Процедура оценки эвтрофикации

Потенциальные эвтрофные зоны в регионе NOWPAP

Введение

Наземная деятельность человека влияет на прибрежные системы, и значительная часть (41%) Мирового океана находится под сильным влиянием множества факторов [1]. Прибрежные районы северо-западной части Тихого океана, Китая, Японии, Кореи и России, являются одними из наиболее густонаселенных районов в мире, и давление и требования, которые такое большое население оказывает на окружающую среду, значительны [2]. . Одной из реакций на деятельность человека в океане является ускоренное эвтрофирование, вызванное увеличением поступления питательных веществ с ферм и из городов [3]. Эвтрофикация действительно рассматривается как одна из основных проблем морской среды в северо-западном Тихоокеанском регионе [4], приводящая к возникновению значительного количества красных приливов [5] и формированию крупномасштабной гипоксической ситуации [6]. Эвтрофикация также может стать экологической проблемой трансграничного значения из-за обилия гигантских медуз [7] и массивных зеленых приливов [8], которые распространяются на обширные территории за счет движения течений. Таким образом, для решения этих проблем необходимо привлечь соседние страны к комплексным и конкретным действиям по защите общей окружающей среды.

План действий для северо-западной части Тихого океана (NOWPAP) является частью Региональных морских программ Программы ООН по окружающей среде (ЮНЕП), которая была принята странами-членами, а именно Китаем, Японией, Кореей и Россией в 1994 году. Географический охват NOWPAP охватывает морскую среду и прибрежные зоны примерно от 121 до 143 градусов в. д. и примерно от 33 до 52 градусов с. ш. [2]. В рамках NOWPAP в каждой стране-члене NOWPAP созданы четыре региональных центра деятельности для реализации отдельных мероприятий и проектов NOWPAP, одобренных Межправительственным совещанием NOWPAP. Региональный центр деятельности по специальному мониторингу и оценке прибрежной среды (CEARAC) находится на базе Центра экологического сотрудничества северо-западного Тихоокеанского региона (NPEC) в Тояме, Япония, и CEARAC уполномочен разрабатывать инструменты для мониторинга окружающей среды с использованием методов дистанционного зондирования.

Следуя этому мандату, CEARAC работает над мониторингом и оценкой эвтрофикации, объединяя имеющиеся полевые данные о качестве воды и данные дистанционного зондирования цвета океана [9, 10, 11, 12]. Среди параметров качества воды, связанных с эвтрофикацией, концентрация хлорофилла-а (Chl-a), показатель биомассы фитопланктона, является полезным индикатором эвтрофикации.[13] . В рамках NOWPAP CEARAC разработал «Процедуры оценки состояния эвтрофикации, включая оценку наземных источников питательных веществ для региона NOWPAP (Общие процедуры NOWPAP)», а также использование спутникового Chl-a для обнаружения симптомов эвтрофикации для выявления рекомендуются потенциальные эвтрофные зоны [10, 12]. Спутник Chl-a также предлагается в качестве субиндикатора Индекса прибрежной эвтрофикации в рамках Цели устойчивого развития 14.1.1 Программы ООН по окружающей среде; однако методологии использования Chl-a все еще обсуждаются. Поскольку Chi-а можно наблюдать с помощью спутниковых датчиков цвета океана, многие исследования подтвердили временные и пространственные преимущества дистанционного зондирования для мониторинга и оценки качества воды прибрежной зоны [14, 15]. В немногих исследованиях для оценки эвтрофикации использовались как уровень, так и тенденция концентрации Chl-a, измеренной с помощью дистанционного зондирования (спутниковый Chl-a).[16] (Тераучи и др., 2014). Тераучи и др.,[16] продемонстрировалb полезность применения как уровня, так и тенденции спутникового Chl-a для оценки эвтрофикации в заливе Тояма, Япония, и предложил методологию классификации морской воды по шести состояниям эвтрофикации: Низкоуменьшающееся, Низкоуменьшающееся без тенденции, Низкоувеличивающееся, Высокоуменьшающееся, Высокоувеличивающееся без тенденции и Высокоувеличивающееся.

Карты потенциальных зон эвтрофикации в регионе NOWPAP

Карты потенциальных эвтрофных зон региона NOWPAP можно просмотреть на сайте https://map.nowpap3.go.jp/maps/view . Методологию и материалы, используемые для картирования потенциальных эвтрофных зон, можно найти на этой странице.

Критерии определения потенциальных зон эвтрофикации в NOWPAP

Публикации

• Terauchi G, Maure, E R, Yu Z, Wu Zaixing, Lee C, Kachur V, and Ishizaka J (2018) Assessment of eutrophication using remotely sensed chlorophyll-a in the Northwest Pacific region, Proc. of SPIE, 10778, Remote Sensing of the Open and Coastal Ocean and Inland Waters, 107780H; doi: 10.1117/12.2324641; https://doi.org/10.1117/12.2324641
• Terauchi G, Tsujimoto R, Ishizaka J and Nakata H (2014) Preliminary assessment of eutrophication by remotely sensed chlorophyll-ain Toyama Bay, the Sea of Japan Journal of Oceanography, 70(2), pp175-184. doi: 10.1007/s10872-014-0222-z

Список экспертов, участвующих в деятельности CEARAC по оценке эвтрофикации

Рекомендации

[1] Halpern, B., Walbridge, S., Selkoe, K., Kappel, C., Micheli, F., D’Agrosa, C., Bruno, J., Casey, K., Ebert, C., Fox, H., Fujita, R., Heinemann, D., Lenihan, H., Madin, E., Perry, M., Selig, E., Spalding, M., Steneck, R. and Watson, R., “A Global Map of Human Impact on Marine Ecosystems,” Science 319(5865), 948–952 (2008).

[2] UNEP, “Action Plan for the protection, management and development of the marine and coastal environment of the Northwest Pacific region” NOWPAP Publication No. 1 (1997).

[3] Carpenter, SR, Caraco, NF, Correll, DL, Howarth, RW, Sharpley, AN and Smith, VH., “NONPOINT POLLUTION OF SURFACE WATERS WITH PHOSPHORUS AND NITROGEN,” Ecological Applications 8(3), 559 – 568 (1998).

[4] Shulkin, V.M. and Kachur, A.N. (eds), “State of the Marine Environment Reportfor the NOWPAP region,” POMRAC. 141 с, (2014).

[5] NOWPAP CEARAC, “Integrated Report on Harmful Algal Blooms for the NOWPAP Region,”(2011).

[6] Wei, H., He, Y., Li, Q., Liu, Z. and Wang, H., “Summer hypoxia adjacent to the Changjiang Estuary,” Journal of Marine Systems 67(3-4), 292–303 (2007).

[7] Xu, Y., Ishizaka, J., Yamaguchi, H., Siswanto, E. and Wang, S., “Relationships of interannual variability in SST and phytoplankton blooms with giant jellyfish (Nemopilema nomurai) outbreaks in the Yellow Sea and East China Sea,” J Oceanogr 69(5), 511–526 (2013).

[8] Liu, D., Keesing, J. K., Dong, Z., Zhen, Y., Di, B., Shi, Y., Fearns, P. and Shi, P., “Recurrence of the world’s largest green-tide in 2009 in Yellow Sea, China: Porphyra yezoensis aquaculture rafts confirmed as nursery for macroalgal blooms,” Marine Pollution Bulletin 60(9), 1423 – 1432 (2010).

[9] NOWPAP CEARAC, “Eutrophication Monitoring Guidelines by Remote Sensing for the NOWPAP Region,”(2007).

[10] NOWPAP CEARAC, “Procedures for assessment of eutrophication status including evaluation of land-based sources of nutrients for the NOWPAP region,”(2009).

[11] NOWPAP CEARAC, “Integrated Report on Eutrophication Assessment in Selected Sea Areas in the NOWPAP Region: Evaluation of the NOWPAP Common Procedure,”(2011).

[12] NOWPAP CEARAC, “Application of the NOWPAP Common Procedure for Eutrophication Assessment in Selected Sea Areas in the NOWPAP Region,”(2014).

[13] Harding, LW. Jr. and Perry, ES., “Long-term increase of phytoplankton biomass in Chesapeake Bay,” Mar Ecol Prog Ser 157, 39–52(1997).

[14] Kitsiou, D. and Karydis, M., “Coastal marine eutrophication assessment: A review on data analysis,” Environment International 37(4), 778 – 801 (2011).

[15] Klemas, V., “Remote Sensing Techniques for Studying Coastal Ecosystems: An Overview,” Journal of Coastal Research, 2 – 17 (2011).

[16] Terauchi, G., Tsujimoto, R., Ishizaka, J., and Nakata, H. “R Preliminary assessment of eutrophication by remotely sensed chlorophyll-a in Toyama Bay, the Sea of Japan,” J Oceanogr, 70, 175 – 184 (2014).