С ъстояние на морските екосистеми пред българското...

Състояние на морските екосистеми пред българското

черноморско крайбрежие

Цонка Консулова

Институт по Океанология към БАН - Варна

Със Средиземно море се свързва посредством тесния Босфорски пролив (1.3 км. ширина и около 60 м. дълбочина), а с Азовско море - с Керченския пролив (45 км. дължина и средно 7 м. дълбочина). Това обстоятелство, паралелно с ниските соленост и температура на черноморските води са били решаващите фактори за формиране на черноморската флора и фауна. Черно море е генетично обременено с oтровния газ сяроводород, който заема 87% от неговия обем и водите му под 150 м. са напълно лишени от кислород.

УВОД

Черно море е уникален морски басейн, със следните собености: От всички континентални морета, то е най-изолирано от световния океан.

Огромния вток от речни води (346 куб. км годишно) допринася също за специфичния воден баланс на Черно море. Пълноводните реки Дунав, Днестър и Днепър, вливащи се в северо-западната му част, обезпечават над 70% от речния вток, и поради факта, че тяхното количество силно надвишава загубите от изпарение, солеността е два пъти по-ниска от тази на световния океан - 18 ‰.

Водосборната му площ е 5 пъти по-голяма от собствената му площ

Речния вток носи и огромен товар от замърсители и органика, което обуславя високата степен на еутрофност на Ч. море.

В сравнение със Средиземно море, което има 6 пъти по-голяма площ и над 7 пъти по-голям обем, количеството замърсители, които получава Ч. море е едва 2 пъти по-малко. Най-страшната форма на

замърсяване в Черно море е високата степен на еутрофикация - повишено съдържание на органична материя, както във водната маса, така и на дъното. Еутрофикацията, съпътствана с други форми на акутно замърсяване, води до редуциране на биоразнообразието и дестабилизация на пелагичнaтa и бентоснa екосистеми

В съответствие със степента на еутрофикация и реакцията на биотата в еволюцията на черноморските екосистеми се

различават два периода:

До 1970 г. е т.н. “девствен” период, през който екосистемите

функционират нормално.

Вторият период (1970-1992) е период на усилена антропогенна еутрофикация, интензивни “цъфтежи” на планктон, хипоксия и масови морове на дънни организми

Периодът след 1993 г се характеризира с понижаване нивото на еутрофикация в резултат на рецесията в икономиката на черноморските страни, спиране на редица екологонесъобразни производства и редуциране на индустриалния вток от замърсители, както и на промяната в статута на земеделските земи, което обезпечи липсата на безконтролно използване на изкуствени торове, смиващи се с дъждовете в морето.

Проследяване еволюцията в състоянието на пелагичната и бентосна екосистеми на Черно море

Определяне на екологичния ефект от някои стопански дейности с цел стимулиране постепенното възстановяване на черноморските екосистеми чрез устойчиво използване на морските биологични ресурси

ЦЕЛИ

Научно-изследователския кораб на ИО-БАН - Варна “Академик”

300

101 102 103 104

206205204203202201300

301 302 303 304 305 306 307 308

409408407406405404403402401

500

501 502 503 504 505 506 507 508 509

607606

605604

603602

601

600

27.60 27.80 28.00 28.20 28.40 28.60 28.80 29.00 29.20 29.40 29.60

42.00

42.20

42.40

42.60

42.80

43.00

43.20

43.40

43.60

43.80

300

101 102 103 104

206205204203202300

301 302 303 305 306 307 308

409408407406405403402401

500

501 502 503 504 506 507 508 509

607606

605603

602601

600

geological stattion

CTD station

chemistry station

biological station

VARNA

Мрежа на станциите за пробовземане

Хидрофизични, хидрохимични и хидробиологични изследвания на морските екосистеми

Изследванията се осъществяват посредством най-съвременна апаратура.

SBE 911plus CTD Carousel Rosette System

Криви на температура, соленост, плътност и скорост на звука, регистрирани на всяка

станция.

CTD - PROFILES

0

50

100

150

200

250

5 10 15 20 25

DEP

TH TEMP

SAL

DENS

SV

Изследванията през последните години установяват известно намаляване на концентрациите на биогенните елементи в черноморските води, което показва спад на нивото на еутрофикация.

Хидрохимия

Хидрохимияc. Galata

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1984 1989 1994 1999Years

P, µM

spring, 20 n.m.summer, 20 n.m.spring, 10 n.m.summer, 10 n.m.

c. Kaliakra

0

0.1

0.2

0.3

0.40.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1984 1989 1994 1999Years

P, µM

spring, 20 n.m.summer, 20 n.m.spring, 10 n.m.summer, 10 n.m.

c. Kaliakra

100

105

110

115

120125

130

135

140

145

1984 1989 1994 1999Years

OS, %

spring, 20 n.m.summer, 20 n.m.spring, 10 n.m.summer, 10 n.m.

c. Galata

100110120130140150160170180190200

1984 1989 1994 1999Years

OS, %

spring, 20 n.m.summer, 20 n.m.

spring, 10 n.m.summer, 10 n.m.

Фитопланктон

Намаляване на броя, интензитета и сезонността на цъфтежите (хипоксия и замори) обуславят наличието на признаци за

подобряване екологичното състояние на морето.

Пелагична екосистема

Консумирайки първичната продукция и бивайки хранителен ресурс за планктоноядните риби, зоопланктонът играе значителна роля в хранителните вериги.

Зоопланктон

Ято лефери Ято кефали

Попче Морска иглаСнимки Л. Клисуров

Риби

През 80-те години (периода на висока еутрофикация) настъпват драматични промени в пелагичната екосистема (фитопланктон, зоопланктон и рибни запаси) в резултат на навлизането на нови

видове - вселенци в Черно море

Mnemiopsis leidyi

Черноморски нашественици

Подводни снимки:инж. Л.Клисуров, ИО-БАН

Един от нашествениците в Черноморската екосистема е видът Mnemiopsis leidyi, интродуциран чрез баластните води в средата на 80-те години.

В резултат на това през 90-те години разнообразието и биомасата на видове от групите Cladocera и Copepodа намалява до 45%.

Mn. leidyi консумира до 70% от общия запас на ихтиопланктона в крайбрежната зона и е конкурент в храненето на рибите, което води до драстично намаляване запасите на пелагичните видове риби в Черно море.

0

20000

40000

60000

80000

100000

120000

140000

1967 1972 1977 1982 1987 1992 1997

0

100

200

300

400

500

600

700

N.scintillans [ind.m-3] zooplankton biomass [mg.m-3]

year

[mg.m

-3][ind

.m-3

]A

0

50

100

150

200

250

300

1983 1985 1987 1989 1991 1993 1995 1997

Bacillariophyceae Dinophyceae

Euglenophyceae Chrysophyceae

year

N [

1x10

6 cel

ls/l]

C

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1967 1972 1977 1982 1987 1992 1997anch

ovy

biom

ass

in th

ousa

nd to

ns

0

200400

600

8001000

1200

1400

16001800

2000

Catches Total biomass M.leidyi wet weight [g.m-2]

year

[g.m-2]

B

Нарастналото органично замърсяване през 80-те години провокира по-нататъшни драматични промени във фитопланктона, като “цъфтежите” стават все по-интензивни, по-продължителни и по-чести, особено през пролетно-летния период.

През 90-те развитието на фитопланктона постепенно и вариращо от година на година показва тенденция към едно нормализиране на сезонната динамика. (Kamburska et al., 2003)

Намаляване биомасата на зоопланктона през 80-те съвпада с интензифициране на фитопланктонните “цъфтежи” и увеличаване биомасата на хамсията..(А)

След депресията през 1989-1991 г. биомасата на хамсията нараства през 1993, резултиращо от високи улови през 1994-1997 г., близки до тези от 1977-1988 (B). Критично ниската биомаса в края на 80-те може да се обясни с преулов и бурното развитие и хищната преса на ктенофората-вселенец M. Leidyii - конкурент в храната на хамсията, обуславяща резкият спад на уловите на пелагични риби в Черно море.

Beroe ovata

Инвазията на екзотични видове продължава:• Наскоро бе интродуцирана ктенофората Bеroe ovata, която се явява единствен хищник на Mn. laidyi и редуцира популацията му активно в края на лятото и есента.• Въпреки това, нашествието на нови видове се явява глобален екологичен проблем и е определено като една от четирите форми на негативно въздействие върху Световния океан.

(Konsulov, Kamburskа, 1998).

Черноморски нашественици

Подводни снимки:инж. Л. Клисуров

Делфини300.000 *

Риби100.000 t

Зоопланктон500.000 t

Фитопланктон100.000 tB

1950

делфини70.000 *

риби250.000 t

зоопланктон

2.000.000 tФитопланктон

1.000.000 tB

1970

делфини20.000 *

риби50.000 t

зоопланктон300.000 t

фитопланктон800.000 tB

1990

делфини30.000 *

риби100.000 t

зоопланктон Фитопланктон

B

1994-5

* Численост

400.000 *150.000 т

100.000.000 т400.000 *

1.000.000 т 30.000 *300.000.000 т

10.000.000т100.000.000 т

100.000 *

ПтициAurelia aurita

Mnemiopsis leidyi

Фигура 5. Генерална схема на структурата на класическата хранителна верига на Черно море преди и след регистрацията на M. leidyi до 1995 г. (По: Yu. Zaitsev – непубликувани данни).

Бентосна екосистема0

20

40

60

80

100

120

140

160

Дъ

лб

оч

ин

а

0

5

10

15

20

25

Бр

ой

ви

до

ве

Видовото богатство намалява с нарастване на дълбочината

Пространствено разпределение на бентосните зооценози през 60-те години

По: Кънева-Абаджиева и Т. Маринoв, 1960).

Митилусова тиня

Пясъчна зооценоза

Крайбрежна тиня

142 вида

90 вида

45 вида

40 27 41

46 22 41

29 20 40

0%

20%

40%

60%

80%

100%

1954-57 1982-85 1998-2002

%

Polychaeta Crus tacea Mollusca

• Делът на мекотелите нараства устойчиво и достига максимум през съвременния период.

• Делът на ракообразните е най-висок през “чистия” период , най-нисък през периода на интензивна еутрофикация и показва възстановяване през съвременния период без, обаче, да е достигнал равнището от 1954-1957.

• Делът на полихетите нараства през периода на интензивна еутрофикация и се връща на референтното равнище през съвременния период.

Фигура 11. Изменение на таксо-номичната структура (процентно съотношение на ключовите таксономични групи) и абсолютния брой видове на макрофауната по периоди.

Сравнителен анализ на таксономичната структура на зообентоса по периоди

(Тодорова и кол., 2004)

0

10002000

30004000

50006000

70008000

9000

1954-57 1983-85 1998-2002

Чи

сл

ен

ос

т (е

кмз.

m-2

)

Polychaeta Crus tacea Mollusca Varia

217 265

5330

438 319853

50654

21

0%

20%

40%

60%

80%

100%

1954-57 1983-85 1998-2002

Чи

сл

ен

ос

т %

Polychaeta Mollusca Crus tacea Varia

Структура на зообентоса по численост по периоди

• 10-кратно нарастване на общата средна численост

• Изместеното количествено доминиране от еквилибриумни видове (мекотели) към видове-опортюнисти (полихети) е признак за силно нарушаване на структурата на дънните зооценози в резултат на повишено органично натоварване на дъното– тенденция, продължаваща и през съвременния период, която свидетелства за поддържане на висок трофичен потенциал на екосистемата.Средна численост (a) и процентно

участие (b) на ключовите зоо-бентосни групи по периоди

а

b

(Тодорова и кол., 2004)

Морски стопански дейности – екологичен ефект

Установено в световен аспект е, че ролята на науката при вземане на управленски решения по проблемите на околната среда чувствително намалява през последните години.

• Най-важните задачи пред морските еколози днес са:

оценка на стопанските дейности в морето по отношение на тяхната екологосъобразност.

въвеждане на защитно-възстановителни дейности.

участие в законодателната дейност, чрез представяне на научно-обосновани становища за устойчива експлоатация на морските ресурси.

Дънно тралиране за Rapana

Естествените мидени полета са съставени от два основни компонента: мидени петна, които се издигат над дъното на 25-50 см и тинести петна между тях.

Първоначално добивът на Rapana се осъществяваше чрез ръчно събиране от леководолази, но през последните 9-10 години започна масово да се прилага и дънно тралиране върху естествените мидени полета, където е съсредоточена основната храна на рапаните - черната мида.

В тралираната зона мидените петна са разрушени и 93.7% от

дъното е тинест грунт.

427

729636

889

1191

668 642

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002

Years

Tons

0

20

40

60

80

100

120

140

Meat yield in tons Number of traw lers

Общ улов на рапани (тегло на месото в тонове – t) и брой на тралиращи кораби по години (по данни на Национална Агенция Митници и Изпълнителна Агенция по Рибарство и Аквакултури).

Огромни количества, извадени с траловете като съпътстващ улов травмирани миди, се изхвърлят обратно на морското дъно,

където в процесa на гниене се изчерпва кислорода в придънните слоеве и настъпва масов мор на дънни ракообразни и риби през последните 2-3 години.

Щети от дънното тралиране

A

Б

В

Г

М а с о в а с м ъ р т н о с т н а д ъ н н и о р г а н и з м и п р е з а в г у с т , 2 0 0 1 г и 2 0 0 2 г (А , Б и В ) . П о д в о д н и с н и м к и и н ж . Л ю б о м и р К л и с у р о в .

М ъ р т в а U p o g e b ia p u s il la

Ж и в е к з е м п л я р U p o g e b ia p u s il la

Г о л я м П а г у р ( E r if ia v e r r u c o s a )

Д ъ н н а р и б а о т с е м . G o b iid a e

Защитена зона (650 ха) чрез позициониране на морското дъно на

специално конструирани бетонови блокове бе изградена пред

Варненски залив на 18 м. дълбочина през 1999 г.

МетодикаДве години по-късно бяха осъществени сравнителни изследвания на дънните съобщества от защитената зона и отприлежаща тралирана зона.

Защитена зона

19 19 17 15

14 129

7

1514

15

13

43

2

3

0

10

20

30

40

50

60

PS-MP PS-SP TS-MP TS-SP

Sp

ecie

s n

um

ber

Vermes Crustacea Mollusca Varia

РезултатиВидово богатство на съобществата в двете зони

Общ брой и брой по таксономични групи на видовете в мидените петна (MP) и тинестите петна (SP) на протежираната зона (PS) и

тралираната зона (TS).

0

20

40

60

80

100

120

PS TS

%

Pelit Alevrit Psamit Psefit

Състояние на хабитата и сонарна оценка на процентното покритие с мидени петна в протежираната (PS) и

тралирана (ТS) зони след 2 годишен период

Най-едрозърнестата фракция е 4 пъти по-голяма в PS.

Гранулометрична структура на седиментите в PS и ТS.

Средното процентно покритие с мидени петна в протежираната зона (а) е 22.8 %, а в тралираната зона (b) близо 4 пъти по-ниско - 6.3%.

Сонарни снимки на протежираната (а) и тралирана зони (b)

а b

Изкуствен твърд субстрат - блокове

91

13

10

413

4

0

10

20

30

40

2000 2001Years

Sp

eci

es

nu

mb

er

Varia

Mollusca

Crustacea

Vermes

0

20000

40000

60000

80000

100000

120000

2000 2001Years

ind

/ m2

0

10000

20000

30000

40000

50000

2000 2001Years

ind / s

q.m

Общ и по групи брой видове (а), численост (b) и биомаса ( c ) на обрастателите

През втората година от поставяне на блоковете (2001 г) броят на видовете обрастатели, числеността и биомасата им нарастват съответно 4, 9 и 6 пъти в сравнение с 2000 г. Най-съществено по брой на видове и численост нарастват Crustacea (13 пъти и 93 пъти), докато биомасата на Mollusca се увеличава 6 пъти.

1999 2000

2001

Култивиране на миди – исторически обзор

M. galloprovincialis е единственият вид от молюските използван за храна от населението на черноморските страни.

Мидена ферма край н. Калиакра

През 1984 г бе създадена пълна нормативна документация за дейността култивиране на миди.

Мидена ферма край г. Созопол

0

10

20

30

40

50

60

70

V VI VII VIII IX X XI XII I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII I II III IV

months

mm

; g

mean length (mm) mean ind. weigth (g)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

X XI XII I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII I II III IV V VI VII VIII IX Xmonths

mm

; g

mean length (mm) mean ind.weigth (g)

Предимства на култивираните миди

Щормоустойчива оригинална инсталация тип “звезда” (Konsulov, 1980-Pat. N 28585).

1/ Висок темп на нарастване

2/ Висок индекс на охраненост

3/ Липса на примеси (тиня, пясък)

4/ Не са застрашени от хищната преса на Rapana и хипоксията на дъното

5/ Регулярно изследвани от санитарно-хигиенните институции

6/ Безопасни за консумация и поради липса на токсичен планктон в Ч. море

Темп на нарастване на култивирани миди (пролетно поколение)

Темп на нарастване на култивирани миди ( есенно поколение)

Култивиране на миди – съвременен етап

Фермата за култивиране на миди “Дълбока” е разположена близо до

н. Калиакра

Ферма “Дълбока”Тази ферма е създадена през 1993 г. с инсталация подводен тип.

Капацитета и е 50 т (тегло с черупките) култивирани миди годишно.

Ферма “Дълбока”

Паралелно с подводната инсталация се използва и метода “дълги линии”, които се обслужват от повърхността.

Инсталации тип “дълги линии”

Ферма “Дълбока”

Оригинална стабилна надводна инсталация бе построена през

2003 г с финансово обезпечение по проект “Сапард”

Колектор ( C )

Скала (R ) Дъно под фермата (U)

Пясък ( S )

Митилусова тиня ( M ) Дъно до фермата ( O )

Основни видове хабитати и бентосни съобщества в района на н. Калиакра

10 9 11

2418 20

11 5

24

1113

15

4

6

17 9

3

4

11

10

0

10

20

30

40

50

60

70

C U O R M S

Sp

ecie

s n

um

ber

Vermes Crustacea Mollusca Miscellaneous

Сравнителна характеристика на съобществата в района на н. Калиакра

Видово богатство

Общ и по групи брой видове в съобществата на : Колектори ( C ), Дъно под фермата ( U ), Дъно до фермата ( O ), Скала ( R ), Митилусова тиня ( M ) и

Пясъчна зооценоза ( S )Най-богатo на видове е съобществото на скалната зооценоза – R (58), следвано от митилусовата зооценоза – M (47), и пясъчната зооценоза – S (43). В района на фермата, съобществата които обитават дъното под нея и колекторите се характеризират с почти еднакво видово богатство (25 и 24 респективно), докато най-бедно е съобществото в зоната до фермата (20 вида).

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

C U O R M S

Vermes Crustacea Mollusca Miscellaneous

Структура на съобществата по численост

Процентно участие на основните зообентосни групи в общата численост

Опортюнистичните видове от групата Vermes доминират в съобществото обитаващо зоната до фермата. Минимумът на тези представители е регистриран в новосформираното съобщество под фремата (11.6%), където се установява максимално участие на представителите на Crustacea (70.1%).

70.1 96.0

Пристанище “Варна-Запад” – кейово място за насипни (а) и контейнерни

(б) товари ( август, 2000 г.)

а б

Пристанищна дейност

В зоната на кейово място за насипни товари са установени 3 вида представители на червеите – типични обитатели на силно замърсени и деструктирани зони. Средната численост е 280 екз/кв/м, а ср. биомаса – 0.12 г/кв.м

В зоната на кейово място за обработка на контейнерни товари зообентосът е предствен от 32 вида ,включително миди и ракообразни, със средна обща численост 82720 екз/кв.м и средна биомаса – 3588.42 г/кв.м

Намаляване на броя и интензитета на цъфтежите (регулярна хипоксия и масови морове) и редуцираната хранителна преса от вселенеца Mnemiopsis обуславят през последните години една колеблива тенденция към подобряване екологичното състояние на пелагичната екосистема. В бентосната екосистема се запазват все още някои негативни тенденции, които свидетелстват за поддържане на еутрофикационния натиск върху дънните съобщества.

Изводи

Дънното тралиране за Rapana thomasiana пред българското черноморско крайбрежие има определен негативен ефект, като причинява сериозен дисбаланс в крайбрежната екосистема и възпрепятства сериозно естественият процес на възстановяване на екосистемите.

Култивирането на миди се утвърждава като една полезна екологосъобразна стопанска дейност, в резултат на която в пелагиала се имплантира богата на видове бентосна ценоза, обитавана преимуществено от биофилтратори, което води до възстановяване на биологичното равновесие в крайбрежните екосистеми.

Неспазването на технологичните изисквания за екологосъобразна товаро-разтоварна дейност в пристанищата води до деструкция на организмовите съобщества в прилежащите зони.

Изводи

Фото 1. Колектор с промишлена продукция Фигура 11. Щормоустойчива инсталация култивирани миди в района на г. Созопол. тип “Звезда” в района на н. Калиакра

[Консулов, 1980]

Законодателни инициативи

и препоръки В резултат на научно обосновано становище за негативния

екологичен ефект от дънното тралиране тази стопанска дейност е забранена със Закона за Рибарство и Аквакултури през 2001 г. Липсата на ефективен контрол от страна на оторизираните органи, обаче, обуславя създаването на по-мащабни защитени зони в най-интензивно тралираните райони.

На базата на изводите за екологосъобразността на култивирането на миди, в Националната Стратегия за развитие на марикултурите в България се препоръчва да бъдат приети законодателни преференции за фермерите, които практикуват митиликултура, като стимул за интензифициране на една алтернативна на опустошителното дънно тралиране морска стопанска дейност.

Наложително е осъществяването на периодичен мониторинг върху състоянието на биотата в районите на пристанищата, който ще допринесе за навременното диагностициране на критичните зони и приемане на съответни мерки за предотвратяване на по-мащабно разрастване на негативния ефект върху околната среда.

Законодателни инициативи

и препоръки