Институт по Океанология към БАН - Варна Състояние на морските екосистеми пред българското черноморско крайбрежие Цонка Консулова Институт по Океанология към БАН - Варна

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

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

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: Вторият период (1970-1992) е период на усилена антропогенна еутрофикация, интензивни “цъфтежи” на планктон, хипоксия и масови морове на дънни организми До 1970 г. е т.н. “девствен” период, през който екосистемите функционират нормално.

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.

ЦЕЛИ 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

Мрежа на станциите за пробовземане Хидрофизични, хидрохимични и хидробиологични изследвания на морските екосистеми Научно-изследователския кораб на ИО-БАН - Варна “Академик” Мрежа на станциите за пробовземане

Изследванията се осъществяват посредством най-съвременна апаратура. 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.

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

Хидрохимия

Пелагична екосистема Фитопланктон Намаляване на броя, интензитета и сезонността на цъфтежите (хипоксия и замори) обуславят наличието на признаци за подобряване екологичното състояние на морето.

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

Риби Ято лефери Ято кефали Попче Морска игла Снимки Л. Клисуров

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

Черноморски нашественици 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. Mnemiopsis leidyi Подводни снимки: инж. Л.Клисуров, ИО-БАН

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. 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)

Черноморски нашественици 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). Beroe ovata Подводни снимки: инж. Л. Клисуров

Делфини 300.000 * Риби 100.000 t Зоопланктон 500.000 t Фитопланктон B 1950 делфини 70.000 * риби 250.000 t зоопланктон 2.000.000 t 1.000.000 t 1970 20.000 * 50.000 t 300.000 t фитопланктон 800.000 t 1990 30.000 * 1994-5 * Численост 400.000 * 150.000 т 100.000.000 т 1.000.000 т 300.000.000 т 10.000.000т 100.000 * Птици Aurelia 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 екосистема Видовото богатство намалява с нарастване на дълбочината

Пространствено разпределение на бентосните зооценози през 60-те години Пясъчна зооценоза 142 вида Митилусова тиня 90 вида Крайбрежна тиня 45 вида По: Кънева-Абаджиева и Т. Маринoв, 1960).

Сравнителен анализ на таксономичната структура на зообентоса по периоди 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. (Тодорова и кол., 2004)

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. b Средна численост (a) и процентно участие (b) на ключовите зоо-бентосни групи по периоди (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.

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).

Щети от дънното тралиране 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. Огромни количества, извадени с траловете като съпътстващ улов травмирани миди, се изхвърлят обратно на морското дъно,

Видово богатство на съобществата в двете зони Резултати Видово 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).

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

Изкуствен твърд субстрат - блокове 2001 1999 2000 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.

Култивиране на миди – исторически обзор През 1984 г бе създадена пълна нормативна документация за дейността култивиране на миди. M. galloprovincialis е единственият вид от молюските използван за храна от населението на черноморските страни. Мидена ферма край г. Созопол Мидена ферма край н. Калиакра

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

Инсталации тип “дълги линии” 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”

Основни видове хабитати и бентосни съобщества в района на н. Калиакра Колектор ( C ) Скала (R ) Дъно под фермата (U) Пясък ( S ) Дъно до фермата ( O ) Митилусова тиня ( M )

Сравнителна характеристика на съобществата в района на н. Калиакра 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).

Структура на съобществата по численост 70.1 96.0 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%).

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 а б Пристанище “Варна-Запад” – кейово място за насипни (а) и контейнерни (б) товари ( август, 2000 г.)

Изводи 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. 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.

Изводи 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.

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. 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 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.