Сезонная гипоксия Амурского залива

• Автор: Тищенко, Пётр Павлович
• Шифр специальности: 25.00.28
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Владивосток
• Количество страниц: 166 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ГИДРОХИМИЯ ВОД АМУРСКОГО ЗАЛИВА
1Л. Краткий географический очерк Амурского залива
1.2. Метеорологический режим
1.3. Гидрологический режим
1.4. Гидрохимический режим
ГЛАВА 2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Измерение температуры и солености
2.2. Измерение pH
2.3. Измерение щелочности
2.4. Измерение гидрохимических параметров
2.5. Измерение кислорода и хлорофилла
2.6. Расчет параметров карбонатной системы
2.7. Расчет продукционных характеристик (АОИ, АСИ, Zp)
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ
3.1. Распределение температуры и солености на акватории Амурского залива в различные сезоны
3.1.1. Температура
3.1.2. Соленость
3.2. Параметры карбонатной системы вод залива в различные сезоны
3.2.1. Величина pH и парциальное давление углекислого газа
3.2.2. Щелочность и растворенный неорганический углерод
3.3. Кислород и продукционные параметры в Амурском заливе в различные сезоны
3.3.1. Кислород
3.3.2. Кажущееся потребление кислорода
3.3.3. Кажущееся потребление углерода
3.3.4. Хлорофилл
3.4. Биогенные элементы
3.4.1. Аммонийный азот
3.4.2. Фосфаты
3.4.3. Силикаты
3.4.4. Нитраты
3.5. Вертикальные профили и разрезы гидрологических и продукционных параметров
3.5.1. Продольные разрезы гидрологических параметров
3.5.2. Хлорофилл и первичная продукция
3.5.3. Мутность воды и фитопланктон
3.5.4. Вертикальные профили кислорода и других параметров среды
3.5.5. Распределение кислорода на вертикальном разрезе
ГЛАВА 4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
4.1. Основные характеристики гипоксии Амурского залива
4.2 Оценка скорости биохимического потребления кислорода (БПК)
4.3. Природа органического вещества, окисление которого приводит к гипоксии
4.4. Формирование гипоксии
4.5. Разрушение гипоксии
4.6. Возможные последствия гипоксии
4.7. Тенденции развития экосистемы залива
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Существуют обширные прибрежные морские акватории, придонные воды которых подвержены гипоксии. Под гипоксией понимается состояние экосистемы с таким низким содержанием кислорода в воде, при котором происходят ее количественные и качественные изменения (Diaz, 2001). В литературе приводятся разные пороговые значения концентраций кислорода, но, как правило, они находятся в диапазоне значений от 63 мкмоль/кг (Diaz, 2001) до 89 мкмоль/кг (Diaz, Breitburg, 2009). Предельной формой гипоксии является аноксия -отсутствие кислорода, которое приводит к сероводородному заражению морских экосистем и гибели организмов. Формирование гипоксии часто происходит в эстуариях. В этих случаях гипоксия может быть вызвана как природными процессами, так и являться результатом человеческой деятельности. Примером природной гипоксии является эстуарий реки Миссисипи в доиндустриальную эпоху (Swarzenski et al., 2008). Однако в большинстве случаев возникновение гипоксии является результатом совместных действий природных и антропогенных факторов (Zhang et al., 2010). Роль антропогенного фактора сводится, в первую очередь, к обогащению прибрежных акваторий биогенными элементами (азотом и фосфором), т.е. к эвтрофикации. На наш взгляд, наиболее удачное определение эвтрофикации дано в работе В.Е. Заика (2003), в которой под эвтрофикацией понимается “существенное увеличение трофического статуса, по сравнению с характерным для данной экосистемы, из-за необычно высокого снабжения биогенами эвфотического слоя”.
Такая направленность человеческой деятельности как урбанизация прибрежных районов, развитие сельского хозяйства, энергетики, масштабное использование автомобилей приводит к эвтрофированию водоемов, и как следствие этого, к гипоксии. Гипоксия приводит к изменению биоразнообразия экосистем (Levin et al., 2009), оказывает влияние на глобальный бюджет углекислого газа (Cai et al., 2006; Chen, Borges, 2009). В последние два десятилетия количество акваторий, подверженных гипоксии, значительно

рассчитаны такие важные характеристики среды, как содержание общего неорганического углерода и парциальное давление С02. Не было проведено и измерений содержания хлорофилла. Отсутствие соответствующей измерительной базы не позволили авторам ранних исследований провести более полный анализ гидрохимического режима Амурского залива и других акваторий Залива Петра Великого.
Вместе с тем приведенные в литературном обзоре данные цитируемых авторов представляют несомненную научную ценность, поскольку они позволяют сопоставить современное экологическое состояние акватории Амурского залива с тем, которое наблюдалось почти полвека назад.
При интерпретации пространственных и сезонных изменений содержания кислорода большинство авторов склонялось к мнению о том, что низкие концентрации кислорода для летнего периода обусловлены, как понижением растворимости кислорода с ростом температуры, так и окислением органического вещества, но при этом природа органического вещества не уточнялась. В более поздних работах авторы определенно высказываются в пользу того, что ухудшение кислородного режима в Амурском заливе обусловлено в основном загрязнением органическим веществом сточных вод г. Владивостока (Родионов, 1984; Вейдеман и др., 2001; Огородникова, 2001; Нигматулина, 2005). Однако и в этих работах собственно гидрохимические измерения (кроме кислорода) не проводились, как не проводились измерения органического вещества и не устанавливалась его идентификация.
Следует отметить, что авторы подробных съемок отмечали, что на станциях с существенно пониженным содержанием кислорода в среде наблюдались повышенные содержания фосфатов и силикатов (Ластовецкий, Вещева 1964; Подорванова и др., 1989). Однако причины таких совпадений аргументированно не объяснялись. Более того, в работе Н.Ф. Подорвановой с соавторами (1989) эти совпадения вообще не обсуждаются, ограничиваясь только представлением самих фактов наблюдений.
Важно также и следующее обстоятельство. Построенные карты в работе