ОЦЕНКА БИОГЕОХИМИЧЕСКИХ ИЗМЕНЕНИЙ В ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЯХ ВОСТОЧНОЙ ЧАСТИ ФИНСКОГО ЗАЛИВА ВСЛЕДСТВИЕ ВСЕЛЕНИЯ ПОЛИХЕТ MARENZELLERIA SPP. ПО ДАННЫМ НАБЛЮДЕНИЙ И РЕЗУЛЬТАТАМ МОДЕЛИРОВАНИЯ

Полихеты Marenzelleria spp., вселившиеся в Балтийское море, за короткий промежуток времени стали причиной значительных биогеохимических изменений в донных отложениях, которые затрагивают циклы азота и фосфора, играющих определяющую роль в эвтрофировании морских вод. Для анализа изменений биогеохимических процессов в условиях инвазии полихет проведены натурные исследования поровых вод и донных отложений в восточной части Финского залива. Для прогноза возможных изменений, обусловленных воздействием Marenzelleria spp., использовалась диагенетическая модель CANDI (carbon and nutrient diagenesis - диагенез углерода и биогенных элементов). Результаты моделирования показали, что через 5 лет на станции с высокой численностью полихет могут наблюдаться более низкие запасы фосфатов (в 2.6 раза), аммония (в 1.6 раза), а также более высокие запасы сульфатов (в 1.5 раза) в поровой воде и железа в донных отложениях (в 7 раз) по сравнению со станцией с низкой численностью Marenzelleria spp. Запас нитратов на обеих исследуемых станциях практически одинаков. Сделан вывод о различии в механизмах функционирования бентосных экосистем в будущем в условиях высокой и низкой численности вида-вселенца.

1. Булгаков Н. Г., Левин А. П. Биогенные элементы в среде и фитопланктон: отношение азота к фосфору как самостоятельный регулирующий фактор // Успехи современной биологии. 1995. Т. 15, № 1. С. 13-23.

2. Ерёмина Т. Р., Бугров Л. Ю., Максимов А. А., Рябченко В. А., Шилин М. Б. Воздействия изменения климата на морские природные системы // Второй оценочный доклад Росгидромета об изменениях климата и их последствиях на территории Российской Федерации. M.: Фед. служба по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, 2014. С. 615-643.

3. Ерёмина Т. Р., Максимов А. А., Волощук Е. В. Влияние изменчивости климата на кислородный режим глубинных вод восточной части Финского залива // Океанология. 2012. Т. 52, № 6. С. 1-9.

4. Исаев А. В. Количественные оценки пространственно-временной изменчивости абиотических характеристик экосистемы восточной части Финского залива на основе данных наблюдений и математического моделирования. Дис. ... канд. геогр. наук. СПб., 2010. 21 с.

5. Левич А. П., Максимов В. H., Булгаков Н. Г. Теоретическая и экспериментальная экология фитопланктона: управление структурой и функциями сообществ. M.: Изд-во НИЛ, 1997. 192 с.

6. Максимов А. А. Крупномасштабная инвазия Marenzelleria spp. (Polychaeta; Spionidae) в восточной части Финского залива Балтийского моря // Российский журнал биологических инвазий. 2010. № 4. С. 19-31.

7. Максимов А. А., Ерёмина Т. Р., Ланге Е. К., Литвинчук Л. Ф., Максимова О. Б. Режимная перестройка экосистемы восточной части Финского залива вследствие инвазии полихет Marenzelleria arctia // Океанология. 2014. Т. 54, № 1. С. 52-59.

8. Almroth-Rosell E., Eilola K., Kuznetsov I., Hall P., Meier M. A new approach to model oxygen dependent benthic phosphate fluxes in the Baltic Sea // Journal of Marine Systems. 2015. N 144. P. 127-141.

9. Bastrop R. R. Where did Marenzelleria spp. (Polychaeta: Spionidae) in Europe come from? // Aquat. Ecol. 1997. N 31. P. 119-136.

10. Bick A. and Burckhard R. First evidence of Marenzelleria viridis Polychaeta (Spionidae) for the Baltic Sea region, with a sorting key for spionides of the Baltic Sea // Mitt. Zool. Mus. 1989. Berl., N 65. P. 237-247.

11. Blank M., Laine A. O., Jürss K. K., Bastrop R. Molecular identification key based on PCR/RFLP for three polychaete sibling species of the genus Marenzelleria, and the species' current distribution in the Baltic Sea // Helgol. Mar. Res. 2008. Vol. 62. P. 129-141.

12. Boudreau B. P. A method-of-lines code for carbon and nutrient diagenesis in aquatic sediments // Computers and Geosciences. 1996. Vol. 22. P. 479-496.

13. Canfield D. E. Reactive iron in marine sediments // Geochim. Cosmochim. Acta. 1989. Vol. 53. P. 619-632.

14. Canfield D. E., Thamdrup B., Kristensen E. Aquatic Geomicrobiology // Advances in Marine Biology. 2005. V. 48.

15. Conley D. J., Björck S., Bonsdorff E. et al. Hypoxia related processes in the Baltic Sea // Environmental science and technology. 2009. V. 43, N 10. P. 3412-3420.

16. Hietanen S. Anaerobic ammonium oxidation (anammox) in sediments of the Gulf of Finland // Aquatic microbial ecology. 2007. V. 48. P. 197-205.

17. Koeve W. and Kähler P. Heterotrophic denitrification vs. autotrophic anammox - quantifying collateral effects on the oceanic carbon cycle // Biogeosciences. 2010. N 7. P. 2327-2337.

18. Kristensen E., Hansen T., Delefosse M. et al. Contrasting effects of the polychaetes Marenzelleria viridis and Nereis diversicolor on benthic metabolism and solute transport in sandy coastal sediment // Mar. Ecol. Prog. Ser. 2011. Т. 425. P. 125-139.

19. Lehtoranta J. and Ekholm P., Pitkänen H. Coastal eutrophication threshold: a matter of sediment microbial processes // Ambio. 2009. V. 38, N 6. P. 303-308.

20. Meysman F., Middelburg J., and Heip C. Bioturbation: a fresh look at Darwin's last idea // TRENDS in Ecology and Evolution. 2006. V. 21, N 12. P. 688-695.

21. Norkko J., Reed D. C., Timmermann K., Norkko A. et al. A welcome can of worms? Hypoxia mitigation by an invasive species // Global Change Biology. 2012. V. 18, N 2. P. 422-434.

22. Pitkänen H. Nutrient dinamics and conditions in the eastern Gulf of Finland: the regulatory role of the Neva estuary // Aqua Fennica. 1991. N 21 (2). P. 105-115.

23. Renz J. R. and Forster S. Are similar worms different? A comparative tracer study on bioturbation in the three sibling species Marenzelleria arctia, M. viridis, and M. neglecta from the Baltic Sea // Limnology and Oceanography. 2013. V. 58. P. 2046-2058.

24. Savchuk O., Eremina T., Isaev A., Neelov I. Response of eutrophication in the eastern Gulf of Finland to nutrient load reduction scenarios // Hydrobiologia. 2009. V. 629. P. 225-237.

25. Sundby B., Gobeil C., Silverberg N., Mucci A. The phosphorus cycle in coastal marine sediments // Limnology and Oceanography. 1992. V. 37. P. 1129-1145.