ПРОГНОЗНА ОЦІНКА ЕКОЛОГІЧНОГО СТАНУ УКРАЇНСЬКОГО СЕКТОРА ЧОРНОГО МОРЯ НА ПІДСТАВІ ЗМІНИ МОРФОФУНКЦІОНАЛЬНИХ ІНДИКАТОРІВ АВТОТРОФНИХ УГРУПОВАНЬ ПІД ВПЛИВОМ КЛІМАТИЧНИХ ФАКТОРІВ І НАСЛІДКІВ ВОЄННИХ ДІЙ (ЧАСТИНА 1. ДІАГНОЗ)
DOI:
https://doi.org/10.47143/1684-1557/2025.1-2.4Ключові слова:
автотрофні угруповання, річковий стік, прогностичні зв’язки, екологічний стан, Чорне море, північно-західна частина.Анотація
У роботі вперше для північно-західної частини Чорного моря (ПнЗЧМ) зроблено аналіз статистично значущих зв’язків середньомісячних об’ємів річкового стоку Дунаю і Дніпра у весняні місяці (березень – червень) із морфофункціональними індикаторами фітопланктону, макро- і мікрофітобентосу, а також показником первинно-продукційного процесу – хлорофілом-а, на підставі даних 2000–2024 рр. Головне завдання роботи полягає в отриманні коефіцієнтів регресійних рівнянь, які відображають вплив річного стоку річок Дунай і Дніпро на перебудову структурно-функціональної організації угруповань коротко- і довгоциклічних форм водної рослинності в пелагіалі й бенталі морської екосистеми та в подальшому зможуть бути використані для надання довгострокової прогнозної оцінки зміни екологічного стану моря в зонах річкового впливу, яку планується отримати у другій частині цієї роботи (Частина 2. Прогноз). Встановлено, що в період 2000–2024 рр. спостерігаються наявні тенденції до загального зниження об’ємів річкового стоку Дунаю і Дніпра як загалом за рік, так і у весняний період (березень – червень). Виявлено збільшення амплітуди коливань об’ємів стоку в період 2000–2024 рр. порівняно з попереднім – 1981–1999 рр., що свідчить про вплив змін сучасного клімату, які проявляються в нерівномірному розподілі кількості атмосферних опадів упродовж року, збільшенні повторюваності інтенсивних паводків і водночас посушливих періодів. У період 2000–2020 рр. середні багаторічні площі зон із високою концентрацією хлорофілу-а (Chl-a) становили приблизно 5900 км² для Chl-a > 2,23 мг·м⁻³ та 2300 км² для Chl-a > 4,63 мг·м⁻³. Збільшення сумарного річкового стоку Дунаю та Дніпра на 1 км³ у ранньовесняний період року асоціюється з розширенням площі помірно евтрофних вод (Chl-a > 2,23 мг·м⁻³) на 150–200 км². Аналіз синхронних впливів місячного стоку річок на показники фітопланктону у весняний період (березень – червень) виявив схожий характер зв’язків як для Дунаю, так і для Дніпра, рівень яких був максимальним для показників площі поверхні (S). Березневий стік обох річок формував сильні обернені зв’язки з S, що узгоджується з домінуючим впливом зимового типу гідродинамічних процесів до початку інтенсивного паводка. У квітні виявлено сильний прямий зв’язок з індексом поверхні (SІ) угруповань фітопланктону, пов’язаний із впливом максимального паводка. Аналіз «віддаленого» впливу обсягів місячного стоку річок Дунай і Дніпро на показники фітопланктону в Одеському районі ПнЗЧМ підтвердив наявність «запізнення» позитивного (прямого) впливу у випадках, коли цей вплив не проявлявся в той же місяць. Для морфофункціональних показників донної рослинності – питомої поверхні флористичного складу макрофітів (S/Wх) і внеску епіфітного компонента (Се) в Одеському районі ПнЗЧМ – були отримані діаграми розсіювання та визначені коефіцієнти апроксимаційних рівнянь, які відображають наявний статистичний зв’язок між тенденціями зміни середніх значень цих індикаторів і об’ємами місячного стоку Дунаю і Дніпра у весняні місяці багаторічного періоду 2000–2024 рр. Показано, що зі збільшенням місячних об’ємів стоку значення вказаних показників теж зростають. Це дає можливість використовувати отримані рівняння для надання прогнозної оцінки зміни структурно-функціональної організації макро- і мікрокомпонентів бентосної рослинності, яка пов’язана з категоріями екологічного статусу (ESC) морської екосистеми. Проведений діагноз наявності кількісних зв’язків об’ємів стоку найбільших річок ПнЗЧМ з функціональною активністю й інтенсивністю функціонування автотрофних угруповань створює основу для подальшого отримання прогнозних оцінок щодо можливих довгострокових змін категорій ESC морської екосистеми українського сектора Чорного моря відповідно до існуючих сценаріїв змін об’ємів річкового стоку, викликаних кліматичними змінами.
Посилання
1. Альтман Э.Н., Гертман И.Ф., Голубева З.А. Многолетние тенденции солености и температуры вод Черного моря в связи с изменением стока рек (по данным натурных наблюдений). Труды ГОИН. 1988. 189. С. 39–53.
2. Большаков В.С. Трансформация речных вод в Черном море : монография. Киев : Наукова думка, 1970. 328 с.
3. Виноградова Л.А., Маштакова Г.П., Дерезюк Н.В. Сукцессионные изменения в фитопланктоне северо-западной части Черного моря. Исследования экосистемы пелагиали Черного моря. Москва : Наука, 1986. С. 170–179.
4. Гідрологічні та гідрохімічні показники стану північно-західного шельфу Чорного моря : довідковий посібник / І.Г. Орлова та ін. ; відп. ред. І.Д. Лоєва. Київ : КНТ, 2008. 616 с.
5. Громов В.В. Методика подводных фитоценотических исследований. Гидробиологические исследования северо-восточной части Чёрного моря. Ростов. унив., 1973. С. 69–72.
6. Гусляков Н.Е. Микрофитобентос. Руководство по методам биологического анализа морской воды и донных отложений / под ред. А.В. Цыбань. Ленинград : Гидрометеоиздат, 1980. С. 166–170.
7. Гусляков Н.Е., Закордонец О.А., Герасимюк В.П. Атлас диатомовых водорослей бентоса северо-западной части Чёрного моря и прилегающих водоемов. Киев : Наукова думка, 1992. 109 с.
8. Демидов А.Н. Температура воды и соленость. Гидрометеорология и гидрохимия морей СССР. Т. IV. Черное море. Вып. 1. Гидрометеорологические условия. Санкт-Петербург : Гидрометеоиздат, 1991. С. 373–397.
9. Державний водний кадастр. Багаторічні дані про режим та ресурси поверхневих вод суші (за 2016– 2020 рр. та весь період спостережень). Ч. 1. Річки. Вип. 2. Басейн Дніпра : довідкове видання. Київ, 2023. 294 с.
10. Державний водний кадастр. Багаторічні дані про режим та ресурси поверхневих вод суші (за 2016– 2020 рр. та весь період спостережень). Ч. 1. Річки. Вип. 1. Басейн Вісли, Дунаю, Дністра, Південного Бугу, річки Причорномор’я : довідкове видання. Київ, 2023. 465 с.
11. Еременко Т.И. Макрофитобентос. Руководство по методам биологического анализа морской воды и донных отложений / под ред. А.В. Цыбань. Ленинград : Гидрометеоиздат, 1980. С. 170–177.
12. Зинова А.Д. Определитель зелёных, бурых и красных водорослей южных морей СССР. Москва- Ленинград : Наука, 1967. 397 с.
13. Иванов В.А., Тучковенко Ю.С. Прикладное математическое моделирование качества вод шельфовых морских экосистем : монография. Севастополь : НПЦ ЭКОСИ-Гидрофизика, 2006. 368 с.
14. Ильин Ю.П. Гидрологический режим распространения речных вод в северо-западной части Черного моря. Научные труды УкрНИГМИ. 2006. 255. С. 242–251.
15. Калашник Е.С. Принципы расчета индексов поверхности эпифитного компонента альгосистемы «базифит-эпифит». Pontus Euxinus – 2013 : тезисы VIIІ Междунар. научн.-практ. конф. молодых ученых по проблемам водных экосистем. Севастополь, 1–4 октября 2013 г. Севастополь, 2013. С. 67–69.
16. Калугина-Гутник А.А. Фитобентос Чёрного моря. Киев : Наукова думка, 1975. 248 с.
17. Лобода H.C., Тучковенко Ю.С. Дослідження впливу змін річкового стоку за кліматичними сценаріями на гідроекологічний стан північно-західної частини Чорного моря. Наукові записки Тернопільського національного педагогічного університету імені Володимира Гнатюка. Сер. Біологія. 2010. № 3 (44). С. 143–145.
18. Матвеев А.В., Попов Ю.И. Распространение дунайских вод в западной части северо-западного шельфа Черного моря. Український гідрометеорологічний журнал. 2012. № 11. С. 241–249.
19. Матыгин А.С., Сытов В.Н., Попов Ю.И., Ковалишина С.П. Изменчивость климатических характеристик морских вод в северо-западной части Черного моря. Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу. 2013. Вип. 27. С. 97–105.
20. Миничева Г.Г. Методические рекомендации по определению комплекса показателей, связанных с поверхностью водорослей-макрофитов. АН УССР. Одесское отд. Ин-та биологии южных морей. Препр. Одесса, 1987. 22 с.
21. Миничева Г.Г. Морфофункциональные основы формирования морского фитобентоса : дис. … д-ра биол. Наук : 03.00.17. Севастополь, 1998. 353 с.
22. Миничева Г.Г., Зотов А.Б., Косенко М.Н. Методические рекомендации по определению морфофункциональных показателей одноклеточных и многоклеточных форм водной растительности. Одесса : ЦНТЕПІ ОНЮА, 2003. 32 с.
23. Морська природоохоронна стратегія України. Додаток 1. Райони, ділянки та масиви Чорного та Азовського морів. 2021. URL: https://zakon.rada. gov.ua/laws/show/1240-2021-%D1%80#Text (дата звернення: 31.07.2025 р.).
24. Тучковенко Ю.С., Доценко С.А., Дятлов С.Е., Нестерова Д.А., Скрипник И.А., Кирсанова Е.В. Влияние гидрологических условий на изменчивость гидрохимических и гидробиологических характеристик вод Одесского региона северо-западной части Черного моря. Морской экологический журнал. 2004. № 3 (4). С. 75–85.
25. Тучковенко Ю.С., Хохлов В.М., Лобода Н.С., Кушнір Д.В., Серга Е.М. Вплив змін клімату на гідрологічний і гідроекологічний режими лиманів північно- західного Причорномор’я : монографія / за ред. Ю.С. Тучковенка. Одеса : Одеський державний екологічний університет, 2022. 202 с.
26. Bartels R. Re-interpreting R2, regression through the origin, and weighted least squares. University of Sydney Business School. Australia. 2015. 22 p.
27. CMEMS (Copernicus Marine Environment Monitoring Service). (2025). Black Sea – Ocean Colour Plankton MY L4 (Version 009_134) [Data set]. Marine Data Store (MDS). https://doi.org/10.48670/moi-00277 (дата звернення: 23.05.2025).
28. Didovets I., Krysanova V., Hattermann F.F., Lo´pez M.R., Snizhko S., Schmied H.M. Climate change impact on water availability of main river basins in Ukraine. Journal of Hydrology: Regional Studies. 2020. Vol. 32. 100761. DOI:10.1016/j.ejrh.2020.100761.
29. DIRECTIVE 2000/60/EC of the European Parliament and of the Council establishing a framework for the Community action in the field of water policy, 23 October 2000. (WFD, 2000/60/EC).
30. DIRECTIVE 2008/56/EC of the European Parliament and of the Council establishing a framework for Community action in the field of marine environmental policy, 17 June 2008. (MSFD, 2008/56/EC).
31. Jacob D., Petersen J., Eggert B., Alias A., Christensen O.B., Bouwer L.M. et al. EURO-CORDEX: New high-resolution climate change projections for European impact research. Regional Environmental Change. 2014. Vol. 14 (2). P. 563–578. DOI: 10.1007/ s10113-013-0499-2.
32. Kalashnik E.S. Indices of the basiphyte–epiphyte algosystem as indicators of the ecological status of marine coastal ecosystems. International Journal on Algae. 2018. Vol. 20 (3). Р. 265–276. DOI: 10.1615/InterJAlgae.v20.i3.50.
33. Kok K., Hesselbjerg C.J., Sloth M.M., Pedde S., Gramberger M., Jäger J., Carter T. Evaluation of existing climate and socio-economic scenarios. Deliverable 2.1 from EU FP7 IMPRESSIONS project. 2015. URL: http://www.impressions-project.eu/documents/1.
34. Krysanova V., Hattermann F., Wechsung F. Development of the ecohydrological model SWIM for regional impact studies and vulnerability assessment. Hydrological Process. 2005. Vol. 19. Р. 763–783. DOI: 10.1002/hyp.5619.
35. Kvach Yu., Stepien C., Minicheva G., Tkachenko P. Biodiversity effects of the Russia–Ukraine War and the Kakhovka Dam destruction: ecological consequences and predictions for marine, estuarine, and freshwater communities in the northern Black Sea. Ecological Processes. 2025. Vol. 14. 22. 25. DOI: 10.1186/ s13717-025-00577-1.
36. Mauser W., Bach H. PROMET − Large scale distributed hydrological modelling to study the impact of climate change on the water flows of mountain watersheds. Journal of Hydrology. 2009. Vol. 376. Р. 362– 377. DOI: 10.1016/j.jhydrol.2009.07.046.
37. Minicheva G., Marinets A. Periphyton morphofunctional indicators in the Danube’s Avandelta: Long-term assessment of Ecological Status. Tackling present and future environmental challenges of a European riverscape: IAD Proceedings. 2023. Vol. 1. 8417620. Р. 1–14. DOI: 10.5281/zenodo.8417620.
38. Minicheva G.G. Use of the macrophytes morphofunctional parameters to asses ecological status class in accordance with the EU WFD. Морской экологи- ческий журнал. 2013. Vol. XII (3). P. 5–21.
39. Moncheva S., Gotsis-Skretas O., Pagou K., Krastev A. Phytoplankton blooms in the Black Sea: Impact of nutrient enrichment and climate variability. Marine Ecology Progress Series. 2010. Vol. 405. Р. 117–130.
40. Ott R.L., Longnecker M. An Introduction to Statistical Methods and Data Analysis (7th ed.). Boston, MA : Cengage Learning, 2015.
41. Probst E., Mauser W. Climate Change Impacts on Water Resources in the Danube River Basin: A Hydrological Modelling Study. Using EURO-CORDEX Climate Scenarios. Water. 2023. Vol. 15 (1). 8. DOI: 10.3390/w15010008.
42. Schmied M.H. Evaluation, modification and application of a global hydrological model. Frankfurt Hydrology Paper 16, Institute of Physical Geography, Goethe University Frankfurt, Frankfurt am Main, Germany. 2017.
43. Stagl J., Hattermann F. Impacts of climate change on the hydrological regime of the Danube River and its tributaries using an Ensemble of Climate Scenarios. Water. 2015. Vol. 7. Р. 6139–6172. DOI: 10.3390/w7116139.
44. Tukey J.W. Exploratory data analysis. Addison- Wesley, 1977.
45. Utermohl H. Zur Ver vollkommung der quantitativen phytoplankton-methodik. Mitteilung Internationale Vereinigung Fuer Theoretische unde Amgewandte Limnologie. 1958. Vol. 9. 39 p.
46. ENSEMBLES: Climate Change and Its Impacts: Summary of Research and Results from the ENSEMBLES Project / Eds. P. Van der Linden, J.F.B. Mitchell. Met Office Hadley Centre, Exeter. 2009. 160.
47. Warszawski L., Frieler K., Huber V., Piontek F., Serdeczny O., Schewe J. The Inter-Sectoral Impact Model Intercomparison Project (ISI-MIP): Project framework. PNAS. 2013. Vol. 111. Р. 3228–3232. DOI: 10.1073/ pnas.1312330110.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
