Scientific journal
Advances in current natural sciences
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,976

SPATIAL DISTRIBUTION OF MINERAL FORMS OF BIOGENIC ELEMENTS AND CHLOROPHYLL "A" IN THE WATERS OF THE SEA OF AZOV AND TAGANROG BAY IN THE AUTUMN PERIOD OF 2025

Podobedova A.V. 1, Reshetnyak O.S. 2, Mikhalko A.S. 1, Povazhnyy V.V. 1
1 Federal State Budgetary Institution of Science Federal Research Centre Southern Scientific Centre of the Russian Academy of Sciences
2 Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education Southern Federal University
As a result of comprehensive hydrochemical studies conducted by the Southern Scientific Centre of the Russian Academy of Sciences in October 2025, new data on salinity, water turbidity, the distribution of biogenic elements, and chlorophyll‑a in the Sea of Azov were obtained. The aim was to analyse the spatial distribution of biogenic elements (nitrites, nitrates, ammonium ions, phosphates, dissolved silicon) and chlorophyll‑a against the background of changes in hydrological and hydrochemical parameters of the marine environment in the Sea of Azov and Taganrog Bay in October 2025. The determination of mineral forms of biogenic elements in water was carried out using a five‑channel Scalar San++ autoanalyser following standard methods. In the open sea, turbidity was low, and oxygen saturation was high, sometimes exceeding the norm. In Taganrog Bay, salinity and oxygen saturation decreased, while turbidity increased markedly. In the waters of the bay, nitrite content was somewhat higher, whereas nitrate and ammonium ion contents were lower compared to the open sea. Based on chlorophyll‑a content, the studied ecosystems are classified as mesotrophic or in a transitional state from mesotrophic to eutrophic. In the Don River delta, extreme concentrations of biogenic elements and oxygen deficiency were recorded, which may enhance eutrophication. On the basis of the obtained data, the need for regular monitoring of the biogenic load in Taganrog Bay is substantiated.
sea of azov
taganrog bay
biogenic elements
anthropogenic eutrophication
trophic state
chlorophyll “a”
dissolved oxygen
turbidity

Введение

Азовское море является одним из наиболее продуктивных и в то же время уязвимых морских бассейнов Российской Федерации, испытывающих значительное антропогенное воздействие, связанное с речным стоком, активной сельскохозяйственной и рекреационной деятельностью, эвтрофикацией прибрежных вод. Таганрогский залив Азовского моря, представляющий собой эстуарный [1] район моря, характеризуется высокой динамикой гидрохимических параметров, обусловленной смешением речных и морских вод, мелководностью и активными продукционно-деструкционными процессами [2]. В осенний период, как и в летний, особое значение приобретает оценка содержания биогенных элементов (N и Р), определяющих первичную продукцию, а также их органических форм, влияющих на формирование придонной гипоксии [3].

Как известно, минеральные формы азота и фосфора, являясь питательной составляющей для фитопланктона и фотосинтеза, обеспечивают биологическую продуктивность и рыбохозяйственную значимость водоема в целом. По данным [4], в изменчивости среднегодовых концентраций биогенных веществ в водной толще Азовского моря в период с 2007 по 2016 г. отмечено достоверное снижение содержания минеральных форм азота в Таганрогском заливе (относительно периода с 1998 по 2006 г.). В целом «уменьшение концентрации биогенных элементов в современный период осолонения в Таганрогском заливе не привело к снижению скорости первичного продуцирования органического вещества фитопланктоном», при этом их содержание «в собственно море остается на уровне среднемноголетних значений» [4].

Цель исследования – анализ пространственного распределения биогенных элементов (нитритов, нитратов, ионов аммония, фосфатов и растворенного кремния) и содержания хлорофилла «а» на фоне изменения гидролого-гидрохимических показателей морской среды в акватории Азовского моря и Таганрогского залива в октябре 2025 г.

Материалы и методы исследования

Экспедиционные работы выполнены на научно-исследовательском судне (НИС) «Денеб» ЮНЦ РАН в период с 14 по 28 октября 2025 г. Программа наблюдений включала комплексные гидролого-гидрохимические исследования морской воды на 15 станциях (рисунок), которые разделены на три группы: открытая часть Азовского моря, акватория Таганрогского залива, а также одна станция, расположенная в районе хутора Донской (ст. 1) в вершине залива, характеризующаяся минимальными глубинами и максимальным влиянием речного стока.

С помощью многопараметрического зонда Fuscin FS080114 измерялись температура, соленость, мутность, концентрация растворенного кислорода и степень насыщения воды кислородом (%), прижизненная флуоресценция хлорофилла «а». Пересчет интенсивности флуоресценции в концентрацию хлорофилла «а» проводился на основе калибровочного коэффициента, который был определен путем сравнения со значением концентрации хлорофилла «а», определенным для исследуемых вод Азовского моря экстракционным методом.

На каждой станции отбирались пробы с поверхностного и придонного горизонтов для определения концентрации минеральных форм биогенных элементов. Пробы отбирались батометром Нискина. Сразу после подъема батометра пробы переливали в одноразовые стерильные пластиковые пробирки типа «Фалькон» объемом 50 мл. Для предотвращения биохимических изменений состава воды (разложения органических веществ, нитрификации и др.) пробы сразу после отбора замораживали без фильтрации. Отобранные пробы доставлялись в лабораторию ЮНЦ РАН. Определение минеральных форм биогенных элементов в воде выполнялось с использованием пятиканального автоанализатора Scalar San++ по стандартным методикам [5, с. 45].

Результаты исследования и их обсуждение

Результаты комплексных гидролого-гидрохимических исследований акватории Азовского моря, Таганрогского залива и зоны смешения морских и речных вод в районе х. Донской представлены в таблице.

Температурный режим морских масс полностью соответствовал осеннему периоду. Температура воды в открытой части Азовского моря изменялась от 12,3ºС до 16,8ºС (в период с 17 по 23 октября 2025 г.), а акватории Таганрогского залива от 11,4ºС до 12,6ºС (в период с 25 по 28 октября 2025 г.). Значительных различий в значениях температуры воды в поверхностном и придонном слое не выявлено.

В современный период исследователями отмечается резкий рост солености воды Азовского моря [3; 6], который вызван длительным маловодьем, совпавшим с периодом роста температуры воды и воздуха и с повышением испарения с акватории моря.

Экспедиционная картосхема на НИС «Денеб» (октябрь 2025 г.) На картосхеме цифрами обозначены номера станций отбора проб воды и измерений: 1 – х. Донской (вершина залива); 177, 179, 182, 184–188 – акватория Таганрогского залива; 1А, 2–5, 95 – открытая часть Азовского моря Примечание: составлен авторами по результатам данного исследования

В период исследования соленость морских вод Азовского моря ожидаемо снижалась по направлению «открытое море – залив – дельта». В открытом море соленость снижалась от 18,5 е. п. с. до 14,4 е. п. с., в Таганрогском заливе – от 13,9 е. п. с. до 8,7 е. п. с. (таблица). Резкий градиент солености наблюдается в зоне смешения морских и речных вод, где на ст. 1 соленость снизилась до 0,84 е. п. с., что соответствует категории пресных вод. Специфический гидрохимический режим верхней части Таганрогского залива формируется под воздействием двух ключевых факторов: значительного опреснения, обусловленного стоком р. Дон, и высокой мутности вод.

Мутность воды также закономерно изменялась (увеличивалась) по направлению «открытое море – залив – дельта». В открытом море в поверхностном слое воды мутность имеет наименьшие значения от 1,5 до 6,4 FTU, что соответствует категории «слабо мутная вода». В придонном слое мутность воды изменялась в широком диапазоне значений: от 2,3 FTU на ст. 1А («слабо мутная вода») до 119,9 FTU на ст. 95 («сильно мутная вода»).

В Таганрогском заливе и на ст. 1 мутность в поверхностном слое воды в целом была выше, чем в открытом море, и составила 2,6–22,5 FTU, что соответствует категории «мутная вода» (10–100 FTU). В придонном слое мутность воды изменялась от 3,8 FTU на ст. 177 («слабо мутная вода») до 92,4 FTU на ст. 185 («мутная вода») (таблица). Высокая мутность воды ограничивает фотосинтез, что отчасти объясняет снижение содержания хлорофилла «а» в наиболее мутных участках залива [7].

Стратификация водных масс по степени насыщения кислородом в открытой акватории моря и в Таганрогском заливе наиболее отчетливо прослеживается в летний период, и расслоение водной толщи по данному параметру может достигать 50% [8, с. 15], что является характерным для гидродинамического и гидрохимического режимов Азовского моря.

Результаты комплексных гидролого-гидрохимических исследований морской воды в акватории Азовского моря и Таганрогского залива в осенний период 2025 г.

Станция

Дата, октябрь 2025

Время

Горизонт

Соленость, е. п. с.

Хлорофилл «а», мкг/дм3

Мутность, FTU

Степень насыщения воды О2, %

NO2–, мкгN/дм3

NO3–, мкгN/дм3

NH4+, мкгN/дм3

PO43-, мкгP/дм3

SiO32-, мгSi/дм3

Акватория Азовского моря

5

17

0:00

0

16,4

9,81

1,7

116

2,76

0,62

170,3

31,4

1,83

5

17

6:00

0

16,4

9,50

1,7

112

4,60

0,62

427,1

26,7

1,86

5

17

12:00

0

16,5

4,84

1,53

117

1,84

441,4

233,1

11,2

2,85

5

17

12:00

дно

18,5

1,88

10,6

89

20,7

122,8

231,3

82,8

1,57

5

17

18:00

0

16,5

9,57

1,5

123

2,76

11,16

112,3

32,6

2,57

95

21

11:50

0

17,3

8,47

5,4

102

3,22

0,62

132,5

15,4

1,59

95

21

11:50

дно

18,5

3,49

119,9

89

8,74

30,4

292,1

5,18

0,98

4

21

15:18

0

16,4

4,26

4,6

101

14,7

181,7

254,7

55,0

3,73

4

21

15:18

дно

16,6

4,66

13,6

101

21,2

114,7

221,4

101,4

2,73

3

21

18:30

0

16,3

5,68

15,3

101

6,90

10,5

332,3

66,7

1,30

3

21

18:30

дно

16,3

5,74

31,6

100

5,98

42,2

263,7

121,8

1,44

2

22

6:30

0

15,8

3,73

2,0

95

19,8

185,4

93,8

102,3

3,42

2

22

6:30

дно

15,8

3,39

2,0

95

15,6

113,5

186,7

65,4

1,94

22

12:00

0

14,7

5,96

1,8

100

12,0

63,2

129,8

48,0

2,60

22

12:00

дно

15,4

2,39

2,3

93

13,3

49,6

233,8

65,0

2,26

22

18:00

0

14,8

9,06

2,0

101

15,2

74,4

168,8

67,1

3,16

23

0:00

0

14,7

9,88

2,2

99

14,7

44,0

122,2

55,9

2,34

23

6:00

0

14,8

6,96

2,2

100

 

23

12:00

0

14,4

7,05

6,4

102

6,44

26,7

216,4

100,9

2,37

Акватория Таганрогского залива Азовского моря

177

25

11:50

0

13,9

2,90

2,6

100

11,0

73,8

133,6

66,9

3,87

177

25

11:50

дно

13,9

5,08

3,8

99

10,1

42,2

132,3

44,7

3,18

179

25

13:42

0

13,4

3,08

3,5

99

37,3

265,4

234,2

11,4

2,52

179

25

13:42

дно

13,3

3,99

11,7

98

39,6

194,7

437,6

0,10

3,87

182

25

15:25

0

12,6

3,68

11,7

97

54,4

233,1

270,5

30,0

3,57

182

25

15:25

дно

12,6

4,27

22,5

96

184

25

17:05

0

11,7

7,35

18,4

98

17,5

90,5

173,7

32,3

1,44

184

25

17:05

дно

11,7

9,12

59,5

98

185

25

17:48

0

11,2

8,94

21,2

95

8,7

37,8

120,4

11,4

1,51

185

25

17:48

дно

11,2

11,7

92,4

95

186

26

10:00

0

10,3

9,83

10,1

100

9,20

2,48

77,8

81,2

4,01

186

26

10:00

дно

10,9

12,7

14,1

92

6,90

17,4

144,4

62,5

2,82

187

26

11:10

0

8,8

6,49

14,8

99

9,7

12,4

109,6

48,6

4,97

187

26

11:10

дно

8,9

12,9

19,2

94

11,0

10,5

122,0

70,5

4,78

188

27

12:00

0

8,7

13,9

13,6

97

12,9

0,62

386,6

62,6

5,31

188

27

12:00

дно

8,7

14,8

15,6

97

10,1

124,6

120,8

48,2

3,84

Дельта реки Дон, х. Донской

1

28

7:35

0

0,84

5,11

15,6

86

133,9

1990

500,9

317,3

10,59

Примечание: составлена авторами на основе полученных данных в ходе исследования.

По данным ряда авторов [3; 4], в современный период осолонения в Таганрогском заливе и в Азовском море выявлены статистически достоверные различия степени насыщения воды кислородом в поверхностном и придонном горизонтах в весенний и осенний периоды. Так, в период с 2007 по 2015 г. разница в степени насыщения морских вод кислородом в осенний период составила для открытого моря 5 %, а для Таганрогского залива – 14 % [4].

Осенью 2025 г. была наиболее выражена стратификация морских вод по степени насыщения кислородом в акватории Азовского моря по сравнению с Таганрогским заливом. Различие в степени насыщения морских вод кислородом в осенний период для акватории моря составило от 1 до 23 % (ст. 5), а для Таганрогского залива – от 1 до 8% (ст. 186) (таблица). Таким образом, кислородный режим в открытой части моря можно считать благополучным: насыщение кислородом в большинстве станций в поверхностном слое достигало 100–123 %, в придонном варьировало в пределах 89–101 %, что связано со снижением активности фитопланктона, стратификацией водной толщи и разложением органических веществ микроорганизмами. При этом критических уровней гипоксии (51 % насыщения) [9] достигнуто не было. В Таганрогском заливе кислородный режим чуть более напряженный: поверхностное насыщение кислородом составляло 95–100 %, в придонном слое снижалось до 92 % (таблица). На ст. 1 (х. Донской) насыщение воды кислородом составило всего 86 % в поверхностном слое, что характерно для устьевых зон с высокой техногенной [10] и биогенной нагрузкой, которая усиливается в маловодный период [11]. По сообщению Азово-Черноморского филиала ВНИИРО1 со ссылкой на данные ФГБУ «Северо-Кавказское управление по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды», объем годового стока Дона в 2025 г. «относится к одному из самых низких за период зарегулированного режима», что может снижать разбавляющую способность водных масс мелководного Таганрогского залива.

Важной характеристикой качества вод является поступление биогенных веществ, избыток которых может оказывать негативное воздействие на морскую систему [12].

Соотношение минеральных форм азота в поверхностном слое воды в открытой части моря и в заливе значительно не отличается, четких закономерностей выделить пока не представляется возможным. В акватории Азовского моря содержание нитритов варьировало от 1,84 до 19,8 мкгN/дм3 (среднее значение – 8,74 мкгN/дм3), достигая максимального значения на ст. 2, в Таганрогском заливе – от 8,74 до 54,7 мкгN/дм3 (среднее значение – 20,13 мкгN/дм3), максимум фиксировался на ст. 182. Концентрации нитратов изменялись от очень низких значений 0,62 мкгN/дм3 до 441,4 мкгN/дм3 в открытом море (ст. 5) и до 265,4 мкгN/дм3 в Таганрогском заливе (ст. 179). Средние значения концентраций нитратов в воде мало отличались и составили соответственно 86,7 и 89,5 мкгN/дм3.

По содержанию ионов аммония различия наименьшие: концентрации изменялись от 93,8 мкгN/дм3 до 427,1 мкгN/дм3 в открытом море (среднее значение –199,4 мкгN/дм3) и от 77,8 мкгN/дм3 до 386,6 мкгN/дм3 в Таганрогском заливе (среднее значение – 188,3 мкгN/дм3) (таблица). Таким образом, в водах Таганрогского залива несколько выше содержание нитритов и сопоставимое содержание нитратов и ионов аммония по сравнению с водами открытого моря. В придонном слое по максимальным значениям концентраций минеральных форма азота бóльшие концентрации фиксировались в мелководном заливе, а по средним значениям – содержания примерно одинаковые.

Содержание фосфатов в морской воде Азовского моря в поверхностном и придонном горизонтах несколько выше, чем в заливе, как по общим диапазонам концентраций, так и по средним значениям. Средняя концентрация фосфатов в открытом море в поверхностном слое составила 51,1 мкгP/дм3, в придонном – 73,6 мкгP/дм3, а в Таганрогском заливе – 43,0 и 45,2 мкгP/дм3 соответственно.

На ст. 1 (х. Донской) в зоне смешения морских и речных вод зафиксированы максимальные значения концентраций минеральных форм азота и фосфора, что вполне очевидно связано с влиянием речного стока, резким изменением гидродинамического режима и формированием геохимического барьера, способствующего накоплению веществ. При этом высокие содержания в воде фосфатов в районе х. Донской могут усиливать процессы эвтрофикации вод, которые имеют более высокий риск проявления для экосистем южных регионов [13].

Распределение концентрации растворенных форм кремния закономерно изменялось – увеличивалось по траектории «открытое море – залив – дельта». В открытом море в поверхностном слое общий диапазон концентраций кремния составил (0,98–2,73) мкгSi/дм3, в Таганрогском заливе – (1,44–5,31) мкгSi/дм3 (таблица), средние по акватории значения – 2,47 и 3,40 мкгSi/дм3 соответственно. Аналогично изменяется содержание соединений кремния в водах придонного горизонта. Самая высокая концентрация кремния (10,6 мкгSi/дм3) зафиксирована на ст. 1, что связано с влиянием речного стока и выносом продуктов выветривания в дельте Дона [4].

Содержание хлорофилла «а» в поверхностном слое достигало максимума в открытом море на ст. 1А и составило 9,88 мкг/дм3. В целом значения варьировали в пределах от 3,73 до 9,88 мкг/дм3, что соответствует мезотрофному водному объекту. В водах Таганрогского залива концентрации хлорофилла «а» варьировали в более широком диапазоне – от 2,90 до 13,9 мкг/дм3, а по средним значениям различия незначительны – 7,29 и 7,02 мкг/дм3 соответственно. Аналогично изменяется и содержание хлорофилла «а» в водах придонного горизонта исследуемых участков. Самая высокая концентрация 14,8 мкг/дм3 зафиксирована в восточной части залива (ст. 188), что указывает на формирование локальной зоны высокой продуктивности, соответствующей категории «эвтрофного» водного объекта по широко известным классификациям Винберга (1960), Бульона (1983) и др. или по авторской методике оценки уровня трофности по данным дистанционной спектрометрии водных экосистем [14].

Трофность водных экосистем в исследуемых частях Азовского моря будет изменяться в зависимости от меняющихся гидрометеорологических и гидролого-гидрохимических условий, а также при оценке с использованием иных критериев.

Таким образом, в открытой части Азовского моря и в Таганрогском заливе сложились условия умеренной продукции фитопланктона с активным потреблением биогенных веществ и высоким насыщением кислородом. На ст. 1 (х. Донской) зафиксирована зона высокой эвтрофикации: максимальные концентрации нитратов, ионов аммония, фосфатов и кремния при минимальной солености и более низком насыщении кислородом. Такое состояние указывает на прямое влияние речного стока, накопление биогенных и органических веществ и замедленную утилизацию питательных веществ фитопланктоном из-за высокой мутности и малой глубины. Полученные данные свидетельствуют о необходимости регулярного мониторинга биогенной нагрузки на экосистему Азовского моря в целом и на Таганрогский залив, особенно в районе х. Донской, где риск усиления эвтрофирования, массового развития водорослей и гипоксии наиболее высок [15].

Полученные нами результаты имеют предварительный характер, требуют дальнейшего развития в части выявления антропогенной составляющей биогенной нагрузки, оценки качества воды и трофности экосистемы Азовского моря.

Выводы

На основе проведенного исследования можно сделать следующие выводы.

1. В осенний период 2025 г. температурный режим открытой части Азовского моря и Таганрогского залива соответствовал многолетней норме, значительных различий в значениях температуры воды в поверхностном и придонном слое не выявлено. Соленость морских вод по направлению «открытое море – залив – дельта» снижалась от 14,4–18,5 до 13,9–8,7 е. п. с. в Таганрогском заливе и 0,84 е. п. с. в зоне смешения морских и речных вод (в дельте р. Дон). Мутность воды закономерно увеличивалась по направлению «открытое море – залив – дельта» и изменялась от категории «слабо мутная вода» (от 1,5 до 6,4 FTU) до «мутная вода» (от 10 до 22,5 FTU) в Таганрогском заливе и на ст. 1. В целом кислородный режим в открытой части моря благополучный (насыщение кислородом в поверхностном слое достигало 100–123 %), в Таганрогском заливе и в дельте – напряженный (степень насыщения кислородом составляла 95–100 %).

Значительных различий в соотношении минеральных форм азота в поверхностном слое воды в открытой части Азовского моря и в заливе не выявлено. В водах Таганрогского залива несколько выше содержание нитритов (8,74–54,7 мкгN/дм3) и ниже содержание нитратов (0,62–265,4 мкгN/дм3) и ионов аммония (77,8–386,6 мкгN/дм3) по сравнению с водами открытого моря. В придонном слое по максимальным значениям концентраций минеральных форм азота бóльшие концентрации фиксировались в мелководном заливе, а по средним значениям – содержания примерно одинаковые. Содержание фосфатов в морской воде Азовского моря (от 11,2 до 102,3 мкгP/дм3, среднее 51,1 мкгP/дм3) выше, чем в заливе, как по общим диапазонам концентраций, так и по средним значениям. В зоне смешения морских и речных вод (ст. 1, х. Донской) зафиксированы максимальные значения концентраций минеральных форм азота и фосфора, что обусловлено влиянием речного стока.

2. Выявлено увеличение концентраций растворенных форм кремния по траектории «открытое море – залив – дельта»: в поверхностном слое моря – 0,98–2,73 мкгSi/дм3, в Таганрогском заливе – 1,44–5,31 мкгSi/дм3, в дельте Дона – 10,6 мкгSi/дм3, что связано с процессами выветривания горных пород и речным стоком.

3. По содержанию в воде хлорофилла «а» в поверхностном слое Азовского моря и на ст. 1А (до 9,88 мкг/дм3) водные экосистемы относятся к мезотрофным водоемам, в Таганрогском заливе (2,90–13,9 мкг/дм3) – относятся к экосистемам, функционирующим в переходном от мезотрофного к эвтрофному состоянию в зависимости от меняющихся гидрометеорологических и гидролого-гидрохимических условий.

Результаты анализа гидролого-гидрохимических показателей морской среды в открытой части Азовского моря и в Таганрогском заливе имеют высокую практическую значимость с точки зрения формирования программы мониторинга морских вод Азово-Черноморского бассейна в целом и обоснования необходимости проведения регулярных исследований по оценке биогенной нагрузки и степени риска усиления эвтрофирования в экосистеме Азовского моря.

[1] Азово-Черноморский филиал ВНИИРО [Электронный ресурс]. URL: https://azniirkh.vniro.ru/content/read/azniirkh-news/33176165-21-01-2026 (дата обращения: 12.05.2026).


Conflict of interest
The authors declare that there is no conflict of interest.

Financing
The publication was prepared within the framework of the state assignment of the Southern Scientific Centre of the Russian Academy of Sciences (SSC RAS), state registration No. 125040404857–4.

Библиографическая ссылка

Подобедова А.В., Решетняк О.С., Михалко А.С., Поважный В.В. ПРОСТРАНСТВЕННОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ ФОРМ БИОГЕННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ И ХЛОРОФИЛЛА «А» В ВОДАХ АЗОВСКОГО МОРЯ И ТАГАНРОГСКОГО ЗАЛИВА В ОСЕННИЙ ПЕРИОД 2025 ГОДА // Успехи современного естествознания. 2026. № 6. С. 19-25;
URL: https://natural-sciences.ru/en/article/view?id=38525 (дата обращения: 02.07.2026).
DOI: https://doi.org/10.17513/use.38525