Развитие фитопланктона в зимне-весенний период в прибрежных водах Крыма
##plugins.themes.bootstrap3.article.main##
Google Scholar
##plugins.themes.bootstrap3.article.details##
Аннотация
Исследование фитопланктона в зимне-весенний период имеет важное значение для изучения особенностей его годовой динамики и функционирования экосистемы Чёрного моря в целом. Состояние фитопланктона в шельфовой зоне в зимне-весенний период по сравнению с таковым в летне-осенний сезон изучено слабо, поэтому проведение подобного исследования особенно важно для решения ряда проблем, связанных с продуктивностью конечных звеньев пищевой цепи, формированием гидрохимического режима вод и циклом углерода в море. Цель работы — оценить влияние сезонных условий на развитие фитопланктона и его продукционные показатели в зимне-весенний период в прибрежных водах Крыма. В статье представлены результаты исследований гидрофизических (температура, плотность, относительная прозрачность воды) и биологических параметров (концентрация хлорофилла a, его флуоресценция, таксономический состав и продукционные характеристики фитопланктона) в шельфовой зоне Чёрного моря в январе — апреле 2016–2019 гг. Исследования проведены на 50 станциях, расположенных в прибрежных водах Крыма от Каркинитского залива до Керченского пролива. Концентрация хлорофилла a определена стандартным флуориметрическим методом, видовой состав — с помощью микроскопирования; удельная скорость роста фитопланктона рассчитана по разработанной ранее модели. Зимой (январь — февраль) концентрация хлорофилла a и глубина верхнего квазиоднородного слоя были максимальными (0,42–0,52 мг·м−3 и 44–58 м соответственно), весной (март — апрель) — в 2–3 раза ниже. В январе — феврале доминировала примнезиевая водоросль Emiliania huxleyi (Lohmann) W. W. Hay & H. P. Mohler, 1967; в марте — апреле в разные годы преобладали динофитовые и диатомовые водоросли либо примнезиевые, динофитовые и диатомовые. Зимой вертикальное распределение хлорофилла a на большинстве станций было равномерным; весной преобладали одномодальные профили с глубинным максимумом, расположение которого не было связано с градиентами температуры и плотности. Относительное изменение концентрации хлорофилла a и флуоресценции с глубиной имело, как правило, одинаковый характер. Продукция фитопланктона и суточный коэффициент P/B (production/biomass ratio) повышались от зимы к весне. Корреляция между величинами интегральной продукции, биомассой и максимальной удельной скоростью роста водорослей отсутствовала. Максимальная удельная скорость роста была наименее изменчивым показателем. В течение зимне-весеннего периода водоросли в зоне фотосинтеза делились в среднем 1 раз в 2–5 суток.
Авторы
Библиографические ссылки
Арашкевич Е. Г., Луппова Н. Е., Никишина А. Б., Паутова Л. А., Часовников В. К., Дриц А. В., Подымов О. И., Романова Н. Д., Станичная Р. Р., Зацепин А. Г., Куклев С. Б., Флинт М. В. Судовой экологический мониторинг в шельфовой зоне Чёрного моря: оценка современного состояния пелагической экосистемы // Океанология. 2015. Т. 55, № 6. С. 964–970. [Arashkevich E. G., Louppova N. E., Nikishina A. B., Pautova L. A., Chasovnikov V. K., Drits A. V., Podymov O. I., Romanova N. D., Stanichnaya R. R., Zatsepin A. G., Kuklev S. B., Flint M. V. Marine environmental monitoring in the shelf zone of the Black Sea: Assessment of the current state of the pelagic ecosystem. Oceanologiya, 2015, vol. 55, no. 6, pp. 964–970. (in Russ.)]. https://doi.org/10.7868/S0030157415060015
Кривенко О. В. Содержание и потребление неорганических соединений азота в Чёрном море // Морской экологический журнал. 2008. Т. 7, № 4. С. 13–26. [Krivenko O. V. Contents and uptake of inorganic nitrogen in the Black Sea. Morskoj ekologicheskij zhurnal, 2008, vol. 7, no. 4, pp. 13–26. (in Russ.)]
Кривенко О. В., Геворгиз Н. С., Финенко З. З. Пространственное распределение флуоресценции хлорофилла в южной части Чёрного моря в поздневесенний период // Морской экологический журнал. 2008. Т. 7, № 1. С. 31–45. [Krivenko O. V., Gevorgiz N. S., Finenko Z. Z. Spatial distribution of the chlorophyll fluorescence in the Southern Black Sea during late spring. Morskoj ekologicheskij zhurnal, 2008, vol. 7, no. 1, pp. 31–45. (in Russ.)]
Кривенко О. В., Пархоменко А. В. Восходящий и регенерационный потоки неорганических соединений азота и фосфора в глубоководной области Чёрного моря // Журнал общей биологии. 2014. Т. 75, № 5. С. 394–408. [Krivenko O. V., Parkhomenko A. V. Upward and regeneration fluxes of inorganic nitrogen and phosphorus in the deep-water areas of the Black Sea. Zhurnal obshchei biologii, 2014, vol. 75, no. 5, pp. 394–408. (in Russ.)]. https://doi.org/10.1134/S2079086415030044
Кубряков А. А., Белокопытов В. Н., Зацепин А. Г., Станичный С. В., Пиотух В. Б. Изменчивость толщины перемешанного слоя в Чёрном море и её связь с динамикой вод и атмосферным воздействием // Морской гидрофизический журнал. 2019. Т. 35, № 5. С. 449–468. [Kubryakov A. A., Belokopytov V. N., Zatsepin A. G., Stanichnyi S. V., Piotukh V. B. The Black Sea mixed layer depth variability and its relation to the basin dynamics and atmospheric forcing. Morskoj gidrofizicheskij zhurnal, 2019, vol. 35, no. 5, pp. 449–468. (in Russ.)]. https://doi.org/10.22449/0233-7584-2019-5-449-468
Пархоменко А. В. Сезонная изменчивость поглощения минерального фосфора микропланктоном в глубоководной области Чёрного моря // Морской экологический журнал. 2009. Т. 8, № 2. С. 5–23. [Parkhomenko A. V. Seasonal variability of mineral phosphorus uptake by microplankton in deep-water area of the Black Sea. Morskoj ekologicheskij zhurnal, 2009, vol. 8, no. 2, pp. 5–23. (in Russ.)]
Радченко И. Г., Капков В. И., Федоров В. Д. Практическое руководство по сбору и анализу проб морского фитопланктона : учебно-методическое пособие для студентов биологических специальностей университетов. Москва : Мордвинцев, 2010. 60 с. [Radchenko I. G., Kapkov V. I., Fedorov V. D. Prakticheskoe rukovodstvo po sboru i analizu prob morskogo fitoplanktona : uchebno-metodicheskoe posobie dlya studentov biologicheskikh spetsial’nostei universitetov. Moscow : Mordvintsev, 2010, 60 p. (in Russ.)]
Стельмах Л. В. Влияние размеров клеток на сезонную изменчивость скорости роста фитопланктона поверхностных прибрежных вод Чёрного моря // Морские биологические исследования: достижения и перспективы : в 3 т. : сб. материалов Всерос. науч.-практ. конф. с междунар. участием, приуроч. к 145-летию Севастопольской биологической станции, Севастополь, 19–24 сентября 2016 г. Севастополь, 2016. Т. 2. С. 451–454. [Stelmakh L. V. Cell size effect on seasonal variability of phytoplankton growth rate in surface coastal waters of the Black Sea. In: Morskie biologicheskie issledovaniya: dostizheniya i perspektivy : v 3 t. : sb. materialov Vseros. nauch.-prakt. konf. s mezhdunar. uchastiem, priuroch. k 145-letiyu Sevastopol’skoi biologicheskoi stantsii, Sevastopol, 19–24 Sept., 2016. Sevastopol, 2016, vol. 2, pp. 451–454. (in Russ.)]
Стельмах Л. В. Удельная скорость роста фитопланктона в глубоководной части Чёрного моря в различные сезоны года // Морской экологический журнал. 2010. Т. 9, № 3. С. 83–87. [Stelmakh L. V. Specific phytoplankton growth rate in deep-water of the Black Sea in different seasons. Morskoj ekologicheskij zhurnal, 2010, vol. 9, no. 3, pp. 83–87. (in Russ.)]
Стельмах Л. В., Куфтаркова Е. А., Бабич И. И. Сезонная изменчивость скорости роста фитопланктона в прибрежных водах Чёрного моря (район Севастополя) // Морской экологический журнал. 2009. Т. 8, № 1. С. 67–80. [Stelmakh L. V., Kuftarkova E. A., Babich I. I. Seasonal variations of phytoplankton growth rate in coastal waters of the Black Sea (near Sevastopol). Morskoj ekologicheskij zhurnal, 2009, vol. 8, no. 1, pp. 67–80. (in Russ.)]
Финенко З. З., Мансурова И. М., Суслин В. В. Динамика концентрации хлорофилла a в Чёрном море по спутниковым измерениям // Морской биологический журнал. 2019. Т. 4, № 2. С. 87–95. [Finenko Z. Z., Mansurova I. M., Suslin V. V. Dynamics of chlorophyll a concentration in the Black Sea on satellite data. Morskoj biologicheskij zhurnal, 2019, vol. 4, no. 2, pp. 87–95. (in Russ.)]. https://doi.org/10.21072/mbj.2019.04.2.09
Финенко З. З., Стельмах Л. В., Мансурова И. М., Георгиева Е. Ю., Цилинский В. С. Сезонная динамика структурных и функциональных показателей фитопланктонного сообщества в Севастопольской бухте // Системы контроля окружающей среды. 2017. № 9. С. 73–82. [Finenko Z. Z., Stelmakh L. V., Mansurova I. M., Georgieva E. Ju., Tsilinsky V. S. Seasonal dynamics of structural and functional characteristics of the phytoplankton community in the Sevastopol Bay. Sistemy kontrolya okruzhayushchei sredy, 2017, no. 9, pp. 73–82. (in Russ.)]. https://doi.org/10.33075/2220-5861-2017-3-73-82
Финенко З. З., Суслин В. В., Чурилова Т. Я. Региональная модель для расчёта первичной продукции Чёрного моря с использованием данных спутникового сканера цвета SeaWiFS // Морской экологический журнал. 2009. Т. 8, № 1. С. 81–106. [Finenko Z. Z., Suslin V. V., Churilova T. Ya. The regional model to calculate the Black Sea primary production using satellite color scanner SeaWIFS. Morskoj ekologicheskij zhurnal, 2009, vol. 8, no. 1, pp. 81–106. (in Russ.)]
Финенко З. З., Чурилова Т. Я., Ли Р. И. Вертикальное распределение хлорофилла и флуоресценции в Чёрном море // Морской экологический журнал. 2005. Т. 4, № 1. С. 15–46. [Finenko Z. Z., Churilova T. Ya., Lee R. I. Vertical distribution of chlorophyll and fluorescence in the Black Sea. Morskoj ekologicheskij zhurnal, 2005, vol. 4, no. 1, pp. 15–46. (in Russ.)]
Финенко З. З., Ковалева И. В., Суслин В. В. Новый подход к оценке биомассы фитопланктона и её вариабельности в поверхностном слое Чёрного моря по спутниковым данным // Успехи современной биологии. 2018. Т. 138, № 3. С. 294–307. [Finenko Z. Z., Kovalyova I. V., Suslin V. V. A new approach to estimate phytoplankton biomass and its variability in the Black Sea surface water layer based on satellite data. Uspekhi sovremennoi biologii, 2018, vol. 138, no. 3, pp. 294–307. (in Russ.)]. https://doi.org/10.7868/S0042132418030079
Юнев О. А., Берсенева Г. П. Флуориметрический метод определения концентрации хлорофилла a и феофитина a в фитопланктоне // Гидробиологический журнал. 1986. Т. 22, № 2. С. 89–95. [Yunev O. A., Berseneva G. P. Fluorimetric method of determination of chlorophill a and pheophytin a concentration in phytoplankton. Gidrobiologicheskii zhurnal, 1986, vol. 22, no. 2, pp. 89–95. (in Russ.)]
Chen B., Liu H. Relationships between phytoplankton growth and cell size in surface oceans: Interactive effects of temperature, nutrients and grazing. Limnology and Oceanography, 2010, vol. 55, pp. 965–972. https://doi.org/10.4319/lo.2010.55.3.0965
Chiswell S. M. Annual cycles and spring blooms in phytoplankton: Don’t abandon Sverdrup completely. Marine Ecology Progress Series, 2011, vol. 443, pp. 39–50. https://doi.org/10.3354/meps09453
Finenko Z. Z., Kovalyova I. V., Suslin V. V. Use of satellite data for the estimation of the specific growth rate of phytoplankton in the surface layer of the Black Sea. Russian Journal of Marine Biology, 2019, vol. 45, iss. 4, pp. 313–319. https://doi.org/10.1134/S1063074019040059
Finenko Z. Z., Suslin V. V., Kovaleva I. V. Seasonal and long-term dynamics of the chlorophyll concentration in the Black Sea according to satellite observations. Oceanology, 2014, vol. 54, no. 5, pp. 596–605. https://doi.org/10.1134/S0001437014050063
Krivenko O. V., Burlakova Z. P., Eremeeva L. V. Basic characteristics of biotic nitrogen cycle in the open western part of the Black Sea. In: Ecosystem Modeling as a Management Tool for the Black Sea / L. I. Ivanov, T. Oguz (Eds). Dordrecht, Netherlands : Springer, 1998, pp. 121–136.
Lorenzen C. V. Determination of chlorophyll and phaeopigments: Spectrophotometric equations. Limnologica, 1967, no. 12, pp. 343–346.
Mikaelyan A. S., Chasovnikov V. K., Kubryakov A. A., Stanichny S. V. Phenology and drivers of the winter–spring phytoplankton bloom in the open Black Sea: The application of Sverdrup’s hypothesis and its refinements. Progress in Oceanography, 2017, vol. 151, pp. 163–176. https://doi.org/10.1016/j.pocean.2016.12.006
Phytoplankton Pigments in Oceanography: Guidelines to Modern Methods / S. W. Jeffrey, R. F. C. Mantoura, S. W. Wright (Eds). Paris : UNESCO Publishing, 1997, 661 p. (Monographs on oceanographic methodology ; 10).
Yunev O. A., Vedernikov V. I., Basturk O., Yilmaz A., Kideys A. E., Moncheva S., Konovalov S. K. Long-term variations of surface chlorophyll a and primary production in the open Black Sea. Marine Ecology Progress Series, 2002, vol. 230, pp. 11–28. https://doi.org/10.3354/meps230011
