ЗАЧЕМ НУЖНЫ БИОГЕННЫЕ ВЕЩЕСТВА ВОДНОЙ ЭКОСИСТЕМЕ?
Биогенный – происходящий от живого организма, связанный с ним (Глоссарий по естествознанию, 2010). Биогенные вещества – это химические элементы, необходимые живым организмам для обеспечения их нормальной жизнедеятельности, представляющие собой остатки отмерших организмов, продукты жизнедеятельности и линьки живых организмов (Вернадский, 2001). Понятие биогенное вещество было введено еще в начале XX в. великим ученым Владимиром Ивановичем Вернадским при создании учения о биосфере. Биогенные вещества являются источником чрезвычайно мощной потенциальной энергии.
К биогенным веществам относятся минеральные и органические соединения азота, фосфора, кремния, железа. В природных водах биогенные вещества содержатся в весьма малых количествах (в пределах от тысячных до десятых долей миллиграмма в кубическом дециметре), но имеют важное значение для развития жизненных процессов фитопланктона. Фитопланктон, потребляя минеральные соединения азота, фосфора и кремния, продуцирует органическое вещество в процессе фотосинтеза. Данное органическое вещество является первичным источником энергии трофической цепи водной экосистемы (рисунок 1). Таким образом, биогенные элементы, являющиеся материальной базой фотосинтеза, обеспечивают биологическую продуктивность и рыбохозяйственную значимость водных объектов (Дацко, 1959). Поэтому, очень важно изучать количество, соотношение и динамику биогенных веществ в водных объектах рыбохозяйственного значения.
Рисунок 1 – Пищевая цепь водной экосистемы
ФГБНУ «АзНИИРХ» регулярно проводит исследования в Азовском и Черном морях, а также р. Дон по анализу биогенных веществ в воде. В Азовском море эти исследования были начаты Азовским НИИ рыбного хозяйства еще в 1959 г. Известно, что режим биогенных веществ в Таганрогском заливе тесно взаимосвязан с объемом стока р. Дон и установленное снижение концентрации минеральных форм азота и фосфора в заливе в недавний период маловодия р. Дон (2007-2017 гг.) является закономерным следствием данного явления. На акватории собственно моря достоверных изменений концентрации биогенных веществ в период сокращения объема речного стока Дона не отмечено. Данный факт может быть объяснен тем, что динамика биогенных веществ в собственно море в значительной степени определяется внутриводоемными процессами (т.е. обогащением воды биогенными веществами при заморных явлениях).
Литературные данные середины XX века (Карпевич, 1960) свидетельствовали о том, что материковый сток вносит в Азовское море более половины всех биогенных элементов, имеющих важное значение для продуктивности экосистемы Азовского моря. Однако, согласно современным исследованиям (Воловик с соавт., 2008) речному стоку принадлежит важная, но не решающая роль в круговороте биогенных элементов в экосистеме Азовского моря. Это море уникально тем, что представляет собой эвтрофный водоем с высоким базовым уровнем биогенных элементов. Критическая» роль речного стока в снабжении моря биогенными веществами может возникнуть лишь при многолетней устойчивой тенденции снижения поступления биогенных солей в условиях резкого снижения объема притока речных вод.
Исследованиями ФГБНУ «АзНИИРХ» показано, что в недавний период маловодия в Таганрогском заливе на фоне снижения концентрации биогенных веществ не отмечено уменьшения среднего уровня первичного продуцирования органического вещества фитопланктоном, относительно многоводных лет. При этом, в собственно море в маловодные годы, на фоне стабильного содержания в воде биогенных веществ, наблюдали снижение продуцирования первичного органического вещества фитопланктоном, однако данный факт обусловлен уже не гидрохимическими, а гидробиологическими факторами (сменой таксономических групп фитопланктона в условиях снижения речного стока и, как следствие, осолонения Азовского моря).
2018 г. отличается высоким объемом паводковых донских вод, которые несут значительное количество биогенных веществ в Азовское море. В настоящее время проводится подсчет и анализ концентраций минеральных форм азота, фосфора и кремния в Таганрогском заливе в ходе рейса судна «Владимир Усков», прошедшего в июне 2018 г. на акватории Таганрогского залива. Планируется также проведение комплексного гидрохимического анализа воды на всей акватории Азовского моря в июле 2018 г. Как повлиял паводок р. Дон на общую биопродуктивность моря узнаем очень скоро!
