Фитопланктон юго западной части карского моря

научная статья по теме ФИТОПЛАНКТОН ЮГО-ЗАПАДНОЙ ЧАСТИ КАРСКОГО МОРЯ Геофизика

Текст научной статьи на тему «ФИТОПЛАНКТОН ЮГО-ЗАПАДНОЙ ЧАСТИ КАРСКОГО МОРЯ»

ФИТОПЛАНКТОН ЮГО-ЗАПАДНОЙ ЧАСТИ КАРСКОГО МОРЯ

Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН, Москва e-mail: m-flint@orc.ru Поступила в редакцию 04.05.2011 г.

Исследования проведены на разрезе от побережья Ямала к области внешнего шельфа в юго-западной части Карского моря в сентябре 2007 г. Идентифицировано 130 видов водорослей, из которых 63 вида в этом районе моря выявлены впервые. Численность фитопланктона варьировала в пределах от 0.2 до 11.3 х 109 кл/м2, биомасса — от 43 до 1057 мгС/м2. Установлено наличие хорошо выраженной кросс-шельфовой зональности в фитопланктонных сообществах. Зона внутреннего шельфа с глубинами менее 30 м имела ширину около 30 км и характеризовалась преобладанием диатомей — до 80% общей численности и биомассы водорослей. Второй по значению группой были динофиции. Мористее в области перепада глубин от 30 до 140 м лежала зона Ямальского течения, которая имела ширину 40 км и характеризовалась активной динамикой вод. Общая численность водорослей в этой зоне достигала максимума для всего исследованного района — до 11.3 х 109 кл/м2. Ведущей группой в фитоцене были автотрофные флагелляты, доля которых в численности достигала 56—82%. Далее 70 км от берега находилась зона внешнего шельфа, воды которой были жестко стратифицированы. Здесь зарегистрированы самые высокие показатели биомассы фитопланктона — до 1.06 гС/м2, 80% которой было сосредоточено в слое выше галоклина. Диатомовые доминировали в численности (до 92%) и биомассе (90%) фитопланктона, что определялось массовым развитием двух видов — Chaetoceros diadema и Leptocylin-drus danicus.

По разнообразию условий пелагической среды Карское море представляет собой уникальный бассейн. Гидрофизические и гидрохимические условия в разных частях моря формируются в результате взаимодействия вод различного происхождения и резко различающихся свойств. Ключевое воздействие на карскую экосистему и, в первую очередь, на планктонные сообщества, оказывает мощный пресноводный сток Оби и Енисея, годовой объем которого достигает 1100 км3 (>40% всего стока в Арктику) [18], что по отношению к площади бассейна в 5 раз больше, чем в целом в Ледовитом океане. Влияние стока распространяется на большую часть акватории Карского моря [3, 8, 10]. Именно под влиянием пресноводного стока формируется характерная для Карского моря кросс-шельфовая зональность в свойствах пелагической среды, распределении и функциональных характеристиках биоты [1, 13, 14]. Значительная часть весеннего и летнего стока рек под воздействием господствующих северо-восточных ветров переносится в центральную и западную области Карского бассейна, где сохраняется длительное время [3, 10]. Здесь формируется огромная по площади линза распресненной воды, занимающая по вертикали весь верхний 10—12 метровый перемешанный слой [3] и влияющая на условия существования планктонных сообществ.

Фитопланктон Обского эстуария и прилежащей с севера области, находящейся под непосредственным воздействием речного стока, неодно-

кратно исследовался, имеются оценки его видовой структуры и количественных характеристик в вегетационный сезон [7, 13]. В нашей недавней работе [13] была показана характерная для этой области широтная зональность в структурных и продукционных характеристиках фитоцена, проанализированы особенности вертикального распределения фитопланктона в разных зонах и установлена зависимость параметров сообщества от резко меняющихся физических и химических свойств пелагической среды.

Большой интерес представляет оценка структурных и функциональных характеристик фитопланктона, кросс-шельфовой зональности в их распределении и механизмов формирования этой зональности в тех районах Карского моря, где воздействие Обского и Енисейского стока выражено слабо. Такой областью является западная часть бассейна, лежащая к северо-западу от п-ва Ямал, фитоцен которой до настоящего времени исследован крайне мало [2]. Распреснение верхнего перемешанного слоя здесь небольшое, а та часть речного стока, которая поступает в эту область, предварительно подвергается продолжительной биологической и геохимической «переработке». В настоящей работе представлены результаты исследований структурных характеристик сообществ фитопланктона, проведенных в юго-западной части Карского моря во второй половине вегетационного сезона 2007 г.

Рис. 1. Схема положения станций. Жирным шрифтом выделены станции, на которых отбирался фитопланктон.

РАИОН ИССЛЕДОВАНИИ, МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

Материал был собран на 10 станциях разреза, выполненного от мелководных прибрежных районов Ямала с глубиной 15 м (ст. 4954, 71°08′ с.ш. и 66°37 в.д.) до области внешнего шельфа с глубинами около 150 м (ст. 4946, 71°59 с.ш. и 61° в.д.) (рис. 1). Исследования проводились в период 9.09-12.09.2007 г.

Пробы для анализа фитопланктона отбирали из 5-30 литровых батометров Нискина комплекса «Розетта». Выбор горизонтов отбора проб проводили после предварительного CTD-зондирова-ния с учетом вертикального распределения температуры, солености и флуоресценции хлорофилла. В прибрежном районе с глубинами 15-25 м, где столб воды был перемешен от поверхности до дна, пробы брали с 2-х горизонтов — с поверхности и глубины 10—15 м. В стратифицированных водах пробы отбирали с 5-6 горизонтов, которые располагались следующим образом: верхний перемешанный слой (2-3 пробы), слой скачка плотности и/или максимума флуоресценции (1—2 пробы) и слой под пикноклином (1—2 пробы).

Концентрирование фитопланктона проводили методом мягкой обратной фильтрации, [12] с использованием лавсановых фильтров с порами 1 мкм. На 10 станциях разреза было собрано 48 проб

фитопланктона. Большая часть проб была обработана в живом состоянии сразу же после концентрирования или в течение одного-двух дней после отбора, остальные пробы — после фиксации 1% нейтральным формалином. Нефиксированные пробы до обработки хранили в холодильнике при температуре 2—3°С. Обработка проб велась в камерах Ножотта (объем 0.084, увеличение х400) и На-умана (объем 1 мл, увеличение х200) с использованием микроскопов Jena Lumar и Leica. Пробу фитопланктона в камере Ножотта также просматривали при люминесценцентном освещении (микроскоп Jena Lumar) для выявления гетеротрофных форм главным образом у мелких пери-диней и жгутиковых. Расчет сырой биомассы (объема) клеток выполнен на основе принципа геометрического подобия с использованием данных измерений их линейных размеров. Для этого в ходе обработки материала были измерены от 100 (массовые формы) до 20 клеток каждого вида. Содержание углерода в клетках рассчитывали, используя соответствующие коэффициенты для разных таксономических и размерных групп [22, 20, В.И. Ведерников, неопубликованные данные].

Величины концентраций хлорофилла «а», использованные в работе, получены двумя методами. Первый метод основан на измерениях флуоресценции ацетоновых (90% водный раствор) экстрактов, полученных при концентрации проб воды на стекловолоконные фильтры GF/F [11]. Пробы отбирались из тех же батометров, что и пробы фитопланктона. Для определения флуоресценции использован флуориметр Trilogy Turner Designs (США). Второй метод дает величины концентрации хлорофилла «а» in situ по данным штатного флуориметра, установленного на СТД-зонде и имеющего заводскую калибровку.

Гидрофизические и гидрохимические условия.

По гидрофизическим и гидрохимическим характеристикам в районе исследований четко выделяются три зоны, вытянутые в меридиональном направлении и формирующие кросс-шельфовую зональность пелагической среды. Первая зона — это внутренний шельф с глубинами менее 25—30 м, для которой характерно перемешивание водного столба от поверхности до дна (рис. 2, 3). В нашем материале эта зона была представлена ст.ст. 4954 и 4955. Температура в прибрежной зоне изменялась в пределах 5.24—5.61°С, соленость от 32.24 до 33.48 psu. Содержание нитратов повсеместно составляло от 0 до 0.07 мкг-ат/л. Самая прибрежная область (ст. 4954) характеризовалась относительно более высоким содержанием фосфатов — 1.1 мкг-ат/л, нитритов — 0.3 мкг-ат/л, аммония — 3.0 мкг-ат/л и кремния — 3.5 мкг-ат/л. В мористой части прибрежной зоны (ст. 4955) соответствую-

ст.4946 4947 4948 4949 4950 4951 4952 Ф Ф 3 3 3

Рис. 2. Распределение температуры °С) — (а), солености (5, %о) — (б) и скорости геострофических течений (V, см/с) — (в) на ямальском разрезе. На (в) + соответствует северо-северо-восточному направлению,—юго-юго-западному направлению. Жирным шрифтом выделены станции, на которых отбирался фитопланктон.

щие концентрации составляли 0.16, 0.0, 0.15 и 1.6 мкг-ат/л.

К западу от зоны внутреннего шельфа между станциями 4956 и 4959 (рис. 1) располагалась фронтальная зона, ассоциированная с Ямальским течением. Это течение в исследованном районе следует на северо-северо-восток вдоль резкого склона дна с перепадом глубин от 30—35 м (ст. 4956) до 140 м (ст. 4959), разделяющего внутренний мелководный шельф и внешний шельф [4, 21] (рис. 2). Формирование Ямальского течения связано с поступлением в Карское море ба-ренцевоморских вод через пролив Карские ворота. Течение прослеживалось во всей толще вод от поверхности до дна, его ядро со скоростями, превышавшими 10 см/с, лежало на глубине ~10 м, а

его ширина составляла около 30 км [4]. Соленость во фронтальной зоне в верхнем 10-20-метровом слое колебалась от 31.6 р8и на западной периферии Ямальского течения до 32.3 р8и в его стрежне и восточной части; температура в том же слое изменялась, соответственно, от 4.5 до 5.7°С. Общим для фронтальной зоны было отсутствие ярко выраженного слоя скачка плотности (рис. 2, 3). Вертикальные градиенты солености и температуры постепенно увеличивались от восточной прибрежной периферии течения к его западной границе. Так на ст. 4956 в слое 0-30 метров отмечено незначительное (на 1.5°С) понижение

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Источник