Assessment of inorganic carbon input by mollusks to the coastal zone of the north-eastern sector of the Black sea in 2008–2023

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

The masses of inorganic carbon entering the bottom sediments of the northeastern shelf and slope of the Black Sea as a result of the activity of benthic mollusks have been quantitatively assessed. The most effective depths of carbonate matter formation by mollusks are 10–15 m and 60–70 m. Below 80 m, the contribution of this source to the supply of biogenic carbonate to sediments decreases sharply. Spatial and temporal heterogeneity of biomass distribution and inorganic carbon input by mollusks within the same depth belt was revealed. The greatest fluctuations of the input values were observed in the most carbonate productive zone: depths from 10 to 30 m.

Full Text

Restricted Access

About the authors

G. A. Kolyuchkina

Shirshov Institute of Oceanology Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: kolyuchkina.ga@ocean.ru
Russian Federation, Moscow

I. V. Lyubimov

Shirshov Institute of Oceanology Russian Academy of Sciences; Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education “Moscow State Academy of Veterinary Medicine and Biotechnology – MVA named after K.I. Skryabin”

Email: kolyuchkina.ga@ocean.ru
Russian Federation, Moscow; Moscow

V. Y. Fedulov

Shirshov Institute of Oceanology Russian Academy of Sciences

Email: kolyuchkina.ga@ocean.ru
Russian Federation, Moscow

N. A. Danilova

Shirshov Institute of Oceanology Russian Academy of Sciences; University of Padova

Email: kolyuchkina.ga@ocean.ru

Department of Biology, University of Padova

Russian Federation, Moscow; Padova, Italy

N. A. Belyaev

Shirshov Institute of Oceanology Russian Academy of Sciences

Email: kolyuchkina.ga@ocean.ru
Russian Federation, Moscow

References

  1. Айбулатов Н.А., Говберг М.И., Новиков З.Т. и др. Геоморфологические и литологические особенности строения шельфа северо-восточной части Черного моря в связи с исследованием процессов современного осадконакопления // Континентальные и островные шельфы. М.: Наука, 1981. С. 108–137.
  2. Болтачева Н.А., Мазлумян С.А. Линейный рост и продолжительность жизни моллюска Chamelea gallina (Bivalvia: Veneridae) в Черном море // Экология моря. 2001. T. 55. C. 50–52.
  3. Бондарев И.П., Ломакин И.Э. Переходная зона между шельфом и континентальным склоном северной части Черного моря: ландшафтный подход // Геология и полезные ископаемые мирового океана. 2010. № 3. C. 57–64.
  4. Виноградова З.А. Материалы по биологии моллюсков Черного моря // Тр. Карадаг. биол. ст. 1950. Вып. 9. С. 100–159.
  5. Дмитревский Н.Н., Ананьев Р.А., Колючкина Г.А. и др. Современное картографирование рельефа морского дна на примере северо-восточной части Черного моря // Океанология. 2022. T. 62. № 2. C. 309–314.
  6. Журбас В.М., Зацепин А.Г., Григорьева Ю.В. и др. Циркуляция вод и характеристики разномасштабных течений в верхнем слое Черного моря по дрифтерным данным // Океанология. 2004. T. 44. № 1. C. 34–48.
  7. Загорская А.С. Макрозообентос рыхлых грунтов северо-восточной части Черного моря (Джубга–Кудепста) // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Естественные науки. 2014. Т. 181. № 3. C. 64–71.
  8. Заика В.Е., Валовая Н.А., Повчун А.С. и др. Митилиды Черного моря. Киев: Наукова думка, 1990. 205 с.
  9. Заика В.Е., Макарова Н.П. Продукция зообентоса Черного моря // Экология моря. 1990. T. 34. C. 82–87.
  10. Зацепин А.Г., Баранов В.И., Кондрашов А.А. и др. Субмезомасштабные вихри на кавказском шельфе Черного моря и порождающие их механизмы // Океанология. 2011. T. 51. № 4. C. 592–605.
  11. Зернов С.А. К вопросу об изучении жизни Черного моря // Записки Импер. Акад. наук. 1913. Т. 32. № 1. 309 с.
  12. Иванов В.А., Белокопытов В.Н. Океанография Черного моря. Севастополь: Морской гидрофизический институт, 2011. 212 с.
  13. Ивлиева О.В., Фроленко Л.Н. Биогенное карбонатонакопление Азовского моря во второй половине ХХ века // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Естественные науки. 2009. № 4. C. 96–99.
  14. Киселева М.И. Бентос рыхлых грунтов Черного моря. Киев: Наукова Думка, 1981. 168 с.
  15. Колючкина Г.А., Любимов И.В., Данилова Н.А. Динамика поселений двустворчатых моллюсков – доминантов рыхлых грунтов северного Кавказа в начале XXI в. // Морской биологический журнал. 2025. T. [в печати]. C. 1–29.
  16. Колючкина Г.А., Семин В.Л. Макрозообентос // Экологический Атлас. Черное и Азовское моря / Под ред. А.М. Шишкина. ПАО “НК “Роснефть”, ООО “Арктический Научный Центр”, Фонд “НИР”, 2019. C. 157–176.
  17. Колючкина Г.А., Семин В.Л., Григоренко К.С. и др. Роль абиотических факторов в вертикальном распределении макрозообентоса северо-восточного побережья Черного моря // Зоологический журнал. 2020. Т. 99. № 7. С. 784–800.
  18. Колючкина Г.А., Симакова У.В., Дунка Е. и др. Продолжительность жизни Anadara kagoshimensis (Bivalvia) в Азово-Черноморском регионе // Труды IX Международной научно-практической конференции “Морские исследования и образование” (MARESEDU-2020). T.I. М.: ПолиПРЕСС, 2020. C. 245–248.
  19. Косьян А.Р., Кучерук Н.В., Флинт М.В. Роль раковинных моллюсков в балансе осадков Анапской пересыпи // Океанология. 2012. T. 52. № 1. C. 78–78.
  20. Косьян Р.Д., Косьян А.Р., Крыленко В.В. и др. Состав и распределение осадков Анапской пересыпи // Океанология. 2020. T. 60. № 2. C. 302–314.
  21. Кучерук Н.В., Басин А.Б., Котов А.В. и др. Макрозообентос рыхлых грунтов северокавказского побережья Черного моря: многолетняя динамика сообществ // Комплексные исследования северо-восточной части Черного моря. М.: Наука, 2002. C. 289–297.
  22. Лисицын А.П. Процессы океанской седиментации. М.: Наука, 1978. 392 с.
  23. Определитель фауны Черного и Азовского морей: в 3 т. / Ред. Ф.Д. Мордухай-Болтовская. Киев: Наукова думка, 1968–1972. 1312 с.
  24. Переладов М.В. Современное состояние популяции Черноморской устрицы // Труды ВНИРО. 2005. T. 144. C. 254–274.
  25. Романкевич Е.А., Ветров А.А. Углерод в Мировом океане. М.: ГЕОС, 2021. 352 с.
  26. Селифонова Ж.П., Часовников В.К. Экологическое состояние зообентоса прикавказской зоны Черного моря (район Джубга–Хоста) // Системы контроля окружающей среды. 2017. T. 10. № 30. C. 119–128.
  27. Стадниченко С.В. Продукционные характеристики двустворчатого моллюска Mytilaster lineatus Черного моря // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон. 2003. T. 9. C. 241–249.
  28. Страхов Н.М. Проблемы современного и древнего осадочного процесса. М.: Наука, 2008. 495 с.
  29. Фроленко Л.Н., Живоглядова Л.А., Ковалев Е.А. Результаты исследований зообентоса северо-восточной части Черного моря по данным 2016–2017 гг. // Водные биоресурсы и среда обитания. 2019. T. 2. № 4. C. 85–97.
  30. Чухчин В.Д. Рост рапаны (Rapana bezoar L.) в Севастопольской бухте // Тр. Севастоп. биол. ст. 1961. T. 14. C. 169–177.
  31. Шаловенков Н.Н. Распределение чужеродных видов зообентоса на шельфе Черного моря // Российский журнал биологических инвазий. 2021. T. 14. № 4. C. 157–177.
  32. Belyaev N.A., Lyubimov I.V., Fedulov V.Yu. et al. Supply of inorganic carbon by mollusks to bottom sediments of the north-eastern shelf of the Black Sea // Oceanology. 2024. V. 7. P. 1–23. [в печати]
  33. Beukema J. Calcimass and carbonate production by molluscs on the tidal flats in the Dutch Wadden Sea: I. The tellinid bivalve Macoma balthica // Netherlands Journal of Sea Research. 1980. V. 14. № 3–4. P. 323–338.
  34. Beukema J. Calcimass and carbonate production by molluscs on the tidal flats in the Dutch Wadden Sea: II The edible cockle, Cerastoderma edule // Netherlands Journal of Sea Research. 1982. V. 15. № 3–4. P. 391–405.
  35. Deval M. Growth and reproduction of the wedge clam (Donax trunculus) in the Sea of Marmara, Turkey // J. Appl. Ichth. 2009. V. 25. № 5. P. 551–558.
  36. Deval M.P., Göktürk D. Population structure and dynamics of the cut trough shell Spisula subtruncata (da Costa) in the Sea of Marmara, Turkey // Fisheries Research. 2008. V. 89. № 3. P. 241–247.
  37. Iglesias Rodriguez M.D., Armstrong R., Feely R. et al. Progress made in study of ocean's calcium carbonate budget // Eos, Transactions American Geophysical Union. 2002. V. 83. № 34. P. 365–375.
  38. Kolyuchkina G.A., Syomin V.L., Simakova U.V. et al. Benthic community structure near the margin of the oxic zone: A case study on the Black Sea // Journal of marine systems. 2022. V. 227. P. 103691.
  39. Kolyuchkina G.A., Syomin V.L., Simakova U.V. et al. Presentability of the Utrish Nature reserve's benthic communities for the North Caucasian Black Sea Coast // Nature Conservation Research. Заповедная наука. 2018. V. 3. № 4. P. 1–16.
  40. Krumbein W.E., Schellnhuber H.J. Geophysiology of carbonates as a function of Bioplanets // Facets of Modern Biogeochemistry (Festschrift for E.T. Degens). 1990. P. 5–22.
  41. Lastra M., Sanchez A., Mora J. Population dynamics and secondary production of Parvicardium exiguum (Gmelin, 1790) in Santander Bay (N of Spain) // Journal of molluscan studies. 1993. V. 59. № 1. P. 73–81.
  42. Legge O., Johnson M., Hicks N. et al. Carbon on the northwest European shelf: Contemporary budget and future influences // Frontiers in Marine Science. 2020. V. 7. P. 143.
  43. Lejart M., Clavier J., Chauvaud L. et al. Respiration and calcification of Crassostrea gigas: contribution of an intertidal invasive species to coastal ecosystem CO2 fluxes // Estuaries and Coasts. 2012. V. 35. № 2. P. 622–632.
  44. Mistri M., Munari C. Clam farming generates CO2: a study case in the Marinetta lagoon (Italy) // Marine pollution bulletin. 2012. V. 64. № 10. P. 2261–2264.
  45. Mistri M., Munari C. The invasive bag mussel Arcuatula senhousia is a CO2 generator in near-shore coastal ecosystems // Journal of experimental marine biology and ecology. 2013. V. 440. P. 164–168.
  46. Munari C., Rossetti E., Mistri M. Shell formation in cultivated bivalves cannot be part of carbon trading systems: a study case with Mytilus galloprovincialis // Marine environmental research. 2013. V. 92. P. 264–267.
  47. Revkov N.K., Boltachova N.A. Structure of the macrozoobenthos assemblages in the central part of the northwestern Black Sea shelf (Zernov's Phyllophora field) at the beginning of the 21 st century // Ecologica Montenegrina. 2021. V. 39. P. 92–108.
  48. Şahin C., Emiral H., Okumus I. et al. The Benthic Exotic Species of the Black Sea: Blood Cockle (Anadara inaequivalvis, Bruguiere, 1789: Bivalve) and Rapa Whelk (Rapana thomasiana, Crosse, 1861: Mollusc) // J. of animal and veterinary advances. 2009. V. 8. № 2. P. 240-245.
  49. Sardá R., Pinedo S., Martin D. Seasonal dynamics of macroinfaunal key species inhabiting shallow soft-bottoms in the Bay of Blanes (NW Mediterranean) // Acta Oecologica. 1999. V. 20. № 4. P. 315–326.
  50. Thomas H., Bozec Y., de Baar H.J. et al. The carbon budget of the North Sea // Biogeosciences. 2005. V. 2. № 1. P. 87–96.
  51. Vasquez M., Agnesi S., Al Hamdani Z. et al. Method for classifying EUSeaMap according to the new version of EUNIS, HELCOM HUB and the Mediterranean habitat types, 2021.
  52. WoRMS Editorial Board (2024). World Register of Marine Species. Available from https://www.marinespecies.org at VLIZ / Editor, WoRMS Editorial Board (2024).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Map-scheme of sampling points. Polygons for area assessments are indicated by gray filling.

Download (173KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Estimated masses of carbonate carbon supply by different mollusc species at the polygons in 2008–2023, calculated based on scenario 2 (inserts), superimposed on the map-scheme of distribution of macrozoobenthos communities, given in the Ecological Atlas [16]. CDL – biocenosis Chamelea gallina – Donax semistriatus – Lucinella divaricata, CGP – Ch. gallina – Gouldia minima – Pitar rudis, Mg – Mytilus galloprovincialis, M – Modiolula phaseolina, Mel – depleted deep-water biocenosis with dominance of polychaetes Melinna aff. palmata.

Download (380KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Averaged total carbonate carbon supply by mollusks (± standard deviation) (g m–2 yr–1) in Inal Bay at depths of 10–15 m (a) and 2–30 m (b) in 2008–2022, calculated based on different scenarios (1 – scenario 1, 2 – scenario 2, 3 – scenario 3).

Download (533KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2025 Russian academy of sciences