MASTERConservarea Biodiversitii i ocrotirea naturii

BIODIVERSITATEA MRII NEGRE

Teodora Maria ONCIU

POZIIA GEOGRAFIC

Acoper aproape o treime din suprafa a continentului.

Bazinul hidrografic:2,405,000 km2 acoper

17 ri, include aria a

13 capitale avnd o

popula ie de 170 milioane locuitori

MAIN RIVERS OF THE BLACK SEA DRAINAGE BASIN

BAZINUL HIDROGRAFIC AL MRII NEGRE

BAZINUL HIDROGRAFIC

54 0001.39575 000800 000Nordului

33 0004.34414 0001 800 000Baltic

3 754 0000.512 505 0001 300 000Mediteran

530 0005.15466 2002 405 000Neagr

Volumul mrii

(km3)

Raportul suprafaa bazinului

hidrografic/suprafaa mrii

Suprafaa mrii

(km2)

Suprafaa bazinuluihidrografic aferent

(km2)MAREA

Black Sea

Ponderea bazinelor hidrografice ale tributarilorn realizarea bazinului hidrografic al M rii Negre

0%

18%82%

4%

14%

bazine vestice i nord-vestice

bazine din Crimeea

bazine din Caucaz

bazine din Asia Mic

Valori medii ale debitului multianualal tributarilor din Marea Neagr

261

0,32

4325

0

50

100

150

200

250

300

med

ia d

ebite

lor m

ultia

nual

e (k

m3

an)

bazine vestice inord-vestice

bazine dinCrimeea

bazine din Caucaz bazine din AsiaMic

BILAN UL HIDRIC

vr = aportul afluenilor continentali; vp = precipitaii; V2 = volumul de ap ce intr prin Bosfor; a = salinitate medie strat de suprafa b = salinitate medie ape profunde d = salin. medie a apei ce intr prin Bosfor

vc = pierderi prin evaporaie; V1 = volumul de ap ce curge prin Bosfor c = salinitatea apei ce iese prin Bosfor

X = volum de ap care difuzeaz prin haloclin spre suprafaY = volum de ap care difuzeaz prinhaloclin spre apele profunde

-600

-500

-400

-300

-200

-100

0

100

200

300

400

km3

an-1

debite 229 254 294 38 -485 -301 -29

aport Bosfor

precipita ii aport ruriaport str.

Kerciexport Bosfor

evapora ieexport

str.Kerci

Bilan ul hidric al M rii Negre (adaptare dup Pora, 1977, Trufa , 1969)

Conexiuni

- cu Marea de Azov- suprafa de 38 000

km2 - adncime max 14.2 m- volum 300 km3- salinitate cca 7 psu- comunicare prin strmtoarea Kerci

- cu Mediterana- comunicare prinBosfor

BOSFORUL

strmtoare cu morfogenezcomplicat

lungime de 35 km

adncime medie de 40 m, pe alocuri cu gropi de90-120 m adncime

numeroase ipoteze privind geneza;

Vespremeanu (2004)pe baza datelor lui Giosan (1999)

stadiul iniial, n care, un ru sudic, mai lung, se vrsa n Marea Marmara, iar dincolo de cumpna de ape, un ru nordic, mult mai scurt, se vrsa

n Marea Neagr; n stadiul al doilea se formeaz un bazin

tectonic de mici dimensiuni, n treimea mijlocie a strmtorii, ntre Bykderei Beykoz, ceea ce schimb structurareelei hidrografice;

n stadiul al treilea, desfurat ca i primele dou n Pleistocen, au loc procese tectonice intense, la sud de cumpna de ape i care au drept rezultat

i modelarea treimii inferioare a strmtorii; n stadiul al patrulea ce are loc dup

maximul ultimei glaciaiuni (Wrm), majoritatea faliilor se reactiveaz, iar

nspre nord, spre Marea Neagr, se prbuete cumpna de ape,

formndu-se ultimul compartiment al strmtorii.

flux mediu multianual de suprafa - 600 km3an-1 cu o salinitate medie de 17.90 psuFlux mediu multianual de profunzime - 300 km3an-1 cu salin medie de 35.50 psu

SCHEMA CIRCULAIEI PRIN BOSFOR (dup zsoy et al, 1995 )

MASE DE AP

Lungime (Mm mile marine)

profil termic inapele litorale

romneti

ape de suprafa (0-40 m) puternic afectate de interaciunile cu atmosfera; subdivizate in: start superficial (ntre 0-25 m; temperatura influeat de sezoane, salinitate de 17-18 psu, concentraie ridicat de O2 )

ape ale stratului efemer rece ape de adncime medie (ntre 150-1800 m, cu salinitate constant 22.1 psu,

cu creterea temperaturii de la 8.5 la 8.82C, f r O2, H2S n cantitate mare) ape profunde omogene : sub -1800 m, cu temperatur constant (8.82C), i

salinitate constant (22.125 psu)

S.I.R.

Dep

th (

m)

STRATIFICAREA PE VERTICAL

STRAT AD.mx. TempSalin H2S Tip de

Retenie(ani)

1. superficial

2. prima haloclin

3. strat intermediar

profund

4. cea de-a doua

haloclin

5. strat abisal profund

n apele litorale romne ti, la suprafa , temperatura variaz ntre

11.9 C i 12.7 C, cu valori maxime n August, i cele minime n Februarie

Datorit registrului oligo-mixohalin, apele Mrii Negre pot nghea

Marea Neagr la Constan a (26ianuarie 2006)

Sculpturi de ghea la Agigea 1972

CURENII

Curent superficial, paralel cu rmul (ciclonal)

Doi curen i circulari care subdivid bazinul n doua sectoare

Curen i zonali, sub form de spiral

Circula ia de suprafa din Marea Neagr (dup Vespremeanu, 2004)

Curentul anticiconal profund care transporta ape srate mediteraneene

Modelul c ilor de recirculare i de amestec al apelor M rii Negre (dup zsoy

et al, 1995)

Datorit circulaiei frontale, poate aprea fenomenul deupwelling

Antipa (1941) subliniaz c la rm, n apele n care se pescuiete, pot aprea mase de ap de culoare vineie ori ruginie, limitate de dou benzi de spum, pe care pescarii le definesc drept "linia unde apele se nndesc" i care omoar petii i ard plasele de pescuit.

Autorul citat presupune c aceste ape provin din adncuri,

unde n urma activitii bacteriilor se produce hidrogen sulfurat i

acid sulfuric

Apele M rii Negre breviar

Marea Neagr comunic prin strmtoarea Kerci cu Marea de Azov i cu Marea Mediteran prin Bosfor i Dardanele;

Marea de Azov este un liman al Donului cu suprafa a de 38 000 km2, cu adncimea maxim de 14,2 m i un volum de 300 km3; Strmtoarea Kerci are o lungime de 45 km i lime care variaz de la 9-15 km la intrare i

52 km n zona central; Strmtoarea Bosfor este un an cu morfogenez complicat prin care ies anual din Marea Neagr

600 km3 ap cu salinitate de 17.9 psu i intr din Marea Marmara 300 km3 ap cu salinitate de 35,5 psu;

Bazin hidrografic ntins (2 405 000 km2, fiec rui km 2 de mare i corespund 5,5 km2 din bazinul hidrografic) i complex

Bilan ul hidric: aport (prin Bosfor 229 km3an-1+ precipitaii 254 km3an-1+aport fluvial 294 km3an-1+prin Kerci 38 km3an-1);export (prin Bosfor 485 km3an-1+evaporaie 301 km3an-1+ strmtoarea Kerci 29 km3an-1);

Marea Neagr este un bazin meromictic ce conine un strat intermediar rece situat ntre -40 i -150 m cu temperatur de 8C

Curen ii: Curentul Principal al M rii Negre (sens de curgere invers orar, din care se desprind dou vrtejuri principale), circula ia sub-bazinal ; circula ie frontal (upwelling) i o manier proprie de recirculare i amestec pe vertical Maree cu caracter semidiurn, cu perioad de 12 ore i 25 minute, i cu amplitudine mic

la suprafa Mrii Negre, salinitatea medie anual variaz ntre 14,5 psu nacvatoriul predeltaic i 20,7 psu n partea central a bazinului (zona halistatic);

n faa gurilor Dunrii, salinitatea poate cobor la 5-8 psu;

variaia salinitii pe vertical urmeaz o traiectorie particular, Marea Neagr

diferind de alte bazine al Oceanului Planetar prin larga extensiune a haloclinei.

SALINITATE

Etaje distincte din punct de vedere al salinitii (Oguz et al, 2001):

stratul de amestec ntre 0m i -30 m, cu saliniti ntre 14 psu i 18,25 psu;

stratul haloclinei situat ntre -30 m i -200 m, n care salinitatea crete de la 18,25 psu la 21,5psu;

stratul intermediar , situat ntre -200 m i -1 000 m, n care salinitatea crete lent atingnd 22,05 psu la -500m, 22,20 psu la -700 m i 22,29 psu la -1 000m;

stratul profund , situat sub 1 000 m n care salinitatea crete foarte lent, atingnd 22,32 psu la 1 500 m, valoare ce se menine constant pn la

adncimea maxim.

Direct proporional cu salinitatea variaz i densitatea apelor Bazinului Pontic.

n coloana de suprafa cuprins ntre 0m i -15 m, densitatea este de 10,5-11.0 kgm-3; mai spre adnc, ntre -15 m i 120 m este situat stratul picnoclinei , densitatea

crescnd de la 11,0-11,5 kgm-3la 15,5-16,0 kgm-3; sub -120 m, densitatea rmne aproape constant (16,0-16,6 kgm-3);

GAZE DISOLVATE

0

20

40

60

80

100

120

0 200 400 600 800 1000 1200

concentra ia de oxigen ( Ml-1)

adn

cim

ea (m

)

Tendina variaiei concentraiei oxigenului dizolvat n apa Mrii Negre (adaptare dup datele campaniei tiinifice CoMSBlack 92)

valori maxime n orizontul de suprafa(0-10 m) (330-380 Ml-1) unde au loc celemai active schimburi cu aerul atmosferic;

la o adncime de 30-35 m, cantitatea de oxigen variaz ntre 305-350 Ml-1

provenind, n urma primenirii apelor, tot din atmosfer, dar i n urma activitii algelor unicelulare (fotosintez); la adncimi de 100 m, n zona

platformei continentale, concentraia de oxigen ajunge la 275-300 Ml-1; n zona central a mrii, unde efectele

transportului sunt mai puin evidente, n orizontul 35 i 60 m se instaleazoxiclina unde cantitatea de oxigen scade de la 300 Ml-1 la 5-6 Ml-1 ca urmare a consumului de oxigen n procesele de oxidare a materiei organice i a sulfurilor;

Scderea concentraiei de oxigen progreseaz i, n funcie de apropierea sau deprtarea de rm, la adncimi de 55-60 m

sau 100-120 m abia depete 0,0 Ml-1stratul oxic/anoxic fiind cunoscut isub numele de strat suboxic (SOL).

OXIGENul DISOLVAT

HIDROGENUL SULFURAT

pronunata stratificare salin mpiedic primenirea apelor de sub haloclina permanenti ca urmare, consumul de oxigen (respiraie i degradarea substanei organice) nu mai poate fi compensat prin contribuii superficiale, H2S rezultnd n urma unor

complicate etape ce se deruleaz n procesul de descompunere a substanei organice

n straturi profunde, slab oxigenate, au loc procese de denitrificare n urma crora rezult amoniu ce poate fi oxidat pn la azot molecular;

restul de material organic nedescompus este oxidat pe seama oxigenului din ionul sulfat (provenit din cantitatea destul de mare de CaSO4 antrenat de fluviile tributare), n prezena bacteriilor reductoare de sulfai (Thiomicrospira sp);

CaSO4 + 2C CaS + 2CO2

substana organic este astfel descompus la dioxid de carbon

CaS + 2CO2 + H2O Ca(HCO3)2 + H2Si se pune n libertate hidrogen sulfurat;

hidrogenul sulfurat are un grad ridicat de solubilitate n ap, unde se gsete ionizat,mai ales ca ioni de HS-;

ridicat n straturile superioare, este oxidat i rezult o serie de produi intermediari

numai o mic parte din H2S rezult din descompunerea compuilor organici cu sulf; existena hidrogenului sulfurat n apele mai adnci de 200 m a fost pus n eviden deja din 1890 de ctre Andrusov (Antipa, 1941), iar Knipovich, n anul 1932 a stabilit c acest gaz este rspndit neuniform n apele profunde ale Mrii Negre rezultnd un "relief" cu "coline /domuri" ce se ridic pn la adncimea de aproape 100 m n centrul zonelor

halistatice din centrul vrtejurilor Curentului Principal al Mrii Negre i adevrate"depresiuni", confirmate de studiile mai recente ultimii autori insistnd asupra proceselor ce au loc la nivelul stratului oxic/anoxic (SOL).

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

0 50 100 150 200

concentra ia de H2S (Ml-1)

adn

cim

e (m

)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

1500

1600

1700

1800

1900

2000

2100

0 5 10 15

concentra ia de H2S (mgl-1)

adn

cim

e (m

)

Tendin a distribu iei pe vertical a concentra iei de hidrogen sulfuratdin apele M rii Negre: a = adaptare dup CoMSBlack 92;

b = adaptare dup Bezbodorov, Eremeev, 1993, Millero, 1991, Neretin et al, 1995

Evoluia condiiilor anoxice din Marea Neagr, n retrospectiv istoric, holocen, este sintetizat de Mller (1995) care arat c instalarea condiiilor anoxice a avut loc cu peste 7 000 de ani n urm i a progresat foarte rapid, extinzndu-se n 2 000 de ani n peste 50% din volumul mrii.

Distribuia pe vertical a H2S

Formarea stratului anoxic

SRURI BIOGENE (NUTRIENI)

Tributarii au mbogit apa Mrii Negre cu sruri biogene antrenate din vastul lor bazin hidrografic,imprimndu-i un caracter eutrof i ca urmare, producia primar i implicit cantitatea de substan organic i biomasa nivelelor trofice superioare n apele pontice a fost dintotdeauna ridicat.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

ianu

arie

febr

uarie

mar

tie

april

ie

mai

iuni

e

iulie

augu

st

sept

embr

ie

octo

mbr

ie

noie

mbr

ie

dece

mbr

ieconc

entr

aia

azo

tail

or

i fos

fail

or (m

gm

-3)

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

conc

entra

ia s

ilica

ilor

(m

gm

-3)azotai

fosfai

silicai

Concentra ia srurilor biogene (valori medii multianuale) n apele litoralului

romnesc al M rii Negre:azota i n perioada 1959-1960,

fosfa i i silica i n perioada 1961-1965

n apele litorale romneti azota ii , n perioada de referin pentru Marea Neagr

(1960-1970), prezentau oscilaii destul de mari, cu valori maxime n sezonul rece

(dar nedepind 80 mgm-3) i minime vara, cnd algele unicelulare utilizeaz din plin

aceste sruri importante pentru metabolismul lor;

La adncimi mai mari de 100 m, pn la stratul oxic/anoxic, concentraia de azotai

crete de 4-5 ori, pentru ca n apele profunde s scad treptat, pn la dispariie;

Cele mai mici concentraii de fosfa i se gseau n aceeai perioad, n lunile sezonului

cald, pentru ca odat cu scderea temperaturii i implicit a densitii fitoplanctonului,

concentraiile s creasc, chiar pn la 20 mgm-3;

n tot cursul anului, valorile concentraiei de silica i sunt ridicate, cu o medie

multianual de 1 173 mgm-3, cu minime n perioada de vegetaie a diatomeelor i

maxime n lunile reci ale anului

Dup 1970, dei se pstreaz dinamic sezonier a concentraiilor de azota i i de silica i, valorile medii multianuale n decada urmtoare sunt de peste 6 ori mai mari pentru azota i, respectiv de aproape 1,7 ori mai sczute pentru silica i

0

50

100

150

200

250

300pr

imav

ara

vara

toam

na

iarn

a

conc

entr

aia

azo

tail

or (

mg

m-3)

1959-19601976-1983

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

prim

avar

a

vara

toam

na

iarn

a

conc

entr

aia

sili

cail

or (

mg

m-3)

1961-19651976-1983

0

50

100

150

200

250

1961-1965 1970-1975 1976-1983

conc

entr

aia

fosf

ail

or (

mg

m-3)

primavaravaratoamnaiarna

Valorile medii multianuale ale fosfa ilor , cresc de 18-20 ori mai mult fa de perioada de referin

Ca urmare a creterii concentraiei de nutrieni, n apele neritice din colul nord-vestic al mrii,nfloririle fitoplanctonice au crescut n amploare, s-au cronicizat, iar biomasa

fitoplanctonic a sporit de peste 10 ori;

Spore te concentra ia de substan organic ;

Apar frecvente momente de hipoxie i chiar de anoxie nso ite de mortaliti n mas , n special ale organismelor bentale;

predatoride talie mare

Alte ecosisteme (benthos)

NECTONde talie mica

NECTONde talie mijlocie

ZPKierbivor

ZPKomnivor

ZPKcarnivor

SubstantaOrganica Dizolvata

(SOD)

Agregate organo-bacteriene

si bacterii

FITOPLANCTON

ZPKconsumator

de SOD

Alte ecosisteme

Cantitatea medie de carbon organic n Marea Neagr este de 3 mgm -3,

de dou ori mai mare dect n Oceanul Mondial.

Fluviile tributare aduc mari cantiti de ioni n soluie;

Aportul anual de sruri n Marea Neagr este de 80 x 106 tone ,

dintre care 60% sunt aduse de Dunre;

RAPORTUL IONILOR CU ACTIVITATE FIZIOLOGIC ANTAGONIST (factorul rhopic)

Propor ia dintre ionii cu ac iune fiziologic antagonist

(K+/Ca++, K+/Mg++, Na+/Ca++, Na+ + K+/Ca++ + Mg++)

este caracteristic pentru apele M rii Negre, i n acela i timp, foarte important pentru hidrobion ii pontici

Pora (1977) a numit acest raport factor rhopic

(de la cuvntul grecesc rhope, care nseamn echilibru)

Valori ale factorului rhopic n Oceanul Atlantic, Marea Mediteran i Marea Neagr

5.956.296.48Na+++K+/Ca+++Mg++

2.002.352.58Na+/Ca++

0.300.300.29K+/Mg++

0.750.860.92K+/Ca+

Marea Neagr

Marea MediteranOceanul Atlantic

Raport Ionic

n Marea Neagr valorile factorului rhopic sunt mai mici dect n ape euhaline;

Pentru ca un organism s se adapteze la condi iile Bazinului Pontic, trebuie s fie nu numai eurihalin, ci i eurirhopic;

Aa se explic paleta calitativ mult mai redus a Mrii Negre comparativ cu alte Mri (buzunarul srcit al Mediteranei dup Mihai BCESCU)

SEDIMENTE

Cuveta M rii Negre prezint caracter particulare de sedimentare datorit

genezei sale, condi iilor hidrologice i

existen ei hidrogenului sulfurat n zone de adncime.

Primele studii dateaz de la finele secolului al XIX-lea i se datoreaz lui Andrusov

n funcie de adncime, caractere mineralogice, chimice, depozitele ce se muleaz pe fundul bazinului pontic pot fi grupate n dou categorii: sedimente de mic adncime i sedimente de mare adncime.

Sedimentele de mic adncime se dispun deasupra platformei continentale, ntre linia rmului i pn la adncimi de 175-200 m, sub forma a dou fii difereniate granulometric:

nisipuri - de la rm pn la adncime de 20-30 m, cu diametrul mediu al particulelor cuprins ntre 0,05 i 0,25 mm, care n sectorul sudic pot conine resturi triturate de scrdi i sunt separate de petece din roca de baz;

mluri dominate de material argilos, dispuse n dou fii: ntre 25-75 m adncime mlurile sunt amestecate cu nisip (de unde diametrul mediu al particulelor variaz ntre 0,05 i 0,08 mm, populat de "cuiburi" de midii de adnc

(Mytilus galloprovincialis Lamarck ("mluri cu midii"); sub adncimea de 75 m i pn la 175-200 m sunt mluri foarte fine (0,015-0,02 mm)

ce constituie substratul biocenozei bivalvei Modiolus phaseolinus Philippi("mluri cu faseoline").

Sedimentele de mare adncime au fost studiate relativ recent, n urma expediiilor cu Navele Atlantis II (1969) i Glomar Challenger (1975), ultima dispunnd de tehnologii care au permis extragerea de carote de la o adncime de 1 075 m sub nivelul fundului mrii. Ross, Degens (1974) disting trei uniti litologice pe fundul bazinului pontic, rezultat al depunerilor succesive din ultimii 25 000 ani:

prima unitateprima unitate, cu o grosime de 30 cm, din mluri bogate n carbonai i resturi ale cochiliilor / frustulelor organismelor pelagice care s-au depus n ultimii 3 000 ani;

cece--a dea de--a doua unitatea doua unitate, cu mluri ce ating o grosime de 40 cm s-a depus ntr-o perioad de aproximativ 7 000 ani naintea precedentei;

interfaa dintre cele dou uniti reprezint trecerea rapid de la regimul oligo-mixohalin al mrii la unul apropiat de cel actual, ca urmare a strpungerii Bosforului si a ptrunderii apelor euhaline mediteraneene;

cea decea de--a treia unitatea treia unitate, bogat mai ales n sulfai de fier se ntreptrunde cu straturile ce alctuiesc fundul Mrii Negre. Dup Vespremeanu (2004), primii 650 m din temelia bazinului reprezint sedimente cuaternare, urmate de un strat de 240 m grosime

ce s-a depus n pliocen i care are caracteristicile sedimentelor dintr-un bazin limnic, sub care se afl dolomite i marne de vrst miocen.

n regiunea costier , exist o mare gam de sedimente, distribu ia acestora fiind condi ionat de valuri i curen i, oferind variate condi ii abiotice i ca urmare, cel pu in pe platforma continental , s-au instalat numeroase biocenoze bentale

Sectorul nordic al litoralului (dintre gura

Musura a braului Chilia i pn la

Constana (cap Singol) este caracterizat

de nispuri fine, dominate de fraciuni

alohtone, silicioase, aduse de fluvii (mai

ales Dunre).

Sectorul sudic prezint zone cu platform

calcaroas, tapetat cu nisipuri calcaroase,

autohtone, cu resturi de scrdi

CARACTERISTICI BIOLOGICE PROPRII