Экосистема Балтийского моря

Экосистема Балтийского моря Общие географические данные:

Протяженность района водосбора Балтийского моря с севера на юг составляет 1700 км. самые южные районы расположенны в Центральной Европе, а самые северные – за Полярным кругом. Сотни рек, расположенных в сопредельных регионах, впадают в Балтийское море. Крупнейшие из них: Нева, имеющая устье в восточной части Финского залива; Висла, впадающая непосредственно в Балтийское море. Крупнейшая река Финляндии, впадающая в Балтийское море – Кемийоки, устье которой находится в северной оконечности Ботнического залива; Нарва – одна из крупнейших рек Эстонии, берущая свои истоки из акватории Чудского озера. В Балтийском море пресная вода рек смешивается с соленой водой океана, поступающей через проливы Дании из Северного моря, и таким образом возникает смешанная пресно-солёная вода Балтийского моря. По мере изменения средних объемов вытекающей в Балтийское море речной воды будет происходить изменение солености вод всей акватории Балтийского моря

Балтийское море отличается от многих других морей тем, что оно расположенно на материковой плоскости, а не между ними как большенство морей мира. Этим объясняется мелководность Балтийского моря, средняя глубина в котором составляет немногим более 50 метров, но в глубоководных частях имеется несколько больших впадин. Из них наиболее глубокая – Готландская котловина, которая расположенна к северо-западу от острова Гогланд и достигающая 495 метров. Кроме впадин вся акватория Балтийского моря раздробленна за счет мелководных зон, среди которых находятся Датские проливы, где средняя глубина составляет всего 14,3 метра. К мелководным зонам можно также отнести порог к югу от Аландских островов и Кваркен. Особенностью таких порогов и прочих профилей морского дна является то, что они приводят к делению Балтийского моря на отдельные части, между которыми происходит лишь частичный водообмен. Финский и Рижский заливы отличаются тем, что вообще не содержат глубоководных зон моря, в особенности это касается Рижского залива. Период полного обновления воды в Балтийском море составляет около 30 лет.

Температурный режим:

Лед представляет собой весьма редкое явление в солено-пресных бассеинах на всем Земном шаре. Сочетание солености и ледникового покрова требуют от всех организмов населяющих Балтийское море особой способности к адаптации.

У юго западной оконечности Финляндии в т.н. зоне Островного моря вода начинает замерзать при температуре в несколько десятых градуса ниже нуля. Толщина и продолжительность ледового покрова колеблются из года в год, но географическвя модельвсегда повторяется: лёд дольше всего держится на востоке и на севере, меньше всего в южной части моря. В северной части Ботнического залива ледовый сезон составляет от 4-х до 6 месяцев, в остальной части Ботнического залива и в акватории Финского залива от 2-х до 4-х месяцев, в акватории самого Балтийского моря меньше месяца. Ледовая обстановка Балтийского моря оказывает существенное влияние на всю экосистему Балтики: меняется направление течений, ухудшается световой режим. Механическое и физическое воздействие льда отражается в первую очередь на организмах, обитающих на берегах Балтийского моря. Те водоросли и животные, которые остались на границе воды под влиянием льда погибают. В устьях рек между льдом и зоной смешения воды образуется пресноводный слой. Вода, вытекающая из устья рек, и несолёная вода от тающего льда легче, чем соленая морская вода, и поэтому она остаётся на поверхности над слоем пресно-солёных, смешанных вод. Ледовый покров не дает ветру перемешивать слои воды между собой. В результате такой пресноводный лоскут оказывает важное воздействие на живые организмы, распологающиеся близко к водной поверхности, и которые привыкли к более солёной воде. После таяния льда ветер сразу перемешивает водные слои, и пресноводный слой исчезает.

Летом Балтийское море прогревается и весьма сильно. Чем дальше на юг, тем теплее поверхностный слой воды. Прибрежные воды (эстуарии) Балтийского моря прогреваются сильнее, чем другие (литоральные) его части. Также наблюдается четкая зависимость температуры воды от глубины. В ясную погоду солнце быстро нагревает верхний слой. На глубинах 10-20 метров расположен пояс температурного скачка - т.н. термоклина. Термоклина делит всю водную массу на две части которые взаимно не смешиваются, - верхний слой тёплой летней воды и холодный нижний слой зимней воды. При тихой погоде летом термоклина может сохраняться весьма продолжительное время. При сильном ветре термоклина местами разрушается, вода холодеет, к поверхности всплывает прохладная вода, поднимаются к поверхности питательные вещества. Явление термоклины исчезает осенью, когда сокращается разница температурного режима летней и зимней воды. Затем наступает время осенних штормов, которые разрушают остатки термоклины. На севере Ботнического залива Балтийского моря вода осенью перемешивается по всей глубине вплоть до самого дна, а в других районах Балтики смешивание распространяется только до слоя скачка солености морской воды т.н. галоклины. Зимой перепадов температуры в воде меньше, только у ледоваго покрова она более теплая. Лед защищает от ветров, поэтому зимой ослабленно перемешивание водных слоёв.

Слоистость вод Балтийского моря:

В Балтийском море вода образует разные по солености слои. Пресная вода попадает в Балтийское море из 250 рек, а соленая вода попадает только из узких Датских проливов. В связи с этим наибольшая соленость наблядается в Юго-Западной Балтике, и соленость снижается по мере продвижения к дальним оконечностям Финского и Ботнического заливов. Тенденция опресненние вод прослеживается от моря вглубь реки и в самих устьях рек Балтийского моря. Чем солонее вода, тем она тяжелее, поэтому солёные воды, попадая в Балтийское море опускаются ко дну, образуя там сильносоленый слой. На глубинах 70-80 метров содержание соли резко возрастает. Этот пояс скачка и называется галоклина. Галоклина возникает там, куда перестают доходить движения водной массы, вызываемое штормовыми волнениями.

Кислород являясь одним из самых важных лимитирующих факторов для всех живых организмов (за некоторым исключением), в большем количестве присутствует в поверхностных слоях воды, куда он поступает из атмосферы и в результате деятельности фитопланктона. На больших морских глубинах кислорода мало т.к. на глубинах галоклины (70-80 метров) полностью отсутствуют растения вследствии недостатка света; кислород не может поступать также из поверхностных слоев воды т.к. не происходит смешения слоёв. На дно моря постоянно опускается мёртвое органическое вещество образуя седимент который составляет питание для редуцентов. При застое воды в течение многих лет кислород на дне полностью истощается и вместо него образуется сероводород (H₂S), вырабатываемый донными анаэробными бактериями разлагающими мёртвую органику, который убивает всю донную жизнь. В бескислородной среде фосфор от органических веществ сохраняется в растворённом состоянии, не образуя донных отложений. С интервалом в 15 лет в Балтийское море из Северного моря попадают такие большие массы воды, что происходит оттеснение застойной воды. В результате чего улучшается кислородная ситуация и организмы вновь распространяются на данном месте. Оттесненные в северные и самые глубокие части Балтики застойные воды, постепенно смешиваются там с окружающей водой. При начале движения застойных вод происходит рост солёности Балтийского моря, за счет чего граница распространения морских животных смещается на север и на восток. Как следствие этого треска, красная камбала и песчанная креветка начинают появляться в таких местах, где в предыдущие годы их обитания не встречалось. Помимо солености, вытесненные застойные воды приносят и обилие питательных веществ из распавшихся седиментарных отложений. Такое периодическое повышение питательных веществ приводит к зацветания сине-зеленых водорослей.

На животный мир донной части Финского залива проникновение застоялой воды оказывает негативное влияние. Во время застоя вод происходит постепенное ослабление галоклины Финского залива. При поступлении новой солёной воды на дно возникает вновь изоляция донного слоя от верхних слоёв, начинает накапливаться сереводород и живые организмы покидают этот район. Только по истечении нескольких лет галоклина разрушается и происходит улучшение среды обитания на дне Финского залива.

Видовой состав Балтийского моря; морские и пресноводные виды:

По сравнению с мировым океаном или внутренними озерами видовой состав Балтийского моря весьма скудный. На дне у юго-западных берегов Финляндии очевидно просматривается только около 60-ти видов, в то время как у восточного побережья Дании их около 150, а на побережье Северного моря их полторы тысячи. Из 60-ти видов обитающих между Финляндией и Аландами – большенство составляют морские виды. Но в Балтийском море наблюдается сочетание морских и пресноводных видов. Больше всего пресноводных видов обитает в устьях рек и в отдельных оконечностях Ботнического и Финского заливов. Видов, характерных исключительно для смешанных вод очень мало. Способностью выдерживать соленое содержание среды определяется и ареал распространения вида. Многое виды живут только в определённых районах Балтийского моря. Когда через Датские проливы вливается в Балтийское море больше соленой воды, повышая солевое содержание всего бассеина, меняется и ареал распространения видов. В периоды повышения солесодержания в Балтийском море медузы цианея обыкновенная (Cyanea capillata) и аурелия ушастая (Aurelia aurita), они характерные для южной части Балтийского моря начинают проникать в его северные части также, как и многие донные (бентосные) виды и разновидности фитопланктона. На юг Балтийского моря вместе с морскими солеными водами приходят окенские виды: пикша, макрель и веслоногие морские рачки – кланусы. Нагрузка от пресно-соленых смешанных вод проявляется не только в ареале распространения видов. Многие разновидности морских видов не вырастают в пресно-соленых водах Балтийского моря до размеров своих океанских собратьев. Большенство пресноводных видов рыб: окунь, плотва, проходной сиг (Coregonus lavaretus), щука, лещ, язь, судак, налим, хариус и трёхиглая колюшка, а также многие водные растения с успехом населяют весь район Балтийского моря или заплывают в него очень далеко в поисках пищи. Из 21 вида моллюсков, обитателей внутренних водоёмов Финляндии ни один не прижился нигде в Балтийском море, за исключением отдельных мест в Финском и Ботническом заливах, а также в устье рек где вода практически пресная. Бассеину Балтийского моря всего12 000 лет, а в нынешнем виде этот бассеин существует всего 6 000 лет. За такую короткий эволюционный период виды просто ещё не успели приспособиться к этой среде, не говоря уже о развитии в акватории Балтийского моря собственной флоры и фауны.

Пищевая сеть Балтийского моря:

Основными производителями первичного органического вещества в в экосиситеме Балтийского моря являются продуценты такие как: фитопланктон, озерный камыш и водорослей. Наиболее интенсивно фотосинтез протекает в прибрежных водах Балтийского моря, которые характеризуются небольшими глубинами в результате чего солнечный свет часто проникает до самого дна. Однако несмотря на это основная энергия пищевых цепей Балтийского моря вырабатывается в открытом море, где этим занимаются планктоновые водоросли, достигающие максимальных количеств ранней весной. У фитопланктона могут иметься плавательные органы – жгутики. Представители растительного планктона как правило одноклеточные, но иногда они могут встречаться в связке друг с другом. Их цветовые пигменты позволяют связывать свет. Коричневые оттенки наиболее являются типичными для осени и ранней весны, зелёные получили наибольшее распространение в середине лета. Диатомовые водоросли и динофиты, наиболее распространённые в начале лета, представляют собой арктические морские виды водорослей. В разгар лета обильно встречаются и виды, наиболее характерные для тёплых морей, а также пресноводные виды. В это время в Балтийском море можно встретить золотистые водоросли Chrysophyceae, зелёные водоросли-хлорофиты, эвгленовые водоросли Euglenophyceae. На данный момент с классификацией некоторых планктонных организмов на растительный и животный мир затруднена т.к. у них встречаются черты обоих групп. В связи с этим в одну группу могут входить как представители животных, так и растения.  

В качестве первичных консументов можно назвать зоопланктон, который питается фитопланктоном. К самымому крупному зооплонктону Балтийского моря можно отнести веслоногих и дафний. К самым мелким представителям зоопланктона Балтийского моря относятся коловратки. Данный вид зоопланктона эффективно размножается без самцов основную часть года и производит их только осенью, когда условия становятся нестабильными. Веслоногие и дафнии в свою очередь выступают в роли важнейшей кормовой базы для такого вида рыбы как салака. Зоопланктон всегда пасется рядом с фитопланктоном, поедая его. В открытом море планктон плавает пятнами. В местах насыщенных питательными веществами и кормом с одновременно наиболее оптимальным температурным режимом и солёности воды планктон встречается обильнее всего. Но данные условия подверженны частым изменениям, поэтому пятна планктона перемещаются с места на место.

Самым крупным представителем зоопланктона является ушастая медуза (Aurelia aurita). Часть рыб питется планктоном. Их отличительной чертой является то, что нижняя челюсть таких рыб длиннее верхней. Самым распространённым видом рыбы, питающейся планктоном в Балтийском море является салака, или балтийская сельдь. Хищные рыбы открытого моря, такие как лосось, питаются другими рыбами. Треска, также является хищником и питается сельдевой рыбой и салакой которые в свою очередь питаются зоо- и фитопланктоном. В экосистеме побережья Балтийского моря, островов и водных территорий обитает множество разнообразных птиц. Среди них есть и изначально приспособленные к морской среде виды, и птицы, живущие по берегам внутренних водоемов. Наиболее богатый видовой состав птиц встречается в заросших растительностью морских заливах и на защищённых берегах. Меньше всего видов птиц отмеченно на внешних шхерах, и на открытых для прибоя берегах. На внешних островах обитают морские птицы, которые гнездятся в шхерах, но находят пищу в море. Птицы питаясь рыбой относятся к консументам более высокого порядка. На островах гнездятся: вилохвостые чайки, чегравки, полярные крачки, пестроносые крачки, большая морская чайка, серебристая чайка, клуша и сизая чайка. К утиным видам внешних шхер принадлежат гага обыкновенная, турпан, чернеть морская, крохаль длинноносый. В последнее десятилетие наблюдался рост большого баклана, который теперь гнездится в Финском заливе. Канадская казарка, натурализовавшись стала гнездится на берегах Швеции и Финляндии. К консументам ещё более высокого порядка можно отнести хищных птиц, таких как орлан-белохвост.

Пришельцы:

 Видовой состав Балтийского моря еще не стабилизировался окончательно, а новые виды продолжают прибывать. В ходе проведенных исследований удалось выяснить, что песчаная ракушка появилась в акватории Балтийского моря в качестве пришельца около 300 лет тому назад. За прошедшее столетие в Балтийское море прибыли новые виды, ранее здесь не встречавшиеся. Появлению новых видов во многом содействовала деятельность человека. Так, прикрепившись к днищам кораблей из Азии в Балтийское море в 20-е годы прошлого века попал мохнаторукий краб (Eriocher sinensis), который несмотря на свое широкое распространение в южной части Балтийского моря в Ботническом и Финском заливах отнюдь не частый гость. Данный вид не может размножаться в малосоленой воде заливов.

Американский вид щетинкового червя (Marenzellaria viridis) более успешно по сравнению с крабами завоевал среднюю часть Балтийского моря. В устье Вислы он тотально доминирует в данной части моря, а в последние годы было отмечено сильное размножение данного вида в акватории Рижского залива. К новейшим пришельцам можно отнести каспийский вид медуз Hemimysis anomala, впервые обнаруженный у берегов Финляндии в 19992 году. Предпологают, что данный вид из южной части Российской Федерации через каналы и искуственные водохранилища попал в Балтийское море, но существует и другая версия о том, что он попал в Балтийское море прицепившись к днищу морских судов. Среди новейших пришельцев в экосистеме Балтийского моря в течении 90-х годов были отмечены: хищная водяная блоха – церкопагис (Cercopagis pengoi) который попав из Каспийского и Черного морей в местных условиях не имеет ни хищников ни паразитов, и черноротый бычок (Neogobius melanostomus). Вышеописанные виды пришельцев, которых в более ранний период в акватории Балтийского моря не наблюдалось, попав сюда, в свою очередь, включились в пищевую сеть экосистемы Балтийского моря, являясь консументами для одних видов и одновременно источником пищи для консументов более высокого порядка. Однако довольно часто не имея естественых врагов и паразитов данные виды в местных условиях хорошо приспособились и очень быстро увеличивают свою численность, вытесняя при этом местные виды.

Морские млекопитающие и загрязнения окружающей среды:

Балтийское море достаточно бедно морскими млекопитающими, к которым относятся три вида тюленей: тюлень серый или тювяк, тюлень обыкновенный или нерпа, а также морская свинья обыкновенная, которая относиться к зубатым китообразным. Нерпа в водах Балтийского моря настолько отличается от своего исходного вида – нерпы кольчатой, что считается отдельным подвидом – нерпа балтийская. Обыкновенный тюлень сегодня встречается в Балтийском море в количестве неколько сотен особей только в юго-западной части, и данный вид никогда не отличался обилием в Балтийском море. Тевяк и нерпа ещё в середине прошлого столетия водились в Балтийском море десятками тысяч, но охота на них и загрязнения вследствии техногенной деятельности человека привели к резкому сокращения их численности. Считалось, что тюлени наносят вред рыбному хозяйству. Кроме того в результате увеличения загрязнения среды обитания данных видов в их организмах стали накапливаться такие токсичные вещества как ДДТ (дихлордифенилтрихлорэтан) и ПБХ (полихлорбифенил). ДДТ устойчив, (период полупревращения составляет около 5 лет), биоаккумулируется в пищевой цепочке, в значительной степени влияет на репродуктивную способность птиц. ДДТ токсичен для человека, животных и рыб, поражает, главным образом, центральную и периферийную нервные системы и печень.

 Исследования, проведённые в конце 60-х годов прошлого столетия, показали большое содержание этих веществ в организмах этих животных. Позже, в середине 70-х годов прошлого столетия, были отмеченны нарушения в размножении нерпы, что привело к резкому падению количества новорожденных детёнышей. В ходе наблюдений сделанных в 90-е годы удалось выяснить, что происходит постепенное устранение нарушений рождаемости нерпы. Причиной этого послужило уменьшение концентрации ДДТ и ПБХ в их среде обитания.

Из существующих в окружающей среде ядовитых веществ ДДТ и ПБХ, в районе акватории Балтийского моря, накапливаются в организме орлана-белохвоста, что приводит к катастрафическим снижениям численности его популяции в данном регионе. В 50-е годы почти все птенцы вылуплялись мёртворожденными. Это связанно с тем, что накопление ДДТ в организме птиц приводит к сокращению толщины скорлупы яиц и яйца просто раскалываются под весом высижывающих их птиц. В настоящий момент численность орлана-белохвоста востановленна в результате охранных мероприятий проведённых совместными усилиями таких государств как: Эстония, Финляндия, Швеция и Германия. В 1994 году здоровые птенцы родились у 68% наблюдаемых орлиных пар.

В акватории Финского залива Балтийского моря в данный момент наблюдается тенденция к сокращению загрязнения такими тяжелями металлами как: Zn, Cd, Cu, но в 1998 году наблюдалось резкое увеличение загрязнения свинцом. Возле побережья Эстонии на 1998 г. наблюдалась следующая картина: медь – 3.0 мг/кг^-1 и 1,8 мг/кг^-1, кадмий – 0.37 мг/кг^-1 и 0.31 мг/кг^-1, цинк – 30 мг/кг^-1 и 23 мг/кг^-1, ртуть – 0.03 мг/кг^-1 и 0.01мг/кг^-1 (в мг/кг^-1 на сухой вес еденицы биомассы) соответственно в заливах Кунда и Пярну. Средняя концентрация нефтяных углеводородов в 1998 также выросла по сревнению с 1994-1997 гг.), вообще Балтийское море очень уязвимо при загрязнении нефтепродуктами т.к. вода здесь холодная, а чем нмже температура, тем медленнее происходит распад нефти. Кроме того так как в естественных условиях нефть в экосистеме Балтийского моря не встречается, то соответственно и отсутствут нефтепоглощающие бактерии. Нефть и ее продукты оказывает прежде всего губительное воздействие на живые организмы и на пернатых, нагружают донный седимент сложными ароматическими углеводородными соединениями токсичного воздействия. Однако необходимо отметить, что в это время в Эстонской республике изменилась методика проведения аналитических определений, чем и может быть вызванно данное отклонение от данных полученных в более ранние годы.

Эвтрофикация и ее воздействие на экосистему:

В прошедшем столетии в результате техногенной деятельности человека объемы фосфора в бассеине Балтийского моря возросли в восемь раз, а азота в четыре раза. Данное воздействие на экосистему Балтийского моря со стороны человека привело к тому, что очень сильно увеличилась биомасса водорослей, которые опускаясь на дно моря в больших количествах и разлогаясь там приводят к сокращению кислорода, а затем в результате деятельности анаэробных бактерии начинает выделяться сероводород, который убивает все живое на дне. Влияние эвтрофикации на видовой состав рыбы следующий: в акватории Балтийского моря наблюдается размножение прежде всего плотвы и тех видов рыбы которые питаются первичными продуцентами. В середине 80-х годов половина рыбной биомассы приходилась только на плотву.

Цветение ядовитой сине-зеленой водоросли, появляющееся в открытом море в конце ленего сезона, вызывается цианобактериями, которые связывают молекулярный азот, растворившийся в воде из атмосферы. Около половина азота, поступающего в море, происходит из атмосферы, где он в свою очередь образуется вследствии сжигания ископаемого топлива, а также от аммиака испаряемого сельскохозяйственными предприятиями. Интенсивный транспорт и скотоводство, интенсивно развитые в Центральной Европе, приводят к тому, что наибольшее количество азотных осадков выпадает над акваторией Балтийского моря.

Фосфор в свою очередь попадает в море через реки и имеет сельско- и лесохозяйственное происхождение. Обильные удобрения легко стекают с полей в местные водоёмы, откуда уже в дальнейшем реками уносятся в море. Некоторая часть фосфора поступает в море через атмосферу или из таких точечных источников загрязнения как гигиенически- канализационные отходы населенных пунктов и промышленных предприятий. В результате с/х деятельности человека по берегам Балтийскогом моря в море попадает ежегодно 200 000 тонн азота и 5 000 тонн фосфора, что составляет по азоту 30-40%, а по фосфору 10% от совокупного объема нагрузок на на весь бассеин Балтийского моря. В результате увеличения явления эвтрофикации начинается деградация пищевой сети в экосистеме Балтийского моря, пищевая цепь становится совсем однобокой за счет резкого увеличения одних видов и резкого сокращения других.

Кроме того сине-зеленые водоросли во вреия своего цветения выделяют различные токсины, которые очень ядовиты для человека . Запрет на купание стал печальной реальностью на многих пляжах Швеции, Дании, Финляндии, а в прошедшем году также и в Эстонии. В середине июля из-за водорослей для купания в нашей стране были закрыты морские побережья в Пирита и на Штромке в Таллине, а также в Тойла и Нарва-Йыэсуу на северо-востоке страны. Среди симптомов отравления человека сине-зелеными водорослями медики называют покраснение кожи и глаз, ухудшение самочувствия, расстройство желудка, жар, насморк, кашель, ломоту в мышцах, пересыхание губ и нарушение координации.

Использованная литература:

1.  «Балтийское море – природа и человек» Ээва Фурман, Харри Дальстрем, Ристо Хамари. Изд. «OTAVA» Хельсинки 1998., ISBN 951-1-15049-9., с.159

2.  http://www/sea/ee/monit/ohtlik98.htm

3.  http://www.helcom.ru/rus/public/public1.shtml

4.  http://www.strana.kaliningrad.ru/N151/algae.html

5.  http://www.novayagazeta.spb.ru/?y=2002&n=79&id=1