Біогенні елементи в наземних субстратах, прісних водоймах та льодовій товщі району Аргентинських островів – півострова Київ, Морська Антарктика
Анотація
Мета. Вивчити надходження легкорозчинних сполук азоту та фосфору в наземні субстрати, прісні водойми, а також в льодовиковий керн та підльодні водоймі від колоній морських птахів чи місць активності неколоніальних літаючих чи окремих особин колоніальних птахів. Методи. У відібраних протягом 25-ї (2019/20) та 26-ї (2020/21) Українських антарктичних експедицій зразках субстратів, води прісних водойм, льодового керну та пробах з підльодовикових водойм району Аргентинських островів-півострова Київ досліджено обрані індикатори орнітогенності: концентрації найбільш біологічно доступних форм азоту та фосфору. Результати. У пробах зі всіх джерел показані значні концентрації розчинених сполук азоту та фосфору орнітогенного походження. У випадку субстратів показано, що високі концентрації орнітогенних сполук відмічені не тільки в зразках із впливом колоній птахів, зокрема, пінгвінів, але і в зразках, які походять із місць без впливу колоній птахів. Висновки. Отримані дані підтверджують високий рівень впливу як колоніальних, так і неколоніальних птахів на наземні та прісноводні екосистеми району Аргентинських островів-півострова Київ. Показано, що едифікуючий вплив та внесення значної кількості азоту та фосфору відбувається не тільки в місцях великих колоній пінгвінів, але і в місцях поодинокого гніздування чи харчування і відпочинку неколоніальних літаючих, чи перебування окремих особин колоніальних птахів у дослідженому районі. Проте, у місцях розташування великих колоній пінгвінів легкорозчинні біодоступні форми азоту та фосфору виявляються у значно більших, гіпертрофних концентраціях. Порівняно низькі концентрації біогенних елементів виявлені наразі лише в місцях, які нещодавно звільнилися з-під льодовика та залишаються незаселеними рослинністю, непривабливими чи важкодоступними для птахів. Подібні локації наразі відмічені лише на узбережжі півострова Київ та пов’язані з нещодавнім відступом тутешніх льодовиків. Як в умовах наявності поблизу колонії пінгвінів чи активності неколоніальних чи окремих особин колоніальних птахів, усі досліджені прісні водойми досліджуваного району були в різному ступені евтрофіковані. Динаміка надходження органіки до деяких досліджених прісних водойм району, імовірно, свідчить про постійний характер евтрофікації. Дослідження льодового керна льодовика острова Ґаліндез та підльодовикових прісних водойм свідчать про те, що орнітогенний вплив тут спостерігається протягом тривалого часу.
Ключові слова: евтрофікація, морські птахи, Антарктика, субстрати, прісні водойми.
Посилання
Abakumov E., Parnikoza I., Vlasov D., Lupachev A. Biogenic–abiogenic interaction in antarcticornithogenic soils. Lect Notes Earth Syst Sci. 2016. No. 1. P. 237-248. doi: 10.1007/978-3-319-24987-2_19
Abakumov E., Lupachev A., Andreev M., Wang W., Ji X. The influence of brown and south polar skua on the content of plant nutrient in the soils from the Fildes Peninsula (King George Island, West Antarctica). Chemistry and Ecology. 2020. Vol. 37 (2). P. 185-199. doi: 10.1080/02757540.2020.1839435
Abakumov E. V., Parnikoza I. Yu., Zhianski M., Yaneva R., Lupachev A. V., Andreev M. P., Vlasova D. Yu., Rianog J., Jaramillo N. Ornithogenic factor of soil formation in Antarctica: a review. Eurasian Soil Science. 2021. Vol. 54 (4). P. 528–540. doi: 10.1134/S1064229321040025
Bokhorst S., Huiskes A., Convey P., Aerts R. External nutrient inputs into terrestrial ecosystems of the Falkland Islands and the Maritime Antarctic region. Polar Biology. 2007. Vol. 30 (10). P. 1315-1321. doi: 10.1007/s00300-007-0292-0
Chown S., Froneman P. The Prince Edward Islands: land-sea interactions in a changing ecosystem. Stellenbosch: Sun Press, 2008. P. 482. doi: 10.18820/9781928314219/01
Ellis J. C., Fariña J. M., Witman J. D. Nutrient transfer from sea to land: the case of gulls and cormorants in the Gulf of Maine. J. Anim. Ecol. 2006. Vol. 75 (2). P. 565-574. doi: 10.1111/j.1365-2656.2006.01077.x
Hach Company. Hach Water Analysis Handbook. Loveland, Colorado: Hach Co, 2002. P. 1260.
Chacón N., Ascanio M., Herrera R., Benzo D., Flores S., Silva S. J., García B. Do P cycling patterns differ between ice-free areas and glacial boundaries in the Maritime Antarctic region? Arctic, Antarctic, and Alpine Research. 2013. Vol. 45 (2). P. 190-200
Juchnowicz-Bierbasz M., Rakusa-Suszczewski S. Nutrients and cations content in soil solutions from the present and abandoned penguin rookeries (Antarctica, King George Island). Polish Journal of Ecology. 2002. Vol. 50 (1). P. 79-91. doi: 10.2478/v10183−011−0002−z
Karuss J., Lamsters K., Chernov A., Krievāns M., Ješkins J. Subglacial topography and thickness of ice caps on the Argentine Islands. Antarctic Science, 2019. Vol. 31 (6). P. 332-344. doi: 10.1017/S0954102019000452
Michelutti N., Blais J., Mallory M., Brash J., Thienpont J., Kimpe L., Douglas M., Smol J. Trophic position influences the efficacy of seabirds as metal biovectors. Proc. Natl Acad. Sci. 2010. Vol. 107 (23). P. 10543-10548. doi: 10.1073/pnas.1001333107
Otero X. L.; De La Peña-Lastra S., Pérez-Alberti A., Ferreira T. O., Huerta-Diaz M. A. Seabird colonies as important global drivers in the nitrogen and phosphorus cycles. Nature Communications. 2018. Vol. 9 (1). P. 1-8. doi: 10.1038/s41467-017-02446-8
Parnikoza I., Korsun S., Kozeretska I., Kunakh V. A Discussion note on soil development under the influence of terrestrial vegetation at two distant regions of the Maritime Antarctic. Polarforschung. 2011. Vol. 80 (3). P. 181-185. doi:10.2312/polarforschung.80.3.181
Parnikoza I., Dykyy I., Ivanets V., Kozeretska I., Kunakh V., Rozhok A., Ochyra R., Convey P. Use of Deschampsia antarctica for nest building by the kelp gull in the Argentine Island area (maritime Antarctica). Polar Biology. 2012. Vol. 35 (11). P. 1753-1758. doi: 10.1007/s00300-012-1212-5
Parnikoza I., Abakumov E., Korsun S., Klymenko I., Netsyk M., Kudinova A., Kozeretska I. Soils of the Argentine islands, Antarctica: diversity and characteristics. Polarforschung. 2016. Vol. 86 (2). P. 83-96. doi: 10.2312/polarforschung.86.2.83
Parnikoza I., Berezkina А., Moiseyenko Y., Malanchuk V., Kunakh V. Complex survey of the Argentine Islands and Galindez Island (maritime Antarctic) as a research area for studying the dynamics of terrestrial vegetation. Ukrainian Antarctic Journal. 2018. Vol. 1 (17). P. 73-101. doi: 10.33275/1727-7485.1(17).2018.34
Peklo A.M. The birds of Argentine Islands and Petermann Island. Kryvy Rih: Myneral, 2007. P. 264. [in Russian]
Portnoy J. W. Gull contribution of phosphorus and nitrogen to a Cape Cod kettle pond. Hydrobiologia. 1990. Vol. 202. P. 61-69. doi: 10.1007/BF00027092
Rice E., Bridgewater L. Standard methods for the examination of water and wastewater. Washington, D.C.: American Public Health Association, 2012. P. 1496.
Riddick S. N., Dragosits U., Blackall T.D., Daunt F., Wanless S., Sutton M.A. The global distribution of ammonia emissions from seabird colonies. Atmospheric Environ. 2012. Vol. 55. P. 319-327. doi: 10.1016/j.atmosenv.2012.02.052
Riddick S. N., Blackall T.D., Dragosits U., Daunt F., Newell M., Braban C.F., Tang Y.S., Schmale J., Hill P.W., Wanless S., Trathan P., Sutton M.A. Measurement of ammonia emissions from temperate and subpolar seabird colonies. Atmospheric Environ. 2016. Vol. 134. P. 40-50. doi: 10.1016/j.atmosenv.2016.03.016
Roshal A.D., Krasnoperova A.P., Dykyy I.V., Yukhno G.D., Syzova Z.A., Shmyrev D.V., Gamulia Yu.G., Utevskiy A.Yu. Primitive soils of the Mount Demaria (Graham Land, Antarctic Peninsula): morphology, mineral composition, vertical distribution. Ukrainian Antarctic Journal. 2013. No. 12. P. 265-281. [in Russian]
Tatur A., Myrсha A. Ornithogenic soils (In: The maritime Antarctic coastal ecosystem of Admiralty Bay, Ed. S. Rakusa-Suszczewski). Warsaw: Department of Antarctic Biology, Polish Academy of Sciences, 1993. P. 161-165.
Tatur A., Myrcha A., Niegodzisz J. Formation of abandoned penguin rookery ecosystems in the maritime Antarctic. Polar Biol. 1997. Vol. 17. P. 405-417. doi: 10.1007/s003000050135
Wetzel R. Limnology. San Diego: Academic Press, 2001. P. 743. doi: 10.1016/C2009-0-02112-6
Zhu R., Shi Y., Ma D., Wang C., Xu H., Chu H. Bacterial diversity is strongly associated with historical penguin activity in an Antarctic lake sediment profile. Scientific Reports. 2015. Vol. 5(1). doi: 10.1038/srep17231
