Первичная продукция фитопланктона на северо-восточном шельфе острова Сахалин в летний период
##plugins.themes.ibsscustom.article.main##
Google Scholar
##plugins.themes.ibsscustom.article.details##
Аннотация
Восточный шельф острова Сахалин относится к акваториям с высокой биологической продукцией. Его важная отличительная черта — наличие районов нагула для охотско-корейской популяции серых китов. Цель настоящей работы — определить особенности формирования первичной продукции в данном регионе. Для этого в период с 7 по 9 июля 2016 г. были проведены гидрохимические исследования северо-восточного шельфа острова Сахалин. На каждой станции с поверхностного и придонного горизонтов проводили отбор проб воды с последующими измерениями концентраций хлорофилла a, нитратов и фосфатов. Также на каждой станции проводили вертикальное зондирование водной толщи с помощью зондов Sea-Bird SBE 19plus V и Rinko-Profiler, оснащённых датчиками давления, температуры, электропроводности, флуоресценции хлорофилла, растворённого кислорода, мутности и фотосинтетически активной радиации. Датчиками кислорода ARO1-USB Rinko фирмы JFE Advantech Co., Ltd. в условиях in situ провели измерения, позволившие рассчитать ассимиляционное число фитопланктона. По результатам исследований определили первичную продукцию фитопланктона в фотическом слое. Для расчёта использовали представление световой кривой в модифицированной модели непрямоугольной гиперболы. Синтез первичной продукции происходил наиболее интенсивно в зоне влияния реки Амур, а значения интегральной первичной продукции в фотическом слое вод изменялись от 1,57 до 11,17 г C·м−2·сут−1. Область распространения модифицированных высокопродуктивных вод реки Амур достигала траверза южной границы залива Пильтун, где была ограничена холодными солёными водами, привнесёнными вихревой структурой из глубинных горизонтов. Доля продукции, затрачиваемой на формирование кормовой базы охотско-корейской популяции серых китов, составила 1,9 % от общей продукции рассматриваемой акватории.
Авторы
Библиографические ссылки
Берзин А. А. Актуальные проблемы изучения китообразных (на примере китообразных Тихого океана) // Зоология позвоночных. Москва : ВИНИТИ, 1974. С. 159–189. (Итоги науки и техники ; т. 6). [Berzin A. A. Aktual’nye problemy izucheniya kitoobraznykh (na primere kitoobraznykh Tikhogo okeana). In: Zoologiya bespozvonochnykh. Moscow : VINITI, 1974, pp. 159–189. (Itogi nauki i tekhniki ; vol. 6). (in Russ.)]
Звалинский В. И. Количественное описание морских экосистем. I. Общие подходы // Известия ТИНРО. 2008. Т. 152. С. 132–153. [Zvalinsky V. I. Quantitative description of marine ecosystems. I. General approach. Izvestiya TINRO, 2008, vol. 152, pp. 132–153. (in Russ.)]
Звалинский В. И., Лобанов В. Б., Захарков С. П., Тищенко П. Я. Хлорофилл, замедленная флуоресценция и первичная продукция северо-западной части Японского моря осенью 2000 г. // Океанология. 2006. Т. 46, вып. 1. С. 27–37. [Zvalinskii V. I., Lobanov V. B., Zakharkov S. P., Tishchenko P. Ya. Chlorophyll, delayed fluorescence, and primary production in the northwestern part of the Sea of Japan. Oceanology, 2006, vol. 46, iss. 1, pp. 27–37. (in Russ.)]. https://doi.org/10.1134/S0001437006010048
Корсакова С. П., Ильницкий О. А., Плугатарь Ю. В. Сравнение моделей световых кривых фотосинтеза на примере вечнозелёных видов растений // Наука Юга России. 2018. Т. 14, № 3. С. 88–100. [Korsakova S. P., Ilnitsky O. A., Plugatar Yu. V. Comparison of photosynthetic light-response curves models by the example of evergreen plant species. Nauka Yuga Rossii [Science in the South Russia], 2018, vol. 14, no. 3, pp. 88–100. (in Russ.)]. https://doi.org/10.7868/S25000640180310
Методы гидрохимических исследований основных биогенных элементов. Москва : ВНИРО, 1988. 120 с. [Metody gidrokhimicheskikh issledovanii osnovnykh biogennykh elementov. Moscow : VNIRO, 1988, 120 p. (in Russ.)]
Орлова Т. Ю., Селина М. С., Стоник И. В. Видовой состав микроводорослей планктона охотоморского побережья о. Сахалин // Биология моря. 2004. Т. 30, № 2. С. 96–104. [Orlova T. Yu., Selina M. S., Stonik I. V. Species composition of planktonic microalgae of coastal waters of Sakhalin Island, Sea of Okhotsk. Biologiya morya, 2004, vol. 30, no. 2, pp. 96–104. (in Russ.)]
Рутенко А. Н., Соснин В. А. Гидродинамические процессы на шельфе о. Сахалин в прибрежном Пильтунском районе кормления серых китов и их связь с атмосферной циркуляцией // Метеорология и гидрология. 2014. № 5. С. 74–93. [Rutenko A. N., Sosnin V. A. Hydrodynamic processes on the Sakhalin shelf in the coastal Piltun area of the grey whale feeding and their correlation with atmospheric circulation. Meteorologiya i gidrologiya, 2014, no. 5, pp. 74–93. (in Russ.)]. https://doi.org/10.3103/S1068373914050070
Тищенко П. П., Тищенко П. Я., Звалинский В. И., Семкин П. Ю. Первичная продукция Амурского залива (Японское море) в летний сезон 2008 года // Биология моря. 2017. Т. 43, № 3. С. 195–202. [Tishchenko P. P., Tishchenko P. Ya., Zvalinsky V. I., Semkin P. Yu. The primary production of Amursky Bay (Sea of Japan) in the summer of 2008. Biologiya morya, 2017, vol. 43, no. 3, pp. 195–202. (in Russ.)]. https://doi.org/10.1134/S1063074017030117
Тищенко П. Я., Лобанов В. Б., Шулькин В. М., Мельников В. В., Цой И. Б., Семкин П. Ю., Тищенко П. П., Баннов В. А., Белоус О. В., Васильева Л. Е., Еловская О. А., Сагалаев С. Г., Федорец Ю. В. Комплексные исследования прибрежных акваторий Японского и Охотского морей, находящихся под влиянием речного стока (71-й рейс научно-исследовательского судна «Профессор Гагаринский») // Океанология. 2018. Т. 58, вып. 2. С. 340–342. [Tishchenko P. Ya., Lobanov V. B., Shulkin V. M., Melnikov V. V., Tsoi I. B., Semkin P. Yu., Tishchenko P. P., Bannov V. A., Belous O. V., Vasileva L. E., Elovskaya O. A., Sagalaev S. G., Fedorets Yu. V. Comprehensive research of the coastal water area of the Sea of Japan and Sea of Okhotsk under the influence of river runoff (Cruise 71 of the RV “Professor Gagarinskii”). Oceanology, 2018, vol. 58, iss. 2, pp. 340–342. (in Russ.)]. https://doi.org/10.1134/S0001437018010150
Тищенко П. П., Тищенко П. Я., Еловская О. А., Звалинский В. И., Федорец Ю. В. Условия формирования первичной продукции фитопланктона в заливе Восток (Японское море) весной 2016 г. // Известия ТИНРО. 2019. Т. 198. С. 164–185. [Tishchenko P. P., Tishchenko P. Ya., Elovskaya O. A., Zvalinsky V. I., Fedorets Yu. V. Conditions for primary production of phytoplankton in the Vostok Bay (Japan Sea) in spring 2016. Izvestiya TINRO, 2019, vol. 198, pp. 164–185. (in Russ.)]. https://doi.org/10.26428/1606-9919-2019-198-164-185
Цхай Ж. Р., Шевченко Г. В., Частиков В. Н. Аномальное влияние стока реки Амур на гидрологические условия шельфа о. Сахалин в период паводка 2013 года // Геодинамические процессы и природные катастрофы. Опыт Нефтегорска : всероссийская научная конференция с международным участием, 26–30 мая 2015 г., Южно-Сахалинск, Россия : сборник материалов : [в 2 т.]. Владивосток : Дальнаука, 2015. Т. 1. С. 386–389. [Tskhay Zh. R., Shevchenko G. V., Chastikov V. N. Anomal’noe vliyanie stoka reki Amur na gidrologicheskie usloviya shel’fa o. Sakhalin v period pavodka 2013 goda. In: Geodynamic Processes and Natural Hazards. Lessons of Neftegorsk : vserossiiskaya nauchnaya konferentsiya s mezhdunarodnym uchastiem, 26–30 May, 2015, Yuzhno-Sakhalinsk, Russia : sbornik materialov : [in 2 vols]. Vladivostok : Dal’nauka, 2015, vol. 1, pp. 386–389. (in Russ.)]
Чербаджи И. И., Пропп Л. Н. Фотосинтез и дыхание сообщества глубоководного перифитона (банка Маклсфилд, Южно-Китайское море) // Биология моря. 2008. Т. 34, № 5. С. 351–358. [Cherbadgy I. I., Propp L. N. Photosynthesis and respiration of a deep-water periphyton community (Macclesfield Bank, South China Sea). Biologiya morya, 2008, vol. 34, no. 5, pp. 351–358. (in Russ.)]. https://doi.org/10.1134/S1063074008050064
Шевченко О. Г., Пономарева А. А. Фитопланктон северо-восточного побережья о-ва Сахалин в августе – сентябре 2010 г. // Научные труды Дальрыбвтуза. 2013. Т. 29. С. 31–40. [Shevchenko O. G., Ponomareva A. A. Phytoplankton on the north-eastern coast of Sakhalin Island in August–September 2010. Nauchnye trudy Dal’rybvtuza, 2013, vol. 29, pp. 31–40. (in Russ.)]
Behrenfeld M. J., Falkowski P. G. A consumer’s guide to phytoplankton primary production models. Limnology and Oceanography, 1997, vol. 42, iss. 7, pp. 1479–1491. https://doi.org/10.4319/lo.1997.42.7.1479
Bröker K. C. A., Gailey G., Tyurneva O. Yu., Yakovlev Yu. M., Sychenko O., Dupont J. M., Vertyankin V. V., Shevtsov E., Drozdov K. A. Site-fidelity and spatial movements of western North Pacific gray whales on their summer range off Sakhalin, Russia. PLoS ONE, 2020, vol. 15, iss. 8, art. no. e0236649 (27 p.). https://doi.org/10.1371/journal.pone.0236649
Cooke J., Weller D., Bradford A., Sychenko O., Burdin A., Lang A. Updated population assessment of the Sakhalin gray whale aggregation based on the Russia–US photoidentification study at Piltun, Sakhalin, 1994–2014. Western Gray Whale Advisory Panel Doc. WGWAP/16/17 : 16th meeting, Moscow, 22–24 Nov., 2015. [Moscow, 2015], 11 p.
Ettwig K. F., Speth D. R., Reimann J., Wu M. L., Jetten M. S., Keltjens J. T. Bacterial oxygen production in the dark. Frontiers in Microbiology, 2012, vol. 3, art. no. 273 (8 p.). https://doi.org/10.3389/fmicb.2012.00273
Gordon H. R., McCluney W. R. Estimation of the depth of sunlight penetration in the sea for remote sensing. Applied Optics, 1975, vol. 14, iss. 2, pp. 413–416. https://doi.org/10.1364/AO.14.000413
Isada T., Suzuki K., Liu H., Nishioka J., Nakatsuka T. Primary productivity and photosynthetic features of phytoplankton in the Sea of Okhotsk during late summer. In: Proceedings of the Fourth Workshop on the Okhotsk Sea and Adjacent Areas / M. Kashiwai, G. A. Kantakov (Eds). Sidney, B. C., Canada : PICES, 2009, pp. 72–75. (PICES Scientific Report ; no. 36).
Jeffrey S. W., Humphrey G. F. New spectrophotometric equations for determining chlorophylls a, b, c1 and c2 in higher plants, algae and natural phytoplankton. Biochemie und Physiologie der Pflanzen, 1975, vol. 167, iss. 2, pp. 191–194. https://doi.org/10.1016/S0015-3796(17)30778-3
Kanna N., Sibano Yu., Toyota T., Nishioka J. Winter iron supply processes fueling spring phytoplankton growth in a subpolar marginal sea, the Sea of Okhotsk: Importance of sea ice and the East Sakhalin Current. Marine Chemistry, 2018, vol. 206, pp. 109–120. https://doi.org/10.1016/j.marchem.2018.08.006
Kasai H., Hirakawa K. Seasonal changes of primary production in the southwestern Okhotsk Sea off Hokkaido, Japan during the ice-free period. Plankton and Benthos Research, 2015, vol. 10, iss. 4, pp. 178–186. https://doi.org/10.3800/pbr.10.178
Laws E. A. Photosynthetic quotients, new production and net community production in the open ocean. Deep Sea Research Part A. Oceanographic Research Papers, 1991, vol. 38, iss. 1, pp. 143–167. https://doi.org/10.1016/0198-0149(91)90059-O
Menden-Deuer S., Lessard E. J. Carbon to volume relationships for dinoflagellates, diatoms, and other protist plankton. Limnology and Oceanography, 2000, vol. 45, iss. 3, pp. 569–579. https://doi.org/10.4319/lo.2000.45.3.0569
Lorenzen C. J. Determination of chlorophyll and pheo-pigments: Spectrophotometric equations. Limnology and Oceanography, 1967, vol. 12, iss. 2, pp. 343–346. https://doi.org/10.4319/lo.1967.12.2.0343
Martin J. H., Fitzwater S. E. Iron deficiency limits phytoplankton growth in the north-east Pacific subarctic. Nature, 1988, vol. 331, pp. 341–343. https://doi.org/10.1038/331341a0
Nishioka J., Nakatsuka T., Ono K., Volkov Yu. N., Scherbinin A., Shiraiwa T. Quantitative evaluation of iron transport processes in the Sea of Okhotsk. Progress in Oceanography, 2014, vol. 126, pp. 180–193. https://doi.org/10.1016/j.pocean.2014.04.011
Odum E. P. Fundamentals of Ecology. 3rd edition. Philadelphia, PA : W. B. Saunders Company, 1971, 574 p.
Pamatmat M. M. Non-photosynthetic oxygen production and non-respiratory oxygen uptake in the dark: A theory of oxygen dynamics in plankton communities. Marine Biology, 1997, vol. 129, pp. 735–746. https://doi.org/10.1007/s002270050216
Pospíšil P., Šnyrychová I., Nauš J. Dark production of reactive oxygen species in photosystem II membrane particles at elevated temperature: EPR spin-trapping study. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) – Bioenergetics, 2007, vol. 1767, iss. 6, pp. 854–859. https://doi.org/10.1016/j.bbabio.2007.02.011
Prants S. V., Andreev A. G., Uleysky M. Yu., Budyansky M. V. Mesoscale circulation along the Sakhalin Island eastern coast. Ocean Dynamics, 2017, vol. 67, pp. 345–356. https://doi.org/10.1007/s10236-017-1031-x
Ryther J. H. The measurement of primary production. Limnology and Oceanography, 1956, vol. 1, iss. 2, pp. 72–84. https://doi.org/10.4319/lo.1956.1.2.0072
Saitoh S., Kishino M., Kiyofuji H., Taguchi S., Takahashi M. Seasonal variability of phytoplankton pigment concentration in the Okhotsk Sea. Journal of Remote Sensing Society of Japan, 1996, vol. 16, iss. 2, pp. 86–92. https://doi.org/10.11440/rssj1981.16.172
Smith L. M., Silver C. M., Oviatt C. A. Quantifying variation in water column photosynthetic quotient with changing field conditions in Narragansett Bay, RI, USA. Journal of Plankton Research, 2012, vol. 34, iss. 5, pp. 437–442. https://doi.org/10.1093/plankt/fbs011
Sorokin Yu. I., Sorokin P. Yu. Production in the Sea of Okhotsk. Journal of Plankton Research, 1999, vol. 21, iss. 2, pp. 201–230. https://doi.org/10.1093/plankt/21.2.201
Sorokin Yu. I., Sorokin P. Yu. Microplankton and primary production in the Sea of Okhotsk in summer 1994. Journal of Plankton Research, 2002, vol. 24, iss. 5, pp. 453–470. https://doi.org/10.1093/plankt/24.5.453
Shulkin V., Zhang J. Trace metals in estuaries in the Russian Far East and China: Case studies from the Amur River and the Changjiang. Science of the Total Environment, 2014, vol. 499, pp. 196–211. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2014.08.015
Shuntov V. P., Ivanov O. A., Dulepova E. P. Biological resources in the Sea of Okhotsk Large Marine Ecosystem: Their status and commercial use. Deep Sea Research Part II: Topical Studies in Oceanography, 2019, vol. 163, pp. 33–45. https://doi.org/10.1016/j.dsr2.2019.01.006
Talling J. F. Photosynthetic characteristics of some freshwater plankton diatoms in relation to underwater radiation. New Phytologist, 1957, vol. 56, iss. 1, pp. 29–50. https://doi.org/10.1111/j.1469-8137.1957.tb07447.x
Yablokov A. V., Bogoslovskaya L. S. 20 – A review of Russian research on the biology and commercial whaling of the gray whale. In: The Gray Whale: Eschrichtius robustus / M. L. Jones, S. I. Swartz, S. Leatherwood (Eds). Orlando, FL : Academic Press, 1984, pp. 465–485. https://doi.org/10.1016/B978-0-08-092372-7.50026-1
Yoshimura T., Nishiona J., Nakatsuka T. Iron nutritional status of the phytoplankton assemblage in the Okhotsk Sea during summer. Deep Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers, 2010, vol. 57, iss. 11, pp. 1454–1464. https://doi.org/10.1016/j.dsr.2010.08.003
