Низкая цена
Всего 249a за скачивание одной диссертации
Скидки
75 диссертаций за 4900a по акции. Подробнее
О проекте

Электронная библиотека диссертаций — нашли диссертацию, посмотрели оглавление или любые страницы за 3 рубля за страницу, пополнили баланс и скачали диссертацию.

Я впервые на сайте

Отзывы о нас

Сезонная гипоксия Амурского залива : диссертация ... кандидата географических наук : 25.00.28

Год: 2013

Номер работы: 33169

Автор:

Стоимость работы: 249 e

Без учета скидки. Вы получаете файл формата pdf

Оглавление и несколько страниц
Бесплатно

Вы получаете первые страницы диссертации в формате txt

Читать онлайн
постранично
Платно

Просмотр 1 страницы = 3 руб



Оглавление диссертации:

Краткий географический очерк Амурского залива Амурский залив является заливом второго порядка залива Петра Великого, располагаясь в его северо-западной части. С запада он ограничен берегом материка, а с востока гористым полуостровом Муравьева-Амурского и островами Русский, Попова, Рейнеке, Рикорда. Южная граница Амурского залива проходит по линии, соединяющей мыс Брюса с островами Циволько и Желтухина. В направлении с юго-запада на северо-восток залив простирается на 70 км. Ширина его изменя

Метеорологический режим По классификации Б.П. Алисова (1956) Приморье относится к муссоннои области климата умеренных широт, который формируется под воздействием внетропическои муссоннои циркуляции и под влиянием термических контрастов между материком и океаном (Климат..., 1983). Внетропический муссон связан с сезонным преобладанием пониженного давления над материком летом и повышенного - зимой. Преобладающее направление внетропического муссона летом - восточное, зимой - северное и северо-з

1.3. Гидрологический режим Гидрологический режим Амурского залива определяется (Бирюлин и др., 1970): 1. Суточными и годовыми колебаниями температуры воды, определяемыми общими климатическими условиями района; 2. 3. Свободным водообменом с открытой частью Японского моря; Распресняющим влиянием речного стока, который вызывает компенсационный подток глубинных вод; 4. 5. 6. Ветровыми нагонами и сгонами; Приливными явлениями; Орографией берегов. Амурский залив условно разделяют на три части

Наиболее детально экспедиционные исследования проводились в различные сезоны 2008 года. Зимой, в период с 19 февраля по 4 марта, было выполнено 54 станции. Работы проводились с ледового припая, в ледовых фарватерах, а также в области битого льда с использованием судна на воздушной подушке. Пробы воды после бурения льда отбирались из лунок с помощью пластикового батометра. Весной (с 21 по 27 мая), летом (с 21 по 31 августа) и осенью (с 17 по 26 октября) было выполнено 103, 140 и 84 станции, со

Температуру и соленость непосредственно в толще воды измеряли с помощью зондов. Более точное измерение солености проводили в лабораторных условиях солемером Guildline Portasal, модель 8410, калибровку которого проводили с помощью стандартной морской воды IASPO (соленость

34.997 %о). Для каждой пробы воды, как правило, проводились 2-3 параллельных измерения. Отсчет считался удовлетворительным, когда разница между двумя последними измерениями пробы составляла не более

0.002 %о. Точ

Величину рН измеряли по новому потенциометрическому методу, разработанному Тищенко П.Я. (2007а). В этом методе использовалась ячейка без жидкостного соединения. Такая ячейка обладает, во-первых, устойчивым во времени формальным потенциалом. Во-вторых, ее использование исключает ошибки связанные с потенциалом жидкостного соединения, которые для эстуариев могут достигать

0.07 ед. рН (Тищенко, 2007а). Ниже дается детальное описание методики измерения. Измерения рН проводились при заданны

Пробы на щелочность консервировались сулемой и анализировались на следующий день после доставки образцов в лабораторию. Анализ проводился прямым титрованием в открытой ячейке соляной кислотой (

0.02N) со смешанным индикатором (метиловый красный + метиленовый голубой) (Бруевич, 1944). В процессе титрования пробы воды продували потоком воздуха, освобожденным от углекислого газа и аммиака. Точку эквивалентности (рН около

5.4-

5.5) определяли визуально до перехода зеленоватого о

Определение фосфатов в природных водах основаны на образовании фосфорномолибденового комплекса и его последующего восстановления до окрашенного в голубой цвет соединения (Koroleff, 1972; Методы.., 1988). В данном случае использовали метод определения фосфатов по Морфи-Райли в модификации Сугавары (Методы..., 1988). Окрашенный раствор фотометрировался на фотоколориметре КФК-3. Относительная ошибка определения фосфатов составляла 2 % при содержании фосфатов ~ 2 мкмоль/кг (Методы..., 1988). А

Растворенный кислород определяли модифицированным методом Винклера, (Carpenter, 1965). Кислород определяется с точностью ±

0.005 мл/л. Хлорофилл "а". Концентрацию хлорофилла измеряли спектрофотометрическим методом на спектрофотометре Shimadzu UV, модели UV-1650 PC и Shimadzu 3600. Пробы морской воды фильтровались в воронках с диаметром фильтров 35 мм и размером пор

0.8 мкм. Фильтрование проводилось под давлением

1.3 м водного столба. Хлорофилл из фильтров экстраги

На основании измеренных значений рН и ТА был проведен расчет двух других параметров карбонатной системы - pHimitu, концентрации растворенного неорганического углерода DIC и парциального давления углекислого газа (рС02). Общепринятый детальный расчет карбонатной системы морской воды изложен в работах (DOE, 1994; Dickson et al., 2007). В последнее время разработаны новые подходы изучения карбонатной системы эстуариев (Тищенко и др., 2002а, 2005а, 20056, 2006а, 20066). Методика расчета параметро

2.7. Расчет продукционных характеристик (AOU, ACU, Z p h ) Кажущееся потребление кислорода (AOU - Apparent Oxygen Utilization) представляет собой разность между равновесной с атмосферой концентрацией кислорода и реальной его концентрацией в среде: AOU = [0?]-[0™']. (

2.2) Очевидно, что величина AOU отражает избыток (пересыщение, AOU<0) или недостаток (дефицит, AOU>0) кислорода по отношению к равновесной его концентрации. Избыток кислорода (AOU<0) свидетельствует о превалиров

3.1. Распределение температуры и солености на акватории Амурского залива в различные сезоны

Отрицательные температуры поверхностных и придонных вод в зимний сезон сменяются заметным повышением температуры в весенний сезон. Максимальные значения температуры отмечаются летом. В осенний сезон температура вновь понижается. Понижение температуры вод залива в осенний период происходит как у поверхности, так и у дна. Для придонных горизонтов в этот период температура снижается до 3-4 °С. В зимний сезон температуры поверхностных вод Амурского залива изменялись главным образом от в предел

Соленость вод залива так же, как и температура, проявляет ярко выраженную сезонную изменчивость (рисунки

3.3-

3.4). Зимой соленость приобретает максимальные значения как на поверхности, так и у дна, достигая 35 %о и более (рисунки

3.3а,б). Такая высокая соленость в этот период обусловлена двумя факторами: ледообразованием и очень низким стоком реки Раздольной (Тищенко и др., 2011), который на этот период составляет 1-2 м /с. Летом наблюдается минимальная соленость для обоих

Величина рН - один из измеряемых параметров карбонатной системы. Этот параметр является важной гидрохимической характеристикой морской среды. В самом общем случае величина рН зависит от кислотно-основного равновесия, в котором участвуют все протолиты (доноры-акцепторы протонов). В свою очередь, это равновесие зависит от температуры, давления, солености. Однако во многих случаях можно смотреть упрощенно на ситуацию, полагая, что рН зависит в первую очередь от карбонатного равновесия. В этом сл

Щелочность {Total Alkalinity -

ТА) является вторым измеряемым параметром карбонатной системы вод. Растворенный неорганический углерод (DIC), как указывалось выше (Раздел

2.6.), представляет собой сумму всех форм углерода - карбонат ([COj ]) и гидрокарбонат ([НСО~]) ионов, угольной кислоты ([Н2С03]) и растворенного - углекислого газа ([С0 2 ]). Величина DIC в нашем случае является расчетным параметром, который рассчитывается на основании измерений рН и общей щелочности ТА. Оба пара

Кислород - важнейший элемент живой природы. Его содержание в среде, в частности, водной в значительной степени определяет качество этой среды. Выше указывалось (раздел

1.2.), что растворимость кислорода в водной среде, в том числе и в морской воде существенно зависит от солености и температуры. По этой причине для оценки качества среды важна не только концентрация 0 2 , но и степень отклонения этой концентрации от равновесной с атмосферой. Как отмечалось ранее (раздел

1.6), отклон

3.3.2. Камсущееся потребление кислорода Поскольку растворимость кислорода существенно зависит от температуры и солености, очевидно, что абсолютная концентрация не всегда однозначно может характеризовать кислородный баланс среды. В разделе

2.7 было показано, что величина кажущегося потребления кислорода (AOU), которая представляет собой 80 разность между равновесной с атмосферой концентрацией кислорода и реальной его концентрацией в среде (см. соотношение

2.2 в главе «Методы исслед

По аналогии с параметром AOU (кажущееся потребление кислорода, см. раздел

2.7;

3.3.2) можно ввести параметр ACU (Apparent Carbon Utilization кажущееся потребление углерода), неорганического который углерода характеризует при процессы извлечения/добавления продуцировании (разложении) органического вещества или при нагреве/охлаждении водной среды (см. раздел

2.7). В зимний сезон на большей части акватории залива на обоих горизонтах ACU 85 положительно, т.е. наблюдается извл

Содержание хлорофилла а (Хл) считается одним из главных показателей первичной продукции (Я/7) в океане. Содержание Хл в единице объема или на единице площади акватории отражает величину ПП: чем выше содержание Хл, тем выше величина ПП. Разработанные к настоящему времени модели позволяют оценить величину ПП на единицу площади на основе данных о содержании Хл в фотическом слое и длительности светового дня (Piatt, 1986; Behernfeld, Falkowski, 1997). Однако величина ПП определяется не только соде

3.4.1. Аммонийный азот Азот входит во все жизненно важные структуры живых организмов. Именно минеральный азот чаще всего лимитирует уровень первичной продукции в море. Обычно минеральные формы азота в морской среде представлены нитратами. Аммонийный азот и нитриты имеют, как правило, низкие концентрации и рассматриваются как дополнения к нитратным формам азота. Однако параметров карбонатной рассматриваемая акватория Амурского залива имеет ряд особенностей, которые в ряде случаев делают аммон

3.4.2. Фосфаты Фосфор (главным образом, фосфаты) является одним из главных биогенных элементов, без которого не может быть построено живое органическое вещество. При продуцировании органического вещества фосфаты, как и другие биогенные элементы, извлекаются из среды. При деструкции (минерализации) органического вещества фосфаты выделяются и обогащают среду. Часто фосфаты выступают в роли лимитирующего первичную в среде продукцию также элемента. Таким образом, концентрация фосфатов может с

3.5. Вертикальные профили и разрезы гидрологических и продукционных параметров Представленные выше материалы получены для двух горизонтов - поверхностного и придонного. Они не дают возможности увидеть, каким Рисунок.

3.1.1.

- Схема разрезов в Амурском заливе в 2008 г: а - февраль, б май, в - август, г - октябрь. Красным цветом помечены станции, на которых измерялись вертикальные профили гидрологических параметров, флуоресценции Хл и мутности. 112 ведут себя параметры среды во

5.5.7. Продольные разрезы гидрологических параметров Температура В зимний сезон колебания температур на разрезе происходят в диапазоне от

1.7 до О °С (рисунок

3.1.2а). На станциях 20 и 52 отмечается выделение тепла из грунта в водную среду (Лазарюк и др., 2012). В центральной части разреза на глубине 5-13 м существует ядро холодных вод с температурами от -

1.7 до -

1.5 °С. В южной части разреза отмечается понижение температуры воды с глубиной. Весной диапазон вариаций

Оценка величины первичной продукции (Я/7) на единицу площади в литературе проводится по различным моделям. Наиболее распространенной является модель, предложенная Piatt (1986), Behernfeld и Falkovski (1997) и В.И. Звалинским с соавторами (2006): Р =

0.66 * An * С , * DL (мг С/(м2 *денъ)). ™ Здесь, Ап(мгС1(мг Хл*час)) (

3.2) - ассимиляционное число; С"'м (мг Хл/м2) содержание хлорофилла в фотическом слое на единицу площади; DL (час) долгота дня. Величина An для весны, лета и

Известно, что мутность воды измеряется по рассеянию света взвешенными частицами. Используемые зонды имели в своем составе датчики мутности, откалиброванные в единицах FTU {Formazin Turbidity Units, по рассеянию Formazin - полимера, образующего устойчивую взвесь). Мутность воды минимальна зимой (рисунок

3.1.7, кривая

1) при этом вода прозрачна по всей ее толще - от поверхности до дна. Фитопланктон на глубине 10-15 м (содержание Хл около 3 мкг/л) дает небольшой вклад в рассеяние (ок

В августе 2009 года в точке минимального содержания кислорода было проведено сравнительное зондирование вертикальных профилей параметров 123 среды: соленость, температура, потенциальная плотность, содержание хлорофилла, мутность и содержание кислорода (рисунок

3.1.8.). Важность измерения вертикальных профилей кислорода для понимания процессов формирования гипоксии очевидна. Формы полученных профилей кислорода (рисунок

3.1.8) указывают на то, что у дна происходит интенсивное потре

В августе 2012 года нами была проведена первая гидрологическая съемка Амурского залива с использованием безынерционного оптического датчика кислорода RJNKO серии ARO-USB для измерения кислорода. В результате была получена информация о содержании кислорода во всей толще вод на акватории Амурского залива. На основании этой информации построена карта распределения растворенного кислорода в придонном слое вод залива (рисунок

3.1.9а). Так же, как и в предыдущие годы (2007, 2008 гг.), в ход

Дестабилизация экосистем морского шельфа в настоящее время носит глобальный характер в связи с возросшими темпами освоения прибрежной зоны, что получило название "прибрежной революции" (Айбулатов, 2005). Гипоксия придонных шельфовых вод является наиболее частой формой проявления дестабилизации экосистемы. В большинстве случаев возникновение гипоксии является результатом совместных действий природных и антропогенных факторов (Zhang et al., 2010). Роль антропогенного фактора сводится

Гидрохимическими исследованиями залива, проведенными в летний сезон в 2007, 2008 и 2012 гг., была установлена обширная область с низкой 127 концентрацией кислорода в придонном слое вод залива (рисунки

1.4,

3.1.9,

3.146). Аномально низкие содержания кислорода приурочены к областям понижения рельефа дна севернее Муравьевского порога. Воды, подверженные гипоксии, с содержанием кислорода 30% от насыщения и ниже, охватывали примерно пятую часть исследованной площади акватории зал

Мониторинг содержания кислорода и гидрологических характеристик придонного слоя Амурского залива, выполненный в области гипоксии в 2011 г., привел к тому, что содержание кислорода в период от начала июня до начала августа практически не изменялось (рисунок

4.2а). В то же время происходили существенные изменения температуры (она возросла примерно на 12 °С) и солености (она уменьшилась примерно на 1 %о) воды. Это обусловлено, как отмечалось выше, даунвеллингом. Иначе говоря, происходит в

. Выше уже отмечалось, что существование дефицита кислорода на отдельных станциях Амурского залива летом у дна обсуждалось в литературе неоднократно (Ластовецкий., Вещева, 1964; Родионов, 1984; Вейдеман др., 1987, 2001; Подорванова и др., 1989; . Огородникова, 2001; Нигматулина, 2005 и др.). Авторы в большинстве своем сходились во мнении о том, что наблюдаемый дефицит кислорода является следствием окисления органического вещества. При этом источником органического вещества, как правило, авто

О том, что гипоксия придонных вод полузакрытых эстуарных бассейнов является не проблемой "загрязнения" легкоокисляемыми органическими веществами, а экосистемной проблемой, свидетельствуют литературе факты (Levin et al., 2009; Zhang et al., 2010). Полученные нами факты о сезонной изменчивости гидрохимических и накопленные в 143 гидрологических параметров Амурского залива (все карты-схемы раздела

3) также говорят об экосистемной проблеме гипоксии в заливе. Выше уже говорилось, ч

Приведенные данные (рисунки

3.13,

3.15, рисунок

4.1) свидетельствуют о том, что гипоксия в придонных водах Амурского залива имеет сезонный характер. Как уже отмечалось, Приморье относится к муссонной области климата умеренных широт, который формируется под воздействием внетропическои муссонной циркуляции и под влиянием термических контрастов между материком и океаном (Климат..., 1983). Результатом сезонного характера распределения атмосферного давления является сезонный ха

Развитие гипоксии на акватории Амурского залива в летний сезон может привести к серьезным негативным последствиям и необратимым сдвигам в экосистеме. В литературе многократно отмечалась гибель морских организмов в связи с гипоксией (Malakoff, 1998; Weeks et al., 2002; Levin et al., 2009). В этом случае рассматриваются две причины. Одна из них недостаток кислорода для малоподвижных организмов (ракообразные, моллюски и др.), другая - отравление сероводородом и растворенными сульфидами. Сущест