Бухты Севастополя — живописные, окруженные холмами, местами очень уютные. Но именно эта «уютность» (замкнутость бухт) делает их уязвимыми. Сюда стекаются ливневые воды с улиц, бытовые стоки, а также речные воды, несущие с собой различные вещества. Всё это смешивается и влияет на жизнь моря.
Ученые из Института биологии южных морей в Севастополе решили проверить, как изменилось состояние прибрежных вод за последние 20 лет и как на это реагируют самые маленькие, но очень важные обитатели моря — планктонные организмы. Они являются основой всей пищевой цепочки: от них зависят и мелкие рачки, и рыбы, и в конечном счете — здоровье всего моря.
Как проводилось исследование?
Хотя окончательные результаты и выводы опубликованы в этом году (в журнале «Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря») сам сбор данных проводился в 2020–2022 годах. Такой промежуток времени между полевыми работами и публикацией — это абсолютно нормальная научная практика. Он необходим для тщательной обработки проб, проведения сложных лабораторных анализов, осмысления результатов и строгой проверки работы независимыми экспертами.
С 2020 по 2022 год ученые шесть раз выходили в море, чтобы взять пробы воды и планктона в разные сезоны: весной, летом и осенью. Они работали в шести бухтах (Камышовая, Казачья, Круглая, Стрелецкая, Карантинная, Севастопольская) и на одной «контрольной» станции в открытом море, вдали от берега.
Что измерялось в воде:
- Температуру и соленость — базовые показатели.
- БПК5 — это показатель того, сколько кислорода потребляют бактерии, чтобы переработать органические загрязнения. Чем он выше, тем грязнее вода.
- Окисляемость — похожий показатель, который говорит об общем количестве органики в воде.
- Биогенные элементы — азот, фосфор, кремний. Это как «удобрения» для моря. Они необходимы для роста водорослей, но их переизбыток приводит к вредному «цветению» воды.
- Состав и количество планктона — ученые с помощью микроскопов считали, сколько и каких видов микроводорослей (фитопланктон) и личинок донных животных (меропланктон) плавает в воде.
Что обнаружилось?
1. Вода становится солонее и грязнее
За последние 20 лет соленость воды в районе Севастополя немного повысилась. Ученые связывают это с общими изменениями климата и водообмена в Черном море.
Но главный вывод — уровень загрязнения вырос.
Показатель БПК5 во многих бухтах (особенно в Камышовой, Казачьей, Круглой) весной и летом превышал нормы, установленные для рыболовных угодий. Это говорит о том, что в воде стало больше легкоразлагаемой органики (например, из стоков).
Показатель окисляемости тоже часто был выше нормы во всех бухтах, что указывает на загрязнение и более стойкой органикой.
2. «Удобрения» для моря: чего не хватает, а что в избытке?
Концентрация азота, фосфора и кремния сильно колебалась. Ученые выяснили, что в разное время года рост водорослей сдерживался разными элементами:
- Весной водорослям не хватало азота.
- Летом главным лимитирующим элементом был кремний.
- Летом и осенью часто не хватало фосфора.
Это важное открытие! Получается, что хотя загрязнения (и азота, в частности) стало больше, это не привело к катастрофическому «цветению» воды, потому что в другие периоды водорослям банально не хватало других «ингредиентов» для бурного роста.
3. Жизнь планктона: сезонные ритмы
Фитопланктон (микроводоросли):
- Весна — время диатомей и кокколитофорид. Это был период самого активного роста водорослей. Массового «цветения» (вредной сине-зеленой водоросли) зафиксировано не было.
- Лето и осень — затишье. Численность и биомасса водорослей падали до минимума. Летом по числу клеток лидировали диатомовые, но по массе (биомассе) — более крупные динофлагелляты.
Меропланктон (личинки крабов, моллюсков, червей):
Их жизнь четко подчинена температуре воды. Зимой, когда вода холодная (ниже 14.5 °C), личинок почти нет.
- В теплый период их количество резко возрастает, так как взрослые особи начинают размножаться.
- Главные «жители» — личинки усоногого рака-балянуса (морской желудь) Amphibalanus improvisus. Их больше всего там, где есть твердые поверхности — причалы, волнорезы, молы (особенно в Севастопольской и Камышовой бухтах).
Что это всё значит?
Рост загрязнения напрямую связан с увеличением населения Севастополя и, как следствие, объема сточных и ливневых вод.
Несбалансированная диета. Море получает много азота (из стоков), но мало фосфора и кремния. Это нарушает естественный баланс и может в долгосрочной перспективе изменить всю экосистему.
Температура — главный дирижер. Для личинок донных животных температура воды гораздо важнее, чем наличие еды (фитопланктона) в данный момент. Их жизненные циклы идеально подстроены под сезонное прогревание воды.
Бухты все разные. Наиболее загрязненной по ряду показателей оказалась Камышовая бухта, а самой чистой — Стрелецкая.
Делаем выводы
Экологическое состояние Севастопольского взморья за 20 лет ухудшилось. Уровень загрязнения органическими веществами вырос.
Баланс питательных веществ нарушен. В воде много азота, но часто не хватает фосфора и кремния, что не дает водорослям бесконтрольно «цвести».
Жизнь в море идет по своим циклам. Пик развития водорослей — весна, пик появления личинок — теплое время года. Это естественные процессы, которые пока не были сорваны загрязнением.
Данные этого исследования — важный ориентир. Они помогут ученым и экологам отслеживать, как прибрежная экосистема Черного моря реагирует на дальнейшие изменения — как вызванные человеком, так и природные.
Это исследование — как подробный «медосмотр» для моря у нашего дома. Оно показывает, что проблемы есть, но катастрофы пока нет. Однако уже сейчас нужно внимательнее относиться к тому, что попадает в воду, чтобы сохранить хрупкое равновесие морской жизни.
Создано при поддержке Минобрнауки РФ в рамках Десятилетия науки и технологий (ДНТ), объявленного Указом Президента Российской Федерации от 25 апреля 2022 г. № 231.
Изображение на обложке: Nikolay Vorobyev / Unsplash
