного моря происходит в результате впадения сельскохозяйственных стоков, захоронения отходов в море, загрязнения атмосферы. Так, в его воды поступает две трети фосфатов и соединений азота западной Европой, содержание нефтепродуктов, тяжелых металлов и некоторых органических компонентов превышает допустимые нормы и увеличивается по направлению вдоль береговой линии от Дании к Нидерландам. Синтетические органические вещества, такие как пестициды, в повышенных количествах обнаружены у побережья Бельгии. В результате загрязнения морской среды наблюдаются перестройки в структуре бентосных и планктонных сообществ Северного моря, особенно в югозападной его части (The state of..., 1991).

4.7. Средиземное море Побережье Средиземного моря является одним из самых густонаселенных в мире. Это глубоководное море с низким приливноотливным уровнем, окруженное со всех сторон сушей. Исключениям являются те части, где находятся Гибралтарский пролив, соединяющий Средиземное море с Северной Атлантикой, пролив Босфор, выходящий в Черное море, а также искусственный канал, связующие его с Суэцким каналом, впадающим в Красное море. В результате изолированности воды Средиземного моря обновляются только каждые 70 лет (The state of..., 1991).

Поступление же свежих вод в Средиземное море происходит только лишь со стоком суши или из атмосферы (Williams, 1979). Данный факт, а также высокая степень урбанизации способствуют повышенному уровню загрязнения Средиземного моря. К основным типам воздействия здесь можно отнести: изменение и эрозия береговой линии в результате процессов строительства, поступление бытовых и сельскохозяйственных стоков, привносящих биогенные элементы, патогенные микроорганизмы, нефтяное загрязнение, загрязнение тяжелыми металлами и синтетическими органическими компонентами. Наибольший вклад в загрязнение Средиземного моря (85%) вносят источники, находящиеся на суше, и только 14,5% поллютантов поступает непосредственно от судов, остальные поллютанты попадают через атмосферный перенос. Огромный вклад в загрязнение вносят воды крупных рек, таких как Эбро, По и Рон, протекающих по территории высоко развитых стран – Италии, Испании, Франции.

4.8. Берингово море По географическому положению и очертанию берегов Берингово море представляет собой огромный вершинный залив, отделенный от Тихого океана грядой Алеутских и Командорских островов. С Северным ледовитым океаном оно соединяется узким мелководным (до 42 м) Беринговым проливом. Поэтому интенсивность поступления арктических вод в него невелика (Шунтов, 2001). Берингово море – одно из крупнейших морей Мирового океана. Наиболее внушительный речной сток в него поступает только в северную мелководную часть. В результате суммарного действия ветров, океанских течений и температурных минимумов в Беринговом море формируется сложная система течений. Огромная площадь акватории, мощные гидродинамические процессы, а также небольшой объем, сбрасываемых в Берингово море сточных вод, характеризуют его как чистое (Христофорова, 2001). В настоящее время в Беринговом море добывается крупная часть улова рыбопромышленных предприятий Дальнего востока.

4.9. Охотское море Далеко вдающееся в азиатский материк Охотское море является типичным материково-окраинным морем. С Тихим океаном и Японским морем Охотское море соединяется узкими каналами. Северная часть Охотского моря мелководная, а южная – глубоководная, также для него характерен обширный речной сток. Охотское море - самое холодное из всех дальневосточных морей. Треть года более 50% его площади бывает покрыто льдом, в среднем же продолжительность ледостоя - 9 месяцев. Охотское море является одним из наиболее продуктивных морей Мирового океана (Шунтов, 2001). Наибольшую антропогенную нагрузку испытывает камчатское побережье Охотского моря. В этом районе ведется активный промысел рыб, беспозвоночных и морских млекопитающих. Из всех дальневосточных морей в Охотское море поступает наибольший объем сточных вод, однако в результате более низких концентрации загрязняющих веществ в стоках, степень загрязнения Охотского моря ниже, чем Японского (Христофорова, 2001).

4.10. Японское море Японское море – полузамкнутый, глубоководный бассейн, изолированный от Тихого океана, Охотского и Восточно-Китайского морей мелководными проливами, расположенными в умеренном поясе.

Протяженность российских берегов Японского моря составляет около км. Наибольшее количество загрязненных вод в Японское море поступает с берега Дальнего Востока России. Из всех органических загрязнителей в Японское море в наибольшем объеме поступают фенолы, нефтепродукты, синтетические поверхностно-активные вещества – СПАВ, в отдельных участках побережья Дальнего Востока воды в значительной степени загрязнены тяжелыми металлами (Христофорова, Коженкова, 2000;

Христофорова, 2001; ). На юге Приморья наиболее загрязненными являются Амурский залив и залив Находка. Ежегодно в них поступает 24,6% и 11,3% объема сточных вод, сбрасываемых в зал. Петра Великого (Огородникова, 2001), а также б. Золотой Рог.

Интенсивному антропогенному воздействию подвергаются также воды моря в районе Японских островов. Интенсивное использование ресурсов прибрежной зоны моря, а также большой объем пассажирского, грузового и военного морского флота не остаются бесследными для Японского моря. В связи с этим увеличиваются объемы поступающих в морскую среду стоков, загрязненных нефтепродуктами, биогенными элементами, синтетическими органическими компонентами. Так, повышенные концентрации биогенных элементов в морской воде у побережья Японии стали фиксировать в начале 70-х гг. ХХ века. Связанные с эти вспышки фитопланктона стали ежегодно отмечать в нескольких районах – в б. Осака, районе г. Токио и пр. Кроме того, печальную всемирную известность приобрел зал. Минамата, где, начиная с 1953 г., среди жителей регистрировались случаи отравления ртутью, органические соединения которой сбрасывались с канализационными стоками (Христофорова, 1989; The state of..., 1991).

Нередки у побережья Японии и разливы нефти.

V. ЛИТЕРАТУРА