ecodagЮг России: экология, развитиеSouth of Russia: ecology, development1992-10982413-0958State Institute of Applied Ecology of the Republic of Dagestan10.18470/1992-1098-2018-3-55-70ecodag-1299Research ArticleГЕОЭКОЛОГИЯGEOECOLOGYМАСШТАБНОЕ РАЗВИТИЕ ГИПОКСИИ МОРСКОЙ БЕНТАЛИ В ГЕОМОРФОЛОГИЧЕСКИ ПОДОБНЫХ ЗАЛИВАХ-ФЬОРДАХ КРЫМА С РАЗЛИЧНОЙ ТЕХНОГЕННОЙ НАГРУЗКОЙLARGE-SCALE EXPANSION OF HYPOXIA AT MARINE BENTHAL ZONE IN GEOMORPHOLOGICALLY COMPARABLE BAYS-FJORDS OF CRIMEA PENINSULA UNDER DIFFERENT TECHNOGENIC LOADSГулинМаксим Б.GulinMaksim B.

к.б.н., старший научный сотрудник

Тел. +7(8692) 54-47-85. 299011, пр. Нахимова 2, г. Севастополь

Candidate of Biology, Associate Professor

Tel. +7(8692) 54-47-85. 299011, Nakhimov Av., 2, Sevastopol, Russian Federation

m_gulin@mail.ruМасбергИгорь В.MasbergIgor V.ИвановаЕкатерина А.IvanovaEkaterina А.

младший научный сотрудник

Associate Scientist

Институт морских биологических исследований имени А.О. Ковалевского РАН, СевастопольA.O. Kovalevsky Institute of Marine Biological Research of RAS, SevastopolНаучно-производственное предприятие «Аквамарин», ЕвпаторияR&D company “Aquamarine”, Evpatoriya2018051020181335570Copyright © Гулин М.Б., Масберг И.В., Иванова Е.А., 20182018Гулин М.Б., Масберг И.В., Иванова Е.А.Gulin M.B., Masberg I.V., Ivanova E.А.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://ecodag.elpub.ru/ugro/article/view/1299

Цель. Cравнительный анализ особенностей аэрации придонных вод Севастопольской бухты и Донузлава, в том числе в различные сезоны года, как схожих по конфигурации полузамкнутых морских водоёмов черноморского бассейна, несущих неодинаковую техногенную нагрузку. Материал и методы. Изучены Севастопольская бухта и залив Донузлав, располагающиеся в западной части Крымского полуострова. Концентрацию и общее потребление растворённого кислорода в водной толще и придонном слое определяли in situ с помощью цифрового LDOанализатора. Окислительно-восстановительный потенциал в донных осадках измеряли с использованием платинового измерительного электрода. Результаты. Аэрация водной толщи на севастопольском взморье является пригодной для нормальной жизнедеятельности пелагических и эпибентосных организмов. Вместе с тем, в Севастопольской бухте и Донузлаве обнаружено обширное распространение аноксии в поверхностном слое донных отложений. Также, илистые грунты ложа Севастопольской бухты могут представлять собой кислород-дефицитный экстремальный биотоп большую часть года, минимальные концентрация О2 в придонной воде регистрируются не выше 0.11-0.36 мг/л. И только в конце ноября бенталь Бухты оказалась хорошо аэрированной. Заключение. В схожих по контурным очертаниям берегах и строению современного морского дна в бухте Севастопольская и заливе Донузлав выявлены и общие закономерности донной гипоксии. Бенталь обоих изученных заливов-фьордов можно причислить к высокоградиентным гипоксическим биотопам, находящимся в единой общности локальных кислород-дефицитных местообитаний морских водоёмов – эстуарных зон, районов газовых сипов и т.п., где постоянно или периодически сосуществуют высокая трофность осадков наряду с острым недостатком кислорода и токсичным сероводородным заражением.

Aim. Comparative analysis of the aeration features of the bottom waters during the different seasons of the year between the Sevastopol and Donuzlav Bays as geomorphological similar in configuration semi-closed sea reservoirs of the Black Sea under different anthropogenic loads. Material and methods. Sevastopol and Donuzlav Bays, located in the Western part of the Crimean Peninsula, were studied. The concentration and total consumption of dissolved oxygen in the water column and the bottom layer were determined in situ using a digital LDO analyzer. The redox potential in bottom sediments was measured using a platinum electrode. Results. Aeration of the water column in the Sevastopol seaside is suitable for normal life of pelagic and epibenthic organisms. At the same time, in the Sevastopol and Donuzlav Bays the large-scale anoxia in the surface layer of bottom sediments was found. Also, the muddy sediments of the Sevastopol Bay’ bed can be an oxygen-deficient extreme biotope for most of the year, the minimum concentration of O2 in the bottom water is not higher than 0.11-0.36 mg/l. The benthal zone here was well aerated only at the end of November. Conclusion. The general patterns of benthic hypoxia were identified for such coast objects as Sevastopol and the Donuzlav Bays, which are similar by their contours and recent seabed structures. Benthal zones of both investigated bays-fjords can be attributed to hypoxic high-gradient habitats, that have a whole generality with oxygen-deficient marine waters habitats – estuarine zones, areas of gas seeps, etc. Strong oxygen deficiency, toxic H2S contamination coupled with organic enrichment a typically benthic environment for such biotopes.

черноморские заливы-фьордыдонная гипоксиясезонная динамика аэрации бентали.Black Sea bays-fjordsbottom hypoxiaseasonal dynamics of benthal zone’ aerationРабота подготовлена по теме государственного задания ФГБУН ИМБИ «Функциональные, метаболические и токсикологические аспекты существования гидробионтов и их популяций в биотопах с различным физико-химическим режимом», номер гос. регистрации АААА-А18- 118021490093-4; М. В. Коваленко и В. П. Чекалову (ФГБУН ИМБИ) за помощь в проведении экспедиционных исследований.The work has been carried under support of the Russian Academy of Sciences reaserch grant № AAAA-A18-118021490093-4 "Functional, metabolic and toxicological aspects of the existence of hydrobionts and their populations in biotopes with different physico-chemical regimes"; M. V. Kovalenko and V. P. Chekalov (IMBR, Sevastopol) for their assistance during the field studiesReferencesMörner N.A. Eustatic changes during the last 20000 years and a method of separating the isostatic and eustatic factors in an uplifted area // Paleogeography, Paleoclimatology, Paleoecology. 1971. V. 9, N 3. P. 153-181. DOI: 10.1016/0031-0182(71)90030-7Mörner N.A. Eustatic changes during the last 20000 years and a method of separating the isostatic and eustatic factors in an uplifted area. Paleogeography, Paleoclimatology, Paleoecology, 1971, vol. 9, no. 3, pp. 153-181. DOI: 10.1016/0031-0182(71)90030-7Гулин М.Б. О роли перманентного осадконакопления в эволюции и судьбе морских водоёмов // Морской экологический журнал. 2013. Т.12, N 3. С. 48.Gulin M.B. The role of permanent sedimentation in the evolution and destiny of marine basins. Morskoi ekologicheskii zhurnal [Marine ecological journal]. 2013, vol. 12, no. 3, p. 48. (In Russian)Коников Е.Г., Лиходедова О.Г. Глобальные и региональные факторы колебаний уровня Чёрного моря как основа геодинамической модели береговой зоны // Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2010. N 1(19). С. 84-93.Konikov E.G., Lihodedova O.G. Global and regional factors of Black Sea level fluctuations as the basis of the geodynamic model of the coastal zone. Geologiya i poleznye iskopaemye Mirovogo okeana [Geology and minerals of the World Ocean]. 2010, no. 1(19), pp. 84-93. (In Russian)Гулин М.Б., Тимофеев В.А., Коваленко М.В., Чекалов В.П., Бондаренко Л.В., Аннинская И.Н., Иванова Е.А. Трансформация затопленных морем фрагментов речных систем в морские биогеоценозы // Материалы VIII Международной научнопрактической конференции «Современные рыбохозяйственные и экологические проблемы АзовоЧерноморского региона», Керчь, 26-27 июня, 2013. С. 30-38.Gulin M.B., Timofeev V.A., Kovalenko M.V., Chekalov V.P., Bondarenko L.V., Anninskaya I.N., Ivanova E.A. Transformatsiya zatoplennykh morem fragmentov rechnykh sistem v morskie biogeotsenozy [Transformation of the river systems fragments flooded by sea in marine ecosystems]. Materialy VIII Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii «Sovremennye rybokhozyaistvennye i ekologicheskie problemy AzovoChernomorskogo regiona», Kerch', 26-27 iyunya, 2013 [Materials of the VIII International scientific and practical conference "Modern fisheries and environmental problems of the Azov-black sea region", Kerch, 26-27 June 2013]. Kerch, 2013, pp. 30-38. (In Russian)Gulin M., Ivanova K., Timofeev V., Kovalenko M. Black Sea hot-spot environments and ecosystems: Future of deltas and riverbeds flooded by sea // Proceedings of International Symposium “Effects of Climate Change on the World’s Oceans”, Yeosu, Korea, 13-20 May, 2012. P. 248.Gulin M., Ivanova K., Timofeev V., Kovalenko M. Black Sea hot-spot environments and ecosystems: Future of deltas and riverbeds flooded by sea. Proceedings of International Symposium “Effects of Climate Change on the World’s Oceans”, Yeosu, Korea, 13-20 May, 2012, p. 248.Бондарев И.П. Комплекс моллюсков рода Theodoxus (Gastropoda, Neritidae) в голоценовых отложениях Севастопольской бухты // Морской экологический журнал. 2014. Т. 13, N 3. С. 32.Bondarev I.P. Complex of mollusks genus Theodoxus (Gastropoda, Neritidae) in Holocene sediments of Sevastopol Bay. Morskoi ekologicheskii zhurnal [Marine ecological journal]. 2014, vol. 13, no. 3, pp. 32. (In Russian)Бондарев И.П. Theodoxus fluviatilis (Gastropoda, Neritidae) как экологический фактор // Морской биологический журнал. 2016. Т. 1, N 2. С. 18-26. DOI: 10.21072/mbj.2016.01.2.02Bondarev I.P. Theodoxus fluviatilis (Gastropoda, Neritidae) as environmental marker. Marine biological journal, 2016, vol. 1, no. 2, pp. 18-26. (In Russian) DOI: 10.21072/mbj.2016.01.2.02Newton A., Icely J., Cristina S., Brito A., Cardoso A., Colijn F., Dalla Riva S., Gertz F., Hansen J., Holmer M., Ivanova K., Leppäkoski E., Melaku Canu D., Mocennim C., Mudge S., Murray N., Pejrup M., Razinkovas A., Reizopoulou S., Pérez-Ruzafa A., Schernewski G., Schubert H., Seeramu L., Solidoro C., Pierluigi Viaroli, Zaldívar J.-M. An overview of ecological status, vulnerability and future perspectives of European large shallow, semi-enclosed coastal systems, lagoons and transitional waters // Estuarine, Coastal and Shelf Science, 2014, vol. 140, pp. 95-122. Doi: 10.1016/j.ecss.2013.05.023Newton A., Icely J., Cristina S., Brito A., Cardoso A., Colijn F., Dalla Riva S., Gertz F., Hansen J., Holmer M., Ivanova K., Leppäkoski E., Melaku Canu D., Mocennim C., Mudge S., Murray N., Pejrup M., Razinkovas A., Reizopoulou S., Pérez-Ruzafa A., Schernewski G., Schubert H., Seeramu L., Solidoro C., Pierluigi Viaroli, Zaldívar J.-M. An overview of ecological status, vulnerability and future perspectives of European large shallow, semi-enclosed coastal systems, lagoons and transitional waters. Estuarine, Coastal and Shelf Science, 2014, vol. 140, pp. 95-122. Doi: 10.1016/j.ecss.2013.05.023Яндекс-Карты. URL: https://yandex.ru/maps (дата обращения: 20.05.2018).Yandeks-Karty [Yandex-Maps]. Available at: https://yandex.ru/maps (accessed: 20.05.2018).Holtedahl H. Notes on the Formation of Fjords and Fjord-Valleys // Geografiska Annaler. 1967, vol. 49, no. 2/4, pp. 188‐203. doi:10.2307/520887Holtedahl H. Notes on the Formation of Fjords and Fjord-Valleys. Geografiska Annaler, 1967, vol. 49, no. 2/4, pp. 188‐203. doi:10.2307/520887Стокозов Н.А. Морфометрические характеристики Севастопольской и Балаклавской бухт // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. Севастополь: ЭКОСИ-Гидрофизика, 2010. вып. 23. С. 198-208.Stokozov N.A. Morphometric characteristics of both Sevastopol and Balaklava bays. In: Ekologicheskaya bezopasnost' pribrezhnoi i shel'fovoi zon i kompleksnoe ispol'zovanie resursov shel'fa [Environmental safety of the coastal and shelf zones and integrated use of the resources of the shelf]. Sevastopol, ECOSIHydrophysics Publ., 2010, vol. 23, pp. 198-208. (In Russian)Rosenberg R. Effect of oxygen deficiency on benthic macrofauna // Freeland et al. Fjord oceanography. N.Y.: Plenum Publ., 1980. P. 499-514.Rosenberg R. Effect of oxygen deficiency on benthic macrofauna. In: Freeland et al. Fjord oceanography. N.Y., Plenum Publ., 1980, pp. 499-514.Орехова H.A., Коновалов С.К. Кислород и сероводород в донных осадках Севастопольской бухты // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. 2009. Вып. 18. С. 48-56.Orekhova N.A., Konovalov S.K. Oxygen and hydrogen sulfide in bottom sediments of Sevastopol Bay. In: Ekologicheskaya bezopasnost' pribrezhnoi i shel'fovoi zon i kompleksnoe ispol'zovanie resursov shel'fa [Environmental safety of coastal and shelf zones and integrated use of shelf resources]. 2009, vol. 18, pp. 48-56. (In Russian)Гулин М.Б. К изучению роли гипоксии и аноксии в жизни морских эукариот // Морской экологический журнал. 2012. Т. 11, N 1. С. 81-98.Gulin M.B. Studying the role of hypoxia and anoxia in the life of marine eukaryotes. Morskoi ekologicheskii zhurnal [Marine ecological journal]. 2012, vol. 11, no 1, pp. 81-98. (In Russian)Иванова Е.А., Кошелева Т.Н. Сравнительный анализ таксоцена нематод севастопольских бухт // Экосистемы, их оптимизация и охрана. 2012. Вып. 7. С. 209-216.Ivanova E.A., Kosheleva T.N. Comparative analysis of nematodes taxocene in Sevastopol bays. Ekosistemy, ikh optimizatsiya i okhrana [Ecosystems, their optimization and protection]. 2012, iss. 7, pp. 209-216. (In Russian)Субботин А.А., Губанов В.И., Трощенко О.А., Болтачёв А.Р., Ревков Н.К. Современное состояние отдельных элементов экосистемы бухты Александровская (район Севастополя) // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. 2007. Вып. 15. С. 89-93.Subbotin A.A., Gubanov V.I., Troshchenko O.A., Boltachev A.R., Revkov N.K. The current state of selected elements of the ecosystem of Alexandrovskaya Bay (Sevastopol region). In: Ekologicheskaya bezopasnost' pribrezhnoi i shel'fovoi zon i kompleksnoe ispol'zovanie resursov shel'fa [Environmental safety of coastal and shelf zones and integrated use of shelf resources]. 2007, vol. 15, pp. 89-93. (In Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.