Використання зоопланктону для визначення якості морських прибережних вод на прикладі північно-західної частини Чорного моря
Вантажиться...
Дата
2023
Науковий керівник
Укладач
Редактор
Назва журналу
ISSN
E-ISSN
Назва тому
Видавець
Одеський національний університет імені І. І. Мечникова
Анотація
Дисертація присвячена вивченню багаторічних змін та сучасного стану
зоопланктону північно-західної частини Чорного моря (ПЗЧМ), а також
встановленню екологічного стану прибережних, транзитних та морських вод
північно-західної частини Чорного моря.
Проаналізовані багаторічні (з 1955 по 2019 рік) зміни таксономічного
складу та кількісних показників зоопланктону у прибережних, шельфових та
відкритих водах української частини Чорного моря.
Виявлено, що у 2019 році в прибережній частині ПЗЧМ таксономічний
склад зоопланктону був більш різноманітним (49 таксонів), у порівнянні з 2016
(35 таксонів) та 2017 роками (39 таксонів). Середня чисельність та біомаса
зоопланктону у 2019 році (19641,8±3508,2 екз.⋅м-3 та 281,1±54,8 мг⋅м-3) була
подібною до 2016 року (10299,1±2058,2 екз.⋅м-3 та 182,6±54,8 мг⋅м-3) та набагато
вищою, ніж у 2017 році (1713,9±406,5 екз.⋅м-3 та 29,9±14,6 мг⋅м-3).
Проведено історичний аналіз основних індикаторних показників
зоопланктону: загальної біомаси зоопланктону, біомаси та чисельності Noctiluca
scintillans (Macartney) Kofoid & Swezy, 1921, а також веслоногих ракоподібних
(Copepoda) та їх основних представників: Oithona davisae Ferrari F.D. & Orsi, 1984,
Acartia clausi Giesbrecht, 1889 та Acartia tonsa Dana, 1849 як основних
компонентів кормового зоопланктону.
Виявлено, що в ПЗЧМ з 1955 по 2019 рік найбільші показники біомаси
зоопланктону спостерігались в період найбільшої евтрофікації з 1970 по 1980 рік.
Тільки з 2000-х років спостерігалось зменшення загальної біомаси зоопланктону.Біомаса веслоногих ракоподібних була майже на одному рівні і практично не
змінювалась з 1970 по 2000 рік, а з 2011 року значно зросла. Найбільші значення
біомаси N. scintillans спостерігались від 70-х до 90-х років, коли її частка сягала
понад 60–70% від загальної біомаси зоопланктону. Починаючи з 2008–2011 років
цей показник не перевищував 10% в Одеському та 15% – в Дунайському регіонах
Чорного моря.
Виявлено, що загальна біомаса зоопланктону та частка N. scintillans від
загальної біомаси зменшились в ПЗЧМ, а частка Copepoda – збільшилась. Ці
тенденції свідчать про позитивні зміни в кормовій базі промислових риб-
плантофагів та покращенню екологічного стану досліджувальних акваторій.
Уперше для України була розроблена класифікація порогових значень
(thresholds value) інтегрального показника зоопланктону для оцінки екологічного
стану транзитних, прибережних та морських екосистем. Для досліджуваних
акваторій ПЗЧМ (9 районів та всіх біологічних сезонів) був встановлений
екологічний статус-клас за п’ятьма категоріями від відмінного (high) до поганого
(bad) відповідно до вимог Водної Рамкової Директиви ЄС (WFD).
Оцінено екологічний стан досліджуваних акваторій ПЗЧМ у 2004–2019
роках згідно з вимогами Директиви про Морську Стратегію (МSFD 2008/56/EC)
за окремими метриками зоопланктону. За показниками загальної біомаси
зоопланктону та частки Copepoda (%) від загальної біомаси зоопланктону добрий
екологічний стан (GES) виявлено тільки в водах заток північно-західної частини
Чорного моря та в авандельті Дунаю, всі інші акваторії показали поганий
екологічний стан (NotGES). За показником частки N. scintillans від загальної
біомаси зоопланктону добрий екологічний стан спостерігався в усіх
досліджуваних регіонах Чорного моря.
Оцінено екологічний стан за інтегральним показником зоопланктону.
Встановлено, що у 2004–2019 роках Придунайсько-Дністровські прибережні води
мали найвищий клас екологічного статусу, порівняно з іншими акваторіями
ПЗЧМ.У прибережних водах ПЗЧМ у 2016, 2017 та 2019 роках більшість акваторій
мали поганий екологічний статус-клас, крім Дунайського регіону. Шельфові та
відкриті води у 2016 році показали поганий клас екологічного статусу, а у 2017 та
2019 роках – відмінний.
Виявлено, що в останні роки дослідження екологічний стан прибережних,
транзитних та морських акваторій значно покращився, що узгоджується зі
встановленням «нової екологічної норми» в ПЗЧМ.
Надані рекомендації щодо проведення національного моніторингу
транзитних, прибережних та морських екосистем України з використанням
інтегрального показника зоопланктону. Також запропоновані практичні
рекомендації використовуються для визначення екологічного стану водних
екосистем в інших країнах Європейського Союзу та країнах-учасниках
«EMBLAS-plus».
The dissertation has studied zooplankton long-term changes and its current state in the northwestern part of the Black Sea and established Black Sea coastal, transit and marine waters ecological state. It has been analysed the long-term changes (1955–2019) of taxonomic composition and quantity indicators in the coastal, shelf and open waters of Ukrainian part of the Black Sea. It has been found out that in 2019 the taxonomic composition of zooplankton in NWBS was more diverse (49 taxons) in comparison with 2016 (35 taxons) and 2017 (39 taxons). The average abundance and biomass of zooplankton in 2019 (19641.8±3508.2 ind.⋅m-3 and 281.1±54.8 mg⋅m-3) was similar to 2016 (10299.1±258.2 ind.⋅m-3 and 182.6±54.8 mg⋅m-3) and much higher than in 2017 (1713.9±406.5 ind.⋅m-3 and 29.9±14.6 mg⋅m-3). It has been conducted historical analysis of the main zooplankton indicators: total biomass, biomass and abundance of Noctiluca scintillans (Macartney) Kofoid & Swezy, 1921, biomass and abundance of Copepoda and their representatives as the main forage zooplankton components – Oithona davisae Ferrari F.D. & Orsi, 1984, Acartia clausi Giesbrecht, 1889 and Acartia tonsa Dana, 1849. Observing zooplankton biomass highest indicators in NWBS in 1955–2019 it has been determined that its highest indicators took place in 1970–1980 during the period of greatest eutrophication. A decrease of the total biomass of zooplankton has been observed since the 2000s. The biomass of Copepoda was approximately at the same level at the above-mentioned period, it slightly underwent changes in 1970–2000 and significantly increased from 2011 till present. The highest indicators of N. scintillans were observed in 1970–1990, when its part increased over 60–70% of the total biomass of zooplankton. In 2008–2011 this indicator had not exceeded 10% in Odessa and 15% – in Danube regions of the Black sea. It has been found out that in NWBS total biomass of zooplankton and part of N. scintillans from zooplankton total biomass had decreased but part of Copepoda – had increased. These trends show about positive changes in forage base of industrial fishplantophages and improving the ecological state of the research aquaroties. For the first time in Ukraine it has been created the threshold value scales of zooplankton integrated index to establish coastal, transit and marine ecosystems ecological state. The five categories of ecological status class, from high to bad in accordance with the requirements of the EU Water Framework Directive (WFD), was established for the investigated water areas (9 regions and all biological seasons). It has been estimated the ecological state of all investigated water areas of NWBS in 2004–2019 by separate zooplankton metrics according to Directives of Marine Strategy (МSFD 2008/56/EC). Good ecological state (GES) was found out only in the waters of the north-western bays and the Danube Avandelta in accordance with total zooplankton biomass and Copepoda part (%) of the total zooplankton biomass indicators. All other waters had bad ecological state (NotGES). All investigated areas of the Black Sea had good ecological state in accordance with N. scintillans part of the total zooplankton biomass indicator. It has been detected that in 2004–2019 ecological status class of the Danube- Dniester coastal waters was higher than in other Black Sea aquatorias. It has been determined that in 2016, 2017 and 2019 most aquatorias in the coastal waters of the NWBS except the Danube region had bad ecological status class. Shelf and open waters of the NWBS had bad status in 2016 and they had high in 2017 and 2019. It has been found out that ecological state of coastal, transit and marine ecosystems really had been improved et last years of research. It is proving the establishment of a «new ecological norm» in the NWBS. Method of usage of zooplankton indicators has been recommended while providing Ukrainian coastal, transit and marine ecosystems national monitoring procedura. Abovementioned method and practical recommendations have been used to establish the quality of the aquatic ecosystem’s Black sea coastal EU countries and «EMBLAS-plus» member countries.
The dissertation has studied zooplankton long-term changes and its current state in the northwestern part of the Black Sea and established Black Sea coastal, transit and marine waters ecological state. It has been analysed the long-term changes (1955–2019) of taxonomic composition and quantity indicators in the coastal, shelf and open waters of Ukrainian part of the Black Sea. It has been found out that in 2019 the taxonomic composition of zooplankton in NWBS was more diverse (49 taxons) in comparison with 2016 (35 taxons) and 2017 (39 taxons). The average abundance and biomass of zooplankton in 2019 (19641.8±3508.2 ind.⋅m-3 and 281.1±54.8 mg⋅m-3) was similar to 2016 (10299.1±258.2 ind.⋅m-3 and 182.6±54.8 mg⋅m-3) and much higher than in 2017 (1713.9±406.5 ind.⋅m-3 and 29.9±14.6 mg⋅m-3). It has been conducted historical analysis of the main zooplankton indicators: total biomass, biomass and abundance of Noctiluca scintillans (Macartney) Kofoid & Swezy, 1921, biomass and abundance of Copepoda and their representatives as the main forage zooplankton components – Oithona davisae Ferrari F.D. & Orsi, 1984, Acartia clausi Giesbrecht, 1889 and Acartia tonsa Dana, 1849. Observing zooplankton biomass highest indicators in NWBS in 1955–2019 it has been determined that its highest indicators took place in 1970–1980 during the period of greatest eutrophication. A decrease of the total biomass of zooplankton has been observed since the 2000s. The biomass of Copepoda was approximately at the same level at the above-mentioned period, it slightly underwent changes in 1970–2000 and significantly increased from 2011 till present. The highest indicators of N. scintillans were observed in 1970–1990, when its part increased over 60–70% of the total biomass of zooplankton. In 2008–2011 this indicator had not exceeded 10% in Odessa and 15% – in Danube regions of the Black sea. It has been found out that in NWBS total biomass of zooplankton and part of N. scintillans from zooplankton total biomass had decreased but part of Copepoda – had increased. These trends show about positive changes in forage base of industrial fishplantophages and improving the ecological state of the research aquaroties. For the first time in Ukraine it has been created the threshold value scales of zooplankton integrated index to establish coastal, transit and marine ecosystems ecological state. The five categories of ecological status class, from high to bad in accordance with the requirements of the EU Water Framework Directive (WFD), was established for the investigated water areas (9 regions and all biological seasons). It has been estimated the ecological state of all investigated water areas of NWBS in 2004–2019 by separate zooplankton metrics according to Directives of Marine Strategy (МSFD 2008/56/EC). Good ecological state (GES) was found out only in the waters of the north-western bays and the Danube Avandelta in accordance with total zooplankton biomass and Copepoda part (%) of the total zooplankton biomass indicators. All other waters had bad ecological state (NotGES). All investigated areas of the Black Sea had good ecological state in accordance with N. scintillans part of the total zooplankton biomass indicator. It has been detected that in 2004–2019 ecological status class of the Danube- Dniester coastal waters was higher than in other Black Sea aquatorias. It has been determined that in 2016, 2017 and 2019 most aquatorias in the coastal waters of the NWBS except the Danube region had bad ecological status class. Shelf and open waters of the NWBS had bad status in 2016 and they had high in 2017 and 2019. It has been found out that ecological state of coastal, transit and marine ecosystems really had been improved et last years of research. It is proving the establishment of a «new ecological norm» in the NWBS. Method of usage of zooplankton indicators has been recommended while providing Ukrainian coastal, transit and marine ecosystems national monitoring procedura. Abovementioned method and practical recommendations have been used to establish the quality of the aquatic ecosystem’s Black sea coastal EU countries and «EMBLAS-plus» member countries.
Опис
Ключові слова
зоопланктон, мезозоопланктон, Copepoda, північно-західна частина Чорного моря, гідробіологічний моніторинг, біомаса, чисельність, таксономічний склад, екологічний стан, біологічне різноманіття, якість вод, прибережні, транзитні та морські води, Водна Рамкова Директива ЄС, zooplankton, mesozooplankton, N. scintillans, northwestern part of the Black Sea, hydrobiological monitoring, biomass, abundance, taxonomic composition, ecological state, biological diversity, water quality, coastal, transit and marine waters, EU Water Framework Directive
Бібліографічний опис
Харитонова Ю. В. Використання зоопланктону для визначення якості морських прибережних вод на прикладі північно-західної частини Чорного моря : дис. … д-ра філос. : спец. 091 «Біологія», 09 «Біологія» / Ю. В. Харитонова ; Одес. нац. ун-т ім. І. І. Мечникова. – Одеса, 2023. – 158 с.