Введение
Таманский залив расположен у восточного берега Керченского пролива Азовского моря и в силу своего географического положения характеризуется рядом особенностей. Он отличается разнообразием уникальных местообитаний донной растительности, где представлены сообщества как высших водных растений, так и водорослей. При этом некоторые виды макрофитов охраняются как на федеральном, так и на региональном уровнях. Так, взморники морской и Нольта (Zostera marina L. и Nanozostera noltei Hornem.) включены в Красную книгу Республики Крым (2015). В настоящее время ввиду высокой природоохранной ценности создан государственный природный зоологический заказник регионального значения «Запорожско-Таманский», включающий акваторию Таманского залива.
Несмотря на природоохранный статус акватории, Таманский залив испытывает усиливающееся антропогенное воздействие. Наряду с активной эксплуатация береговой зоны отмечаются долговременные эффекты от хозяйственной деятельность в предыдущие годы, что приводит к существенному сокращению площадей произрастания и обеднению видового состава донных биоценозов, что было зафиксировано рядом исследований не только в Таманском заливе, но также в Черном и Азовском морях и Мировом океане [1].
Первые данные о водной растительности Азовского моря приводятся в трудах А. Остроумова в 1896 г. Начиная с 1904 г. и далее в течение нескольких десятилетий в Азовском море вела постоянную работу научно-промысловая экспедиция под руководством Н.М. Книповича. Дополнительные сведения о водорослях-макрофитах Азовского моря в этот период освещались в работах Мейера в 1925 г. Впервые макрофиты Таманского залива и их экология изучались с применением легководолазной техники в 1960-х гг. К.М. Петровым. В 1965 г. вышла обширная сводка по водной растительности морей СССР М.С. Киреевой «Растительные богатства морей СССР», в которой большое внимание уделялось водной растительности Азовского моря. Систематическое изучение фитобентоса Таманского залива в 80-е годы проводили В.В. Громов совместно с сотрудниками Азовского научно-исследовательского института рыбного хозяйства (В.П. Закутским, Е.И. Студеникиной, В.Н. Шевченко). Результаты работы легли в основу подробного геоботанического описания Азовского моря и Таманского залива. Обобщенные материалы по итогам перечисленных исследований были опубликованы в труде Л.И. Волкова [2].
В 2005 г. в ходе работ Южного научного центра РАН в акватории залива, проведенных через 1,5 года после строительства Тузлинской дамбы, выполнено описание донных сообществ и общих закономерностей их распределения в прибрежной зоне Таманского полуострова. По результатам экспедиций было отмечено сокращение площадей ассоциаций Zostera marina, Zostera marina – Nanozostera noltei [3].
Активная портовая деятельность в Керченском проливе (обслуживание крупных терминалов и портов, дноуглубительные работы, постройка Тузлинской дамбы) рассматривается как один из основных факторов, влияющих на структуру сообществ фитобентоса, в том числе и на прилегающих акваториях [3].
Целью исследования является анализ пространственной структуры фитобентосных сообществ Таманского залива в современный период.
Природные условия
Таманский залив расположен между косой Чушка и Тузлинской косой и вдается в материк на 16 км. Ширина у входа – 8 км, глубина – до 5 м. Он разделяет Таманский полуостров на северную и южную лопасти. Причем его северная часть, ограниченная косой Чушка и Динским полуостровом, носит название Динского залива. Южный район залива условно разделяется на кутовую – восточную – часть и открытую к Керченскому проливу западную часть. Режим солености залива колеблется от 13 до 19 ‰. Берега сложены рыхлыми породами глинисто-песчаного строения.
Донные ландшафты сложены твердыми грунтами как естественного (глинистые илы, известняк, ракушечник), так и искусственного (каменная, известняковая отсыпка) происхождения. Искусственные субстраты в основном встречаются в открытых частях побережья Таманского полуострова (мыс Ахиллеон, косы Тузла и Чушка) и располагаются узкими полосами вдоль отдельных берегов [3]. Рыхлые грунты (глинистые илы, пески, обогащенные детритом и раковинным материалом) занимают большую часть площадей дна [3]. Распределение типов донных осадков подчиняется правилам вертикальной и циркумконтинентальной зональности [4].
Материалы и методы исследования
Для изучения распределения макрофитобентоса с учетом ландшафтной структуры дна были использованы материалы исследований, проведенных в Таманском и Динском заливах в период 2020–2024 гг.
Таблица 1
Координаты трансект ландшафтных профилей Таманского полуострова
|
№ п/п |
Координаты начального пункта |
Координаты конечного пункта |
|
1 |
п. Сенной (45°28ʹ70" с.ш.; 36°98ʹ87" в.д.) |
п. Юбилейный (45°32ʹ47" с.ш.; 36°97ʹ92" в.д.) |
|
2 |
п. Сенной (45°28ʹ15" с.ш.; 36°97ʹ90" в.д.) |
п. Волна Революции (45°32ʹ83" с.ш.; 36°95ʹ02" в.д.) |
|
3 |
п. Приморский (45°27ʹ10" с.ш.; 36°91ʹ22" в.д.) |
п. Гаркуша (45°31ʹ65" с.ш.; 36°85ʹ14" в.д.) |
|
4 |
п. Батарейка (45°38ʹ74" с.ш.; 36°81ʹ25" в.д.) |
п. Береговой (45°35ʹ82" с.ш.; 36°81ʹ38" в.д.) |
|
5 |
п. Приморский (45°30ʹ63" с.ш.; 36°81ʹ28" в.д.) |
отель Антик (45°38ʹ74" с.ш.; 36°81ʹ25" в.д.) |
|
6 |
п. Тамань (45°21ʹ91" с.ш.; 36°73ʹ71" в.д.) |
коса Рубанова (45°23ʹ08" с.ш.; 36°72ʹ53" в.д.) |
|
7 |
п. Тамань (45°21ʹ88" с.ш, 36°72ʹ78" в.д.) |
до 45°28ʹ71ʹʹ с.ш, 36°71ʹ90" в.д. |
Рис. 1. Карта-схема работ в Таманском и Динском заливах
Работы в Таманском и Динском заливах проводились на основе методов подводных ландшафтных исследований с использованием легководолазной техники [5, 6].
Координаты трансект ландшафтных профилей (пересекающие залив от берега к берегу и охватывающие все типы ландшафтов) приведены в таблице 1.
В течение 2020–2022 гг. были заложены станции отбора проб № 20-1-20-5, 21-1-21-5 и 22-1-22-3. Карта-схема работ представлена на рисунке 1.
Координаты трансект и станций были определены с помощью портативного GPS-приемника. Начиная от берега, на каждой трансекте велось сплошное визуальное наблюдение. Общее проективное покрытие (ОПП) определяли при водолазном обследовании площадки дна размером 100 м2.
Отбор проб макрофитобентоса на глубинах от 0,5 до 4,5 м осуществляли с помощью квадратных рамок площадью 0,25 м2 на основе фиксации высоты полога. Пробы макрофитов были определены в лабораторных условиях, при этом определяли их биомассу и видовой состав [7]. Выделение фитоценозов проводили согласно доминантной классификации [7, с. 55].
Донные отложения были описаны визуально на основе классификации морских обломочных осадков по гранулометрическому составу, разработанной П.Л. Безруковым и А.П. Лисицыным [5, 6]. Параллельно на каждой станции выполняли отбор проб грунтов мерным металлическим стаканом емкостью 1 дм3. Грунты обрабатывали согласно ГОСТ 12536-79 ситовым методом. В работе также были приняты во внимание материалы о гранулометрическом составе грунтов, опубликованные в работах И.В. Любимова с соавт. [4].
Всего за период экспедиционных исследований было заложено 68 станций, собрано и обработано 232 пробы.
Для создания ландшафтной карты были использованы программный пакет QGIS версии 3.32.3 и электронная основа карты Таманского и Динского заливов. Географическую привязку границ фитоценозов и определение их площади осуществляли с помощью ресурса kosmosnimki.ru.
Результаты исследования и их обсуждение
На основе анализа состава донных отложений было выделено три группы станций (далее – зоны).
Первая зона включает в себя станции на глубинах от 3,5 до 5,5 м, локализованных в центральных частях Таманского залива, где преобладающими грунтами выступают тонкие илы (0,01 мм).
Вторая зона содержит группу станций на глубинах от 2,0 до 3,2 м с донными отложениями песчано-илистой фракции (1–0,5 мм) с незначительной долей ракуши.
Третья зона мелководья с глубинами порядка 0,5–1,7 м включает в себя станции с высоким содержанием крупных фракций песка со значительной долей ракуши.
В сообществах фитобентоса Таманского залива в качестве основных доминирующих видов выделены Zostera marina, Nanozostera noltei, Chara baltica и Аntitamnion plumula. Отмечен поясной характер распределения сообществ. Полог фитоценозов имеет сплошной характер в мелководной части и мозаичный, начиная с глубин более 2,5 м.
На основе полученных данных была построена ландшафтная карта типов донных природных комплексов (ДПК) с указанием их границ (рис. 2).
Ландшафтная структура Таманского и Динского заливов состоит из 6 типов ДПК, расположенных в пределах слабонаклоненной песчано-илистой равнины. Донные ландшафты имеют поясное простирание с размытыми границами, смена донных природных комплексов наблюдается с ростом глубины, по мере ослабления волновой активности и снижения световой обеспеченности.
К области мелководной отмели, пролегающей вдоль всей береговой линии Таманского залива на глубинах до 2,0 м, с отложениями в виде крупнозернистых песков со значительной долей ракуши, приурочен пояс с фитоценозами Nanozostera noltei + Cladophora siwaschensis– Ulva intestinalis-Chaetomorpha linum (ДПК 1. ОПП 80–100%).
В западной части акватории Динского залива, прилегающей к косе Чушка на песчано-илистых отложениях, на глубинах до 1,2 м преобладают фитоценозы Nanozostera noltei + Cladophora siwaschensis (ДПК 2. ОПП 60–70%). На лежащей южнее части акватории вдоль к. Чушка на отмелях до 1,3 м с преобладанием песчано-илистых отложений в виде битой ракуши доминирует смешанное сообщество Nanozostera noltei + Zostera marina с отдельными полупогруженными куртинами тростника (ДПК 3. ОПП 80–90%).
На площадях мелководного берегового склона с глубинами 1,7–3,0 м с песчано-илистыми отложениями выделен доминирующий фитоценоз Zostera marina (ДПК 4. ОПП 70–100%). В Динском заливе, в центральной части, с глубинами до 2,0 м, на песчано-илистых грунтах с высокой долей ракуши преобладает фитоценоз Chara baltica, в качестве субдоминантов выступают Chondria tenuissimum, Zannichellia major, Ceramium tenuissima (ДПК 5. ОПП 40–50%)
В центральной части Таманского залива с преобладающими глубина от 3,0 до 5,0 м, на участках дна, сложенных тонкодисперсными илами с включением раковинного материала, доминирует моновидовое сообщество Аntitamnion plumula, которое образует сплошные заросли с толщиной слоя до 20–30 см (ДПК 6. ОПП 60–100%).
Рис. 2. Ландшафтная карта акватории Таманского и Динского заливов
|
Условные обозначения |
|
|
|
мелководная отмель, сложенная песками с примесью ракушки с доминирующими фитоценозами Nanozostera noltei + Cladophora siwaschensis – Ulva intestinalis-Chaetomorpha linum (ОПП 80–100%) |
|
|
мелководная отмель с песчано-илистыми грунтами и доминирующим фитоценозом Zostera noltii + Cladophora siwaschensis (ОПП 60–70%) |
|
|
мелководная отмель с песчано-илистыми отложениями c незначительной долей ракуши с доминирующим фитоценозом Nanozostera noltei +Zostera marina (ОПП 80–90%) |
|
|
мелководный береговой склон песчано-илистого сложения с включением раковинного материала и фитоценозом Zostera marina (ОПП 70–100%) |
|
|
слабонаклонная подводная равнина, сложенная песчано-илистыми грунтами с фитоценозами Chara baltica + Chondria tenuissimum + Zannichellia major + Ceramium tenuissima (ОПП 40–50%) |
|
|
слабонаклонная подводная равнина, сложенная тонкодисперсными илами с доминирующим фитоценозом Аntitamnion plumula |
Таблица 2
Общие запасы массовых видов макрофитов донных ассоциаций Таманского полуострова
|
№ ДПК |
Площадь, га |
Биомасса на г/м2 |
Биомасса, кг/га |
Запасы, т |
|
1 |
3800 |
498,75 |
4 987,5 |
18 952,5 |
|
2 |
800 |
591,59 |
5 915,9 |
4 732,72 |
|
3 |
2300 |
386,12 |
3 861,2 |
8 880,76 |
|
4 |
7500 |
725,27 |
7 252,7 |
54 395,25 |
|
5 |
732,3 |
101,82 |
1 018,2 |
745,628 |
|
6 |
18200 |
678,15 |
6 781,5 |
123 423,3 |
В настоящее время в акватории Таманского полуострова выделено 6 донных ассоциаций, из которых наиболее обширные площади занимают следующие биоценозы: моновидовое сообщество Аntitamnion plumula и смешанный фитоценоз Zostera marina + Nanozostera noltei. Для каждого донного природного комплекса были рассчитаны общие запасы массовых видов макрофитов (Zostera marina, Nanozostera noltei и Аntitamnion plumula) в пересчете на 1 га (табл. 2).
Наибольшие удельные запасы макрофитов (7,2 т/га) отмечены для ДПК 4 на глубинах 1,7–3,0 м с грунтами песчано-илистого состава, где доминирует сообщество Zostera marina, формирующее практически полностью сомкнутый покров с ОПП до 100%.
При достижении глубин порядка 3,0–3,2 м в структуре донных отложений отмечается снижение доли песков в сторону увеличения фракции тонкодисперсных илов. В то же время зафиксирована смена фитобентосных сообществ высших растений на моновидовое сообщество красных водорослей Аntitamnion plumula, однако биомасса при этом остается на довольно высоком уровне и составляет порядка 6,8 т/га (ДПК 6).
Мелководные участки (0,5–1,7 м) (ДПК 1–3), характеризующиеся преобладанием песчано-ракушечных и песчано-илистых грунтов с включение ракуши, занимают промежуточное положение по биомассе сообществ – порядка 5,9–3,8 т/га. Фитоценозы мелководной части представлены в основном взморниками с доминированием Nanozostera noltei с высокой долей зеленых водорослей.
Незначительные по биомассе сообщества с доминированием харовых водорослей выявлены в Динском заливе в виде узкой полосы вдоль мелководной части Таманского залива между поселками Сенной и Приморский, на глубинах от 0,2 до 1,0 м (1,0 т/га) (ДПК 5).
Ландшафтная структура слабонаклоненной подводной равнины Таманского и Динского заливов включает в себя 6 донных природных комплексов. Донные комплексы в основном имеют поясную структуру, сложение типов ДПК связано с особенностями круговых течений разной направленности в кутовой и основной части Таманского залива.
Совокупный анализ карт глубин, гранулометрического распределения грунтов и данных подводных съемок позволил провести обобщение участков дна с близкими параметрами для выделения однотипных участков морского дна (донных природных комплексов), приуроченных к одной форме рельефа, имеющих характерные фитоценозы (рис. 2).
Результаты наших исследований демонстрируют, что не только ландшафтная структура дна, тип донных отложений, но и глубина водной толщи существенно влияют на распределение и запасы донной растительности в акватории Таманского залива. Приуроченные к песчано-илистым грунтам на глубинах более 1,7 м заросли Zostera marina характеризуются наивысшими величинами запасов, тогда как на мелководье от 0,5 до 1,7 м песчано-ракушечных и песчано-илистых грунтов с включением ракуши запасы взморников существенно меньше (5,9–3,8 т/га).
Моновидовое сообщество Аntitamnion plumula характеризуется высокими показателями биомассы, лишь незначительно уступая сообществам с доминированием Zostera marina.
Заключение
Акватория Таманского залива характеризуется активным взаимодействием суши и моря, динамичностью и неустойчивостью к внешним воздействиям. На протяжении длительного времени залив подвергался интенсивному хозяйственному воздействию (дноуглубительные работы, строительство дамбы, рекреация, сельскохозяйственное освоение прибрежных зон и т.д.).
Комплексный геоэкологический подход к выделению донных природных комплексов Таманского залива позволил обнаружить закономерности пространственного распределения доминирующих фитоценозов. Картирование сообществ с привязкой к координатам GPS позволило оценить их запасы. Донная растительность Таманского залива имеет поясную структуру и представлена зостеровыми областями, которые располагаются на глубинах от 0,5 до 3,0 м. В растительном покрове залива взморники занимают доминирующее положение практически во всех выделенных ДПК. Наиболее высокими запасами макрофитов характеризуются фитобентосные сообщества мелководного берегового склона (ДПК 4), с песчано-илистыми отложениями с незначительным содержанием ракушки 1,7–3,0 м (сообщества Zostera marina) (7,2 т/га), наименьшими – комплексы, приуроченные к мелководной отмели, на глубинах от 0,2 до 1,0 м, с песчано-илистыми грунтами на глубинах (1 т/га), с доминированием сообществ харовых водорослей (ДПК 5).
Авторы считают, что необходимо разработать научно обоснованный план сохранения природно-ландшафтной среды, зонирование в структуре кадастра акватории и территории Таманского залива с выделением как охраняемых участков, так и зон рекреации, с обязательным определением ценности фитобентосных сообществ.