Комплексная экологическая оценка прибрежной территории Калининградской области



Прибрежные регионы являются одними из самых продуктивных мест в мире, предлагая широкий спектр ценных мест обитания и экосистем, которые всегда привлекали людей. Красота и богатство прибрежных районов сделали их популярными районами и туристическими направлениями. В настоящее время более 200 миллионов граждан Европы проживают вблизи береговой линии, простирающейся от северо-восточной Атлантики и Балтийского моря до Средиземного и Черного морей.

Ключевые слова : прибрежная территория, Балтийское море, экология.

Coastal regions are among the most productive places in the world, offering a wide range of valuable habitats and ecosystems that have always attracted people. The beauty and richness of the coastal areas have made them popular areas and tourist destinations. Currently, more than 200 million European citizens live near the coastline stretching from the northeast Atlantic and the Baltic Sea to the Mediterranean and Black Seas.

Keywords: coastal area, Baltic Sea, ecology.

Человечество издавна тяготеет к морским берегам, которые стали для него одной из важнейших экологических ниш. В настоящее время в 50-мильной прибрежной зоне проживает около 30 % населения земного шара, причем тяготение человека к приморским областям постоянно растет. Об этом говорят данные по общей численности населения Калининградской области, где в прибрежной рекреационной зоне проживает 8 % населения региона, а плотность населения составляет 75 чел./км2. В интересах человека береговая зона испытывает многоцелевую нагрузку, и ее освоение все более возрастает. Любые изменения береговой обстановки требуют со стороны человека пристального внимания, а восстановление равновесного состояния, как правило, больших затрат [1].

К числу явлений, вызывающих заметные изменения в сложившихся условиях, несомненно, следует отнести современный размыв морских берегов, приобретающий за последние десятилетия значительный размах и глобальное проявление. Около 40 % морских берегов мира испытывают сейчас в той или иной степени размыв и отступание в сторону суши. С одной стороны, это объясняется повышением штормовой активности в глобальном масштабе, а с другой, локальными и региональными причинами. Во многих случаях усиление размыва берегов тесно связано с активной деятельностью человека за счет задержки вдольберегового потока наносов искусственными препятствиями, уменьшением количества наносов в связи с использованием их в строительстве и т.д. [1; 2].

Это в полной мере можно отнести к Калининградскому побережью Балтийского моря, которое подвержено абразионным процессам, мешающим развитию курортного строительства, уничтожающим территорию и сельскохозяйственные угодья прибрежной зоны [3].

Современной абразии подвержено побережье на протяжении 27 км (в основном, в районах курортов Светлогорск, Отрадное, Зеленоградск, Пионерск). Отмечаются размывы берегов на протяжении почти 20 км на Куршской косе, а также в северной части Калининградской (Балтийской) косы [3].

Ожидаемое в ближайшем будущем сохранение этой тенденции выводит явление размыва берегов в число важнейших факторов, нарушающих сложившуюся экологическую ситуацию в береговой зоне моря.

Первое, что мы должны сделать — провести детальное и всестороннее изучение имеющихся материалов за максимально возможный временной промежуток. Следующий этап — сведение этих материалов в единую систему. Только так возможно создать работающие инструменты мониторинга и охраны берегов нашего моря [4].

Создание единой концепции и разработка информационного наполнения экспозиции по береговой линии Калининградской области позволит на высоком уровне выполнять не только научно-исследовательскую работу, но и планировать конкретные мероприятия по управлению состоянием прибрежной зоны. Подобная информационная экспозиция даст возможность ознакомить с проблемами развития побережья Калининградской области несравнимо большее число жителей нашей области, ведь именно от них зависит судьба наших пляжей и чистоты морской воды [4; 5]

Прибрежные зоны также являются одними из наиболее уязвимых районов к изменению климата и стихийным бедствиям. Риски включают наводнения, эрозии, повышение уровня моря, а также экстремальные погодные явления. Эти последствия являются далеко идущими и уже изменяют жизнь и благосостояние прибрежных территорий [6].

Экологическая оценка — это определение степени пригодности (благоприятности) природно-ландшафтных условий территории для проживания человека и любого вида хозяйственной деятельности [7].

Комплексный подход позволяет изучить взаимодействие природных и антропогенных подсистем.

Целью комплексной экологической оценки территории является выявление природных и антропогенных факторов экологической опасности и определение масштабов и интенсивности их проявления на данной территории.

Анализ природно-климатических условий Калининградской области свидетельствует о довольно невысокой устойчивости данной территории к антропогенному воздействию, что не способствует рассеиванию и нейтрализации загрязняющих веществ искусственного происхождения, что может привести к напряженной экологической обстановке даже при относительно небольшой химической нагрузке [10].

Вислинский и Куршский заливы подвержены большому загрязнению вредными веществами, приносимыми реками. Сейчас скопление таких загрязняющих веществ в водах обоих заливов примерно в 2 раза превышает предельно допустимую норму [9]. В период обильного цветения сине-зеленых водорослей в Куршском заливе купаться стало невозможно, а воду из такого водоема из-за наличия таких водорослей пить вообще нельзя ни при каких обстоятельствах (Рисунок 1).

Рис. 1: Вислинский и Куршский залив

Прибрежную территорию Вислинского и Куршского заливов в большей процентной вероятности загрязняют такие города, как Калининград, Пионерский, Светлый, а так же Балтийск.

Кроме Калининградской области, Вислинский и Куршский заливы через реку Лаву загрязняет Польша и через реку Неман — Литва. Куршский залив каждый год из-за реки Неман обогащается 80000000 кубических метров загрязнённых промышленными, коммунальными и сельскохозяйственными объектами вод [11].

Прибрежную территорию Вислинского и Куршского заливов в наибольшей степени загрязняют такие города, как Калининград, Пионерский, Светлый и Балтийск.

Небольшой мелководный Калининградский залив из-за загрязнений, переносимых рекой Преголью, потеряли способность к самоочищению. На сегодняшний день он причислен к «грязным» водоёмам. И, скорее всего, никогда не сможет восстановиться [12].

Мониторинг источников и условий формирования техногенной нагрузки исследуемой территории, показывает нам, что в Калининградской области, как и в большем количестве регионах Российской Федерации, проблема экологической безопасности имеет некоторые особенности загрязнение природных сред в результате разных типов экономической деятельности; переработка и утилизация отходов, сброс в воду переработанного материала, захламление прибрежной территории бытовыми отходами (особенно в летний период) [12; 14].

В целом, по образованию токсичных отходов Калининградская область занимает 64 строчку из 85 в экологическом рейтинге российских регионов.

Гидрохимический режим и структура биоценозов лагунных экосистем Вислинского и Куршского заливов во многом определяется особенностями гидрологического режима (речным стоком и водообменом с морем), а также мелководностью. Водоемы значительно отличаются по величине материкового стока и солености воды. Соотношение объемов речного стока и морской воды, которая поступает через пролив, составляет 1:5 в солоноватоводном Вислинском заливе и 4:1 в, непосредственно, пресноводном Куршском заливе [13]. По интенсивности затока морских вод и быстроты водообмена Куршский залив можно примкнуть к лагунам «закрытого» типа, а Вислинский залив — к лагунам «полуоткрытого» типа [11]. Интенсивность водообмена с морем идентифицирует некоторые процессы, в том числе, быстроту антропогенного эвтрофирования.

Лагуны испытывают интенсивную внешнюю биогенную нагрузку с речным стоком и со сточными водами городов. На протяжении XX века на акватории Балтийского моря и водоемов его бассейна (в том числе в Вислинском и Куршском заливах) наблюдалось увеличение биогенной нагрузки. Снижение промышленного производства и использование удобрений в 1990–2000 гг. привело к уменьшению внешней биогенной нагрузки в 4–5 раз по фосфору и 2–3 раза по азоту. Азот, в основном, поступает с аграрных угодий, а фосфор — со сточными водами (в большинстве своем из г. Калининград) в Вислинский залив [15]. Итоги всесторонних экологических исследований заливов, проводимых с 1991 г., не показывают заметной положительной динамики показателей эвтрофирования водоемов.

Куршский залив Куршский залив на сегодняшний день по гидрохимическим и гидробиологическим показателям можно характеризовать как гиперэвтрофный водоем. Невзирая на уменьшение внешней биогенной нагрузки устойчивых тенденций уменьшения концентраций минеральных и органических видов биогенных элементов не обнаружено. В теплое время года соотношение минеральных форм азота и фосфора создают условия для «гиперцветения» синезеленых водорослей. По причине эвтрофных условий на протяжении года показатель содержания органических веществ превосходит ПДК для рыбохозяйственных водоемов, что говорит нам о непрерывном вторичном (органическом) загрязнении, особенно в промежуток «гиперцветения», когда средняя для водоема величина БПК5 в 10 раз выше ПДК. По ряду критериев эвтрофирование уже превзошло стандарты, но экосистема Куршского залива обладает мощной самоочищающей способностью. Она образуется из гидрологических особенностей лагун — водообмена с морем, мелководности, ветрового перемешивания вод, проточности, что хорошо отражается, в частности, на кислородном режиме (традиционно >100 % насыщения во всем столбе воды) и предотвращает деградацию экосистемы. Лишь в периоды «гиперцветения» синезеленых водорослей (при концентрации хлорофилла «а» выше 400–500 мг/м3) на мелководных участках в южной и центральной частях залива и прибрежных районах периодически в ночное время суток за счет минерализации избыточный биомассы водорослей складывается нехватка кислорода и происходит локальный забор рыб [16].

Биомасса водорослей может достигать 1200- 2500 г/м3, содержание хлорофилла — 700- 3400 мг/м3, а величины аммонийного азота (800–1000 мкгN/л) существенно превышать ПДК [14]. Очень сильно эвтрофирование и «цветение» воды выражены в российской акватории (южная и центральная части залива, ≈75 % акватории), где условия очень благоприятны для «цветения» синезеленых водорослей: замедленный водообмен (≈1 год-1), нет затока морской воды, пресноводность и сильный летний прогрев воды (до 25–26 °С). В северной, литовской части (25 % акватории) показатели эвтрофирования ниже, так как район прилегает к морскому проливу и находится под влиянием речного стока и Балтийского моря, что мешает интенсивному развитию синезеленых водорослей [17]. Эвтрофирование сказывается на всевозможных трофических уровнях и, прежде всего, на низших (бактериопланктон, фитопланктон, зоопланктон). В фитопланктоне и зоопланктоне преобладают виды, обильное развитие которых свойственно для эвтрофных вод. На протяжении всего времени регулярных исследований Куршского залива (1981–2010 гг.) биомасса вероятно токсичных синезеленых водорослей в летний период всегда была на уровне «интенсивного цветения» (>10 г/м3), а в течение 12 сезонов достигала состояния «гиперцветения» (>100 г/м3), из них 9 отмечались после 1991 г. [18; 20]. Продолжающемуся эвтрофированию содействует потепление климата. Установлена прямая взаимосвязь между прогревом воды (>20 °С) и началом «гиперцветения» вероятно токсичных синезеленых водорослей [13]. Увеличение температуры воды, в частности увеличение числа «теплых» лет в 1990–2000-х гг., в сочетании с рядом прочих факторов создает условия «гиперцветения» водорослей и определяет продолжающееся эвтрофирование «закрытой» лагунной экосистемы Куршского залива. По размеру первичной продукции и содержанию хлорофилла в воде Куршский залив можно отнести к гиперэвтрофным водоемам, это один из самых высокопродуктивных водоемов Европы. Среднемноголетняя первичная продукция (≈500 гС/(м2·год)) в начале XXI века приблизительно на 60 % выше, чем в середине 1970-х годов, что говорит нам о значительном эвтрофировании «закрытой» лагуны в условиях «цветения» водорослей. Превышение первичной продукции над деструкцией в планктоне (на 50–60 %) и замедленный водообмен (≈1 год-1) способствует накоплению органики в воде и донных отложениях, росту внутренней биогенной нагрузки и дальнейшему эвтрофированию лагуны «закрытого» типа. По микробиологическим показателям воды залива в среднем можно описать как α-мезосапробные (в южной части как полисапробные). В зоопланктоне наблюдается увеличение числа видов, развивающихся в эвтрофных условиях. В промежутке летнего «цветения» потенциально-токсичных типов синезеленых водорослей увеличивается число мертвых зоопланктонных организмов или которые имеют аномалии (опухолевидные наросты), что, скорее всего, связано с воздействием альготоксинов, высокие концентрации которых (микроцистина) установлены в литовской части залива (в российской части исследования не проводились) [11; 12]. Куршский залив — очень важный рыбохозяйственный водоем. Очень многочисленны пресноводные виды (лещ, судак и др.), которые являются основными объектами добычи. Благодаря регулируемому рыболовству с 1960-х годов сохраняются стабильные уловы промысловых рыб на уровне 25–30 кг/га. Эвтрофирование вод сказалась на уменьшении рыбопродуктивности требовательных к чистоте вод ценных видов (сига, рыбца). В частности, запас сига сократился за последние десятилетия в 20 раз и находится в депрессивном состоянии по причине эвтрофикации залива, последствием которой является заиление нерестилищ. У леща (главного промыслового объекта) обнаружены морфопатологические и гистологические изменения, похожие с симптомами воздействия альготоксинов водорослей [13]. В летний период при скоплении водорослей в прибрежной зоне локально образуются анаэробные условия и заморы рыб [7]. Сейчас составляющая естественной смертности по данным причинам в популяциях основных промысловых видов рыб пока относительно небольшая и не оказывает значительного влияния на многолетние показатели рыбопродуктивности.

Вислинский залив по гидрохимическим и гидробиологическим показателям также можно отнести к высокоэвтрофным водоемам. В летнее время соотношение минеральных форм азота и фосфора (N:P30–50 мкгP/л) как и в Куршском заливе формируют условия для «гиперцветения» синезеленых водорослей (хлорофилл «а» >100 мкг/л). Сильный водообмен с морем содействует выносу загрязняющих веществ и уменьшению биогенной нагрузки. Большее содержание биогенов и загрязняющих веществ (которые превышают ПДК по минеральному фосфору, нефтепродуктам и СПАВ) находятся в восточной части залива (в районе устья р. Преголя у г. Калининград и Приморской бухте у г. Приморск), куда впадают сточные воды г. Калининград и основной речной сток с водосборной площади, а наименьшие — в районе морского пролива у г. Балтийск. По причине эвтрофных условий БПК5 в течение года превосходит ПДК, хотя и в меньшей степени, чем в Куршском заливе [5]. Среднемноголетняя первичная продукция (≈420 гС/(м2·год)) в начале XXI века приблизительно на 30 % выше, чем в середине 1970-х годов, что говорит о продолжающемся эвтрофировании Вислинского залива, хотя и с меньшей скоростью по сравнению с Куршским заливом [9]. Более интенсивный водообмен с морем в «полуоткрытой» лагунной экосистеме Вислинского залива способствует выносу биогенных и органических веществ через пролив в Балтийское море, уменьшению внутренней биогенной нагрузки и снижению антропогенного загрязнения водоема. Первичная продукция, содержание хлорофилла и большое количество фитопланктона в Вислинском заливе соответствуют эвтрофным, а в последние годы гиперэвтрофным водоемам. Однако эти показатели меньше, чем в Куршском заливе. Эвтрофирование Вислинского залива меньше потенциально возможного уровня, т.к солоноватоводность (2–8 %) и интенсивный водообмен (≈9 год-1) препятствует долгому «гиперцветению» пресноводных синезеленых водорослей, хотя в разные годы в июле-августе наблюдается кратковременное «гиперцветение» устойчивых к солоноватоводным условиям видов [14]. В этих гидрологических условиях температура воды не является главным фактором, показывающим «цветение» синезелеными водорослями. Следовательно, локальное потепление климата и сильный летний прогрев воды в 1990–2000-х годах оказали небольшое влияние на первичную продуктивность и уровень эвтрофирования Вислинского залива. В Вислинском заливе заметно слабее выражены неблагоприятные последствия эвтрофирования. В промежутке «цветения» не прослеживаются анаэробные условия и замор рыб в открытом сегменте залива, не замечено увеличения мертвых организмов в зоопланктоне или заболеваемости промысловых рыб. Вислинский залив — важный рыбохозяйственный водоем, пристанище для балтийской сельди, которая доминирует в промысле. Наиболее многочисленны пресноводные виды (лещ, судак и др.). Благодаря регулируемому рыболовству сохраняются устойчивые уловы рыб на уровне 20 кг/га (с сельдью до 50–60 кг/га) [3].

Литература:

1. Биологический контроль окружающей среды. Генетический мониторинг; Академия — Москва, 2000. — 208 c.
2. Прикладная экобиотехнология (комплект из 2 книг); Бином. Лаборатория знаний — Москва, 2013. — 589 c.
3. Блинов Л. Н., Перфилова И. Л., Юмашева Л. В. Экологические основы природопользования; Дрофа — Москва, 2005. — 669 c..
4. Говорушко С. М. Взаимодействие человека с окружающей средой; Академический Проект, Константа — Москва, 1974. — 720 c.
5. Басс О. В., Жиндарев Л. А. Техногенез в береговой зоне песчаных побережий внутренних морей (ст. 1. Воздействие горнотехнической деятельности на морфодинамику береговой зоны юго-восточной Балтики) Геоморфология. 2007. № 4. С. 17–24.
6. Басс О. В., Жиндарев Л. А. Техногенные аккумулятивные формы рельефа в береговой зоне Юго — восточной Балтики // Создание искусственных пляжей, островов и других сооружений в береговой зоне моря, озёр, водохранилищ. Новосибирск, 2009. — 187–195 c.
7. Болдырев В. Л. Формирование, развитие и современная динамика Калининградского побережья Балтийского моря // Изучение основных закономерностей и тенденций перемещения береговой линии Балтийского моря за последние 100 лет. Таллинн, 1992. -25–33 c.
8. Болдырев В. Л., Лащенков В. М., Рябкова О. И. Эволюция западного побережья Калининградской области при интенсивном антропогенном воздействии//Эволюция берегов в условиях поднятия уровня океана. М.,1992. — 212–225 с.
9. Орленок В. В., Рябкова О. И., Инновационный подход к защите и реконструкции морского побережья Калининградской области.
10. Рябкова О. И., Болдырев В. Л. Динамика береговых процессов на Калининградском побережье Балтийского моря. Изв. РГО, 2001. — 41–48с.
11. Калининградская область: геогр. атлас / гл. ред. В. Орленок; зам. гл. ред. Г. Федоров. Калининград, 2011 (Атлас Мира; Т. 20).
12. Колбовский Е. Ю. Экологический туризм и экология туризма: учеб. пособие для студ. вузов. М., 2006.-21 с
13. Ландшафтное планирование: инструменты и опыт применения /Л. Н. Антипов, В. В. Кравченко, Ю. М. Семенов [и др.] 2005. — 155с.
14. Голубкова Т. А. Современное состояние запасов основных промысловых видов рыб в Калининградском (Вислинском) заливе Балтий ского моря / Т. А. Голубкова, В. А. Рябчун // Промыслово-биологические исследования АтлантНИРО в 2006–2007 годах. Т. 1. Балтийское море и заливы. Кали нин град: Изд-во АтлантНИРО, 2009. -112 с.
15. Хлопников М. М. Куршский залив. Ихтиофа у на / М. М. Хлопников, Т. А. Голубкова, Р. Репечка // Рыбохозяйственный кадастр транс граничных водоемов России (Калинин градская область) и Литвы. Кали нинград, 2008.-37–42 с.
16. Руководство по химическому анализу морских и пресных вод при экологическом мониторинге рыбохозяйственных водоемов и перспективных для районов Мирового океана. М.: Изд-во ВНИРО, 2003. -202с.
17. Александров С. В. Первичная продукция планктона в лагунах Балтийского моря (Вислинский и Куршский заливы). Калининград: Изд-во АтлантНИРО, 2010. — 228 с.
18. Александров С. В. Биогенная нагрузка на Вислинский залив со стоком реки Преголя /С. В. Александров, Ю. А. Горбунова // Вода:химия и экология. 2010. — 4–8 с.
19. Александров С. В. Первичная продукция и показатели фитопланктона как критерии евтрофирования Куршского залива Балтийского моря / С. В. Александров, О. А. Дмитриева // Водные ресурсы. 2006. — 104с.
20. Александров С. В. Влияние «цветения» сине-зеленых водорослей на экологическое состояние Куршского залива // Вода: химия и экология. 2009. — 2–5 с.