МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
ОДЕСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ЕКОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
Берлінський М.А., П’ятакова В.Ф.
ЕКОЛОГІЧНІ АСПЕКТИ РЕГІОНАЛЬНОЇ ОКЕАНОГРАФІЇ Конспект лекцій
Одеса
Одеський державний екологічний університет 2022
УДК 504.04 Б 26
Берлінський М.А., П’ятакова В.Ф.
Б 26 Екологічні аспекти регіональної океанографії: конспект лекцій. Одеса:
ОДЕКУ, 2022. 84 с.
ISBN 978-966-186-196-0
В конспекті лекцій висвітлена історія дослідження природи Світового океану і базові понятійно-термінологічні дані щодо екологічних аспектів використання морського середовища. Розглянуті процеси, які протікають в морських екосистемах на прикладі Чорного моря, лиманах і пригирлових зонах Північного Причорномор’я. Запропоновано методичні підходи до оцінки збитків, які завдаються водному середовищу і біологічним ресурсам при різних видах антропогенної діяльності. Конспект лекцій призначений для бакалаврів освітньо-професійної програми «Гідрометеорологія».
УДК 504.04
Рекомендовано методичною радою Одеського державного екологічного університету Міністерства освіти і науки України як конспект лекцій
(протокол № 9 від 26.05.2022 р.)
ISBN 978-966-186-196-0
© Берлінський М.А., П’ятакова В.Ф., 2022
© Одеський державний екологічний університет, 2022
ЗМІСТ
УМОВНІ СКОРОЧЕННЯ ……… 4
ВСТУП………. 5
1 ЗАГАЛЬНІ УЯВЛЕННЯ ПРО МОРСЬКЕ СЕРЕДОВИЩЕ... 7
1.1 Сучасні тенденції використання морського середовища……… 7
1.2 Основні риси природи Світового океану... 8
1.3 Особливості морських екосистем... 9
1.4 Процеси, що протікають в морських екосистемах... 10
2 ПРИРОДНІ РЕСУРСИ СВІТОВОГО ОКЕАНУ... 14
3 ОСОБЛИВОСТІ ЕКОСИСТЕМИ ЧОРНОГО МОРЯ... 19
3.1 Основні компоненти чорноморської екосистеми... 19
3.2 Сучасні проблеми екосистеми Чорного моря... 22
4 ЛИМАНИ І ГИРЛОВІ ОБЛАСТІ ПІВНІЧНОГО ПРИЧОРНОМОР’Я………. 24 4.1 Сучасний стан екосистеми нижнього Дністра і Дністровського лиману... 24
4.2 Гирлова область Дунаю... 25
5 НЕНАВМИСНЕ ВСЕЛЕННЯ ЧУЖОРІДНИХ ВОДЯНИХ ОРГАНІЗМІВ З БАЛАСТНИМИ ВОДАМИ СУДЕН... 47
5.1 Вивчення інтрузії водяних організмів (на прикладі акваторії Одеського порту)... 48
5.2 Оцінка і зниження ризику занесення небезпечних водяних і патогенних організмів з судновими баластними водами: біологічний і судноплавний аспекти проблеми……… 51
6 МІНІМІЗАЦІЯ АНТРОПОГЕННОГО НАВАНТАЖЕННЯ І РАЦІОНАЛЬНЕ ВИКОРИСТАННЯ МОРСЬКОГО СЕРЕДОВИЩА……… 57 6.1 Днопоглиблення і дампінг ґрунту... 57
6.2 Розрахунок збитку, завданого водному середовищу і біологічним ресурсам... 59
7 ЗАБРУДНЕННЯ МОРСЬКОГО СЕРЕДОВИЩА НАФТОЮ І НАФТОПРОДУКТАМИ……… 62 7.1 Основні джерела надходження нафти і нафтопродуктів в Світовий океан……….. 62
7.2 Закономірності трансформації нафтопродуктів в шельфовій зоні.. 67
7.3 8 9 Вплив нафтопродуктів на гідробіонти………..……… МЕТОДИ ОЧИЩЕННЯ ВОД СВІТОВОГО ОКЕАНУ………... ОХОРОНА МОРІВ І ОКЕАНІВ………...……….. 72 78 78 РЕКОМЕНДОВАНА ЛІТЕРАТУРА ... 81
УМОВНІ СКОРОЧЕННЯ ПЗЧЧМ – північно-західна частина Чорного моря ГДК – гранично допустима концентрація
НП – нафтопродукти ВМ – важкі метали
ЗР – забруднювальна речовина ЗВР – зависла речовина
ПО – перманганатна окислюваність ММО – міжнародна морська організація ЧВО – чужорідні водяні організми
НВПО – небезпечні водяні і патогенні організми СПАР – синтетичні поверхнево-активні речовини
ВСТУП
Світові тенденції розвитку використання морського середовища спричинили необхідність викладання спеціальних дисциплін, пов’язаних з дослідженням цього питання. Економічні процеси та явища, що характеризують стан і розвиток використовування морського середовища як важливого об’єкту господарської діяльності, формулюють предмет дисципліни. В процесі вивчення курсу висвітлюються і розглядаються основні питання даної теми.
Багато наук вивчають морське середовище; серед них метеорологія, океанологія, геоморфологія, гляціологія і кліматологія. Кожна наука розглядає спеціальний аспект середовища і намагається окреслити специфічні проблеми, пов'язані з особливостями дисципліни. Так, метеорологи вивчають умови, що існують на поверхні суші і океану, і намагаються вивчати рух атмосфери. Фізики моря, розглядаючи існуючі атмосферні умови, намагаються вивчати рухи океану. Гідрологи намагаються передбачити запаси води в річках, озерах і підземних потоках за даними вимірювань опадів.
Але природа не визнає меж різних дисциплін. Процеси, що стабілізують в місці існування умови, сприятливі для життя, виходять за межі яких-небудь окремих областей знань. Розвиток організмів на Землі управлявся фізичними умовами місця існування.
У міру вивчення чинників, які стабілізували середовище на Землі, стане ясно, що океан відіграє основну роль. Він пом'якшує кліматичні коливання і надає стабілізуючої дії, оскільки його розміри дають можливість адсорбувати величезну кількість тепла і хімічних речовин незалежно від змінення умов на поверхні Землі. Одна з причин підтримки життя – переважання на Землі моря над сушею. У той час, коли річки і озера легко забруднюються, розміри океану дозволяють в ньому зберегти життя.
Термін «Світовий океан» ввів в науку радянський океанограф Ю.М. Шокальський. Під цією назвою він мав на увазі сукупність тієї водної оболонки Земної кулі, головною особливістю якої є солоність. Ці солоні води, що істотно відрізняються від прісних вод суші, стали виділяти в самостійну оболонку, звану іноді «галосферою». Її головною ознакою є високий рівень
мінералізації – до 3,5% або 35 г/кг розчинених речовин. Оскільки Світовий океан (галосфера) обмінюється речовиною і енергією з іншими середовищами, його розглядають як відкриту динамічну систему. Процесам обміну в Світовому океані властиве саморегулювання, направлене на підтримку природної рівноваги.
Проте сучасний рівень виробничої діяльності людей здатний порушити рівновагу, що склалася, а це може призвести до негативних для людини наслідків.
1 ЗАГАЛЬНІ УЯВЛЕННЯ ПРО МОРСЬКЕ СЕРЕДОВИЩЕ 1.1 Сучасні тенденції використання морського середовища
Океани і моря населяє багатий, різноманітний тваринний і рослинний світ, а їх підводні надра зберігають великі запаси корисних копалин. Океан є сферою мореплавання. Все це робить океани і моря життєво необхідними людині, і з часом ця необхідність зростатиме. Почате на зорі людської історії освоєння Світового океану – рибальство, збір молюсків, плавання суден в прибережних водах безперервно продовжувалося, посилювалося і розширювалося у міру розвитку техніки. Але особливо енергійно океан став освоюватися з кінця 40-х початку 50-х років ХХ століття. У ХХІ столітті освоєння Світового океану займе одне з центральних місць серед актуальних проблем взаємодії природи і суспільства.
Гігантське зростання виробництва на планеті в цілому змінює тепер зміст поняття «економічне освоєння океану». До останніх днів воно зазвичай трактувалося тільки як видобуток різних ресурсів і транспортне використання його вод. Але це лише один з аспектів економіки Світового океану. Її інший аспект пов'язаний з інтенсивним розвитком світового господарства, внаслідок чого морське середовище дуже широко і різнобічно залучається до виробничого процесу. Воно, наприклад, стало приймальником промислових і сільськогосподарських відходів. Перевищення природних концентрацій тих або інших речовин в морському середовищі вимагає вживання спеціальних заходів і відповідних витрат на його очищення і відновлення в ньому природної рівноваги.
До використання ресурсів Світового океану застосовний принцип стадійного підходу. На першій стадії антропогенної дії на морське середовище (використання ресурсів, забруднення і т.п.) порушення рівноваги в ньому усуваються завдяки процесам самоочищення. На другій стадії порушення, спричинені виробничою діяльністю, усуваються природним самовідновленням і цілеспрямованими заходами людини, що вимагають певних матеріальних витрат. Третя стадія передбачає відновлення і підтримку нормального стану морського середовища тільки штучними заходами із залученням технічних засобів. На цій стадії використання морських ресурсів потрібні значні капіталовкладення. Отже, сьогодні економічне освоєння океану включає не тільки використання його ресурсів, але і турботу про їх охорону і відновлення.
1.2 Основні риси природи Світового океану
До найбільш крупних форм Світового океану відносяться:
Шельф – звичайно мілководна морська тераса, що огортає материк і продовжує його під водою. В основному, це затоплена морем рівнина із слідами стародавніх річкових долин і берегових ліній, що існували при рівнях моря, нижчих за сучасні. Середня глибина шельфу 130 м, але в деяких районах вона досягає сотень і навіть тисячі метрів. Ширина шельфу в Світовому океані змінюється від десятків метрів до тисячі кілометрів.
В цілому шельф займає близько 7% площі Світового океану.
Материковий схил – нахил дна від зовнішнього краю шельфу до глибин океану. Середній кут нахилу цього елемента рельєфу дна близько 6о, але є райони, де його крутизна збільшується до 20-30о. Іноді материковий схил утворює прямовисні уступи. Ширина материкового схилу зазвичай близько 100 км.
Материкове підніжжя - широка похила рівнина, розташована між нижньою частиною материкового схилу і океанічним ложем. Ширина може досягати сотень кілометрів.
Ложе океану – глибока (близько 4-6 км) і найбільш велика (більше 2/3 всієї площі Світового океану) область океанічного дна із значно розчленованим рельєфом.
Океанська (морська) вода є однорідним розчином, до складу якого входять 96,5% води, приблизно 3,5% солей, незначна кількість завислих твердих речовин, розчинених газів і органічних сполук. Кількісною характеристикою хімічного складу морської води служить солоність – маса (у грамах) твердих мінеральних речовин, що містяться в 1 кг морської води.
За одиницю солоності беруть 1 г солей, розчинених в 1 кг морської води, і називають її проміле, позначаючи знаком ‰. Середня солоність Світового океану дорівнює 35,5‰, але по районах вона варіює в широких межах.
Океан постійно перебуває в русі, який спричиняється різними силами:
космічними, атмосферними, тектонічними. Динаміка океанських вод проявляється в різних формах і здійснюється, загалом, у вертикальному і горизонтальному напрямах. Під впливом хвильоутворюючих сил Місяця і Сонця утворюються періодичні підвищення і зниження рівня моря – припливи і припливні течії. Вітер, що збурює водну поверхню, генерує вітрові хвилі і викликає переміщення поверхневих вод на великі відстані, формуючи, таким чином, морські течії. Для багатьох районів Світового океану характерний апвелінг – процес вертикального руху вод, в результаті
якого глибинні води піднімаються на поверхню. Він може бути викликаний вітровим згоном поверхневих вод від берега.
Всі організми, що населяють Світовий океан, підрозділяють на три основні групи: планктон – мікроскопічні водорості (фітопланктон) і найдрібніші тварини (зоопланктон), вільно ширяючи в морській воді. Нектон – риби і морські тварини, здатні самостійно активно пересуватися у воді.
Бентос – рослини і тварини, що мешкають на дні океану.
Кількісна оцінка фауни і флори характеризується поняттями біомаси і біологічної продуктивності. Біомаса – це кількість живих організмів, виражена в їх сирій вазі на одиницю площі або об'єму (г/м2, г/м3 і т.д.).
Біологічна продуктивність – це швидкість відтворення живих організмів.
1.3 Особливості морських екосистем
Система взаємодій морських організмів з іншими, а також з морською водою і її фізичними і хімічними характеристиками складає морську екосистему. Компоненти екосистеми надані у таблиці 1.1.
Основними типами морських екосистем є: 1) відкритий океан (пелагічна частина); 2) води континентального шельфу (прибережні води);
3) райони апвелінгу (родючі райони з продуктивним рибальством); 4) естуарії (прибережні бухти, протоки, гирла річок, солоні марші і т.д.)
Таблиця 1.1 Компоненти екосистеми (за Ч. Дрейком і ін. 1982) Біотичні компоненти Абіотичні компоненти Живі організми Рослини
тварини бактерії
Вуглекислий газ живильні
речовини кисень вода та ін.
Фосфор азот кремній
інші елементи Біогенні залишки Органічний
детрит
1.4 Процеси, що протікають в морських екосистемах
Основні процеси, що протікають в морських екосистемах:
фотосинтез, живлення:
а) виїдання рослинних організмів, б) хижацтво,
в) поїдання трупів,
г) живлення донними відкладеннями, д) бактерійне розкладання;
смерть,
регенерація живильних речовин (біогенів):
а) опосередкована (бактерійне розкладання), б) пряма (метаболічна регенерація);
дихання.
Трофічні рівні:
Бактеріопланктон + фітопланктон > зоопланктон (рослиноїдний) >
зоопланктон (м'ясоїдний) > риби (планктонофаги) > риби (хижаки) Чинники, що контролюють продуктивність:
Світло – освітленість товщі води лімітується глибиною і, отже, обмежує фотосинтез. У прибережних водах проникнення світла на нижні горизонти додатково обмежується високим вмістом завислих речовин.
Температура – максимальна швидкість фотосинтезу досягається кожним видом водоростей лише в певному інтервалі температур.
Живильні речовини – океан не відчуває нестачі у вуглецю (двоокису вуглецю); отже, лімітуючим чинником можуть бути інші біогенні речовин, а саме: азот, кремній і фосфор. При цьому азоту потрібно більше, ніж фосфору, в рослинах співвідношення азоту і фосфору складає 16:1 (прибережні райони моря становлять виняток, оскільки там процеси регенерації азоту відбуваються повільніше за регенерацію фосфору).
Виїдання – співвідношення величин фіто- і зоопланктону є непостійним і коливається відносно деякого рівня рівноваги.
Морські донні відкладення, як місце мешкання біологічних організмів.
Багато морських організмів з числа рослин і тварин протягом всього життя (або на певному відрізку часу) мешкають у водній товщі – пелагіалі. Їх називають пелагічними. Інші населяють дно – бенталь, їх називають донними, або бентичними. Більшість видів мешкають в тому і іншому середовищах, змінюючи їх в процесі індивідуального розвитку (найчастіше
(увечері і вночі спливають на поверхню пелагіалі, а вранці повертаються на дно).
Дно відіграє важливу роль в житті водних організмів. Як місце існування (біотоп) різні ділянки дна відрізняються одна від одної: пісок, галька, камені, мул і т.д. Донний субстрат може бути твердим, рихлим, і володіти різними фізико-хімічними і гранулометричними властивостями.
Кожному типу ґрунту відповідають певні групи організмів, які пристосувалися в процесі еволюції до життя в умовах конкретної ділянки дна, або конкретного ґрунту. У біології і екології існує термін «біотоп». Це відносно однорідний за якістю життєвий простір певного співтовариства організмів – біоценозу. Біотоп чіткіше простежуються на дні водоймища, на різних типах ґрунту.
Окремим випадком бенталі є поверхні різних об'єктів, споруджених (або залишених людиною) на дні чи у водній товщі. Їх називають антропогенними субстратами, або антропогенними біотопами. Такими можуть бути різні гідротехнічні конструкції (бони, траверси, хвилеломи, пірси), а також штучні рифи, затонулі судна. Ці предмети бувають з каменя, бетону, металу, дерева і інших матеріалів. З часом їх поверхня покривається мікроорганізмами, водоростями, безхребетними тваринами, які на антропогенних твердих субстратах розвиваються успішніше, ніж на природному ґрунті. Іноді антропогенні субстрати можуть знаходитися у водній товщі або на її поверхні, наприклад, риболовні сіті, бакени, буї, підводні частини суден і ін. Вони також обростають морськими організмами.
У одних випадках обростання антропогенних субстратів є корисним для людини біологічним і екологічним процесом. За цим принципом функціонують штучні рифи і відбувається обростання колекторів установок для вирощування молюсків. У інших випадках обростання – шкідливий процес, що створює серйозні проблеми в роботі морських водопроводів і в судноплавстві. Тому боротьба з обростанням підводних предметів складає одне з пріоритетних завдань у ряді галузей народного господарства.
Крайові біотопи моря. Нарівні з пелагіаллю і бенталлю, особливу категорію місць мешкання в морському середовищі складають крайові або контурні біотопи. Відомо, що крайові зони моря, в яких стикаються і взаємодіють морські, наземні і прісноводі співтовариства організмів, відрізняються крайовим ефектом – високою чисельністю живих істот.
Морський нейстон – набагато щільніше, ніж планктон у водній товщі скупчення організмів і зосередження на ранніх стадіях розвитку водних безхребетних і риб – ікринок, личинок, мальків, які саме в цьому біотопі знаходять сприятливіші умови для успішного розвинення і зростання. За цим специфічним біотопом закріпилася назва – нейсталь. Основні фізико-хімічні
процеси, що протікають в нейсталі, наступні: поглинання до 50% сумарної сонячної радіації в шарі 1–10 см, накопичення на поверхні моря неживої органічної речовини морського і наземного походження. Особливий механізм поповнення нейсталі органічною речовиною пов'язаний з бульбашками повітря. Виникають вони у водній товщі в результаті хвилювання, фотосинтезу і розкладання мертвих організмів. Проходячи крізь пелагіаль вгору, бульбашки адсорбують розчинені у воді органічні речовини і транспортують їх на поверхню. З дійсних і колоїдних розчинів утворюються частинки, або агрегати, хімічний склад і розміри яких роблять їх придатними харчовими об'єктами тваринних організмів.
Одним з екологічно важливих наслідків цього постійно протікаючого процесу є утворення піни. Піна – складовий елемент поверхневого біотопу пелагіалі. У піні міститься в десятки і сотні разів більше органічних і мінеральних речовин, чим у воді. Однак піна, спричинена забруднювальними речовинами, і насичена ними, для живих істот непридатна. Проте, морська піна, не забруднена шкідливими для живих істот речовинами, є біологічно активною речовиною.
Просторово-часова мінливість продуктивності. До районів з високою продуктивністю належать континентальні шельфи і зони апвелінга. На відносно мілководому шельфі вода краще прогрівається, сюди, в першу чергу, надходять багаті живильними речовинами річкові води. Запас біогенних речовин постійно поповнюється потоком мінеральних речовин які є результатом розкладання органіки в донних відкладеннях.
У відкритому океані величезні акваторії знаходяться в зоні антициклональних круговоротів – конвергенцій, де відбувається опускання морських вод. Отже, живильні речовини, постійно опускаючись в нижні шари океану, лімітують розвиток тут продуктивності. У зонах апвелінгу відбувається протилежний процес – підйом збагачених живильними речовинами водних мас з нижніх шарів океану. При цьому на поверхні відбувається різке зростання продуктивності.
Крім того, глобальна система океанічних течій забезпечує висхідні потоки водних мас в приполярних областях Світового океану. Південна межа зон підвищеної продуктивності в обох півкулях співпадає з, приблизно, 50о широти. Висхідні потоки утворюються при розвитку конвективного перемішування в результаті руйнування сезонного термокліну. Ці два фізико- географічні чинники забезпечують підвищене надходження живильних речовин і, отже, продуктивність цих акваторій. Проте, у міру просування до полюсів, постійність низьких температур лімітує продуктивність.
Тимчасова – сезонна мінливість продуктивності - слідство реакції фітопланктонних організмів на коливання фізичних умов місця існування,
таких як освітленості, сили вітру і температури. Найбільші контрасти характерні для морів помірних широт. Унаслідок теплової інерції океану зміни температури поверхневих вод запізнюються щодо температури повітря, і тому в північній півкулі максимальна температура води спостерігається приблизно в серпні, а мінімальна в лютому. До кінця зими в результаті низьких температур вод і зменшення приходу сонячної радіації, проникаючої у воду, чисельність фітопланктону зменшується. В той же час, в результаті зимової вертикальної циркуляції і штормів відбувається інтенсивне перемішування і стовп води збагачується живильними речовинами, тобто разом з посиленням освітленості і прогріванням води відбувається підготовка до оптимальних умов розвитку фітопланктону з настанням океанічної весни.
Після весняного «спалаху» розвитку фітопланктону на початку літа настає зменшення чисельності фітопланктону, не зважаючи на оптимальні температурні умови. Це відбувається в результаті наступного: по-перше, біомаса фітопланктону зменшується з-за виїдання зоопланктону, що розвивається. По-друге, завдяки нагріву поверхневого шару води розвивається вертикальна стратифікація, що утрудняє вертикальне перемішування водних мас і, отже, винесення в поверхневі шари збагачених живильними речовинами глибинних вод.
Питання для самоконтролю 1. Хто запропонував термін “Світовій океан”?
2. Назвіть основні види ресурсів Світового океану.
3. У чому полягають сучасні проблеми морських екосистем?
4. Із яких основних форм складаються океани?
5. Яка солоність і її розподіл у океаносфері?
6. Перелічите основні групи морських організмів.
7. Назвіть основні компоненти морської екосистеми.
8. Перелічите основні екосистемні процеси.
9. Охарактеризуйте донні відклади, як середовище існування біоти.
10. Що таке крайові біотопи моря?
11. Що таке нейсталь?
12. Що таке морська піна?
13. У чому полягає просторова мінливість продуктивності?
2 ПРИРОДНІ РЕСУРСИ СВІТОВОГО ОКЕАНУ
У океанах і морях мешкають численні види тварин і рослин, а їх води, береги, дно і надра мають в своєму розпорядженні великий арсенал необхідних людині елементів і речовин. Вся сукупність органічного світу і неорганічних компонентів утворює природні ресурси Світового океану.
Біологічні ресурси – це вся різноманітність рослин і тварин, що мешкають в океанах і морях. Проте, фактично, біологічними ресурсами служать лише ті групи і види його мешканців, залучення в господарську сферу яких економічно виправдане. В першу чергу, до ресурсів відноситься риба (до 80-85% нектона), головоногі молюски – кальмари (10-15%), ракоподібні – креветки, кити і ластоногі (менш 5%).
Серед зообентосу господарський інтерес представляють різні види двостулкових молюсків (мідії, устриці, гребінці), ракоподібних (краби, омари, лангуста). З планктонних співтовариств використовується криль. У Світовому океані спостерігаються високо- і малопродуктивні області. Найбільш високопродуктивні області Світового океану займають не більше 17%
загальної акваторії, 63% акваторії Світового океану – малопродуктивні, 37% – біологічно продуктивні. Останні розташовані, в основному, на шельфі, периферії океанів і частково у відкритих водах, поблизу материкового схилу або над підняттями ложа океану.
Промисловий вилов риби по акваторії Світового океану здійснюється нерівномірно. За традицією найбільш розвинений промисел в північній (на північ від 30о п.ш.) зоні океану. У виловах переважають пелагічні види, оскільки підвищилися технічні можливості виловів. Останніми роками відмічене скорочення цінних видів, що пов'язано з їх переловом в попередні роки. За даними світової статистики в уловах переважають тріскові, оселедцеві і анчоусові групи.
Здобич морських безхребетних, з яких найбільш важливими є молюски і ракоподібні, постійно збільшується. Дуже цінним продуктом є устриця.
Устриця поширена в тропічних і субтропічних зонах. В Україні, у Чорному морі, поселення устриці були відмічені в північно-західній частині. Звичайно устриці населяють прибережні ділянки і банки на глибинах до 6 м на мулисто-піщаному ґрунті. Мідії – найбільш поширений двостулковий молюск. Їх поселення щільним шаром покривають прибережні мілини, утворюючи прикріплені до скель колонії. Це широко поширений молюск і в Чорному морі. На глибинах 10-20 м їх біомаса може досягати 50-80 кг/м2. У багатьох країнах практикується штучне вирощування мідій.
Здобич китоподібних і ластоногих в даний час істотно обмежена.
Проте, такі країни як Норвегія і Японія продовжують здобич китів, що йде в
розріз міжнародним нормам по охороні диких тварин і збереженню біологічної різноманітності. У Чорному морі з ластоногих відмічений тюлень- чернець. Останніми роками його популяція значно скоротилася. Окремі особини зафіксовані на мисі Тарханкут (Болгарія) і в гирлі Дунаю.
Видобуток водної рослинності. Прибережна зона моря опоясана чагарниками вищих водоростей. Налічується понад 4000 видів макрофітових водоростей. Вони підрозділяються на декілька груп: бурі – найчисленніші (ламінарія або морська капуста), червоніші (філофора), зелені (ульва) найменше поширені. У Чорному морі дуже важливим промисловим об'єктом була філофора. Філофора служить цінним біологічним харчовим препаратом.
У центрі північно-західної частини моря було розташоване унікальне поле Зернова, назване на ім'я вітчизняного ученого, який виявив скупчення філофори. Сьогодні, із-за умов морської екосистеми, що погіршали, зокрема, пониження прозорості морської води, відмічене катастрофічне скорочення ареалу філофори. Друга ділянка філофори розташована в Каркінітській затоці. Стан рослин тут значно кращий, оскільки умови морської екосистеми сприятливіші. Це пояснюється віддаленням від джерел антропогенного навантаження, і, більш за все, впливу стоку річок із надмірною кількістю біогенних речовин, а також відсутністю мегаполісів на побережжі.
У сучасних умовах високого ступеня навантажень на морське середовище і як наслідок –скороченням видової різноманітності, важливою галуззю стає розвиток марікультури. До марікультури відноситься не тільки створення ферм для штучного вирощування молюсків, але і культивація, і вселення риб, тварин та рослин. Останніми роками в Чорному морі хорошим акліматізантом став тихоокеанський пеленгас.
Останнім часом вводяться численні обмеження, направлені на охорону памолоді і риб, що нерестяться. На договірних началах стали обмежувати кількість виловлюваної риби. Іноді квоти вводяться непрямим чином, а саме:шляхом обмеження сезону промислу або встановлення певного розміру чарунок риболовних сітей. Після вилову деякої, наперед обумовленої кількості риби, промисел припиняють до наступного року.
Сучасні програми регулювання риболовецького промислу спрямовані на отримання «максимального стійкого улову», тобто на вилов найбільшої кількості риби, при якій, проте, не порушується відновлення її запасів. Для поповнення майбутнього запасу повинна залишатися достатня кількість зрілих самок; памолодь повинна охоронятися і виловлюватися по досягненні певних розмірів. Однак рибу вигідніше ловити зразу по завершенні фази максимального зростання, оскільки після досягнення зрілого віку вона дає менший приріст ваги порівняно з кількістю споживаної їжі.
Мінеральні ресурси океану. Ресурсом вважається накопичення в земній корі або на її поверхні твердих, рідких або газоподібних природних речовин в такій формі, яка допускає економічно вигідне їх видобування в даний момент або в майбутньому в якості промислової сировини. У цьому визначенні підкреслюються економічні аспекти використання ресурсу; якщо це використання виключається, то і немає підстав називати будь-яку речовину ресурсом.
У всіх прибережних районах океану, де населення так чи інакше відчуває брак прісної води, потенційно важливим ресурсом є сама морська вода. Крім того, значну потенційну цінність має ряд хімічних елементів і сполук, розчинених в морській воді. Головною перешкодою до використання служить їх низька концентрація. Проте, у будь-якому випадку опріснення морської води і добування з неї мінеральних речовин виключається за відсутності дешевих джерел енергії та з-за нерентабельності.
Ресурси морського дна. Сьогодні в багатьох країнах видобуваються міднопорфірові руди з середнім вмістом міді менше 1%; залізомарганцеві конкреції теж можна було б розглядати як потенційний ресурс, але поки що вони не знайшли застосування в господарській діяльності.
Фосфорити зустрічаються в багатьох районах континентальних закраїн.
З моря видобувається дуже небагато фосфоритів, тому їх можна віднести до розряду потенційних ресурсів. Фосфорити утворюються із залишків живих організмів, у відкладеннях, що збереглися в твердих або рихлих породах.
Породи, що містять фосфор, зустрічаються переважно на таких ділянках побережжя, де в результаті швидких змін температури або солоності гинуть великі маси організмів і на дні з'являється достатньо багатої фосфором речовини, що розкладається. Фосфор широко використовується при виробництві добрив, різних реактивів і детергентів.
Найважливішою мінеральною сировиною, що видобувається сьогодні з морського дна, є будівельні матеріали – пісок, гравій і ракушняк. На континентальному шельфі щороку здобувається понад 40 млн. кубічних метрів піску і гравію.
Паливно-енергетичні ресурси. Вуглеводні – нафта і газ – поза сумнівом, є найціннішою мінеральною сировиною, що видобувається з порід морського дна. Сьогодні діють сотні морських свердловин. Добуток нафти і газу відноситься до однієї з найбільш гострих і актуальних проблем в даний час – забезпеченню всезростаючих потреб багатьох країн світу у паливно- енергетичних ресурсах. Планетарні поєднання басейнів з покладами є головними поясами нафтогазонакопичення Землі. Геологи встановили, що існує комплекс природних передумов, сприятливих для розвитку великомасштабних процесів нафтогазоутворення і нафтогазонакопичення.
Істотна особливість сучасних морських нафтопромислів – їх розміщення в межах шельфу. Добуток нафти ведеться, головним чином, до глибин 200м.
На даний момент утворилося декілька найбільших центрів підводних нафторозробок, які визначають рівень видобутку нафти в Світовому океані.
Перший – у Персидській затоці, де видобуток складає понад 200 млн. т нафти і 42 млрд. м3 газу, що відповідає 40 і 25% їх світового видобутку у морі.
Другий – Венесуельська затока. Великі запаси мають в своєму розпорядженні Мексиканська і Гвінейська затоки, Північне море. Для Великобританії і Норвегії добуток нафти і газу став істотним стимулом промислового зростання.
Головний елемент розвідки і видобутку нафти – буріння. У морі воно ведеться за спеціальних гідротехнічних споруд – стаціонарних основин для бурових, або з пересувних бурових установок. Крім того, між берегом і морською розробкою зазвичай прокладають трубопровід під водою. Сьогодні не припускається можливості витоку нафти в море, але на випадок аварійних ситуацій передбачені природоохоронні заходи.
У Чорному морі добуток нафти проводиться Румунією в суміжній з Україною області шельфу. В даний час ведуться пошукові роботи українськими фахівцями в північно-західній частині моря. У акваторії Криму, в Каркінітській затоці ведеться промислове видобування газу.
Морський транспорт. Транспортний флот – це сукупність суден різного призначення і розмірів, використовуваних як пересувний склад для перевезення вантажів і пасажирів. Морські шляхи, на відміну від транспортних магістралей суші, створені природою і не потребують витрат на будівництво, експлуатацію і ремонт. Вантажонапруженість морських трас нічим не обмежена. Вони володіють значною пропускною спроможністю, за винятком деяких проток і каналів. Морські шляхи часто бувають значно коротші за сухопутні. Однак, морські шляхи розташовані в Світовому океані украй нерівномірно і зосереджені у відомих транспортних коридорах.
Серед морських перевезень вантажів велика частина припадає на сиру нафту і нафтопродукти. Більше 60% нафти, що видобувається, транспортується до споживачів по морських шляхах.
Збільшення об'єму перевезень і розмірів суден призвело, зокрема, до виникнення важковирішуваної проблеми по розширенню портів і всього портового господарства в цілому. Місцеположення багатьох портів, створених в більшості випадків щонайменше 100 років тому, коли судна з осіданням більше 6 метрів були рідкістю, є незадовільним з погляду на вимоги сучасного морського флоту.
Зараз акваторії крупних портів доводиться заглиблювати до 9 м, більшість – до 12 м. Таке поглиблення часто буває пов'язане з виїмкою великого об'єму корінних порід, значним подовженням судноплавного фарватеру, і, отже, виникає проблема розміщення вийнятого ґрунту. Зараз багато портів вже не задовольняють сучасним вимогам. У таких випадках доводиться здійснювати навантажувально-розвантажувальні операції на підходах до порту і доставляти вантажі на берег по трубопроводах або на баржах. Одним з рішень проблем, що виникають з-за необхідності все більшого поглиблення підходів до портів, є будівництво причалів у віддаленні від берега. За таких умов крупні танкери і суховантажі безперешкодно розвантажуватимуться у глибоководній зоні за допомогою суден з малим осіданням [5].
Питання для самоконтролю 1. Що таке біологічні ресурси моря?
2. Назвіть основні мінеральні ресурси Світового океану.
3. Перелічите основні ресурси морських екосистем української акваторії
Чорного і Азовського морів.
4. Яким чином судноплавство впливає на морські екосистеми?
3 ОСОБЛИВОСТІ ЕКОСИСТЕМИ ЧОРНОГО МОРЯ 3.1 Основні компоненти чорноморської екосистеми
Чорне море належить до басейну Атлантичного океану. Розташоване в глибині материка, Чорне море (разом з Азовським) найбільш відособлена частина Світового океану. Площа Чорного моря складає 423000 км2, об'єм – 547000 км3, середня глибина – 1315 м, найбільша глибина – 2210 м. На південному заході воно сполучається з Мармуровим морем через протоку Босфор (довжина Босфору – 30 км, ширина 0,7-3,6 км, глибина судноплавної частини 20-102 м, глибина порогу з боку Чорного моря – до 50 м, із сторони Мармурового – до 40м). Межа між морями проходить по лінії м. Румелі – м. Анадолу. Керченська протока сполучує Чорне море з Азовським. Межею служить лінія між мисом Такиль і мисом Панагія.
У північно-західній частині моря, яка повністю розташована в українському секторі, знаходяться найбільші затоки – Одеська, Каркінітська і Каламітська. Тут же знаходяться невеликі острівці – Зміїний і Березань. Ще один невеликий острів (о. Кефкен) знаходиться на схід від Босфору.
Основна частина річкового стоку надходить в північно-західну частину,
куди несуть води найбільш крупні ріки: Дунай (200 км3/год), Дніпро (50 км3/год) і Дністер (10 км3/год).
У рельєфі дна моря чітко виділяються три основні структури: шельф, материковий схил і глибоководна улоговина. Шельф займає до 25% загальної площі дна і в середньому обмежується глибинами 100-120 м. Найбільшої ширини (більше 200 км) він досягає в північно-західній частині моря. Вона розташовується в межах шельфової зони. Майже на всьому протязі гористих східних і південних берегів моря шельф дуже вузький (всього декілька кілометрів), а в південно-західній частині моря ширший (десятки кілометрів).
Материковий схил, що займає до 40% площі дна, опускається приблизно до глибин 2000м. Він крутий і порізаний підводними каньйонами.
Дно улоговини (35%) – це плоска акумулятивна рівнина, глибина якої збільшується до центру.
Глибини Чорного моря насичені токсичним для більшості організмів газом – сірководнем (H2S). Між верхньою (кисневою) і нижньою (сірководневою) зонами Чорного моря є проміжна зона співіснування обох газів. Наявність сірководня в морі, видимо, пов'язана із слабким вертикальним водообміном: Середземне море глибше за Чорне в 2,5 рази, проте сірководень там відсутній. Сірководень утворюється в результаті діяльності сульфатредукуючих бактерій за рахунок гниття органічних речовин, що поступають з поверхні моря, і в результаті відновлення
сульфатів. Цей газ спостерігається у воді від глибин 150-200 м до дна. Це одна з особливостей Чорного моря.
Кліматичні умови. Віддалене від океану і оточене сушею, Чорне море відрізняється континентальністю клімату, що проявляється у значних сезонних змінах температури повітря. На кліматичні особливості окремих частин моря значно впливає орографія – характер рельєфу прибережної смуги. Так, в північно-західній частині моря, відкритій для дії повітряних мас з півночі, проявляється клімат степів (холодна зима, жарке сухе літо), а в захищеній високими горами південно-східній частині – клімат вологих субтропіків (велика кількість опадів, тепла зима, вологе літо).
Взимку море зазнає дії відрогу Сибірського антициклону, що викликає вторгнення холодного континентального повітря. При цьому швидкість північно-західного вітру досягає 7-8 м/с і вище з різким пониженням температури повітря і опадами. При ослабленні взимку дії відрогу Сибірського антициклону, на Чорне море виходять середземноморські циклони. Вони викликають нестійку погоду з теплими, іноді досить сильними південно-західними вітрами і значними коливаннями температури.
Влітку на море розповсюджується вплив Азорського максимуму, встановлюється ясна, суха і жарка погода, термічні умови стають однорідними для всієї акваторії. У цей сезон переважають слабкі північно- західні вітри (2-5 м/с), лише в окремих випадках в прибережній смузі північно-східної частини моря виникають вітри штормової сили. Найнижча температура в січні-лютому спостерігається в північно-західній частині моря (від -1 до -5о).
Водообмін через Босфор зазнає сезонних змін, визначених різницею рівнів Чорного і Мармурового морів, а також характером вітрів в районі протоки.
Сезонні зміни рівня моря створюються, в основному, за рахунок внутрішньорічних відмінностей в надходженні річкового стоку. Тому в теплу пору року рівень вищий, а в холодну – нижчий. Максимальний рівень коливань досягає 40 см. Найбільшу величину в сірчаному морі мають згінно- нагінні коливання рівня. Особливо часто вони спостерігаються в осінньо- зимовий період, коли ця величина досягає 1 м. Для Чорного моря характерні неправильні півдобові приливи, величина коливань яких не перевищує 10 см.
Лід утворюється не регулярно, в основному, в північно-західній частині моря. Навіть в суворі зими льодом покрито 5%, а в помірні – 1,5% акваторії моря. У дуже суворі зими лід досягає берегів Болгарії, а плавучий лід виноситься до Босфору. За останні 150 років крижини в протоці спостерігалися 5 разів. У м'які зими льодом покриваються тільки лимани і окремі бухти. Льодоутворення звичайно починається в грудні, а максимальне
