Assessment of the Abiotic Factors Influence on the Distribution of Zostera in the Internal Bays of Posyet Gulf Based on the Results of Numerical Simulation

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

In order to explain the spatial nature of the distribution of eelgrass in the inner bays of Posyet Bay, numerical experiments were performed to simulate hydrodynamics and morphodynamic processes. The hydrodynamics was modeled using the Delft3D Flow model. The spectral wave model SWAN (Simulating WAves Near shore) was used to calculate the wind wave parameters (propagation direction, wave length and height, near-bottom orbital velocities). Alteration of coastal zone profile under the impact waves and the hydrodynamic of tidal and wind currents was performed using the Delft3-MOR morphodynamics module included in the Delft3D software package. The results of numerical experiments have shown that the dynamics of the coastal bottom topography is determined by sediment transport forced by combined action of waves and currents. Comparison of the modeling results with information on the distribution of Zostera of previous studies and field surveys data showed a high agreement with model data on the spatial distribution of erosion and accumulation zones in the coastal zone.

Full Text

Restricted Access

About the authors

S. V. Katrasov

Pacific Geographical Institute, Far-Eastern Branch, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: sergey_katrasov@mail.ru
Russian Federation, Vladivostok

A. N. Bugaets

Pacific Geographical Institute, Far-Eastern Branch, Russian Academy of Sciences

Email: sergey_katrasov@mail.ru
Russian Federation, Vladivostok

V. V. Zharikov

Pacific Geographical Institute, Far-Eastern Branch, Russian Academy of Sciences

Email: sergey_katrasov@mail.ru
Russian Federation, Vladivostok

S. M. Krasnopeev

Pacific Geographical Institute, Far-Eastern Branch, Russian Academy of Sciences

Email: sergey_katrasov@mail.ru
Russian Federation, Vladivostok

A. M. Lebedev

Pacific Geographical Institute, Far-Eastern Branch, Russian Academy of Sciences

Email: sergey_katrasov@mail.ru
Russian Federation, Vladivostok

V. A. Mainulov

Far Eastern Federal University

Email: sergey_katrasov@mail.ru
Russian Federation, Vladivostok

References

  1. Бугаец А.Н., Лупаков С.Ю., Пшеничникова Н.Ф., Краснопеев С.М. Моделирование стока взвешенных наносов по данным Приморской воднобалансовой станции // Водные ресурсы. 2023. Т. 50. № 1. С. 28–38.
  2. Вышкварцев Д.И. Особенности продукционных процессов в мелководных бухтах зал. Посьета (Японское море): Дис. … канд. биол.наук, Владивосток: Ин-т биологии моря, 1979. 251 с.
  3. Вышкварцев Д.И. Физико-географическая и гидрохимическая характеристики мелководных бухт залива Посьета // Гидробиологические исследования заливов и бухт Приморья. Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1984. С. 4–11.
  4. Вышкварцев Д.И., Пешеходько В.М. Картирование доминирующих видов водной растительности и анализ их роли в экосистеме мелководных бухт залива Посьета Японского моря // Подводные гидробиологические исследования. Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1982. С. 120–129.
  5. Вышкварцев Д.И., Пешеходько В.М. Продукционный потенциал доминирующих видов водной растительности в мелководных бухтах залива Посьета (Японское море) // Биологические науки. 1987. № 11. С. 90–95.
  6. Гидрометеорологические условия шельфовой зоны Японского моря // Тр. ДВНИИГМИ. 1976. Вып. 27. 794 с.
  7. Григорьева Н.И. Залив Посьета: физико-географическая характеристика, климат, гидрологический режим // Современное экологическое состояние залива Петра Великого Японского моря. Владивосток: Изд. дом Дальневост. федерал. ун-та, 2012. 440 с.
  8. Деева Р.А. Каталог гармонических и негармонических постоянных приливов отечественных вод морей Дальнего Востока. Л.: Гидрометеоиздат, 1972. 249 с.
  9. Жариков В.В., Базаров К.Ю., Егидарев Е.Г., Лебедев А.М. Использование данных Landsat для картографирования высшей водной растительности дальневосточного морского заповедника // Океанология. 2018. Т. 58. № 3. С. 521–531.
  10. Лоция северо-западного берега Японского моря от реки Туманная до мыса Белкина. ГУНО. 1984. 316 с.
  11. Мануйлов В.А. Подводные ландшафты залива Петра Великого. Владивосток: Изд-во Дальневосточного университета, 1990. 168 с.
  12. Мануйлов В.А. Формирование биогенных форм подводного рельефа в береговой зоне Южного Приморья (Японское море) // XXIX Береговая конференция: Натурные и теоретические исследования — в практику берегопользования. Сб. мат. Всеросс. конф. с международным участием. Калининград, 2022. С. 66–68.
  13. Новожилов А.В., Григорьева Н.И., Вышкварцев Д.И., Лебедев Е.Б. Течения и горизонтальная турбулентность в бухтах залива Посьета (Японское море) // Рациональное использование биоресурсов Тихого океана: тез. докл. Владивосток: ТИНРО, 1991. С. 61–63.
  14. Супранович Т.И., Якунин Л.П. Гидрология залива Петра Великого // Труды ДВНИГМИ. 1976. Вып. 22. С. 104–105.
  15. Хершберг Л.Б., Михайлик Е.В., Пушкарь В.С., Вачаев Б.И. Строение, вещественный состав илистой толщи шельфа юга Приморья и перспективы ее освоения // Тихоокеанская геология. 2013.Т. 32. № 2. С. 90–99.
  16. Шапиро Г.И., Акивис Т.М., Пыхов Н.В. Анциферов С.М. Перенос мелкодисперсного осадочного материала мезомасштабными течениями в шельфово-склоновой зоне моря // Океанология. 2000. Т. 40. № 3. С. 333–339.
  17. Boer W.F. Seagrass–sediment interactions, positive feedbacks and critical thresholds for occurrence: a review // Hydrobiologia. 2007. V. 591, P. 5–24. http://doi.org/10.1007/s10750-007-0780-9
  18. Booij N., Ris R. Holthuijsen L. A third-generation wave model for coastal regions, Part I, Model description and validation // J. Geophys. Res. 1999. V. 104. P. 7649–7656.
  19. Dennison W.C., Alberte R.S. Role of daily light period in the depth distribution of Zostera marina (eelgrass) // Mar. Ecol. Prog. Ser. 1985. V. 25. P. 51–61. http://doi.org/10.3354/meps025051
  20. Fourqurean J.W., Duarte C.M., Kennedy H. et al. Seagrass ecosystems as a globally significant carbon stock // Nature Geoscience. 2012. V. 5. Iss. 7. P. 505–509.
  21. Harrison P.G., Mann K.H. Detritus formation from eelgrass (Zostera marina L.): the relative effects of fragmentation, leaching, and decay // Limnol. Oceanog. 1976. V. 20. Iss. 6. P. 924–934. http://doi.org/10.4319/lo.1975.20.6.0924
  22. Hirst A.J., Giri K., Ball D., Lee R.S. Determination of the physical drivers of Zostera seagrass distribution using a spatial autoregressive lag model // Mar. Fresh. Res. 2017. V. 68. P. 1752–1763.
  23. Infantes E., Orfila A., Simarro G. et al. Effect of a seagrass (Posidonia oceanica) meadow on wave propagation // Mar. Ecol. Prog. Ser. 2012. V. 456. P. 63–72. http://doi.org/10.3354/meps09754
  24. Lei J., Nepf H. Wave damping by flexible vegetation: connecting individual blade dynamics to the meadow scale // Coast. Eng. 2019. V. 147. P. 138–148. http://doi.org/10.1016/j.coastaleng.2019.01.008
  25. Lesser G.R., Roelvink J.A., van Kestera J.A.T.M., Stelling G.S. Development and validation of a three-dimensional morphological model // Coastal Engineering. 2004. V. 51. № 8–9. P. 883–915.
  26. Röhr M.E., Holmer M., Baum J.K. et al. Blue carbon storage capacity of temperate eelgrass (Zostera marina) meadows // Global Biogeochemical Cycles. 2018. V. 32. P. 1457–1475. http://doi.org/10.1029/ 2018GB005941
  27. Stankovic M., Hayashizaki K.-I., Tuntiprapas P. et al. Two decades of seagrass area change: organic carbon sources and stock // Marine Pollution Bulletin. 2021. V. 163. P. 111913. http://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2020.111913
  28. Tremolieres M. Plant response strategies to stress and disturbance: the case of aquatic plants // Journal of Bioscience. 2004. V. 29. P. 461–470.
  29. Van Katwijk M.M., Bos A.R., de Jonge V.N. et al. Guidelines for seagrass restoration: importance of habitat selection and donor population, spreading of risks, and ecosystem engineering effects // Marine Pollution Bulletin. 2009. V. 58. P. 179–188.
  30. Van Ormondt M. The Teignmouth model, Validation and evaluation of Delft3D-MOR with COAST3D Pilot campaign data, WL. Delft Hydraulics report Z2394.20, February 2000.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Research area — bathymetry of the inner bays of the Poset Bay — Pallada Raid, Expedition and Novogorodskaya, oyster banks, points of field survey of the density of zostera thickets

Download (416KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. The scheme of tidal currents in the Expedition and Novgorodskaya bays based on the simulation results

Download (113KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Zones of zostera growth in the inner bays of the hall. It will be calculated according to the data: 1) work [3]; decoding of DDZ — 2) dense and 3) discharged thickets; field survey (the degree of coverage of the bottom with algae to the total viewing area of the camera): single (<10%); discharged (>10%) and dense (up to 100%). The control cross-sections are indicated by numbers. Zone boundaries 4) sustainable and 5) potentially possible (maximum spread) growth of zosters isolated on the basis of modeling results

Download (259KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Change of the bottom marks (m) in the control transverse profiles at the end of each numerical experiment. The section numbers correspond to the designations on (Fig. 3)

Download (313KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».