Специфические особенности экосистемы Черного моря

Специфические особенности экосистемы Черного моря и прибрежной зоны Кавказа
с точки зрения возможностей её загрязнения и самоочищения

Чёрное море отличается неоднородностью (А.Е.Букатов, Л.В.Черкасов, 1983),
а волны в нем - нерегулярностью (В.С.Бычков, С.С.Стрекалов, 1971).
Значительные размеры Черного моря, ровные очертания бассейна, слабая
изрезанность берегов, незначительное развитие ледового покрова,
большие глубины, сравнительно большая длина разгона в направлении
с запада на восток создают благоприятные условия для развития волнения
при прохождении циклонов, а волны этих направлений по своему характеру
приближаются к типу океанических, имея большую длину и высоту. Штормовые
ветры наблюдаются в основном осенью и зимой; в открытом море длина волн
достигает 100м и высота до 6м, а при особо жестких штормах зарегистрированы
волны высотой 7-8м.

Пониженная соленость воды в С-З части моря и значительные отрицательные
температуры воздуха приводят здесь к образованию льда, но не каждый год.
В особо суровые зимы у берегов Одессы развивается припой. В Днепро-Бугском
и Днестровском лиманах лед образуется каждую зиму; иногда этот лед выносится
в открытые районы С-З части моря (В.Ф.Суховей, 1986).

Самая важная специфическая особенность экосистемы Чёрного моря -
вертикальная зональность  его экосистемы.

Реки, впадающие в Черное море (Дунай, Днестр, Юж.Буг, Днепр, Риони,
Ешиль-Ирмак, Кызыл-Ирмак и др.), приносят ему больше воды, чем испаряется с его поверхности, в связи с чем его уровень выше уровня соседнего Мраморного моря на -35 см. Интенсивный речной сток (около 350км3) обусловил опресненность морских вод - их средняя соленость не >1,84% (в июле - 1,8%, а зимой - 1,9%). Речной сток влияет на гидрологическую структуру Черного моря (Н.П.Булгаков с соавт., 1998). На обмен природных вод Черного моря существенно влияет двухслойная система течений: 1)поверхностное течение - через мелководный и узкий Керченский пролив в Черное море стекают еще менее соленые (1,1-1,4%) воды Азовского моря и глубинное - в обратном направлении; 2)поверхностное течение в Мраморное море и глубинное - в обратном направлении. Через мелководный пролив Босфор котловина Черного моря пополняется высокосолеными тяжелыми водами из Мраморного моря. Повышение температуры воды, начиная от глубины в 90 м и глубже, наблю;дается только в Черном море. За;висит это от того, что притекающая через Босфор более теплая и соленая вода Мраморного моря имеет больший удельный вес, чем менее соленая черноморская. Зимой теплая вода из глубин подни;мается кверху и заменяет собою охла;жденные на поверхности воды. Таким об;разом, в зимние месяцы из морских глубин тепло все время подается к поверхности. Этот водообмен является ключевым фактором, определяющим гидрохимическую и гидрофизическую структуру Черного моря. Благодаря более высокому уровню Черного моря по сравнению со Средиземным (разность уровней в проливе Босфор ~=35см), возникает сточное течение из Черного моря, выносящее слабосоленые воды в слое до глубины 20-40м. В придонных слоях за счет разности в плотности воды развивается конвекционный поток из Мраморного моря, несущий воды соленостью 3,6%. Объем переноса каждым течением колеблется по сезонам и по годам, в зависимости от речного стока. В среднем из Черного моря выносится ~370 км3, а втекает 180 км3, что составляет 1/2500 его объёма. Соленые воды опускаются в глубоководную котловину моря и поддерживают динамическое равновесие на пикноклине (слое с градиентом плотности), отделяющем поверхностные, распресненные речным стоком слои от глубинных соленых вод. Объем поверхностных вод с пониженной соленостью не превышает 50тыс. км3, т.е. ~10% общего объема вод Черного моря. Открытые районы Черного моря занимают >75% его площади, являясь типичным меромиктическим (двухслойным) бассейном. От берегов к центральной части моря солёность воды возрастает от 1,65- 17,5% до 1,8%. В слое от 50 до 200м она возрастает на 0, 25%, в более глубоких слоях увеличивается постепенно, достигая у дна 2,2-2,25%. В галоклине, разделяющем опресненные поверхностные и соленые глубинные воды, соленость меняется на 0,25-0,35%, а коэффициент вертикальной диффузии Кz уменьшается в среднем до 0,1-0,2см2/с. Резкая плотностная стратификация (значительный градиент солёности, а также плотности воды), не разрушаемая даже в периоды наиболее сильного зимнего охлаждения поверхностных вод, препятствует нормальному перемешиванию поверхностных и глубинных вод и проникновению кислорода в глубинные слои, обусловливая отсутствие кислорода в слое воды с глубины  ~180-200 м, где в результате процессов бактериальной сульфатредукции (образования H2S) возникла одна из главных особенностей Черного моря - заражённость сероводородом - на его глубинах свыше 180 м имеется в значительном количестве газ сероводород, в растворенном в его водах виде. А так как сероводород является газом, в котором обычная жизнь невозможна, то Черное море на глубине в 180м и больше необитаемо. Его глубины совершенно безжизненны: в них не могут жить никакие растения и животные, кроме сероводородных бактерий. Содержание сероводорода на глубине 180м ~0,33 г/л, а на глубине 2000м, постепенно увеличиваясь, доходит до 6,55 г/л (С.Тарский, 1928); по данным М.Е.Виноградова с сотр. (1992) концентрация H2S, увеличиваясь с глубиной, ниже 1500-2000м достигает 12-13мг/л.

На мелкомасштабные процессы вертикального перемешивания вод некоторое
влияние оказывают струйных метановых газов-выделений из дна Чёрного моря (В.Н.Егоров с соавт., 1999).

Основной границей почти во всех биотических и абиотических характеристиках
является слой основного пикноклина, делящий экосистему на два яруса:

1. Верхний ярус (нижней границей его является слой максимальных градиентов
плотности и нижняя граница скопления мезо-планктона) целиком связан
с килородными водами и назван ярусом аэробиоса. Это биотоп фитопланктона -
основного ареала мезопланктонных животных (где сосредоточены более 99% их массы) и биотоп рыб.

2. Глубже наибольших градиентов пикноклина активный фитопланктон практически
не проникает, а для мезопланктона эти глубины являются областью стерильного
выселения. Нижний ярус охватывает всю нижележащую толщу вод, включая
чисто анаэробные слои (глубже нижней границы проникновения кислорода),
слой сосуществования кислорода и сероводорода
и слой кислород-дефицитных вод, в котором концентрация кислорода -
не превышает 0,2-0,4 мл/л и в то же время присутствует сероводород
(менее 0,05-0,1 мг/л) (М.Е.Виноградов с соавт., 1992).
      Слой кислороддефицита и С-слой (слой сосуществования кислорода
и сероводорода, его нижняя граница - это поверхность полностью анаэробных
вод) населены специфическим фаунистическим комплексом простейших,
в том числе видами с симбиотическими анаэробными бактериями.
Но основные обитатели нижнего яруса - бактерии, которые для своего существования используют энергию хемосинтеза, получаемую в основном при окислении или восстановлении соединений серы, или созданное на их основе органическое вещество. Образование бактериальной продукции нитрификаторами или метанотрофами здесь тоже существенно, хотя играет подчиненную роль. Таким образом, толща вод ниже пикноклина может быть названа зоной хемобиоса.

В настоящее время нельзя статистически обоснованно говорить о подъЁме
верхней границы сероводородных вод, но нельзя отрицать и слабо
выраженного тренда такого подъёма, а если он и есть, то очень невелик
и изменение верхней границы сероводорода может происходить только
в водах под слоем максимальных градиентов плотности, являющегося основной
гидрофизической и экосистемной границей в пелагиали Черного моря.
      Все изменения глубины залегания верхней границы сероводородных вод -
связаны с подъемом и опусканием пикноклина и могут происходить только
под ним, как под крышкой огромного котла - глубоководной котловины
Чёрного моря. В поверхностные слои сероводород может проникнуть только
в том случае, если до поверхности поднимется пикноклин, а следовательно,
распресненные речным стоком воды исчезнут или осолонятся не менее,
чем на 0,25%, чего пока не происходит. В центрах развитых циклонических
круговоротов из-за увеличения количества органического вещества в 1989г.
по сравнению с 1960г. интенсивность сульфатредукции (образования H2S)
увеличилась в 3-5 раз, но одновременно увеличилась и интенсивность
окисления H2S. Зимой куполы основных циклонических круговоротов
оказываются зоной черноморского апвеллинга, верхняя граница пикноклина в них поднимается до глубины 20-40м (то есть в пределах эвтрофического слоя). За наиболее холодный период на куполах основных круговоротов через пикноклин поднимается в среднем 3-4 тыс. км3 (что на порядок превышает объём речного стока) богатой биогенами воды, которая, перемешивается с холодной поверхностной водой в отношении 1:5, образуя холодный промежуточный слой, и обогащает эвтофическую зону биогенными элементами. Этот подъём - один из главных факторов, определяющих биологическую продуктивность. Здесь начинается зимнее развитие водорослей и повсеместное "цветение" воды фитопланктоном в марте (М.Е.Виноградов с соавт., 1992).


     Антропогенное изменение гидрохимических и биотических характеристик моря
    
Окруженное развитыми в промышленном и сельскохозяйственном отношении странами, Черное море служит естественным отстойником уходящих с их территории стоков. Отношение площади водосборной суши к площади его зеркала (422тыс. км2), равное 4,4, на порядок больше, чем в среднем для океана (0,4). Это отношение зависимости моря от стока с суши служит показателем интенсивности воздействия антропогенных факторов на экосистему. Сильное, часто разрушающее воздействие на биологические сообщества моря и его промысловую потенцию оказывает нерациональный, превышающий допустимые объемы, промысел и занос из других районов водных вселенцев, которые как чума разрушают автохтонные сообщества Черного моря. Еще худшие для экосистемы Черного моря могут вызвать зарегулирование рек и уменьшение их стока, если это повысит соленость поверхностного слоя и снизит градиент в пикноклине, надежно отделяющем глубинные анаэробные воды от поверхностных аэробных (М.Е.Виноградов с соавт., 1992 и др.).
Черное море лежит в зоне, переходной от гумидных к аридным условиям. Для нее характерны значительные естественные флуктуации влажности климата и величины стока рек, имеющие различную цикличность (годы и десятилетия). Поэтому очень сложно отделить естественные климатические флуктуации от трендов, вызванных антропогенными воздействиями, которые в последние 3-4 десятилетия привели к глубоким изменениям структуры и функционирования экосистемы Черного моря и резкому падению его рыбопродуктивности. В течение 1980-х годов массовое развитие нового вселенца - гребневика-мнемиопсиса катастрофически снизило запасы мелких планктоноядных рыб (а в смежном Азовском море - экологическую катастрофу).

Изменение гидрохимических условий, происходящее в последние десятилетия, связано с изменением стока рек. Все крупные реки, впадающие в Черное море, зарегулированы, "срезан" весенний паводок, за несколько недель выносивший раньше до 70% стока и огромное количество взвешенного материала;теперь большая часть взвешенного кремния выпадает в донные отложения. За 50 лет (1928-1978) средняя концентрация фосфатов упала с 1,54 до 0,35 (в ~5раз), а кремния - с 54 до 5 (в 11 раз) мкг ат /л. Средняя концентрация нитратов в слое 0-50м упала в 8-10 раз, содержание углерода органического (Сорг) увеличилось с 2-3 до 8-12 мг/л, выросли концентрации фосфора органического (Рорг) до 1-1,2  и Nорг до 11-25 мкг ат/л. В северо-западной части Черного моря, особенно у устьев рек эти величины выше па порядок и более. Резко увеличилась (до 0,4-2,2 мкг ат/л) концентрация Nам в континентальном шельфе, а в глубоководной части моря в поверхностном слое концентраци аммония мало изменилась (М.Е.Виноградов с соавт., 1992).
В Черном море существенно изменена классическая схема трансформации соединений азота в продукционно-деструктивном цикле аэробных вод, когда разложение органических азотсодержащих соединений вызывает накопление аммония, затем нитритов и, наконец, нитратов. В поверхностных кислородсодержащих водах действительно происходит постепенное уменьшение концентрации Nорг, увеличение концентрации Nам, а нитриты практически отсутствуют (менее 0,3-0,4 мкг ат/л); постепенно увеличивается концентрация нитратов (до 6-9 мкг ат/л), но при появлении даже следов восстановленных соединений серы (сероводород, сульфиты, тиосульфаты и др.) концентрация нитратов резко падает до нуля. В сероводородной толще из минеральных форм азота присутствует только аммоний, концентрация которого возрастает с глубиной, достигая 100 мкг ат/л. Поэтому Черное море называют "аммонийным" по сравнению с "нитритным" (или "нитратным" ?) Мировым океаном (М.Е.Виноградов с соавт., 1992).

Водная толща морей и океанов неоднородна по своим свойствам, она состоит из отдельных водных масс, в совокупности образующих гидрологическую структуру (В.Н. Безносов, 1998). Основные водные массы существуют в течение длительного времени и эволюция морских экосистем во многом определяется их структурой. Результаты исследований свидетельствуют, что нарушение исторически сложившейся структуры водных масс приводит к заметным биотическим изменениям.
О.А.Андреев с соавт. (1997) оценили биофильтрующий потенциал российских вод Финского залива. Летом в восточной части залива задерживается 70-100% азотной нагрузки, а фосфор переносится сюда даже с запада в количествах, достигающих 60-160% нагрузки, поступающей из Санкт-Петербургского региона (то есть, российские воды служат для Финского залива "водоочистным предприятием"). Зимой ситуация меняется, когда удержание азота снижается до 4%, а фосфорная нагрузка даже возрастает за счет вторичного загрязнения, то есть выделения фосфора со дна водоема. В результате модельных экспериментов установлено, что даже при радикальном (вдвое за каждые 5 лет) сокращении поступления биогенных элементов с суши снижение эвтрофирования в открытых районах моря потребует десятилетий. При этом сокращение азотной нагрузки может привести к компенсационному возрастанию азотфиксации и бурному "цветению" токсичных сине-зеленых водорослей.
По данным Ю.А.Сорокина с соавт. (1982) интенсивный сброс биогенов в морские водоемы является одним из наиболее опасных факторов антропогенного воздействия, вследствие чего может происходить массовое развитие некоторых видов планктонных водорослей, когда их концентрация в поверхностном слое воды превышает 15-20г/м3. Такая биогенная эвтрофикация сопровождается явлениями, отрицательно влияющими на природные экосистемы морских водоемов. Кроме того, привнесение биогенов в морскую среду со сточными водами приводит к изменению химического режима вод, возникновению заморных изменений состава и биомассы компонентов планктонных и донных сообществ и др. негативных явлений (Микробиол. загр-х вод, 1976).
Э.В.Макаров с соавт. (1995), проведя в 1993-1995гг. комплексное химико-биологическое исследование состояния прибрежной акватории, пришли к выводу о накоплении токсичных соединений черноморскими рыбами, что наряду с другими показателями, отчетливо отражает неблагополучную экологическую обстановку, сложившуюся на Черном море, в том числе в его северо-восточной части.
В узкой прибрежной зоне с глубинами до 15-20м (шириной до 1-2км от берега) вклад макрофитов в утилизацию минеральных компонент загрязнений становится существенным. В этой зоне возрастает роль бентосных фильтраторов (К.М.Хайлов и др., 1983).

В Черном море насчитывают свыше 2000 видов морских организмов. Из рыбных ресурсов (более 160 видов рыб) промысловое значение имеют хамса, ставрида, шпроты, кефаль, камбала, сельдь, осетровые (белуга, осётр, севрюга). В море обитают 3 вида дельфинов (промысел их запрещён с 1966). Из нерыбных ресурсов наибольшее значение имеют водоросли (филлофора, цистозира, зостера) и беспозвоночные (мидии, креветки, устрицы и др.). Большое значение имеет развитие аквакулътуры (в частности, искусственное разведение мидий, форели), а также акклиматизация лосося, окуня, дальневосточной кефали (С.Г.Богуславский, А.Ф.Высоцкий, 1985). По данным Б.Д.Тегетаева с соавт. (1988) средняя биомасса моллюсков (мидии) на банках у северокавказского побережья Черного моря (к юго-востоку от мыса Утриш) - 18кг/м2 дна, а на более мелководных банках - 8кг/м2 при минимальных значениях соответственно 0,5-7 и 0,4кг/м2. При этом в зависимости от гидрометеорологических условий 70-80% поголовья достигает товарных размеров за 15-16 месяцев, хотя марикультура моллюсков в нашей стране является новой отраслью хозяйства, насчитывающей немногим более 30 лет.
Макропланктон Черного моря включает три массовых вида желетелых животных: два вида медуз и вселенца - гребневика-мнемиопсиса. Численность медузы-аурелии сильно возросла в 1970-е годы, более чем на два порядка превысив оценки конца 1950-х - начала 1960-х годов, когда на всей акватории Черного моря обитало около 675тыс. т этих медуз. Они заняли эколого-трофическую нишу, освободившуюся из-за резкого снижения запасов рыб-планктонофагов, что послужило индикатором глубоких изменений в экосистеме Черного моря. Годовая продукция медузы-аурелии составляла около 900 млн. т в сыром виде (или 1-2 млн. т углерода) до лета 1988г. - до вспышки развития гребневика-мнемиопсиса - трофического конкурента аурелии, поедающего и её молодь. У Геленджика численность молоди гребневика-мнемиопсиса (диаметром до 10мм, встречающейся в планктоне в течение всего года) достигает пика (более 9 тыс. экз./м2) в июле-августе; максимум биомассы (в октябре-ноябре) несколько снижается к апрелю. В апреле 1990г. в районе Геленджика-Анапы биомасса гребневика достигала 12 (при среднем значении 4) кг/м2 сырой массы. Такие гигантские концентрации хищного гребневика, потребляющего самые разные организмы зоопланктона (от инфузорий до личинок рыб) кардинально изменили структуру черноморских планктонных сообществ и рыбных запасов (М.Е.Виноградов с сотр., 1992).
В Цемесской бухте планктонные сообщества гидробионтов представлены обычными для открытой прибрежной зоны видами, не отличающиеся большими показателями численности и биомассы. Основу фитопланктона составляют мелкие диатомовые водоросли, не имеющие высокой кормовой значимости. Из числа диатомей превалируют бенто-планктонные виды. Заметно меньшее количество перидиниевых и представителей других групп. Средне-многолетняя биомасса фитопланктона в районе составляет величину порядка 200-400 мг/м. Зоопланктон представлен небольшим количеством гидробионтов, кормовая значимость которых относительно высока. Максимально распространены пелагические виды зоопланктона. По численности и биомассе доминируют копеподы, тинтинниды, кладоцеры. В планктофауне района заметное место занимают личиночные формы бентических организмов: двустворчатые и брюхоногие моллюски, ракообразные. Бентическая фауна района не отличается заметным видовым разнообразием. Наиболее широко представлен зообентос цистозировых фитоценозов, простирающихся в районе гидростроительства до глубины 10-15м. В зарослевых ценозах доминируют различные группы молюсков, ракообразные,  несколько меньше представлены полихеты. Зообентос рыхлых грунтов района непредставителен, что связано с характером донных   отложений. Среднемноголетняя биомасса бентофауны варьируется в пределах 8,3-16,4 (в среднем 11,4) г/м2. Альгофлора района включает более 70 видов макрофитов, основу которых составляют багрянки и бурые водоросли. Наибольшее число видов обнаружено в цистозировых фитоценозах, занимающих основные площади дна района. Среднемноголетняя биомасса макрофитов заметно изменяется по глубинам, составляя в среднем 2,3 кг/м2 (Программа НТППК, 1998).


Особенности экосистемы в прибрежных и открытых районах моря

Состояние экосистемы Черного моря существенно различно в прибрежных и открытых районах, что связано прежде всего с особенностями циркуляции вод. Поверхностные течения Черного моря представляют систему циклонических круговоротов, основной из них проходит вдоль берегов моря против часовой стрелки, западный и восточный круговороты образуют внутренние циклонические течения. Направление глубинных течений чаще всего согласуется со схемой поверхностных течений. Общая схема приповерхностной циркуляции вод в море показана на рис. 3.2 (М.Е.Виноградов с соавт., 1992).
 Рис. 3.2. Общая схема приповерхностной циркуляции вод Черного моря

Циклоническое основное черноморское течение (ОЧТ) прослеживается вокруг всего моря, создавая в центральных частях западного и восточного районов обширные циклонические круговороты. В восточной части (к востоку от ОЧТ) прослеживаются еще циклонические (а в юго-восточной части у Батуми - небольшие, но интенсивные антициклонические) круговороты. В циклонических круговоротах происходит подъем вод, а в антициклонических и на внешней периферии ОЧТ - их опускание. В результате меандрирования ОЧТ и его бокового трения о материковый склон возникает антициклоническая завихренность течения в прибрежной зоне у кромки шельфа, где генерируются цуги антициклонических вихрей. При узком шельфе они, видимо, движутся вместе с течением, но при широком (в С-З части Черного моря) приобретают квазистационарный характер. Эти вихри обычно имеют эллипсовидную форму с большой осью, ориентированной вдоль берега (см. рис. 3.3).
В прибрежной половине вихрей (между большой осью и берегом) орбитальное движение противоположно ОЧТ и вдоль берега возникает перемещение вод, направленное по часовой стрелке, что хорошо заметно по факелам выноса взвеси реками кавказского побережья (М.Е.Виноградов с соавт., 1992).
В антициклонических вихрях происходит накопление вод и последующее их опускание, которое совпадает с опусканием вод на периферии циклонических круговоротов. Их сложение обуславливает погружение вод вблизи материкового склона и возникновение квазистационарной зоны конвергенции (схождения течений). В штилевую погоду конвергенция на внешней границе ОЧТ проявляется на поверхности по сликам (глади) и скоплениям плавающего мусора. У кавказского побережья она находится на расстоянии 5-7 миль (и менее) от берега. Существование идущей за кромкой берега конвергенции предопределяет компенсационный подъем вод по материковому склону, который значительно усиливается при прохождении вдоль побережья антициклонических вихрей или при их интенсификации. При этом поднимающаяся из холодного промежуточного слоя вода способствует резкому понижению температуры у берега. Таким образом у материкового склона Черного моря образуется фронтальная зона, аналогичная присклоновым фронтам открытого океана. Эта фронтальная зона оказывается мощным гидрохимическим барьером, к которому приурочены максимальные концентрации Zn, Cd, Cr, Cu, Pb, Hg, а также хлор- и фосфорорганических пестицидов и ПАУ (М.Е.Виноградов с сотр., 1992).
При смешении прогретых и распресненных прибрежнных вод с более холодными и солеными водами ОЧТ происходит уплотнение и опускание воды. Гравитационное оседание органической и неорганической взвеси, а также турбулентные изопикнические движения приводят к обогащению взвесью вод вдоль материкового склона. Опускающиеся на конвергенции прибрежные воды уносят из поверхностных слоев на глубину попадающие с берега загрязнения и в какой-то степени изолируют открытые воды моря от основного объема прибрежного антропогенного стока. С глубинной водой эти загрязнения разносятся по акватории моря и их дальнейшая судьба, скорость и широта распространения существенно зависят от района импакта (поступления), что было продемонстрировано на математических моделях распространения в море пассивных примесей (А.Е.Горбунов, 1987). И в поверхностных слоях изоляция вод ОЧТ от прибрежных вод относительна, а периодически возникающие прибрежные вихри способствуют трансфронтальному переносу. Тем не менее различие шельфовых и открытоморских экосистем, процессов их биопродуцирования, степени и характера антропогенных воздействий на них и возникающих в связи с этим проблем достаточно велико (М.Е.Виноградов с соавт., 1992).
Биотопом фитопланктона служит слой воды над пикноклином, который в Черном море лежит на гораздо меньшей глубине, чем в других морях. В таких случаях "цветение" воды фитопланктоном может развиваться и в отсутствие стратификации эвтрофированной зоны, обуславливающей формирование термоклина. Поэтому для открытых районов Черного моря характерно зимнее "цветение". В летний период (июнь-сентябрь) биомасса фитопланктона меньше, чем в период весеннего "цветения" (особенно в его конце, когда в фитопланктоне велика роль гетеротрофных и миксотрофных видов, составляющих до 30% общей массы фитопланктона) (М.Е.Виноградов с сотр., 1992).

Прибрежные шельфовые экосистемы подвержены особенно сильному антропогенному воздействию. Сток рек несет сюда весь возможный набор загрязнителей. Разрушительный эффект на функционирование прибрежных сообществ оказывает эвтрофикация, вызванная смывом с полей различных удобрений и выносом органических веществ. Велико воздействие локальных береговых загрязнений с ливневыми, промышленными и бытовыми стоками населенных пунктов и рекреационных комплексов, вызывающее иногда глубокие нарушения прибрежных сообществ. Промысловые тралы перепахивают донные биоценозы и глубоко нарушают их нормальное существование. Дампинг грунта и строительные отходы приводят к замутнению воды и резкому снижению активности фитопланктона и прибрежных макрофитов. Изменение химического состава прибрежных вод приводит к изменению состава биоты. На аллохтонном органическом веществе развивается бактериальная микрофлора, грибы и простейшие, что в свою очередь резко ускоряет рециклинг биогенных элементов и увеличивает первичную продукцию (но не урожайность) органического вещества (М.Е.Виноградов с сотр., 1992). Нарушено устойчивое, стационарное состояние экосистемы континентального шельфа Крыма и Кавказа.  Обострение ситуации, связанное с с нарушением экосистемы прибрежных вод в районе черноморских курортов, вызвано прежде всего локальными выпусками бытовых неочищенных или слабо очищенных сточных вод, поставляющих в прибрежную зону моря различные органические вещества (белки, жиры, углеводы), минеральные и органические соединения биогенных элементов. Наиболее сильно загрязнены заливы и бухты больших городов (Новороссийска, Геленджика, Сухуми, Поти, Батуми). Например, залповые аварийные выбросы из переполненных отстойников Батумского НПЗ в 1989г. привели к загрязнению 7тыс. км2 акватории с превышением в 5 раз уровня загрязнения 1988г. Во время аварийных разливов нефтяных углеводородов ПДК превышаются в сотни и тысячи раз. Создаются условия для "заморов" с резким дефицитом кислорода (25% насыщения) в придонных слоях, вызывающих крайнюю бедность донных сообществ (12г/м2). Влияние локальных сбросов ограничено в пространстве; как правило, уже в 100-200м от места выпуска концентрация минеральных компонентов стока уменьшается на 90% (т.е. в 10 раз), а органических - на 60%  (т.е. в 2,5 раза), то есть убыль минеральных компонентов стока происходит гораздо интенсивнее, чем органических. Окислительная переработка и обезвреживание стоков в значительной степени осуществляются микропланктоном, структура сообществ которого при это может претерпевать существенные изменения. Так в Ялтинском заливе, куда с 1968г. по 1983г. выпускали стоки, роль пирофитовых в фитоценозе увеличилась в 1,5-2 раза, а диатомовых - упала; при этом число видов фитопланктона сократилось на 20-30%. В зонах мелководных выпусков отмечалось "цветение" воды, вызванное массовым развитием отдельных видов фитопланктона. В зонах локальных выпусков особенно резко увеличивается концентрация гетеротрофной, сапрофитовой микрофлоры, которая на порядок и более выше, чем в фоновой, условно чистой воде, и прослеживается на 0,5-1км от места выпуска. У открытого кавказского побережья (для которого характерен узкий шельф и крутые береговые склоны) антропогенное влияние сказывается в наименьшей степени. В конце 1970-х годов оно отсутствовало даже в достаточно закрытых бухтах типа Геленджикской. Но к концу 1980-х, несмотря на активный водообмен, обеспечиваемый вдольбереговым течением, экосистемы бухт (Новороссийской, Голубой, Геленджикской, Сухумской) перестали справляться с эвтрофикацией, усугубленной поступлением со стоками тажелых металлов, пестицидов и др. ядовитых веществ (М.Е.Виноградов с соавт., 1992).
Действие токсикантов на планктонные и донные организмы-фильтраторы снижает способность прибрежной экосистемы к самоочищениюи тем усиливает влияние эвтрофикации, приводящей к накоплению в воде бактерий (в том числе патогенных) и простейших. Среди нефтеокисляющих бактерий выявлены формы, обладающие явно выраженным генотоксическим и ДНК-повреждающим эффектом, что обуславливает их потенциальную опасность не только для гидробионтов, но и для человека. Следствием такого вторичного органического загрязнения  оказывается стойкое ухудшение качества воды, кислородного режима и в результате - рыбозапасов и рекреационной ценности водоема. Это одна из основных причин снижения запасов шпрота, ставриды, камбалы и др. рыб, наблюдавшегося с 1980-х годов. Снижение общей численности популяций рыб явилось основной причиной резкого возрастания количества медуз-аурелий, занявших экологическую нишу планктоноядных рыб, и способствовало вспышке развития гребневика-мнемиопсиса.


 Особенности береговой зоны Черного моря

Берега Черного моря слабо изрезаны. Здесь имеется, лишь один крупный полуостров - Крымский и ряд сравнительно небольших заливов по его периферии и на западном побережье. В целом для Черного моря характерно преимущественное развитие абразионных берегов, при этом в восточной и южной частях моря, где располагаются молодые горные сооружения альпийской складчатости, преобладают высокие гористые абразионные берега, а в западной части, где основную роль играют жесткие глыбы края древней Русской платформы и байкальской складчатости, - выровненные аккумулятивные и абразионно-аккумулятивные берега. Развитию процессов абразии на востоке моря способствует также крайне малая ширина шельфа. У Кавказского побережья край шельфа нередко подходит непосредственно к береговой зоне. Это обусловливает появление крутых уклонов подводного склона (в пределах Пицундской бухты иногда до 30°) (А.Г.Кикнадзе, В.П.Зенкович, 1976), что облегчает подход к берегу мощных штормовых волн и способствует безвозвратному оттягиванию пляжевого материала на большие глубины.
Кавказские берега Черного моря на севере гористые, а на юге - низменные. Мощный Главный Кавказский хребет вытянут субпаралельно береговой линии северной половины побережья и его отроги, часто террасированные, обрываются к морю крутыми уступами. В южной части побережья преобладают крупные аккумулятивные выступы (Адлерский, Пицундский, Сухумский, Бурун-Табийский), образованные, как правило, выносами рек и прошедшие сложную эволюцию. В настоящее время черноморские берега Кавказа испытывают размыв на большей части своего протяжения. За последнее столетие аккумуляция наносов была приурочена лишь к локальным участкам, связанным с устьями рек, разгрузкой вдоль береговых потоков наносов у аккумулятивных выступов, с задержкой наносов в вогнутостях берега по соседству с размываемыми клифами или с наветренной стороны гидротехнических сооружений при одновременном усилении низового размыва (Сочи, Очамчира и др.). Здесь преобладают валунно-галечные и галечные пляжи. В то же время многие аккумулятивные участки стали испытывать интенсивный размыв, в отдельных местах пляжи были полностью уничтожены волнами. Размыву подвергаются даже аккумулятивные берега обширной Колхидской низменности, приуроченной к крупному альпийскому межгорному прогибу. В районе городов Поти, Кобулети, Адлия скорость размыва берега достигала 3 м/год, а на других участках побережья Абхазии и Аджарии - местами до 5-16 м/год (А.Г.Кикнадзе и др., 1984).
На динамику кавказских берегов большое влияние оказывают также верховья подводных каньонов, которые перехватывают часть нагрузки вдольбереговых потоков, вызывая тем самым низовые размывы берега (Г.А.Сафьянов, 1977; И.П.Геловани и др., 1977; В.М.Пешков и др., 1977). Самый крупный подводный каньон Акула поглощает в среднем около 80 тыс. м3 наносов в год, что вместе с сокращением твердого стока соседней р. Бзыби повлекло за собой отступание берега южнее каньона в пределах юго-западного побережья Пицундского выступа со скоростью примерно 1 м/год (В.М.Пешков, 1977). В 1980-е годы приняты меры для стабилизации этого участка берега.
В пределах береговой зоны от Сочи до Батуми развиваются пять вдольбереговых потоков наносов, направленных в сторону Колхидской низменности под влиянием западных и юго-западных ветров и волнений (А.Г.Кикнадзе и др., 1977): устье р. Мзымты - Мюссерские холмы; Мюссеры - Сухумский мыс; Сухумская бухта - устье р. Кодори; устье р. Кодори - мыс Бурун-Табие; устье р. Королис-Цхали - город Кобулети. Каждый поток представляет собой замкнутую динамическую систему, имеющую собственные источники питания, участки потерь наносов (подводные каньоны и крутые свалы глубин) или полной разгрузки потока наносов. Мощности потоков наносов колеблются от 3-15 тыс. м3/год (устье р. Белая и севернее устья р.Чакви) до 150-220 тыс. м3/год (мыс Бурун-Табие и южнее устья р. Бзыби). Небольшой по протяженности вдольбереговой поток наносов северного направления действует со стороны р.Чорохи. До недавнего времени большая часть современного объема твердого стока реки терялась близ ее устья в подводном каньоне, оставшиеся 150 тыс.м3/год двигались к северу вдоль берега, но не могли восполнить развившийся на этом участке дефицит наносов в береговой зоне. В результате берег между р. Чорохи и городом Батуми подвергался во время штормов сильному размыву. В 1980-е годы для пополнения потока наносов проложен в обход подводного каньона пульпопровод, который подает недостающую часть галечного материала из русла непосредственно к размываемому участку, что позволило значительно снизить здесь размыв берега. Еще один подводный каньон - Бурун-Табие ограничивает дальнейшее наращивание берега у города Батуми. Здесь длительная аккумуляция поступавших со стороны р. Чорохи наносов была обусловлена заполнением входящего угла у мола Батумского порта и активно протекала до 1960-х годов. Когда линия берега приблизилась к верховьям каньона, влияние его усилилось, и рост аккумулятивного выступа прекратился. С существованием каньона Бурун-Табие, полностью перехватывающего поток наносов с юга, связан также интенсивный размыв берега севернее Батуми .
Еще больший размыв берега характерен для южных гористых берегов Крыма, экспонированных навстречу сильным ветрам и волнениям с юго-запада и юго-востока. Разрушение берега ускоряется здесь образованием мощных оползней в широко развитых глинистых породах. Местами оползни имеют площадь в несколько сот квадратных метров. Например, город Алупка располагается на 6 крупных оползнях, состояние которых зависит от многих факторов: влияния подземных и поверхностных вод, морской абразии, тяжести зданий и др. В настоящее время многие участки берегов Южного Крыма искусственно закреплены. В условиях отсутствия крупных рек, поставляющих в береговую зону значительный объем аллювиального материала, и мощных вдольбереговых потоков наносов динамическая связь отдельных участков берега весьма слаба, а поэтому здесь успешно осуществляется локально-пообъектное укрепление берега, не оказывающее отрицательного влияния на соседние береговые отрезки. Применяются различные, часто комплексные (для одновременной защиты от оползней и абразии) инженерные конструкции: набережные с подпорными стенками, траверсы, волноломы, буны с искусственной отсыпкой обломочного материала в межбунные <карманы>, волноотбойные стенки, нередко сложного профиля, и др.


 Некоторые экономико-географические сведения о побережье Черного моря на участке Новороссийск-Туапсе

Международно-правовой статус Черного моря основывано на общепризнанных принципах международного права, но имеет специфические черты, обусловленные географическим положением Черного моря, связанного с другими морями только проливами - морской территорией Турции. В Черном море установлено и действует общепринятое деление морских просторов на внутренние воды, территориальные воды, прилегающие зоны и открытые моря. Все причерноморские государства осуществляют свои суверенные права над континентальным шельфом для разведки и разработки его природных богатств. Ширина территориальных вод вместе с прилегающими зонами не превышает 12 морских миль. На других пространствах действует режим открытого моря с исключениями, установленными Конвенцией 1936г. о режиме проливов. В соответствии с Конвенцией 1982г. часть Черного моря за пределами терр. вод может быть распределена между причерноморскими государствами на экономические зоны, в которых они могут осуществлять суверенные права для разведки, разработки и сохранения живых и минеральных ресурсов, а также юрисдикцию в отношении создания искусственных островов, установок и сооружений, морских научных исследований, защиты и сохранения морской среды. Черное море отнесено к категории так наз. закрытых и полузакрытых морей, относительно которых Конвенция 1982г. требует от прибрежных государтв сотрудничества между собой в осуществлении их прав и обязанностей в отношении сохранения морской среды, проведения морских научных исследований и т. п. (С.Г.Богуславский, А.Ф.Высоцкий, 1985).
До присоединения к России черкесские и адыгейские племена населяли оба склона Большого Кавказа в числе не менее миллиона человек. Во время полувековой войны значительная часть их вымерла, а после окончания войны оставшимся было приказано выселиться из горных аулов и селений на плоскогорья севера, но большинство предпочло покинуть родину. Турецкое правительство предложило эмигрантам гостеприимство, Англия дала суда, и в течение 1864-66гг. было зарегистрированы 474 тысячи человек, выселившихся в Турцию. С тех пор Черноморское побережье запустело. Первыми наследниками черкесов в 1864г. явились 800 семей казаков, отставных солдат и матросов, которых правительство России принудительно переселило сюда и создало 12 станиц между Новороссийском и Туапсе. Потом сюда были переселены колонисты: армяне, греки, чехи, немцы и эстонцы. Но в общем до начала 1890-х годов край пустовал. В голодные 1890-91гг. здесь были организованы общественные работы и проложено береговое (так называемое Голодное) шоссе от Новороссийска до Сухума (С.С.Анисимов, 1928). В 1888 г. от ст.Тихорецкой до Новороссийска была открыта первая железнодорожная линия, и после этого край быстро начал заселяться. К мировой войне в одной Черноморской губернии числилось 194 тысячи населения. Вопрос о колонизации и заселении Черноморского побережья затруднялся отсутствием в нем дорог. Помимо берегового шоссе от Ново российска до Сухуми и от Адлера до курорта Красная Поляна (протяжением в 80 км), имелась линия береговой ж. д. от порта Туапсе до Адлера, которая к 1930г. была доведена до Сухума и дальше до ст. Ново-Сенаки Закавказских ж. д. Остальной край характеризуется полным бездорожьем; поэтому лишь узкая береговая полоса застроена курортными санаториями и дачами (С.С.Анисимов, 1928).
Коренное население из горных аулов и селений и первые наследники черкесов и адыгов жили в основном за счет скотоводства и садоводства, а позже - и виноградарства.
В наше время освоение исследуемого района имеет преимущественно рекреационный и аграрный характер, за исключением собственно гг.Новороссийск, Геленджик и Туапсе, являющихся морскими индустриально-рекреационными комплексами.
С древних времён Черное море имеет большое транспортное значение. Слабое распространение берегов бухтово-фиордового типа мало благоприятно для создания и расширения портов, которым нужны хорошая защищенность акватории от ветров и волн открытого моря (что избавляет портостроителей от необходимости возведения защитных сооружений) и большие глубины, обеспечивающие подход к причалам крупных судов с большой осадкой. Важнейшие порты в пределах РФ: Новороссийск, Туапсе, Сочи, Геленджик; в них базируется весь крупнотоннажный флот. В последнее десятилетие в структуре морских перевозок сильно упала роль пассажирского транспорта; пассажирские перевозки действуют главным образом в связи с развитием туризма. Силами россйского флота осуществляются туристические круизы, возрасла роль маршрутов в близкую Турцию.
Современная антропогенная нагрузка на Черноморском побережье сложилась в результате интенсивного освоения территории в течение последних 100-120 лет. Здесь обозначились три основные зоны: урбанизированная, агропромышленная и неосвоенная антропогенно (фоновая). Урбанизированная зона локализуется в пределах крупных городских агломераций: Анапа, Новороссийск, Геленджик, Туапсе, Сочи. Агропромышленная область протягивается почти непрерывной полосой вдоль побережья от Тамани до р.Псоу. Неосвоенные участки побережья тяготеют к практически не затронутым хозяйственной деятельностью районам, преимущественно занятым лесными массивами на южном склоне Западного Кавказа (Геоэкол., 2001).
Освоение исследуемого района имеет преимущественно аграрный характер, за исключением собственно г.Новороссийск, Геленджик и Туапсе, являющихся морскими индустриально-рекреационными комплексами. Вдоль берега моря протянулась хорошо развитая рекреационная зона. Геленджикский и Туапсинский районы характеризуются в целом как рекреационные, однако здесь интенсивно развивается сельскохозяйственное производство, а г.Новороссийск и г.Туапсе являются крупными индустриальными центрами побережья. Антропогенная нагрузка Геленджикского района отвечает в основном рекреационной и отчасти аграрной направленности хозяйственного освоения территории.
Новороссийский район протягивается на 80 км от пос. Витязево до водораздела рек Цемес и Адерба, а Геленджикский район занимает территорию протяженностью 70 км до бассейна р.Текос, объединяя небольшие речные бассейны, наиболее значительный из которых - р.Пшада. Вдоль берега в г. Анапа и от пос.Кабардинка до г.Геленджика протягивается хорошо развитая рекреационная зона.
Туапсинский район имеет протяженность около 140 км от бассейна р.Текос до междуречья Шепси и Макопсе. Район характеризуется в целом как рекреационный, здесь интенсивно развивается сельскохозяйственное производство, а г.Туапсе является одним из крупных индустриальных центров побережья с нефтеперерабатывающим комплексом.
Сочинский район имеет протяженность около 100 км от водораздела рек Макопсе и Шепси до р.Псоу. Антропогенная нагрузка района отвечает в основном рекреационной и отчасти аграрной направленности хозяйственного освоения территории.


 Основные элементы прибрежной зоны моря

Береговая линия - это естественная граница Мирового океана и омываемых им материков и островов. Согласно справочнику <Мор. геоморфол...> (1980) <урез воды - это линия пересечения берегового подводного склона с поверхностью моря при отсутствии волнения>. Но, поскольку уровень океана непостоянен - он меняется год от года и может неоднократно меняться в течение суток (вследствие приливно-отливных и сгонно-нагонных явлений), П.А.Каплин с соавт. (1991) добавили к этому - <и приливов (отливов) и нагонов (сгонов) в данный момент>. В этом случае береговая линия получает определение как среднемноголетнее положение уреза воды, а берег - это полоса земной поверхности, прилегающая к береговой линии со стороны суши и, если не учитывать приливы или нагоны, ограниченная с этой стороны некоторой линией, отмечающей максимальное распространение потока воды, образующегося при разрушении морских волн, - прибойного потока. Приливы и нагоны, отодвигая эту границу в сторону суши, расширяют зоны берега, а отливы и сгоны сужают ее. В общем считают, что берег - это прилегающая к береговой линии полоса земной поверхности, периодически осушаемая или заливаемая и при данном уровне моря постоянно испытывающая воздействие волнения прибойного потока, приливов-отливов и сгонов-нагонов.
На неприливных морях к береговой линии со стороны моря примыкает полоса морского дна, которая при данном среднем уровне моря подвержена воздействию морского волнения, являющегося ведущим фактором динамики рельефа в пограничной полосе, располагающейся между сушей и открытым морем. Эту полосу морского дна называют подводным береговым склоном. Совокупность берега и подводного берегового склона образует береговую зону - зону современного постоянного контактного взаимодействия суши и моря; она представляет собой основной объект геоморфологии морских берегов, изучающей формы рельефа земной поверхности, динамические процессы и отложения береговой зоны. Г.А.Сафьянов (1978) предложил расширить понятие <береговая зона> путем включения в нее и прибрежных вод, контактирующих с подводным береговым склоном и берегом, то есть, береговая зона - это трехмерное пространство, включающее поверхность моря, водную толщу и дно; это пространство ограничено с одной стороны береговой линией, а с другой - створом, соответствующим нижней границе зоны активного воздействия волнения на дно моря. Разделение береговой зоны на основные элементы показано на рис.3.4 (П.А.Каплин с соавт., 1991).

Специфические особенности экосистемы Черного моря
 Комплексная характеристика, анализ и сравнительная оценка природных аквагенных процессов и явлений как факторов, источников и причин загрязнения и самоочищения прибрежной акватории моря

Важнейший и наиболее заметный (невооруженным глазом!) вклад в загрязнение прибрежной акватории моря вносят взвешенные твердые частицы-наносов (муть). Дж. Ван дер Вейде с соавт. (2003) выделили следующие возможные причины эрозии берегов как фактора образования взвеси:
I. переноса с суши: 1) реками; 2) ветром; 3) стоками с суши;
II. добыча песка и дноуглубительные работы;
III. береговые процессы:
1) гидродинамические: а) вдольбереговой перенос: волнами, приливными течениями, вдольбереговыми течениями; б) поперечное течение наносов: волны, изменение уровня воды, потери наносов на дальнем прибрежье; в) комбинированный тип;
2) геодинамические: а) оседание почвы; б) оползни, подкопы (эрозия почвы): 1) геотехническая неустойчивость; 2) разжижение почвы.

ВОТ ТАКИе специфические особенности имееи экосистемы Черного моря и прибрежной зоны Кавказа...

           Вячеслав Владимирович Крыленко 26 апреля 2002
           Владимир Крыленко  17 МАРТа 2014