Пространственная изменчивость термохалинных параметров и состава фитопланктона Западной Антарктики в летний период
##plugins.themes.ibsscustom.article.main##
Google Scholar
##plugins.themes.ibsscustom.article.details##
Аннотация
В результате исследования пространственной изменчивости термохалинных характеристик (температура, солёность и растворённый кислород) и структуры фитопланктона (состав, численность и биомасса) Южного океана в летний период получены новые данные для малоизученного региона Антарктики — разрезов вдоль восточной границы моря Росса по меридиану 156° з. д. (Р1, протяжённость 35 км, 6 станций) и вблизи станции Русская (Р2, 87 км, 13 станций), а также одиночной станции (район острова Рузвельт) и пролива Брансфилд (Р3, 118 км, 11 станций). Актуальность анализа этого региона обусловлена его расположением на границе шельфа и материкового склона с разными параметрами температуры и структуры вод. В поверхностных водах Р1 и Р2 выявлены низкая солёность и различные температурные характеристики — более низкие значения на Р2 (−1,5 °C) и более высокие на Р1 (0 °C). Для вод пролива Брансфилд (Р3) получены типичные данные по солёности и содержанию кислорода, но несколько повышенные значения температуры (до +2 °C). На одиночной станции зарегистрирована относительно пресная, холодная и насыщенная кислородом вода верхнего 100-метрового слоя и отмечены низкие значения температуры придонной части, а также высокая минерализация. В составе фитопланктона исследованных районов определены 48 таксонов микроводорослей из 5 отделов (Bacillariophyta — 38, Dinophyta, Cyanoprokaryota и Chrysophyta — по 3, Haptophyta — 1) и 1 таксон макрофитов (Rhodophyta). Максимальное сходство видового состава фитопланктона (в среднем 43 %) характерно для шельфовых станций разных районов. Общая численность фитопланктона изученной акватории Южного океана колебалась в пределах 4,3–264,0 тыс. кл.·л−1, биомасса — 0,07–1,18 мг·л−1. Основной вклад в количественные характеристики фитопланктона во всей исследованной акватории вносили диатомовые водоросли, преимущественно представители рода Fragilariopsis Hustedt, приуроченные к шельфу и прибрежным районам. При удалении от берега и в открытом море на разрезах Р1 и Р2 глубже 50 м и в поверхностных водах на разрезе Р3 отмечено массовое развитие вида Phaeocystis antarctica Karsten (Haptophyta). Для Р2 выявлена зависимость численности фитопланктона от температуры и солёности воды.
Авторы
Библиографические ссылки
Антипов Н. Н., Кашин С. В., Молчанов М. С. Океанографические исследования Южного океана в 14-м рейсе НЭС «Академик Трёшников» // Российские полярные исследования. 2020. № 2. С. 32–35. [Antipov N. N., Kashin S. B., Molchanov M. S. Okeanograficheskie issledovaniya Yuzhnogo okeana v 14-m reise NES “Akademik Treshnikov”. Rossiiskie polyarnye issledovaniya, 2020, no. 2, pp. 32–35. (in Russ.)]
Герасимюк В. П. Водоросли прибрежных вод и внутренних водоёмов острова Галиндез (архипелаг Аргентинские острова, Антарктика) // Альгология. 2008. Т. 18, № 1. С. 58–71. [Gerasimiuk V. P. Algae of marine littoral and inland water bodies of Galindez island (Argentine Islands, Antarctic). Algologia, 2008, vol. 18, no. 1, pp. 58–71. (in Russ.)]
Гогорев Р. М. Новые данные о морфологии и таксономии видов Fragilariopsis (Bacillariophyta) из Южного океана // Новости систематики низших растений. 2010. Т. 44. С. 39–55. [Gogorev R. M. New data on morphology and taxonomy of the Fragilariopsis species (Bacillariophyta) from the Antarctic Ocean. Novosti sistematiki nizshikh rastenii, 2010, vol. 44, pp. 39–55. (in Russ.)]
Гогорев Р. М. Центрические диатомовые (Bacillariophyta) из Южного океана // Новости систематики низших растений. 2013. Т. 47. С. 37–53. [Gogorev R. M. Centric diatoms (Bacillariophyta) from the Antarctic Ocean. Novosti sistematiki nizshikh rastenii, 2013, vol. 47, pp. 37–53. (in Russ.)]. https://doi.org/10.31111/nsnr/2013.47.37
Кузьменко Л. В. Фитопланктон западной части пролива Брансфилда // Український антарктичний журнал. 2004. № 2. С. 125–137. [Kuzmenko L. V. Phytoplankton in the Western Bransfield Strait. Ukrainskyi antarktychnyi zhurnal, 2004, no. 2, pp. 125–147. (in Russ.)]
Методика изучения биогеоценозов внутренних водоёмов / АН СССР, Институт биологии внутренних вод. Москва : Наука, 1975. 240 с. [Metodika izucheniya biogeotsenozov vnutrennikh vodoemov / AN SSSR, Institut biologii vnutrennikh vod. Moscow : Nauka, 1975, 240 p. (in Russ.)]
Мэгарран Э. Экологическое разнообразие и его измерение : пер. с англ. Москва : Мир, 1992. 181 с. [Magurran A. E. Ecological Diversity and Its Measurement : transl. from English. Moscow : Mir, 1992, 181 p. (in Russ.)]
Новаковский А. Б. Взаимодействие Excel и статистического пакета R для обработки данных в экологии // Вестник Института биологии Коми НЦ УрО РАН. 2016. № 3 (197). С. 26–33. [Novakovskiy A. B. Interaction between Excel and statistical package R for ecological data analysis. Vestnik Instituta biologii Komi NTs UrO RAN, 2016, no. 3 (197), pp. 26–33. (in Russ.)]. https://doi.org/10.31140/j.vestnikib.2016.3(197).4
Шишкина Л. А. Гидрохимия. Ленинград : Гидрометеоиздат, 1974. 288 с. [Shishkina L. A. Gidrokhimiya. Leningrad : Gidrometeoizdat, 1974, 288 p. (in Russ.)]
Andreoli C., Tolomio C., Moro I., Radice M., Moschin E., Bellato S. Diatoms and dinoflagellates in Terra Nova Bay (Ross Sea–Antarctica) during austral summer 1990. Polar Biology, 1995, vol. 15, iss. 7, pp. 465–475. https://doi.org/10.1007/bf00237460
Bett D. T., Holland P. R., Naveira-Garabato A. C., Jenkins A., Dutrieux P., Kimura S., Fleming A. The impact of the Amundsen Sea freshwater balance on ocean melting of the West Antarctic Ice Sheet. Journal of Geophysical Research: Oceans, 2020, vol. 125, iss. 9, art. no. e2020JC016305 (18 p.). https://doi.org/10.1029/2020JC016305
Biggs T. E. G., Alvarez-Fernandez S., Evans C., Mojica K. D. A., Rozema P. D., Venables H. J., Pond D. W., Brussaard C. P. D. Antarctic phytoplankton community composition and size structure: Importance of ice type and temperature as regulatory factors. Polar Biology, 2019, vol. 42, iss. 11, pp. 1997–2015. https://doi.org/10.1007/S00300-019-02576-3
Carmelo T. R. Identifying Marine Phytoplankton. San Diego, CA : Academic Press, 1997, 874 p. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-693018-4.X5000-9
Cefarelli A. O., Ferrario M. E., Almandoz G. O., Atencio A., Akselman R., Vernet M. Diversity of the diatom genus Fragilariopsis in the Argentine Sea and Antarctic waters: Morphology, distribution and abundance. Polar Biology, 2010, vol. 33, iss. 11, pp. 1463–1484. https://doi.org/10.1007/s00300-010-0794-z
Cefarelli A. O., Vernet M., Ferrario M. E. Phytoplankton composition and abundance in relation to free-floating Antarctic icebergs. Deep Sea Research Part II: Topical Studies in Oceanography, 2011, vol. 58, iss. 11–12, pp. 1436–1450. https://doi.org/10.1016/j.dsr2.2010.11.023
Deppeler S. L., Davidson A. T. Southern Ocean phytoplankton in a changing climate. Frontiers in Marine Science, 2017, vol. 4, art. no. 40 (28 p.). https://doi.org/10.3389/fmars.2017.00040
Dotto T. S., Mata M. M., Kerr R., Garcia C. A. E. A novel hydrographic gridded data set for the northern Antarctic Peninsula. Earth System Science Data, 2021, vol. 13, pp. 671–696. https://doi.org/10.5194/essd-13-671-2021
Fonda U. S., Monti M., Bergamasco A., Cabrini M., De Vittor C., Burba N., Del Negro P. Plankton community structure and dynamics versus physical structure from Terra Nova Bay to Ross Ice Shelf (Antarctica). Journal of Marine Systems, 2005, vol. 55, iss. 1–2, pp. 31–46. https://doi.org/10.1016/j.jmarsys.2004.05.030
Garcı́a M. A., Castro C. G., Rı́os A. F., Doval M. D., Rosón G., Gomis D., López O. Water masses and distribution of physico-chemical properties in the Western Bransfield Strait and Gerlache Strait during Austral summer 1995/96. Deep Sea Research Part II: Topical Studies in Oceanography, 2002, vol. 49, iss. 4–5, pp. 585–602. https://doi.org/10.1016/S0967-0645(01)00113-8
Garibotti I. A., Vernet M., Ferrario M. E., Smith R. C., Ross R. M., Quetin L. B. Phytoplankton spatial distribution patterns along the western Antarctic Peninsula (Southern Ocean). Marine Ecology Progress Series, 2003, vol. 261, pp. 21–39. https://doi.org/10.3354/meps261021
Goffart A., Catalano G., Hecq J. H. Factors controlling the distribution of diatoms and Phaeocystis in the Ross Sea. Journal of Marine Systems, 2000, vol. 27, iss. 1–3, pp. 161–175. https://doi.org/10.1016/S0924-7963(00)00065-8
Gogorev R. M., Samsonov N. I. The genus Chaetoceros (Bacillariophyta) in Arctic and Antarctic. Novosti sistematiki nizshikh rastenii, 2016, vol. 50, pp. 56–111. https://doi.org/10.31111/nsnr/2016.50.56
Guo G., Gao L., Shi J. Modulation of dense shelf water salinity variability in the western Ross Sea associated with the Amundsen Sea Low. Environmental Research Letters, 2021, vol. 16, no. 1, art. no. 014004 (11 p.). https://doi.org/10.1088/1748-9326/abc995
Hofmann E. E., Klinck J. M., Lascara C. M., Smith D. A. Water mass distribution and circulation west of the Antarctic Peninsula and including Bransfield Strait. Foundations for Ecological Research West of the Antarctic Peninsula, 1996, vol. 70, pp. 61–80.
Hoppenrath M., Elbrächter M., Drebes G. Marine Phytoplankton: Selected Microphytoplankton Species from the North Sea Around Helgoland and Sylt. Stuttgart : E. Schweizerbart’sche Verlagsbuchhandlung, 2009, 264 p.
Iida T., Odate T. Seasonal variability of phytoplankton biomass and composition in the major water masses of the Indian Ocean sector of the Southern Ocean. Polar Science, 2014, vol. 8, iss. 3, pp. 283–297. http://dx.doi.org/10.1016/j.polar.2014.03.003
Jenkins A., Shoosmith D., Dutrieux P., Jacobs S., Kim T. W., Lee S. H., Ha H. K., Stammerjohn S. West Antarctic Ice Sheet retreat in the Amundsen Sea driven by decadal oceanic variability. Nature Geoscience, 2018, vol. 11, pp. 733–738. https://doi.org/10.1038/s41561-018-0207-4
Kang S.-H., Fryxell G. A. Phytoplankton in the Weddell Sea, Antarctica: Composition, abundance and distribution in water-column assemblages of the marginal ice-edge zone during austral autumn. Marine Biology, 1993, vol. 116, pp. 335–348. https://doi.org/10.1007/BF00350024
Kaufman D. E., Friedrichs M. A. M., Smith W. O. Jr, Hofmann E. E., Dinniman M. S., Hemmings J. C. P. Climate change impacts on southern Ross Sea phytoplankton composition, productivity, and export. Journal of Geophysical Research: Oceans, 2017, vol. 122, iss. 3, pp. 2339–2359. https://doi.org/10.1002/2016JC012514
Kennedy F., Martin A., Bowman J. P., Wilson R., McMinn A. Dark metabolism: A molecular insight into how the Antarctic sea-ice diatom Fragilariopsis cylindrus survives long-term darkness. New Phytologist, 2019, vol. 223, iss. 2, pp. 675–691. https://doi.org/10.1111/nph.15843
Mangoni O., Saggiomo V., Bolinesi F., Margiotta F., Budillon G., Cotroneo Yu., Misic C., Rivaro P., Saggiomo M. Phytoplankton blooms during austral summer in the Ross Sea, Antarctica: Driving factors and trophic implications. PLoS ONE, 2017, vol. 12, iss. 4, art. no. e0176033 (23 p.). https://doi.org/10.1371/journal.pone.0176033
Mattson E., Karlsson A., Smith W. O. Jr, Abrahamsson K. The relationship between biophysical variables and halocarbon distributions in the waters of the Amundsen and Ross Seas, Antarctica. Marine Chemistry, 2012, vols 140–141, pp. 1–9. https://doi.org/10.1016/j.marchem.2012.07.002
Mendes C. R. B., de Souza M. S., Garcia V. M. T., Leal M. C., Brotas V., Garcia C. A. E. Dynamics of phytoplankton communities during late summer around the tip of the Antarctic Peninsula. Deep Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers, 2012, vol. 65, pp. 1–14. http://dx.doi.org/10.1016/j.dsr.2012.03.002
Moreau S., Boyd P. W., Strutton P. G. Remote assessment of the fate of phytoplankton in the Southern Ocean sea-ice zone. Nature Communications, 2020, vol. 11, art. no. 3108 (9 p.). https://doi.org/10.1038/s41467-020-16931-0
Mosby A. F. Phytoplankton Growth Rates in the Ross Sea, Antarctica. Thesis / The Faculty of the School of Marine Science. The College of William and Mary in Virginia. [Williamsburg, VA], 2013, paper 1539617935, 81 p. https://doi.org/10.25773/v5-x9vw-t938
Nissen C., Vogt M. Factors controlling the competition between Phaeocystis and diatoms in the Southern Ocean and implications for carbon export fluxes. Biogeosciences, 2021, vol. 18, iss. 1, pp. 251–283. https://doi.org/10.5194/bg-18-251-2021
Petrou K., Kranz S. A., Trimborn S., Hassler C. S., Ameijeiras S. B., Sackett O., Ralph P. J., Davidson A. T. Southern Ocean phytoplankton physiology in a changing climate. Journal of Plant Physiology, 2016, vol. 203, pp. 135–150. https://doi.org/10.1016/j.jplph.2016.05.004
Porter D. F., Springer S. R., Padman L., Fricker H. A., Tinto K. J., Riser S. C., Bell R. E., the ROSETTA-Ice Team. Evolution of the seasonal surface mixed layer of the Ross Sea, Antarctica, observed with autonomous profiling floats. Journal of Geophysical Research: Oceans, 2019, vol. 124, iss. 7, pp. 4934–4953. https://doi.org/10.1029/2018JC014683
Rozema P. D., Venables H. J., van de Poll W. H., Clarke A., Meredith M. P., Buma A. G. J. Interannual variability in phytoplankton biomass and species composition in northern Marguerite Bay (West Antarctic Peninsula) is governed by both winter sea ice cover and summer stratification. Limnology and Oceanography, 2017, vol. 62, iss. 1, pp. 235–252. https://doi.org/10.1002/lno.10391
Schofield O., Miles T., Alderkamp A. C., Lee S., Haskins C., Rogalsky E., Sipler R., Sherrell R. M., Yager P. L. In situ phytoplankton distributions in the Amundsen Sea Polynya measured by autonomous gliders. Elementa: Science of the Anthropocene, 2015, vol. 3, art. no. 000073 (17 p.). https://doi.org/10.12952/journal.elementa.000073
Sea-Bird Scientific : [site]. URL: https://software.seabird.com/ [accessed: 10.01.2023].
Shields A. R. Biogeochemistry and Phytoplankton Dynamics in the Ross Sea, Antarctica. Dissertation / The Faculty of the School of Marine Science. The College of William and Mary in Virginia. [Williamsburg, VA], 2007, paper 1539616854, 242 p. https://doi.org/10.25773/v5-652z-4p15
Surfer. Golden Software : [site]. URL: https://www.goldensoftware.com/products/surfer/ [accessed: 10.01.2023].
The Amundsen Sea Expedition 2017–2018 (ANA08B). IBRV Araon, 21 December 2017 – 13 February 2018 (Christchurch to Christchurch, New Zealand) / Chief sci. S. H. Lee. [S. l.] : [s. n.], 2018, 131 p. [Cruise report]. https://repository.kopri.re.kr/handle/201206/9441
Varela M., Fernandez E., Serret P. Size-fractionated phytoplankton biomass and primary production in the Gerlache and south Bransfield straits (Antarctic Peninsula) in Austral summer 1995–1996. Deep Sea Research Part II: Topical Studies in Oceanography, 2002, vol. 49, iss. 4–5, pp. 749–768. https://doi.org/10.1016/S0967-0645(01)00122-9
