Геохимия, 2022, T. 67, № 10, стр. 1004-1012

Депонированный органический углерод мелководных бухт залива Петра Великого (Японское море)

П. Я. Тищенко a*, Е. М. Шкирникова a, В. А. Горячев a, А. А. Рюмина a, С. Г. Сагалаев a, П. П. Тищенко a, О. А. Уланова a, Е. Ю. Тибенко a

a Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева ДВО РАН
690041 Владивосток, ул. Балтийская, 43, Россия

* E-mail: tpavel@poi.dvo.ru

Поступила в редакцию 11.06.2021
После доработки 22.12.2021
Принята к публикации 26.12.2021

Аннотация

В период 2014–2020 гг. в бухтах залива Петра Великого (Японское море) рассчитан депонированный углерод (${{{\text{C}}}_{{{\text{dep}}}}}$) в толще осадка в 1 м. В отсутствии лугов зостеры морской (ЗМ) для бухт Воевода, Новгородская и залива Угловой, ${{{\text{C}}}_{{{\text{dep}}}}}$ составил 140, 99 и 55 тС/га, соответственно. Присутствие ЗМ существенно повышает эту величину: 180 и 126 тС/га для бухт Воевода и Новгородская, соответственно. Используя измерения радиоактивности техногенного изотопа 137Cs оценена скорость накопления ${{{\text{C}}}_{{{\text{dep}}}}}$ в исследуемых бассейнах без лугов ЗМ: 17, 69, 98 гС/(м2 год) в зал. Угловой, б. Новгородская и б. Воевода, соответственно, а также 101 и 144 гС/(м2 год) в бухтах Новгородская и Воевода, в местах покрытых лугами ЗМ. Используя результаты измерений концентрации хлорофилла а в донных осадках исследуемых бассейнов в период 2018–2020 гг, оценены коэффициенты биотурбации (62.7–5.3 см2/сут) и кажущиеся константы деградации ${{{\text{C}}}_{{{\text{орг}}}}}$ (0.003–0.068 сут–1). Максимальные скорости деградации ${{{\text{C}}}_{{{\text{dep}}}}}$ соответствуют верхним горизонтам: 550, 115, 24 и 11 гС/(м2 год), соответственно, б. Воевода с лугами ЗМ, б. Воевода в отсутствии ЗМ, зал. Угловой, б. Новгородская в отсутствии ЗМ. Установлено, что луга ЗМ обеспечивают максимальную концентрацию трудно-разлагаемого органического вещества (${{{\text{C}}}_{{{\text{орг}}}}} = {\text{1}}{\text{.9\% }}$ в донных осадках б. Воевода).

Ключевые слова: депонированный углерод, донные осадки, зостера морская, залив Петра Великого

Список литературы

  1. Аникеев В.В., Дударев О.В., Касаткина А.П., Колесов Г.М. (1996) Влияние терригенных и биогенных факторов на формирование седиментационных потоков химических элементов в прибрежной зоне Японского моря. Геохимия. (1), 59-72.

  2. Астахов А.С., Калугин И.А., Аксентов К.И., Дарьин А.В. (2015) Геохимические индикаторы палеотайфунов в шельфовых отложениях. Геохимия. (4), 387-392.

  3. Astakhov A.S., Aksentov K.I., Kalugin I.A., Dar’ina A.V. (2015) Geochemical indicators of paleo-typhoon in shelf sediments. Geochem. Int. 53(4), 383-388.

  4. Барабанщиков Ю.А., Тищенко П.Я., Семкин П.Ю., Михайлик Т.А., Косьяненко А.А. (2018) Условия образования лечебных грязей в бухте Воевода (Амурский залив, Японское море). Известия ТИНРО. 192, 167-176.

  5. Бергер В.Я. (2011) О продукции зестеры Zostera Marina Linnaeu, 1753 в Белом море. Биология моря. 37(5), 362-366.

  6. Блиновская Я.Ю. (2001) Ландшафтная характеристика и оптимизация природопользования в прибрежно-морской зоне залива Посьета. Дис. … канд. геогр. наук: 25.00.36. Владивосток, 225 с.

  7. Вышкварцев Д.И., Пешеходько В.М. (1982) Картирование доминирующих видов водной растительности и анализ их роли в экосистеме мелководных бухт залива Посьета Японского моря. Подводные гидробиологические исследования. Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 120-129.

  8. Гаврилова Г.С., Кондратьева Е.С. (2018) Результаты хозяйственной деятельности и проблемы развития марикультуры залива Посьета (Японское море) в 2000–2015 гг. Известия ТИНРО. 195, 229-243.

  9. Купцов В.М. (1986) Абсолютная геохронология донных осадков и морей. М: Наука, 271 с.

  10. Лоция северо-западного берега Японского моря (1996) СПб.: ГУНИО МО, 354 с.

  11. Лысенко В.Н. (1985) Продукция макробентоса сообщества Zostera marina в северо-западной части Японского моря. Дис. … канд. биол. наук. Владивосток: АНСССР, ДВНЦ, 187 с.

  12. Марьяш А.А., Ходоренко Н.Д., Звалинский В.И., Тищенко П.Я. (2015) Органический углерод в эстуарии реки Раздольная (Амурский залив, Японское море) в период ледостава. Геохимия. (8), 734-742.

  13. Mar’yash A.A., Khodorenko N.D., Zvalinskii V.I., Tishchenko P.Ya. (2015) Organic Carbon in the Razdol’naya River Estuary (Amur Bay, Sea of Japan) during the Period of Ice Cover. Geochem. Int. 53(8), 726-734.

  14. Паймеева Л.Г. (1984) Биология Zostera Marina L. и Zostera Asiatica Miki Приморья. Дис. … канд. биол. наук. Владивосток: Тихоокеанский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии, 183 с.

  15. Раков В.А. (2010) Распространение и экология устричных рифов северной части Амурского залива. Экологический вестник. (4), 21-30.

  16. Русаков В.Ю., Борисов А.П., Соловьева Г.Ю. (2019) Скорости седиментации (по данным изотопного анализа 210Pb и 137Cs) в разных фациально-генетических типах донных осадков Карского моря. Геохимия. 64(11), 1158-1174.

  17. Rusakov V.Yu., Borisov A.P., Solovieva G.Yu. (2019) Sedimentation Rates in Different Facies–Genetic Types of Bottom Sediments in the Kara Sea: Evidence from the 210Pb and 137Cs Radionuclides. Geochem. Int. 57(11), 1185-1200.

  18. Тищенко П.Я., Барабанщиков Ю.А., Павлова Г.Ю., Рюмина А.А., Сагалаев С.Г., Семкин П.Ю., Тищенко П.П., Уланова О.А., Швецова М.Г., Шкирникова Е.М., Тибенко Е.Ю. (2021) Гидрохимическое состояние залива Угловой (Амурский залив) в разные сезоны. Изв. ТИНРО. 201(1), 138-157.

  19. Тищенко П.Я., Медведев Е.В., Барабанщиков Ю.А., Павлова Г.Ю., Сагалаев C.Г., Тищенко П.П., Швецова М.Г., Шкирникова Е.М., Уланова О.А., Тибенко Е.Ю., Орехова Н.А. (2020) Органический углерод и карбонатная система в донных отложениях мелководных бухт залива Петра Великого (Японское море). Геохимия. 65(6), 583-598.

  20. Tishchenko P.Ya., Medvedev E.V., Barabanshchikov Yu.A., Pavlova G.Yu., Sagalaev S.G., Tishchenko P.P., Shvetsova M.G., Shkirnikova E.M., Ulanova O.A., Tibenko E.Yu., and Orekhova N.A. (2020) Organic Carbon and Carbonate System in the Bottom Sediments of Shallow Bights of the Peter the Great Bay (Sea of Japan). Geochem. Int. 58(6), 704-718.

  21. Agawin N.S.R., Duarte C.M. (2002) Evidence of direct particle trapping by a tropical seagrass meadow. Estuaries. 25(6A), 1205-1209.

  22. Blue Carbon. A Rapid Response Assessment. (2009). (Eds. Nellemann C., Corcoran E., Duarte C. M., Valdés L., De Young C., Fonseca L., Grimsditch G.). United Nations Environment Programme, GRID-Arendal, ISBN: 978-82-7701-060-1. Printed by Birkeland Trykkeri AS, Norway, 80p.

  23. De La Rocha C.L. and Passow U. (2014) The biological pump. Treatise on Geochemistry, 2nd edition (Eds. Holland, H.D., Turekian, K.K.). Elsevier: Oxford, 8, 93-122.

  24. Duarte C.M., Kennedy H., Marba N., and Hendriks I. (2013) Assessing the capacity of seagrass meadows for carbon burial: Current limitations and future strategies. Ocean Coast. Man. 83, 32-38.

  25. Duarte C.M., Marbà N., Gacia E., Fourqurean J.W., Beggins J., Barrón C., Apostolaki E.T. (2010) Seagrass community metabolism: Assessing the carbon sink capacity of seagrass meadows. Global Biogeochem. Cycles. 24, GB4032, https://doi.org/10.1029/2010GB003793

  26. Emerson S. and Hedges J. (2006) Sediment Diagenesis and Benthic Flux. Treatise on Geochemistry, Elsevier: Amsterdam, 6, 293-319.

  27. Fourqurean J., Johnson B., Kauffman J.B., Kennedy H., Lovelock C., Megonigal J.P., Rahman A., Saintilan N., Simard M. (2014) Coastal Blue Carbon: Methods for assessing carbon stocks and emissions factors in mangroves, tidal salt marshes, and seagrasses. (Eds. Howard J., Hoyt S., Isensee K., Telszewski M., Pidgeon E.). Conservation International, Intergovernmental Oceanographic Commission of UNESCO, International Union for Conservation of Nature. Arlington, Virginia, USA, 181p.

  28. Gattuso J.P., Williamson P., Duarte C.M. and Magnan A.K. (2021) The Potential for Ocean-Based Climate Action: Negative Emissions Technologies and Beyond. Front. Clim. 2, 575716. https://doi.org/10.3389/fclim.2020.575716

  29. Heijs F.M.L. (1984) Annual biomass and production of epiphytes in three monospecific seagrass communities of thalassia hemprichii (ehrenb.) aschers. Aquatic Botany. 20, 195-218.

  30. Hendriks I.E., Tomas Sintes T., Bouma T.J., Duarte C.M. (2008) Experimental assessment and modeling evaluation of the effects of the seagrass Posidonia oceanica on flow and particle trapping. Mar. Ecol. Prog. Ser. 356, 163-173.

  31. Jeffrey S.W., Humphrey G.F. (1975) New spectrophotometric equations for determining chlorophylls a, b, c1 and c2 in higher plants, algae and natural phytoplankton. Biochem. Physiol. Pflanz. 167(2), 191-194.

  32. Macreadie P.I., Anton A., Raven J.A., Beaumont N., Connolly R.M., Friess D.A., Kelleway J.J., Kennedy H., Kuwae T., Lavery P.S., Lovelock C.E., Smale D.A., Apostolaki E.T., Atwood T.B., Baldock J., Bianchi T.S., Chmura G.L., Eyre B.D., Fourqurean J.W., Hall-Spencer J.M., Huxham M., Hendriks I.E., Krause-Jensen D., Laffoley D., Luisetti T., Marbà N., Masque P., McGlathery K.J., Megonigal J.P., Murdiyarso D., Russell B.D., Santos R., Serrano O., Brian R. Silliman B.R., Watanabe K., Duarte C.M. (2019) The future of Blue Carbon science. Nature Communications. https://doi.org/10.1038/s41467-019-11693-w

  33. Mateo M.A., Cebrian J., Dunton K., Mutchler T. (2006) Carbon flux in seagrass ecosystems. In A.W.D. Larkum, R. J. Orth, C. M. Duarte [eds.]. Seagrasses: Biology, ecology and conservation. Springer, 159-192.

  34. Mcleod E., Chmura GL., Bouillon S., Salm R., Björk M., Duarte C.M., Lovelock C.E., Schlesinger W.H., and Brian R Silliman B.R. (2011) A blueprint for blue carbon: toward an improved understanding of the role of vegetated coastal habitats in sequestering CO2. Front Ecol Environ. 9(10), 552-560.

  35. McRoy C.P. (1974) Seagrass productivity: carbon uptake experiments in eelgrass, Zostera Marina. Aquaculture. 4, 131-137.

  36. Martens C.S., Berner R.A. (1977) Interstitial water chemistry of anoxic Long Island Sound sediments. 1. Dissolved gases. Limnol. Oceanogr. 22, 10-25.

  37. Prentice C., Poppe K.L., Lutz M., Murray E., Stephens T.A., Spooner A., Hessing-Lewis M., Sanders-Smith R., Rybczyk J.M., Apple J., Short F.T., Gaeckle J., Helms A., Mattson C., Raymond W.W., Klinger T. (2020). A synthesis of blue carbon stocks, sources, and accumulation rates in eelgrass (Zostera marina) meadows in the Northeast Pacific. Global Biogeochemical Cycles. 34, e2019GB006345. https://doi.org/10.1029/2019GB006345

  38. Röhr M.E., Boström C., Canal-Vergés P., Holmer M. (2016) Blue carbon stocks in Baltic Sea eelgrass (Zostera marina) meadows. Biogeosciences. 13, 6139-6153.

  39. Serrano O., Lavery P.S., Rozaimi M., Mateo M.A.Â. (2014) Influence of water depth on the carbon sequestration capacity of seagrasses. Global Biogeochem. Cycles. 28, 950-961.

  40. Sun M., Aller R.C., Lee C. (1991) Early diagenesis of chlorophyll-a in Long Island Sound sediments: A measure of carbon flux and particle reworking. J. Mar. Res. 49, 379-401.

  41. Tsabaris C., Kapsimalis V., Eleftheriou G., Laubenstein M., Kaberi H., Plastino W. (2012) Determination of 137Cs activities in surface sediments and derived sediment accumulation rates in Thessaloniki Gulf, Greece. Environm. Earth Sci. 67, 833-843.

  42. Walling D.E. and Qingping He. (1992) Interpretation of caesium-137 profiles in lacustrine and other sediments: the role of catchment-derived inputs. Hydrobiologia. 235/236, 219-230.

Дополнительные материалы отсутствуют.