14. РЕЖИМ БИОГЕННЫХ ВЕЩЕСТВ 14.1. Основные факторы, определяющие содержание биогенных веществ в водах моря, и характеристика использованных материалов Изучение режима биогенных веществ в ВОДО- емах имеет большое научное и практическое зна- чение, поскольку эти вещества обеспечивают жиз- недеятельность морских организмов. В группу главных биогенных веществ принято выделять не- органические соединения азота (аммонийный азот, нитриты и нитраты), фосфора (фосфаты) и крем- ния (кремнекислота). В случае исчерпания глав- ных биогенных веществ в фотической зоне моря происходит лимитирование процесса фотосинтеза, а их дополнительное поступление стимулирует раз- витие фитопланктона и других морских автотро- фов [3]. 8 форм связанного азота, наибольшее значе- ние для питания водорослей имеют нитратный и аммонийный азот. Однако в силу аналитических трудностей определения эти формы по сей день остаются мало изученными. Систематически опре- деляется только нитритный азот. Нитриты в мор- ской воде содержатся в очень малых количествах, поскольку они представляют собой неустойчивую легкоокисляемую промежуточную форму — между аммонийными и нитратными ионами. Неорганический фосфор находится в морской воде в виде ионов ортофосфорной кислоты (фос- фаты). Основной формой кремния в морской воде является истинно растворенная — кремнекислота в недиссоциированном состоянии. — Содержание кремния в морской воде значительно выше, чем азота и фосфора и в морских водоемах кремний редко лимитирует первичную продукцию. Главным внешним источником биогенных ве- ществ в море является материковый сток. Опреде- ленный вклад вносит поступление биогенных ве- ществ из донных отложений и грунтовых вод. Не- которое количество биогенных веществ поступает с атмосферными осадками. Во внутреннем круговороте биогенных веществ ведущая роль принадлежит процессам ассимиля- ции неорганических форм биогенных веществ и ми- нерализации органического вещества. Ассимиля- ция азота, фосфора и кремния сопутствует про- цессу — фотосинтеза. — Возвращение биогенных веществ в морскую среду происходит при разложе- нии и окислении органического вещества при уча- стии гетеротрофных микроорганизмов. Для цикла азота большое значение имеет аммонификация и нитрификация. Минерализация легкоокисляемого органического вещества происходит в пределах фотической зоны (прямая регенерация) в процессе разложения остатков организмов и продуктов их жизнедеятельности. Минерализация более устойчи- вой части фосфорорганических соединений проис- ходит медленно в глубинных слоях морских вод или на дне. Во внутреннем круговороте кремне- кислоты в море главной расходной составляющей является биогенное извлечение: кремний включа- ется в скелеты диатомовых и других водорослей. Его возвращение в морскую воду происходит по- сле растворения тонких скелетных фрагментов. До 1961 г., при квазистационарном режиме Аральского моря, основные закономерности . про- 114 странственного распределения и временной измен- чивости — биогенных веществ были исследованы Л. К. Блиновым [32]. Содержание, распределение и режим биогенных веществ в Аральском море имели ряд специфических особенностей, отличных от других южных морей. В целом Аральское море отличалось исключительной бедностью биогенными веществами, что лимитировало развитие автотроф- ных организмов. Большая часть моря обладала чертами типичного олиготрофного водоема. В этот период содержание фосфатов в среднем составляло 1—4 мкг/л при максимальных концентрациях до 23 мкг/л и минимальных — до аналитического нуля. Содержание нитритов было близко к нулю. Средние концентрации нитратов не превышали 5 мкг/л, при колебаниях от аналитического нуля до 15—18 мкг/л. Содержание аммонийного азота в поверхностном слое достигало 80 мкг/л. Среднее содержание кремнекислоты составляло 250 мкг/л, а минимальные и максимальные ее концентра- ции — соответственно 120 и 800 мкг/л. Малые глубины, высокая прозрачность и 0со- бенности циркуляции обусловливали практическое отсутствие зоны аккумуляции биогенных веществ. Основным поставщиком биогенных веществ в море был речной сток. Взвешенные биогенные вещества почти полностью оседали в узких зонах смешения в устьевых областях рек Амударьи и Сырдарьи. Значительную роль в режиме биогенных веществ в море играли «биологические фильтры» дельт. Запасы растворенных неорганических форм азота и фосфора в донных отложениях и их поступление в водную толщу были ограничены. Ценность Аральского моря как рыбопромыслового объекта в большой степени определялась высокой биологи- ческой продуктивностью и своеобразием устьевых областей рек Амударьи и Сырдарьи. В последние 25 лет (1961—1985 гг.) интенсив- ного изъятия речного стока произошли существен- ные изменения в содержании, распределении и ре- жиме биогенных веществ в Аральском море. Сокращение, а в последние годы и полное пре- кращение поступления речного стока в Аральское море вызвало изменения внешнего баланса биоген- ных веществ. Существенные изменения гидрологи- ческого, гидрохимического и гидробиологического режимов обусловили трансформацию — процессов внутреннего круговорота биогенных веществ. Скорости основных биохимических — процессов трансформации биогенных веществ (ассимиляция неорганических соединений азота, фосфора и крем- ния и разложение н окисление органического ве- щества) зависят от температуры воды. Термиче- ский режим моря при падении его уровня суще- ственно — меняется. — Интенсифицируется — летний прогрев, особенно мелководных районов, что акти- визирует процессы разложения органических ве- ществ. На динамику биогенных веществ влияет также понижение температуры замерзания араль- ских вод в связи с ростом солености, интенсифика- ция процессов весеннего теплонакопления и осен- него выхолаживания вод. В Аральском море быстро возрастает средняя соленость воды, изменяется ее пространственное распределение, отмечаются негативные тенденции в газовом режиме. Неблагоприятные изменения