tinroИзвестия ТИНРОIzvestiya TINRO1606-99192658-5510ТИНРО10.26428/1606-9919-2023-203-925-943MNRKIRtinro-887Research ArticleУСЛОВИЯ ОБИТАНИЯ ПРОМЫСЛОВЫХ ОБЪЕКТОВENVIRONMENTS OF FISHERIES RESOURCESИзменчивость общих характеристик донного населения и их эффективность для мониторинга качества морской средыVariability of general characteristics of the bottom population and their effectiveness for monitoring the quality of the marine environmenthttps://orcid.org/0000-0001-6600-5654МощенкоА. В.MoshchenkoA. V.

Мощенко Александр Владимирович, доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник

690091, г. Владивосток, ул. Фонтанная, 24

Alexander V. Moshchenko, D.Biol., leading researcher

24, Fontannaya St., Vladivostok, 690091

avmoshchenko@mail.ruДальневосточный региональный научно-исследовательский гидрометеорологический институтРоссияFar-Eastern Regional Hydrometeorological Research InstituteRussian Federation2023261220232034925943Copyright © Мощенко А.В., 20232023Мощенко А.В.Moshchenko A.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://izvestiya.tinro-center.ru/jour/article/view/887

На основе применения двухфакторного ковариационного анализа показано, что с позиций статистики для мониторинга и оценки экологического состояния морской среды по-настоящему пригоден лишь индекс TPFbio, индексы AMBI, M-AMBI и BOPA следует рассматривать как ограниченно пригодные, остальные – как непригодные. Низкая эффективность большинства характеристик биоты обусловлена тремя основными причинами: недостаточное для корректных вычислений число видов в пробе, что нередко встречается в акваториях, подверженных заметному антропогенному стрессу; существенное влияние сезонной и межгодовой изменчивости, исключить которое часто не представляется возможным; трудности видовой идентификации молоди множества гидробионтов, что ведет к неоправданному увеличению или уменьшению значений большинства биотических параметров.

There is shown using the two-factor covariation analysis ANCOVA that, from the position of statistics, TPFbio is the only truly suitable index for monitoring and assessment the ecological state of the marine environment, whereas the indices AMBI, M-AMBI and BOPA should be considered as limited suitable and the others as unsuitable. Poor efficiency for the most of biota characteristics has the following three main reasons. Firstly, the number of species in samples from the areas subjected to anthropogenic stress is usually insufficient for correct calculations. Secondly, the influence of seasonal and interannual variability is usually significant and cannot be excluded. Thirdly, accurate taxonomic identification is difficult for juveniles of many species that can lead to unjustified under- or overestimation of many biotic parameters.

экологическое состояниезагрязнениеэвтрофикациядонные отложениязалив Петра Великогоэкологические индексыхарактеристики обилияковариационный анализecological statecontaminationeutrophicationbottom sedimentsPeter the Great Bayecological indexabundance characteristicsANCOVAАвтор благодарен сотрудникам ДВНИГМИ Т.А. Белан и Б.М. Борисову за предоставление материала, а также всем рецензентам за ценные замечания, которые были учтены при подготовке настоящей рукописи к печати.The author is grateful to T.A. Belan and B.M. Borisov (FERHRI) for providing materials for the study and to all anonymous reviewers for their valuable comments taken into account when preparing the article.ReferencesБелан Т.А., Мощенко А.В., Чернова А.С. Долговременные изменения видового разнообразия таксоценов многощетинковых червей в прибрежной зоне Японского моря // Докл. рабочего совещания по изучению глобальных изменений на Дальнем Востоке. — Владивосток : Дальнаука, 2003. — С. 196–224.Belan, T.A., Moshchenko, A.V., and Chernova, A.S., Long-term changes in the species diversity of polychaetes taxa in the coastal zone of the Sea of Japan, in Doklady` rabochego soveshhaniya po izucheniyu global`ny`kh izmenenij na Dal`nem Vostoke (Reports of the workshop on the study of global changes in the Far East), Vladivostok: Dal’nauka, 2003, pp. 196–224.Кабаков Р.И. R в действии. Анализ и визуализация данных в программе R : пер. с англ. П.А. Волковой : моногр. — М. : ДМК Пресс, 2014. — 588 с.Kabakov, R.I., R v deistvii. Analiz i vizualizatsiya dannykh v programme R (R in Action: Data Analysis and Visualization in the R Software), Moscow: DMK, 2014. [transl. from English by P.A. Volkova]Мощенко А.В. Сообщества макрозообентоса рыхлых грунтов прибрежных акваторий залива Петра Великого близ Владивостока (Японское море) и их экологическое состояние // Изв. ТИНРО. — 2023. — Т. 203, вып. 3. — С. 618-638. DOI:10.26428/1606-9919-2023-203-618-638. EDN: EJWBOB.Moshchenko, A.V., Сommunities of macrozoobenthos on soft sediments in the coastal areas of Peter the Great Bay near Vladivostok (Japan Sea) and their ecological status, Izv. Tikhookean. Nauchno-Issled. Inst. Rybn. Khoz. Okeanogr., 2023, vol. 203, no. 3, pp. 618–638. doi 10.26428/1606-9919-2023-203-618-638. EDN: EJWBOB.Мощенко А.В., Белан Т.А. Количественная оценка степени антропогенного нарушения сообществ макрозообентоса рыхлых грунтов // Биол. моря. — 2008. — Т. 34, № 4. — С. 279–292.Moshchenko, A.V. and Belan, T.A., Мethod for the appraisal of anthropogenic disturbance of macrozoobenthic communities of soft substrata, Rus. J. Mar. Biol., 2008, vol. 34, no. 4, pp. 235–248.Мощенко А.В., Белан Т.А., Борисов Б.М. Метод оценки химического загрязнения донных осадков с использованием биоиндикации // Изв. ТИНРО. — 2022а. — Т. 202, вып. 4. — С. 861–879. DOI: 10.26428/1606-9919-2022-202-861-879. EDN: MDYYHD.Moshchenko, A.V., Belan, T.A., and Borisov, B.M., A method for assessing chemical contamination of bottom sediments using bioassay approach, Izv. Tikhookean. Nauchno-Issled. Inst. Rybn. Khoz. Okeanogr., 2022, vol. 202, no. 4, pp. 861–879. doi 10.26428/1606-9919-2022-202-861-879. EDN: MDYYHD.Мощенко А.В., Белан Т.А., Борисов Б.М. Распределение и классификация макрозообентоса залива Петра Великого Японского моря по отношению к загрязнению донных отложений // Изв. ТИНРО. — 2022б. — Т. 202, вып. 3. — С. 623–639. DOI: 10.26428/1606-9919-2022-202-623-639. EDN: FZIAEB.Moshchenko, A.V., Belan, T.A., and Borisov, B.M., Distribution and classification of macrozoobenthos in Peter the Great Bay of Japan Sea in relation to contamination of bottom sediments, Izv. Tikhookean. Nauchno-Issled. Inst. Rybn. Khoz. Okeanogr., 2022, vol. 202, no. 3, pp. 623–639. doi 10.26428/1606-9919-2022-202-623-639. EDN: FZIAEB.Мощенко А.В., Белан Т.А., Борисов Б.М. Сообщества макрозообентоса рыхлых грунтов прибрежных акваторий открытой части залива Петра Великого Японского моря и их экологическое состояние // Изв. ТИНРО. — 2023. — Т. 203. — С. 581–600. DOI: 10.26428/1606-9919-2023-203-581-600. EDN: ZEVAIV.Moshchenko A.V., Belan T.A., and Borisov, B.M., Communities of macrozoobenthos on soft sediments in the coastal areas of open parts of Peter the Great Bay, Japan Sea and their ecological status, Izv. Tikhookean. Nauchno-Issled. Inst. Rybn. Khoz. Okeanogr., 2023, vol. 203, no. 3, pp. 581–600. doi 10.26428/1606-9919-2023-203-581-600. EDN: ZEVAIV.Мощенко А.В., Белан Т.А., Борисов Б.М. и др. Адаптация метода оценки качества морской среды по данным биологического анализа на основе индексов AMBI и M-AMBI для залива Петра Великого Японского моря // Тр. ДВНИГМИ. — 2021а. — Вып. 156. — С. 142–181.Moshchenko, A.V., Belan, T.A., Borisov, B.M., Lishavskaya, T.S., and Sevastyanov, A.V., Adaptation of the method of appraisal of marine environment quality using biological data analysis at the base of AMBI and M-AMBI indices for Peter the Great Bay (Sea of Japan), Tr. Dal’nevost. Nauchno-Issled. Gidrometeorol. Inst., 2021, vol. 156, pp. 142–181.Мощенко А.В., Белан Т.А., Борисов Б.М. и др. К методике выделения сообществ макрозообентоса: простой алгоритм для практики экологического мониторинга // Тр. ДВНИГМИ. — 2021б. — Вып. 156. — С. 111–141.Moshchenko, A.V., Belan, T.A., Borisov, B.M., Lishavskaya, T.S., and Sevastyanov, A.V., To the methodology of the differentiation of macrozoobenthic soft-bottom communities: simple algorithm for ecological monitoring practice, Tr. Dal’nevost. Nauchno-Issled. Gidrometeorol. Inst., 2021, vol. 156, pp. 111–141.Мощенко А.В., Белан Т.А., Лишавская Т.С. и др. Основные тенденции временного хода концентраций приоритетных поллютантов в осадках прибрежных акваторий Владивостока (за- лив Петра Великого Японского моря) // Изв. ТИНРО. — 2021в. — Т. 201, вып. 2. — С. 440–457. DOI: 10.26428/1606-9919-2021-201-440-457.Moshchenko, A.V., Belan, T.A., Lishavskaya, T.S., Sevastianov, A.V., and Borisov, B.M., Main tendencies of temporal changes for concentration of priority pollutants in sediments of the coastal areas at Vladivostok (Peter the Great Bay, Japan Sea), Izv. Tikhookean. Nauchno-Issled. Inst. Rybn. Khoz. Okeanogr., 2021, vol. 201, no. 2, pp. 440–457. doi 10.26428/1606-9919-2021-201-440-457Мощенко А.В., Белан Т.А., Лишавская Т.С. и др. Многолетняя динамика концентраций приоритетных поллютантов и общего уровня химического загрязнения прибрежных акваторий Владивостока (залив Петра Великого Японского моря) // Изв. ТИНРО. — 2020. — Т. 200, вып. 2. — С. 377–400. DOI: 10.26428/1606-9919-2020-200-377-400.Moshchenko, A.V., Belan, T.A., Lishavskaya, T.S., Sevastianov, A.V., and Borisov, B.M., Longterm dynamics of prior pollutants concentration and total level of chemical contamination in the coastal areas at Vladivostok (Peter the Great Bay, Japan Sea), Izv. Tikhookean. Nauchno-Issled. Inst. Rybn. Khoz. Okeanogr., 2020, vol. 200, no. 2, pp. 377–400. doi 10.26428/1606-9919-2020-200-377-400Belan T.A., Moshchenko A.V. Polychaete taxocenes variability associated with sediment pollution loading in the Peter the Great Bay (the East Sea/Japan Sea) // Ocean Science J. — 2005. — Vol. 40, № 1. — P. 1–10.Belan, T.A. and Moshchenko, A.V., Polychaete taxocenes variability associated with sediment pollution loading in the Peter the Great Bay (the East Sea/Japan Sea), Ocean Sci. J., 2005, vol. 40, no. 1, pp. 1–10.Borja Á., Franco J., Muxika I. The biotic indices and the Water Framework Directive: the required consensus in the new benthic monitoring tools // Mar. Pollut. Bull. — 2004. — Vol. 48, № 3–4. — P. 405–408.Borja, Á., Franco, J., and Muxika, I., The biotic indices and the Water Framework Directive: the required consensus in the new benthic monitoring tools, Mar. Pollut. Bull., 2004, vol. 48, no. 3–4, pp. 405–408.Borja Á., Franco J., Perez V. A Marine Biotic Index to Establish the Ecological Quality of Soft-Bottom Benthos Within European Estuarine and Coastal Environments // Mar. Pollut. Bull. — 2000. — Vol. 40, № 12. — P. 1100–1114.Borja, Á., Franco, J., and Perez, V., A Marine Biotic Index to Establish the Ecological Quality of Soft-Bottom Benthos Within European Estuarine and Coastal Environments, Mar. Pollut. Bull., 2000, vol. 40, no. 12, pp. 1100–1114.Borja Á., Mader J., Muxika I. Instructions for the use of the AMBI index software (Version 5.0) // Revista de Investigacion Marina. — 2012. — Vol. 19, № 3. — P. 71–82.Borja, Á., Mader, J., and Muxika, I., Instructions for the use of the AMBI index software (Version 5.0), Revista de Investigacion Marina, 2012, vol. 19, no. 3, pp. 71–82. Bent16. Dauvin, J.C., Bachelet, G., Barille´, A.L., Blanchet, H., Montaudouin, de X., Lavesque, N., and Ruellet, T., hic indicators and index approaches in the three main estuaries along the French Atlantic coast (Seine, Loire and Gironde), Mar. Ecol., 2009, vol. 30, pp. 228–240.Dauvin J.C., Bachelet G., Barille´ A.L. et al. Benthic indicators and index approaches in the three main estuaries along the French Atlantic coast (Seine, Loire and Gironde) // Mar. Ecol. — 2009. — Vol. 30. — P. 228–240.Muxika, I., Borja, Á., and Bald, J., Using historical data, expert judgement and multivariate analysis in assessing reference conditions and benthic ecological status, according to the European Water Framework Directive, Mar. Pollut. Bull., 2007, vol. 55, nos. 1–6, pp. 16–29. doi 10.1016/j.marpolbul.2006.05.025Muxika I., Borja Á., Bald J. Using historical data, expert judgment and multivariate analysis in assessing reference conditions and benthic ecological status, according to the European Water Framework Directive // Mar. Pollut. Bull. — 2007. — Vol. 55, Iss. 1–6. — P. 16–29. DOI: 10.1016/j.marpolbul.2006.05.025.Oleynik, E.V. and Moshchenko, A.V., Ten-year variability of Bivalvia taxon in the coastal zone of Peter the Great Bay (Japan Sea), in Oceanography of the Japan Sea: proc. CREAMS-2000 Intern. Symp., Vladivostok: Dalnauka, 2001, pp. 264–268.Oleynik E.V., Moshchenko A.V. Ten-year variability of Bivalvia taxon in the coastal zone of Peter the Great Bay (Japan Sea) // Oceanography of the Japan Sea: proc. CREAMS-2000 Intern. Symp. — Vladivostok : Dalnauka, 2001. — P. 264–268.Ponti, M., Vadrucci, M.R., Orfanidis, S., and Pinna, M., Biotic indices for ecological status of transitional water ecosystems, Transit. Waters Bull., 2009, vol. 3, no. 3, pp. 32–90. doi 10.1285/i1825229Xv3n3p32Ponti M., Vadrucci M.R., Orfanidis S., Pinna M. Biotic indices for ecological status of transitional water ecosystems // Transit. Waters Bull. — 2009. — Vol. 3, № 3. — P. 32–90. DOI: 10.1285/i1825229Xv3n3p32.Van Hoey, G., Borja, A., Birchenough, S., Buhl-Mortensen, L., Degraer, S., Fleischer, D., Kerckhof, F., Magni, P., Muxika, I., Reiss, H., Schröder, A., and Zettler, M.L., The use of benthic indicators in Europe: From the Water Framework Directive to the Marine Strategy Framework Directive, Mar. Pollut. Bull., 2010, vol. 60, no. 12, pp. 2187–2196. doi 10.1016/j.marpolbul.2010.09.015Van Hoey G., Borja A., Birchenough S. et al. The use of benthic indicators in Europe: From the Water Framework Directive to the Marine Strategy Framework Directive // Mar. Pollut. Bull. — 2010. — Vol. 60, Iss. 12. — P. 2187–2196.Washington, H.G., Diversity, biotic and similarity indices. A review with special relevance to aquatic ecosystems, Water Res., 1984, vol. 18, no. 6, pp. 653–694. doi 10.1016/0043-1354(84)90164-7Washington H.G. Diversity, biotic and similarity indices. A review with special relevance to aquatic ecosystems // Water Res. — 1984. — Vol. 18, Iss. 6. — P. 653–694. DOI: 10.1016/0043-1354(84)90164-7.Package ‘AID’. https://cran.r-project.org/web/ packages/AID/AID.pdf. Cited January, 16, 2023. Package ‘jmv’. https://cran.r-project.org/web/packages/jmv/jmv.pdf. Cited September, 11, 2023.Oksanen, J., Multivariate Analysis of Ecological Communities in R: vegan tutorial. https://ru.scribd.com/document/353618622/R-Vegan-Tutorial-Multivariate-Analysis-of-Ecological-Communities-by-Oksanen. Cited January, 30, 2023.Oksanen, J., Multivariate Analysis of Ecological Communities in R: vegan tutorial. https://ru.scribd.com/document/353618622/R-Vegan-Tutorial-Multivariate-Analysis-of-Ecological-Communities-by-Oksanen. Cited January, 30, 2023.Statistical analysis and interpretation of marine community data: reference methods for marine pollution studies, Nairobi: UNEP, 1995, no. 64.Statistical analysis and interpretation of marine community data: reference methods for marine pollution studies, Nairobi: UNEP, 1995, no. 64.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.