Научная статья на тему 'Влияние разливов нефти на прибрежно-водные и водные растения Азовского моря: модельный эксперимент'

Влияние разливов нефти на прибрежно-водные и водные растения Азовского моря: модельный эксперимент Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

CC BY
699
95
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
АЗОВСКОЕ МОРЕ / МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ / РАЗЛИВЫ НЕФТИ / МАКРОФИТЫ / ПРИБРЕЖНО-ВОДНЫЕ РАСТЕНИЯ / СИСТЕМА ПРОГНОЗИРОВАНИЯ "EX-MARE" / PHRAGMITES AUSTRALIS / ZOSTERA / POTOMOGETON / AZOV SEA / MATHEMATICAL MODELING / OIL SPILLS / MACROPHYTES / COASTAL-WATER PLANTS / THE "EX-MARE" SYSTEM FORECASTING

Аннотация научной статьи по наукам о Земле и смежным экологическим наукам, автор научной работы — Степаньян О. В., Кулыгин В. В.

В последние годы отмечен рост загрязнения российской акватории Азовского и Чёрного морей нефтью и нефтепродуктами. Особо опасными являются их залповые выбросы (исчисляемые сотнями тысяч тонн) в результате аварий. С 2010 г. постоянно повышается интенсивность перевозок нефти и нефтепродуктов по маршруту Азов Керчь, в том числе транзитом через реку Дон, их объемы составляют более 10 млн т в год. При увеличении интенсивности перевозок углеводородного сырья танкерами возрастает вероятность разливов нефти, она составляет, по разным источникам, от 0,1 до 0,5% его общего объема. Одним из основных компонентов морских прибрежных экосистем, подверженных негативному воздействию углеводородов нефти, являются макроводоросли и водные растения. В настоящей работе на основе методов математического моделирования проведена оценка степени воздействия вероятных разливов нефти на прибрежно-водные и водные растения Азовского моря, выявлены основные пути их переноса и районы накопления в береговой зоне. Выделены малоустойчивые сообщества подводных трав, устойчивые сообщества макроводорослей и высокоустойчивые сообщества тростника южного. При оценке устойчивости учитывали видовой состав сообществ, проективное покрытие и биомассу фитобентоса, степень устойчивости видов к нефтяному воздействию. Выявлено, что разливы нефти объемом 1 000 т не окажутся критичными для развития прибрежно-водных и водных растений на большей части акватории Азовского моря и не приведут к значительному ущербу большую часть года. Основной вектор переноса нефти будет направлен с востока на запад. Разлившиеся нефтепродукты в наибольшей степени будут накапливаться на Арабатской Стрелке и косах в северной части Азовского моря. В период его осолонения (который отмечается с 2010 г. по настоящее время) формируются более устойчивые к воздействию нефти и нефтепродуктов сообщества морских трав, прежде всего Zostera noltii, а в периоды распреснения менее устойчивые сообщества из представителей Potomogeton, Ceratophyllum, Myriophyllum и Vallisneria.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по наукам о Земле и смежным экологическим наукам , автор научной работы — Степаньян О. В., Кулыгин В. В.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

THE IMPACT OF OIL SPILLS ON COASTAL AQUATIC AND AQUATIC PLANTS OF THE AZOV SEA: A SIMULATION EXPERIMENT

In recent years it was indicated that the pollution of the Russian water area of the Azov and Black sea with oil hydrocarbons was increased. The major blowouts (hundreds of thousands of tons) caused by the accidents are extremely dangerous. Since 2010, the intensity of oil and oil products transportation along the Azov Kerch route, including transit through the Don river has been steadily increased. The volume of hydrocarbons transported by river-sea vessels in the sea of Azov is more than 10 million tons per year. Due to the high intensity of hydrocarbon raw materials transportation by tankers, the probability of oil spills increases and according to various sources it reaches from 0,1 to 0,5% of the total volume. Macroalgae and aquatic plants are one of the main components of the marine coastal ecosystem which are exposed to negative effects of oil hydrocarbons. On the basis of mathematical modeling methods, the degree of probable oil spills impact on the coastal water and aquatic plants of the Azov sea is estimated in this work. The main ways of their transfer and areas of accumulation in the coastal zone are identified. The unstable communities of underwater grasses, stable communities of macroalgae and highly stable communities of the reed are detected. The species composition of communities, projective cover and biomass of phytobenthos, the degree of species resistance to oil effects were taken into account in analyzing the resistance. It was found that oil spills of 1000 tons will not be critical for the development of coastal water and aquatic plants in the most of the water area of the Azov sea and will not lead to significant damage most of the year. The main vector of oil transfer will be directed from East to West. The spilled oil products will accumulate to the greatest extent on the Arabat spit and spits in the northern part of the Azov sea. During the salinization period of the Azov sea, which is celebrated since 2010 till present, more resistant to oil and oil products communities of marine herbs, especially Zostera noltii form. During periods of desalination less stable communities of Potomogeton, Ceratophyllum, Myriophyllum and Vallisneria representatives develop.

Текст научной работы на тему «Влияние разливов нефти на прибрежно-водные и водные растения Азовского моря: модельный эксперимент»

УДК [ 502.51:504.5+581.526.3](262.54)

О.В. Степаньян, В.В. Кулыгин

ВЛИЯНИЕ РАЗЛИВОВ НЕФТИ НА ПРИБРЕЖНО-ВОДНЫЕ И ВОДНЫЕ РАСТЕНИЯ АЗОВСКОГО МОРЯ: МОДЕЛЬНЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ

В последние годы отмечен рост загрязнения российской акватории Азовского и Чёрного морей нефтью и нефтепродуктами. Особо опасными являются их залповые выбросы (исчисляемые сотнями тысяч тонн) в результате аварий. С 2010 г. постоянно повышается интенсивность перевозок нефти и нефтепродуктов по маршруту Азов - Керчь, в том числе транзитом через реку Дон, их объемы составляют более 10 млн т в год. При увеличении интенсивности перевозок углеводородного сырья танкерами возрастает вероятность разливов нефти, она составляет, по разным источникам, от 0,1 до 0,5% его общего объема. Одним из основных компонентов морских прибрежных экосистем, подверженных негативному воздействию углеводородов нефти, являются макроводоросли и водные растения. В настоящей работе на основе методов математического моделирования проведена оценка степени воздействия вероятных разливов нефти на прибрежно-водные и водные растения Азовского моря, выявлены основные пути их переноса и районы накопления в береговой зоне. Выделены малоустойчивые сообщества подводных трав, устойчивые сообщества макроводорослей и высокоустойчивые сообщества тростника южного. При оценке устойчивости учитывали видовой состав сообществ, проективное покрытие и биомассу фитобентоса, степень устойчивости видов к нефтяному воздействию. Выявлено, что разливы нефти объемом 1 000 т не окажутся критичными для развития прибрежно-водных и водных растений на большей части акватории Азовского моря и не приведут к значительному ущербу большую часть года. Основной вектор переноса нефти будет направлен с востока на запад. Разлившиеся нефтепродукты в наибольшей степени будут накапливаться на Арабатской Стрелке и косах в северной части Азовского моря. В период его осолонения (который отмечается с 2010 г. по настоящее время) формируются более устойчивые к воздействию нефти и нефтепродуктов сообщества морских трав, прежде всего Zostera noltii, а в периоды распреснения - менее устойчивые сообщества из представителей Potomogeton, Ceratophyllum, Myriophyllum и Vallisneria.

Ключевые слова: Азовское море, математическое моделирование, разливы нефти, макрофиты, прибрежно-водные растения, система прогнозирования «EX-MARE», Phragmites australis, Zostera, Potomogeton.

O.V. Stepanуan, V.V. Kulygin

THE IMPACT OF OIL SPILLS ON COASTAL AQUATIC AND AQUATIC PLANTS OF THE AZOV SEA: A SIMULATION EXPERIMENT

In recent years it was indicated that the pollution of the Russian water area of the Azov and Black sea with oil hydrocarbons was increased. The major blowouts (hundreds of thousands of tons) caused by the accidents are extremely dangerous. Since 2010, the intensity of oil and oil products transportation along the Azov - Kerch route, including transit through the Don river has been steadily increased. The volume of hydrocarbons transported by river-sea vessels in the sea of Azov is more than 10 million tons per year. Due to the high intensity of hydrocarbon raw materials transportation by tankers, the probability of oil spills increases and according to various sources it reaches from 0,1 to 0,5% of the total volume. Macroalgae and aquatic plants are one of the main components of the marine coastal ecosystem which are exposed to negative effects of oil hydrocarbons. On the basis of mathematical modeling methods, the degree of probable oil spills impact on the coastal water and aquatic plants of the Azov sea is estimated in this work. The main ways of their transfer and areas of accumulation in the coastal zone are identified. The unstable communities of underwater grasses, stable communities of macroalgae and highly stable communities of the reed are detected. The species composition of communities, pro-jective cover and biomass of phytobenthos, the degree of species resistance to oil effects were taken into account in analyzing the resistance. It was found that oil spills of 1000 tons will not be critical for the development of coastal water and aquatic plants in the most of the water area of the Azov sea and will not lead to significant damage most of the year. The main vector of oil transfer will be directed from East to West. The spilled oil products will accumulate to the greatest extent on the Arabat spit and spits in the northern part of the Azov sea. During the salinization period of the Azov sea, which is celebrated since 2010 till present, more resistant to oil and oil products communities of marine herbs, especially Zostera noltii form. During periods of desalination less stable communities of Potomogeton, Ceratophyllum, Myriophyllum and Vallisneria representatives develop.

Key words: the Azov sea, mathematical modeling, oil spills, macrophytes, coastal-water plants, the "EXMARE" system forecasting, Phragmites australis, Zostera, Potomogeton.

DOI: 10.17217/2079-0333-2018-46-114-122

Введение

В последние годы отмечен рост загрязнения российской акватории Азовского и Чёрного морей углеводородами нефти [1-5]. Особо опасными являются залповые выбросы (сотни, тысячи тонн) нефти или нефтепродуктов в результате аварий, как, например, при катастрофе в Керченском проливе в 2007 г., когда в морскую среду попало свыше 2 000 т мазута [6]. С 2010 г. постоянно повышается интенсивность перевозок нефти и нефтепродуктов по маршруту Азов - Керчь, в том числе транзитом через р. Дон. Объем перевозимых углеводородов судами типа «река - море» в Азовском море составляет более 10 млн т в год. Известно, что при увеличении интенсивности перевозок углеводородного сырья танкерами («море», «река - море») возрастает вероятность разливов нефти, составляя, по различным источникам, от 0,1 до 0,5% от общего объема перевозимой нефти [7-11]. Один из основных компонентов морской прибрежной экосистемы, подверженный негативному воздействию при авариях и хроническом поступлении углеводородов нефти в морскую среду, - макроводоросли и водные растения [12]. Макрофиты выполняют ряд важных экосистемных функций: формируют биотопические условия для других живых организмов, создают органическое вещество, выделяют кислород и поглощают углекислый газ, участвуют в регуляции жизнедеятельности морских организмов, служат пищей для многочисленных видов животных от простейших и беспозвоночных до птиц и млекопитающих. Поэтому представлялось важным, используя методы математического моделирования, провести оценку степени возможного воздействия разливов нефти на прибрежно-водные и водные растения Азовского моря и выявить основные пути переноса и накопления нефти в береговой зоне и степень устойчивости растений.

Материалы и методы

Для оценки видового разнообразия и распределения прибрежно-водных и водных растений использован полевой ботанический материал, собранный одним из авторов в 2005 -2012 гг. в Азовском море, в том числе в российском прибрежье Керченского полуострова, также включая количественные и качественные пробы, собранные в ходе работ, проводившихся на НИС «Денеб» и НИС «Профессор Панов». Дополнительно был проведен анализ отечественных и зарубежных публикаций, касающихся альгофлоры Азовского моря. При нормировании степени устойчивости сообществ растений использовали принятые в гидроботанических работах [13, 14] балльные оценки (устойчивости сообществ фитобентоса к антропогенному воздействию) от 1 до 3, где 1- малоустойчивые сообщества, 2 - устойчивые сообщества, 3 - высокоустойчивые сообщества. При оценке устойчивости учитывали видовой состав растительных сообществ, проективное покрытие дна, биомассу, степень устойчивости к нефти.

Для оценки риска загрязнения береговой зоны Азовского моря была использована система прогнозирования «EX-MARE» [15, 16] и входящая в нее математическая модель распространения нефти в морской среде [17]. Подготовлены сценарии аварийных разливов в точках, расположенных вдоль основных морских путей транспортировки грузов в Азовское море. Весь транспортный путь был разделен на 81 участок. Для каждого из них проведен расчет индекса опасности разлива нефти Ios, измеряемого в условных баллах (от 0 до 100), и пропорционального количеству судов, перевозящих нефтепродукты по указанному участку [18]. В расчет включали маршруты из следующих портов: Ростов-на-Дону (транзит), Ейск, Мариуполь, Бердянск, Геническ, Приморско-Ахтарск, Таганрог и Темрюк (рис. 1). На основе индекса опасности нефтеразливов и информации о повторяемости ветровых ситуаций в разные сезоны [19] проводили модельные эксперименты для оценки возможного загрязнения береговой линии Азовского моря.

Моделировались сценарии залповых сбросов нефтепродуктов (объемом 1 000 т) из каждой точки маршрута транспортировки нефти в Азовском море. Всего их было 648, в связи с выбором 81 точки сброса и 8 направлений ветра по основным румбам. Растекание нефти и формирование начального пятна (слика) контролировалось толщиной пленки. В дальнейшем выполнялось его

деление на 100 микропятен, каждое из которых, судя по результатам вычислений, или рассеивалось в водной толще, или достигало береговой линии, или покидало границы акватории Азовского моря. В ходе каждого модельного эксперимента оценивали территорию загрязнения нефтью береговой зоны.

Рис. 1. Индекс опасности нефтеразливов в Азовском море

Результаты и обсуждение Описание сообществ прибрежно-водных и водных растений

Для Азовского моря, Керченского пролива и Таманского залива выявлено 17 видов зеленых водорослей, 5 видов бурых и 23 вида красных водорослей [20]. В Таганрогском заливе доминируют зеленые водоросли родов Ulva, Cladophora, Rhizoclonium, Chaetomorpha. На остальной части Азовского моря и Керченского пролива преобладают морские макроводоросли из родов Ulva, Chaetomorpha, Ceramium, Polysiphonia, играющие существенную роль в формировании продуктивности прибрежных экосистем (сырая масса прикрепленных макроводорослей достигает 0,3-1,5 кг/м2, неприкрепленных - 0,5-8,5 кг/м2). Зеленые и красные водоросли образуют эпифитные синузии на водной и прибрежно-водной растительности. Несмотря на то, что количество видов бурых водорослей в Азовском и Черном морях значительно меньше, чем красных и зеленых, они играют в прибрежной экосистеме важную роль, поскольку некоторые из них - Cystoseira barbata и C. mnita - являются доминантами и эдификаторами сублиторальных фитосообществ средиземноморского типа. Сообщества красных и бурых водорослей приурочены к юго-западной части Азовского моря. На твердых естественных субстратах доминируют бурые водоросли (C. barbata и C. сппШ), на рыхлых - морские травы (Zostera marina, Z. noltii) и харовые водоросли (Chara aculeolata).

В настоящее время произошли изменения в соотношении основных групп водорослей в Азовском море, что обусловлено колебаниями солености, связанными с изменениями климата. Ранее в период распреснения Азовского моря здесь преобладало менее разнообразное сообщество с отчетливо выраженным доминированием небольшого числа видов. В настоящее время при увеличении солености видовое разнообразие в сообществах макроводорослей возрастает. Для Таганрогского залива значение индекса Шеннона равно 0,65, для прибрежной части Азовского моря - 1,04, для Таманского залива - 1,38.

Во флоре Азовского моря преобладают космополиты (44,5%) и широкобореальные виды (36,7%) водорослей, арктическо-бореальные виды составляют 5,7%, бореально-тропические -6,1%. Последняя группа водорослей локализована в прикерченском районе моря. Таким образом, условия водной среды в Азовском море оптимальны для развития космополитов и боре-альных видов, отличающихся устойчивостью к динамично изменяющимся факторам окружающей среды.

Макроводоросли Азовского моря представлены мезо- и полисапробными видами, что определяет мезотрофный статус Азовского моря. На наш взгляд, это обусловлено не столько антропогенной эвтрофикацией вод Азовского моря, сколько действием естественных факторов. Сравнение собственных данных [20] с результатами более ранних исследований [21] показало, что видовое разнообразие и соотношение видов макроводорослей в сапробных группах изменилось. При этом список видов-полисапробов Азовского моря пополнился новым представителем - Ulva rigida. В значительной степени изменяется область распространения таких крупных бурых водорослей, как C. barbata и C. crinita. В середине 2000-х гг. они встречались только в районе Керченского пролива [22], но с 2010-х гг. C. barbata начала проникать в Азовское море и распространилась здесь вплоть до м. Казантип. Отметим, что разнос течениями жизнеспособных фертильных талломов C. barbata C. Ag. var. barbata f. flaccida (Kütz.) Woronich., судя по нашим наблюдениям [20], может достигать Таганрогского залива.

Распределение морских трав в Азовском море зависит не только от солености воды, но и от гранулометрического состава донных отложений. Морские травы предпочитают песчано-илистые грунты [23-24]. Этим объясняется практически полное отсутствие Z. marina и Z. noltii в Темрюкском заливе, где развитие трав лимитируется распространением подвижных песчано-ракушечных грунтов. Морские травы (Z. marina, Z. noltii, St. pectinata, Ruppia spiralis, R. maritima, Zannichellia major) формируют в Азовском море и Таманском заливе сообщества с биомассой от 1 до 5-6 кг/м2 (табл. 1).

Таблица 1

Средние значения сырой биомассы (кг/м2) водных трав Азовского моря и Таманского залива по: [20]

Сообщество Авандельта р. Дон Ейский лиман Бейсугский лиман Таманский залив

Ruppia spiralis - - - 0,7

R, maritima - - 0,3 0,5

Zostera marina - - - 2,2

Z, noltii - 0,3 0,4 1,4

Zannichellia major - 0,3 0,2 0,5

Najas marina - 0,4 0,4 0,4

Potomogeton pectinatus 1,3 2,4 1,6 2,2

P. perfoliatus 2,1 - - -

Myriophyllum spicatum 0,5 - - -

Vallisneria spiralis 1,8 - - -

Примечание. Прочерк - отсутствие видов.

Скопления трав приурочены к относительно защищенным от волн заливам и лиманам. Распространение трав на большую часть Азовского моря (несмотря на подходящие глубины) ограничено отсутствием подходящих грунтов. Здесь широко развиты обводненные пелитовые и алевритовые илы, толща которых может составлять до 0,5 м. Активная абразия берегов и поступление в прибрежные мелководья абразионного материала также препятствует развитию водной растительности.

Пресноводные травы P. perfoliatus и Myriophyllum spicatum сосредоточены в опресненном Таганрогском заливе. Z. marina и Z. noltii произрастают в юго-западной части Азовского моря, составляя основу донных фитосообществ в Керченском проливе и Таманском заливе. Наши наблюдения показали, что до 2010 г. происходило сужение зоны обитания морских трав в Азовском море. Так, Z. noltii лишь единично встречалась в Ейском лимане, хотя в начале 1980-х гг. была здесь массовым видом [25]. Освободившиеся биотопы осваивали пресноводные цветковые растения. Но в связи с ростом солености в Азовском море, начавшимся с 2014 г., Z. noltii снова обнаруживается в Ейском лимане и в районе Беглицкой косы.

Сообщества прибрежно-водных растений (с доминированием Phragmites ат^аИъ) ограничены в своем пространственном распределении распресненными до 5%о участками прибрежья и приурочены к дельтовым областям рек Дон и Кубань [25].

Официальная добыча водорослей и трав в Азовском море (российский сектор) не ведется. Небольшой объем выброшенной травы Zostera, «камки», собирается у берегов Украины. Ориентировочный объем изъятия, зачастую нелегального, составляет не более 100 т. В российской части Черного моря квотируется допустимое изъятие двух промысловых объектов: Cystoseira (2 вида) и морских трав Zostera (2 вида). Основной запас представителей рода Cystoseira в российских водах Черного моря концентрируется в районе Туапсе - Анапа. Промысловые запасы морских трав рода Zostera сосредоточены в Таманском заливе и оцениваются в 70 тыс. т, при этом в 2018 г. к изъятию было рекомендовано всего 200 т [26]. Более 90% разрешенного объема изъятия водорослей и трав в российской части Черного и Азовского морей в настоящее время не осваивается из-за отсутствия интереса добывающих компаний к этому ресурсу.

Оценка вероятности загрязнения береговой линии Азовского моря

Для оценки вероятности загрязнения береговой зоны при аварийных разливах нефти граничная область моделирования была разделена на Керченский пролив и участки береговой линии Азовского моря с разными типами водной растительности: травами, макроводорослями, тростником, - и участки, не имеющие растительного покрова. Для каждого из сезонов года (кроме зимы) и всего года в целом результаты оценки объемов нефти, достигших береговой зоны, при разных сценариях развития ситуации суммировались. Суммарную величину нефтяного загрязнения для каждого участка береговой зоны выражали как относительную величину, характеризующую вероятность загрязнения береговой линии в соответствующий сезон. На основе этих данных получены вероятностные картосхемы загрязнения береговой зоны по сезонам (рис. 2). Они показывают, что зоны максимального вероятного загрязнения соответствуют направлению преобладающих ветров. В ходе исследований была определена вероятность загрязнения участков с разным типом растительности по сезонам, выраженная в процентах (табл. 2).

Рис. 2. (Начало) Оценка риска загрязнения береговой зоны Азовского моря при аварийных разливах нефтепродуктов:

а - весна, б - лето, в - осень

а

Рис. 2. (Окончание) Оценка риска загрязнения береговой зоны Азовского моря при аварийных разливах нефтепродуктов:

а - весна, б - лето, в - осень

Таблица 2

Вероятности загрязнения береговой зоны Азовского моря, %

Участки граничной области Сезон

Весна Лето Осень Год

Травы 6 9 8 7

Береговая Макроводоросли 7 5 16 10

зона Тростник 5 13 14 10

Отсутствие растительности 80 72 57 70

Керченский пролив 2 1 5 3

б

в

Оценка устойчивости прибрежно-водных и водных растений и их сообществ к разливам нефти

Наиболее устойчивые сообщества к разливам нефти и нефтепродуктов - это тростниковые заросли. Тростник составляет основу растительности в дельтовых областях Дона и Кубани и занимает площадь более 500 и 4 000 км2 соответственно, ширина по береговой линии составляет не менее 30 км для Дона и 110 км для Кубани (табл. 2). Тростник, как известно, выполняет роль биофильтра при очистке загрязненных вод [27]. Известно также, что плотные заросли тростника (свыше 100 растений на 1 м2) на участке шириной 10-15 м могут полностью погасить волну высотой 1 м [28] и, соответственно, ограничивать проникновение в глубь зарослей нефтепродуктов, особенно вязкой нефти или мазута.

На Керченском полуострове и в районе м. Ахиллеон на твердых субстратах формируются водорослевые сообщества, устойчивые к действию нефти и нефтепродуктов, с доминированием - Ulva, Ceramium, Cystoseira, которые, как показали эксперименты, в течение 10 и более суток могут вынести воздействие значительных концентраций нефтетоксикантов (до 50 мг/л) [29]. Протяженность береговой линии с такими сообществами составляет 80 км (табл. 2). Необходимо учитывать, что удаление нефтепродуктов с твердых пористых поверхностей (например, известняка) - это трудновыполнимая задача. Опыт ликвидации катастрофы, связанной с разливом в Керченском проливе в ноябре 2007 г. нефтепродуктов, показал, что удалить мазут с таких субстратов возможно только при использовании специальных технических средств, подающих горячую смесь диспергентов под давлением. Это, естественно, приводит к почти 100%-ной гибели всех живых организмов, в том числе и уцелевших в катастрофе водорослей.

Наименее устойчивые к действию нефти растительные сообщества образуют подводные травы [30]. Нефть и ее продукты могут повреждать растения механически, налипая на стебли и листья и обламывая их. Кроме того, они могут подавлять фотосинтез и дыхание, влиять на метаболизм растений. Наибольшие площади водная растительность занимает в придельтовых акваториях, на устьевых барах, а также в заливах и лиманах. Площадь таких участков составляет не менее 55 км2, протяженность по береговой линии - 270 км. При оценке воздействия возможных разливов нефти важно учитывать многолетние колебания солености в Азовском море, поскольку в период его осолонения при среднегодовых значениях соленость выше 14%о. Здесь будут формироваться более устойчивые к воздействию нефти и нефтепродуктов сообщества морских трав, прежде всего Zostera ш1Ш, а в периоды распреснения при среднегодовых значениях солености около 10%о - менее устойчивые сообщества из представителей Potomogeton, Ceratophyllum, Myriophyllum и Vallisneria.

Отметим, что на значительной акватории моря донные отложения сформированы подвижными песчаными грунтами, особенно в районах азовских кос: Долгая, Утлюкская, Обиточная, Бердянская, Белосарайская, Кривая, Арабатская Стрелка - подводная растительность особенно с мористой стороны практически отсутствует. На этих же участках расположены природные парки и заказники, их большая часть приходится на украинское побережье. Указанные зоны (за исключением Утлюкской косы) наиболее освоены и застроены коттеджами, базами отдыха, санаториями (на каждой косе имеется не менее 200 строений). Это приводит к интенсивному сбросу канализационных сточных вод, в том числе содержащих нефтепродукты. Выполненные нами расчеты показывают, что именно на указанные районы, особенно на Арабатскую Стрелку, могут приходиться основные объемы выброшенной нефти. Ущерба для макрофитов из-за их отсутствия не будет, но в этом случае возможно проникновение нефти и нефтепродуктов в Сиваш-ский лиман, а это уже может иметь для макрофитов и других компонентов экосистемы катастрофические последствия.

В весенний период, когда у высших водных растений и водорослей наиболее интенсивны процессы роста и формирования репродуктивных органов, воздействие вероятных разливов нефти будет максимальным. Оно может повлиять не только на жизнедеятельность сеголетних растений, но и на их потомство. Осенью, особенно поздней, когда вегетация у большинства растений заканчивается и наблюдается их массовое отмирание, воздействие будет минимальное. Отметим, что подобная ситуация имела место в ноябре 2007 г., что обусловило незначительное воздействие на водные и прибрежно-водные растения.

Резюмируя вышесказанное, отметим, что разлив нефти объемом 1 000 т не будет критичным для развития прибрежно-водной и водной растительности на большей части акватории Азовского моря и не приведет к значительному экологическому и экономическому ущербу.

Отметим, что проведение аналогичной оценки воздействия вероятных разливов нефти на другие компоненты прибрежных сообществ Азовского моря - беспозвоночных, рыб, птиц, млекопитающих - могло бы позволить более точно оценить вероятные риски и возможный ущерб экосистеме Азовского моря и сложившейся здесь системе хозяйственной деятельности.

Исследования проведены за счет государственной субсидии на проведение НИР «Анализ динамики природных систем на основе мегабаз данных за многолетний (IX-XX вв.) период наблюдений» (№ 01201450487); часть работы, связанная с моделированием загрязнения береговой зоны Азовского моря, выполнена В.В. Кулыгиным при поддержке гранта РФФИ № 16-35-60043 мол_а_дк.

Литература

1. Современные данные по загрязнению Азовского и Чёрного морей углеводородами нефти / Г.Г. Mаmишов, O.B. Сшетньян, B.M. Харьковский, В.Г. Сойер // Вестник Южного научного центра. - 2014. - Т. 10, №4. - С. 49-52.

2. Особенности гидролого-гидрохимического режима Азовского и Черного морей в 2013 г. / Г.Г. Mаmишов, O.B. Сшетньян, К.С. Григоренко, B.M. Харьковский, В.В. Поважный, В.Г. Сойер // Вестник Южного научного центра. - 2015. - Т. 11, № 2. - С. 36-44.

3. Нефтяное загрязнение Азовского и Черного морей растет / Г.Г. Mаmишов, O.В. Сжеюньян, В^. Харьковский, В.Г. Сойер // Природа. - 2016. - № 5. - С. 64-69.

4. Немировская ИЛ., Полякова A.В., Юхимук В.Д. Распределение и состав углеводородов в прибрежных водах северо-восточной части Черного моря // Вестник Московского университета. Серия 5. География. - 2013. - № 6. - С. 16-22.

5. Загрязнение прибрежной акватории российского Причерноморья нефтяными компонентами / A.A. Ларин, Л.Ф. Павленко, Г.В. Скрытник, И.Г. Корткова // Морской экологический журнал. - 2011. - Спец. вып. 2. - С. 49-55.

6. Mаmишов Г.Г., Инжебейкин Ю.И., Савицкий P.M. Воздействие на среду и биоту аварийного разлива нефтепродуктов в Керченском проливе в ноябре 2007 г. // Водные ресурсы. -2013. - Т. 40, № 3. - С. 259-273. DOI: 0.7868/S0321059613020041.

7. Нельсон-Смищ A. Нефть и экология моря. - М.: Прогресс, 1977. - 302 с.

8. Памин СЛ. Нефть и экология континентального шельфа. - М.: ВНИРО, 2001. - 247 с.

9. Немировская ИЛ. Углеводороды в океане (снег - лед - вода - взвесь - донные осадки). -М.: Научный мир, 2004. - 328 с.

10. Немировская ИЛ. Нефть в океане (загрязнение и природные потоки). - М.: Научный мир, 2013. - 432 с.

11. ITOPF (International Tanker Owners Pollution Federation), Oil spill statistics // Ocean Orbit. -1999. - P. 6-12.

12. Cmеnанъян O.В., Воскобойников Г..M. Влияние нефти и нефтепродуктов на морфо-функциональные особенности морских макроводорослей // Биология моря. - 2006. - Т. 32, № 4. -С.241-248.

13. Шахин ДЛ. Пинаев В.Е. Оценка современного состояния окружающей среды в рамках экологического сопровождения проектов. - М.: МАКС Пресс, 2013. - 214 с.

14. Шавыкин A.A., Ильин Г.В. Оценка интегральной уязвимости акватории Баренцева моря от нефтяного загрязнения. - Мурманск: ММБИ КНЦ РАН, 2010. - 110 с.

15. Программный комплекс "EX-MARE" - система краткосрочного прогнозирования опасных природных явлений в регионе Азовского моря / С.В. Бердников, A.A. Шавыкин, В.В. Кулыгин, НЛ. Яицкая, Л.В. Дашкевич, AM. Чикин, O.E. Aрхиnова, Н.В. Лихmанская, В.В. Сорокина, Л.Д. Немцева, A.A. Mагаева, Г.В. Mакаровский // Экология, экономика, информатика. Т. 1. Системный анализ и моделирование экономических и экологических систем. - Рос-тов/н/Д: ЮФУ, 2015. - С. 47-59.

16. EX-MARE - forecasting system of natural hazards in the Azov Sea region / S.V. Berdnikov, L.V. Dashkevich, V.V. Kulygin, I.V Sheverdyaev., I.A. Tretyakova, N.A. Yaitskaya // Geography, Environment, Sustainability. - 2018. - Т. 11, № 2. - С. 29-45.

17. Методы прогнозирования загрязнения нефтью побережья Азовского моря в случае аварийных разливов при транспортировке судами / С.В. Бердников, A.A. Шавыкин, В.В. Кулыгин,

Н.А. Яицкая // Экология, экономика, информатика. Т. 1. Системный анализ и моделирование экономических и экологических систем. - Ростов/нД: ЮФУ, 2015. - С. 59-64.

18. Эколого-экономические проблемы Азовского моря / под ред. Б.В. Буркинского,

B.Н. Степанова, С.В. Бердникова. - Одесса: Феникс, 2009. - 532 с.

19. Гидрометеорология и гидрохимия морей СССР. Том V. Азовское море / под ред. Н.П. Гоптарева. - СПб.: Гидрометеоиздат, 1991. - 234 с.

20. Степаньян О.В. Распределение макроводорослей и морских трав Азовского моря, Керченского пролива и Таманского залива // Океанология. - 2009. - Т. 49, № 3. - С. 393-399.

21. Калугина-ГутникА.А. Фитобентос Черного моря. - Киев: Наукова думка, 1975. - 248 с.

22. Садогурский С.Е. К изучению макрофитобентоса у черноморского побережья Керченского полуострова (Крым) // Альгология. - 2007. - Т. 17, № 3. - С. 345-360.

23. Мильчакова Н.А. Морские травы южных морей Евразии: состав, распространение и структурно-функциональные особенности (обзор) // Тр. ЮгНИРО. - 2008. - Т. 46. - С. 93-101.

24. Мильчакова Н.А. Статистический анализ влияния гранулометрического состава донных осадков на численность и размерную структуру популяций морфоструктуры Zostera marina L. в Черном море // Экология моря. - 1989. - Вып. 32. - С. 59-63.

25. Громов В.В. Макрофитобентос южных морей России. Водоросли северо-кавказского побережья Черного моря, прибрежно-водная растительность Азовского моря и Северного Каспия. - Palmarium Academic Publishing, 2012. - 337 с.

26. URL: http://www.rostov-fishcom.ru/otdely/oorr/docs/ (дата обращения 15.10.2018 г.)

27. Морозов Н.В. Экологическая биотехнология: очистка природных и сточных вод макрофитами. - Казань, 2001. - 395 с.

28. Волков В.А. Волногасящие способности прибрежных зарослей водной растительности // Речной транспорт. - 1957. - № 10. - С. 30-32.

29. Степаньян О.В. Влияние нефти и нефтепродуктов на ранние стадии развития макроводорослей Черного моря // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. - 2018. - № 3. -

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

C.32-37.

30. Lewis M., Pryor R. Toxicities of oils, dispersants and dispersed oils to algae and aquatic plants: Review and database value to resource sustainability // Environmental Pollution. - 2013. -V. 180. - P. 345-367.

Информация об авторах Information about the authors

Степаньян Олег Владимирович - Федеральный исследовательский центр Южный научный центр Российской академии наук; 344006, Россия, Ростов-на-Дону; кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник; [email protected]

Stepanyan Oleg Vladimirovich - Federal Research Center, The Southern Scientific Center of the Russian Academy of Sciences; 344006, Russia, Rostov-on-Don; Candidate of Biological Sciences; Leading Researcher; [email protected]

Кулыгин Валерий Валерьевич - Федеральный исследовательский центр Южный научный центр Российской академии наук; 344006, Россия, Ростов-на-Дону; кандидат технических наук; старший научный сотрудник

Kulygin Valerii Valerievich - Federal Research Center, The Southern Scientific Center of the Russian Academy of Sciences; 344006, Russia, Rostov-on-Don; Candidate of Technical Sciences; Senior Researcher

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.