Геохимия, 2022, T. 67, № 3, стр. 261-273

Потоки фосфора в малых озерах различных природно-климатических зон

М. М. Базова *

Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН
119991 Москва, ул. Косыгина, 19, Россия

* E-mail: mm.bazova@yandex.ru

Поступила в редакцию 31.01.2021
После доработки 10.06.2021
Принята к публикации 15.06.2021

Аннотация

Рассмотрены факторы формирования фосфорной нагрузки на озера различных ландшафтов (от тундровой до степной зоны). Расчеты балансовой модели показали, что фосфорная нагрузка преимущественно определяется условным водообменом, площадью удельного водосбора и модулем водного стока. Статистический анализ отразил совокупное влияние ландшафтных (заболоченность, залесенность) и климатических особенностей (годовая сумма осадков, сумма активных температур, длительность вегетационного сезона), определяющих потоки фосфора в озерах. Озера от тундровой до лесостепных зон характеризуются невысоким уровнем трофии (мезотрофные), озеро степной зоны – высоким (эвтрофное). Рассчитаны и проанализированы фактические фосфорные нагрузки в озерах в период осенней гомотермии относительно критических нагрузок в период весеннего перемешивания.

Ключевые слова: малые озера, фосфорные нагрузки, внешние факторы среды, водосборный бассейн

Список литературы

  1. Атлас Мурманской области (Карты) Pед. коллегия: гл. ред. канд. геогр. наук А.Г. Дуров и др. Москва, 1971. 1 атл. (33 с.)

  2. Белоус В.Н., Волкова В.В. (2016) К вопросу фиторазнообразия водно-болотного комплекса Ставропольской возвышенности (на примере озера-болота Кравцово) Актуальные проблемы химии, биологии и биотехнологии материалы X Всероссийской научной конференции, 19-22.

  3. Бульон В.В. (1998) Имеет ли место естественное эвтрофирование озер. Водные ресурсы. 25(6), 759-764.

  4. Бульон В.В. (2005) Моделирование потоков энергии в озерных экосистемах как инструмент гидробиологических исследований. Водные ресурсы. 32(3), 361-370.

  5. Бульон В.В. (2017) Влияние географических факторов на биологическую продуктивность озерных экосистем: моделирование и прогноз. Сибирский экологический журн. 2, 127-135.

  6. Бульон В.В. (2018) Биотический поток вещества и энергии в системе “озеро и его водосбор”. Успехи современной биологии. 138(5), 503-515.

  7. Вернадский В.И. Химическое строение биосферы Земли и ее окружения (2001) М.: Наука, 376 с.

  8. Воробьев Г.А. (2007) Природа Вологодской области. Вологда: “Издательский Дом Вологжанин”, 440 с.

  9. Горелик Д.О., Ишанин Г.Г., Конопелько Л.А., Хворов Г.В., Розенберг Г.С. и др. (1996) Экологический атлас г. Тольятти. СПб.: НПО “Мониторинг”.

  10. Даценко Ю.С. (2007) Эвтрофирование водохранилищ. Гидролого-гидрохимические аспекты, 252 с.

  11. Доклад об экологической ситуации в Самарской области за 2019 г. (2020) Выпуск 30. Самара, 174 с.

  12. Китаев С.П. (2007) Основы лимнологии для гидробиологов и ихтиологов. Петрозаводск: КНЦ РАН, 395 с.

  13. Коплан-Дикс И.С., Алексеев В.Л. (1985) Изменение роли природных и антропогенных процессов в развитии эвтрофирования континентальных вод. Экология. 5, 20-23.

  14. Куксова М.А., Арустамова С.Н., Олимова Л.С. (2016) Оценка экологической обстановки Кравцова озера. Актуальные проблемы обеспечения безопасности в техносфере и защиты населения и территорий в чрезвычайных ситуациях. Сборник научных трудов по материалам Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 15-летию основания кафедры “Защита в чрезвычайных ситуациях”. Ставрополь: Изд. Дом “Тэсра” 154-156.

  15. Мидоренко Д.А., Краснов В.С. (2009) Мониторинг водных ресурсов. Учеб. пособие. Тверь: Твер. гос. ун-т, 77 с.

  16. Николаев В.А. (2000) Ландшафтоведение. Семинарские и практические занятия. М.: МГУ, 93 с.

  17. Одум Ю. (1986) Экология. Т. 2. М.: Мир, 376 с.

  18. Озера Карелии. (2013) Справочник (Под ред. Н.Н. Филатова, В.И. Кухарева) Петрозаводск: Карельский научный центр РАН, 464 с. + вкл.: ил., табл. Библиогр. 302 назв.

  19. Сорокин И.Н. (1988) Внешний водообмен озер СССР (Отв. ред. Г.В. Назаров) АН СССР, Ин-т озероведения. Л.: Наука: Ленингр. отд-ние, 144 с.

  20. Bennett E.M., Carpenter S.R., Caraco N.F. (2001) Human impact on erodable phosphorus and eutrophication: A global perspective BioScience. 51(3), 227-234.

  21. Bilgrami K.S., Kumar Sheo, Sahay S.S. (1993) Use of quantitative and qualititave indices for evatuationg water quality of the Ganga. Proc. Indian Nat. Sci. Acad. B. 59(1), 59-65.

  22. Bouwman A.F., Beusen A.H.W., Billen, G. (2009) Human alteration of the global nitrogen and phosphorus soil balances for the period 1970–2050. Global Biogeochem. Cycles. 23, GB0A04.

  23. Carlson R.E. (1977) A trophic state index for lakes. Limnology and oceanography. 22(2), 361-369.

  24. Van Drecht G., Bouwman A.F., Harrison J., Knoop J.M. (2009) Global nitrogen and phosphate in urban wastewater for the period 1970 to 2050 Global Biogeochem. Cycles. 23, GB0A03.

  25. Harper D. (1992) What is eutrophication? Eutrophication of Freshwaters. Springer, Dordrecht, 1-28.

  26. Harrison J.A., Seitzinger S.P., Bouwman A.F., Caraco N.F., Beusen A.H.W., Vorosmarty C.J. (2005) Dissolved inorganic phosphorus export to the coastal zone: Results from a spatially explicit, global model. Global Biogeochem. Cycles. 19, GB4S03.

  27. Kroeze C., Bouwman L., Seitzinger S. (2012) Modeling global nutrient export from watersheds. Curr. Opin. Environ. Sust. 2, 195-202.

  28. Liu Y., Villalba G., Ayres R.U., Schroder H. (2008) Global phosphorus flows and environmental impacts from a consumption perspective. J. Ind. Ecology. 12(2), 229-247.

  29. Mackenzie F.T., Ver L.M., Lerman A. (1998) Coupled biogeochemical cycles of carbon, nitrogen, phosphorous and sulfur in the land ocean atmosphere system. In J. N. Galloway and J. M. Melillo (Eds.), Asian change in the context of global climate change (pp. 42–100). N.Y.: Cambridge University Press.

  30. Mayorga E., Seitzinger S.P., Harrison J.A., Dumont E., Beusen A.H.W., Bouwman A.F., Fekete B.M., Kroeze C., Van Drecht G. (2010) Global Nutrient Export from WaterSheds 2 (NEWS 2): Model development and implementation. Environ. Model. Soft. 25(7), 837-853.

  31. Mekonnen M.M., Hoekstra A.Y. (2017) Global anthropogenic phosphorus loads to freshwater and associated grey water footprints and water pollution levels: A highresolution global study. Water Resour. Res. 53, 1-14.

  32. Mosello R., Bianchi M. (1994–1997) Geiss HAQUACON-MedBas “Acid rain analysis”, 1996. Ispra.

  33. Mor ee A.L., Beusen A.H.W., Bouwman A.F., Willems W.J. (2013) Exploring global nitrogen and phosphorus flows in urban wastes during the twentieth century Global Biogeochem. Cycles. 27, 836-846.

  34. OECD (1982) Eutrophication of waters. Monitoring, assessment and control: P.OECD, 154.

  35. Penuelas J., Poulter B., Sardans J., Ciais P., van der Velde M., Bopp L., Goddéris Y., Hinsinger P., Llusià J., Nardin E., Vicca S., Obersteiner M., Janssens I. (2013) Human-induced nitrogen-phosphorus imbalances alter natural and managed ecosystems across the globe Nat. Commun. 4, 2934.

  36. Seitzinger S.P., Harrison J.A., Dumont E., Beusen A.H.W., Bouwman A.F. (2005) Sources and delivery of carbon, nitrogen, and phosphorus to the coastal zone: An overview of Global Nutrient Export from Watersheds (NEWS) models and their application. Global Biogeochem. Cycles. 19, GB4S01.

  37. Simard R.R., Cluis D., Gargbazo G., Beauchemin S. (1995) Phosphorus status of forest and agricultural soils from a watershed of high animal densiti. J. Environ. Qual. 24(5), 1010-1017

  38. Smil V. (2000) Phosphorus in the environment: Natural flows and human interferences. Annual Review of Energy and the Environment. 25(1), 53-88.

  39. Standart methods for the examination of water and wastewater. (1992) Wash. (D.C.): Amer. Publ. Health Assoc.

  40. Thorsten (1994) Regression statistics as a to evaluate excess (anthropogenic) phosphorus, nitrogen, and organic matter in classification of Swedish fresh water guality. Water Air Soil Pollut. 74(1–2), 169-187.

  41. Tilman D. (1999) Global environmental impacts of agricultural expansion: The need for sustainable and efficient practices Proceedings of National Academy of Sciences of the United States of America. 96(11), 5995-6000.

  42. Tilman D., Fargione J., Wolff B., D’antonio C., Dobson A., Howarth R., Schindler D., Schlesinger W., Simberloff D., Swackhamer D. (2001) Forecasting agriculturally driven global environmental change Science. 292(5515), 281-284.

  43. Turner R.E., Rabalais N.N., Justic D., Dortch Q. (2003) Global patterns of dissolved N, P and Si in large rivers. Biogeochemistry. 64(3), 297-317.

  44. Vitousek P.M., Naylor R., Crews T., David M.B., Drinkwater L.E., Holland E., Johnes P., Katzenberger J., Martinelli L., Matson P., Nziguheba G., Ojima D., Palm C., Robertson G.P., Sánchez P., Townsend A., Zhang F.S. (2009) Nutrient imbalances in agricultural development Science. 324(5934), 1519-1520.

  45. Vollenweider R.A. (1975) Input – output models with special reference to the phosphorus loading concept in limnology. Schweiz. Z. Hydrol. 37, 53-84.

Дополнительные материалы отсутствуют.