ОКЕАНОЛОГИЯ, 2004, том 44, № 2, с. 313-320
ИНФОРМАЦИЯ
УДК 551.465
КОМПЛЕКСНЫЕ ОКЕАНОГРАФИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ В БЕЛОМ МОРЕ В АПРЕЛЕ 2003 г.
© 2004 г. К. Н. Кособокова1, А. Н. Пантшлин2, А. Рахор3, Т. Н. Ратькова1, В. П. Шевченко1,
А. И. Агатова4, Н. М. Лапина4, А. А. Белов4
1Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН, Москва, Россия 2Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, географический факультет, Россия 3Институт полярных и морских исследований им. Альфреда Вегенера, Бремерхафен, Германия 4Всероссийский институт рыбного хозяйства и океанографии, Москва, Россия
Поступила в редакцию 08.10.2003 г.
Представления о сезонности биологических процессов в арктических морях были разработаны еще в 30-е годы XX столетия [2], однако для большинства морей Российской Арктики они по сей день основываются в основном на результатах исследований, проводившихся с весны до осени. Зимний период традиционно считается периодом "биологического минимума" из-за световых ограничений фотосинтеза и отсутствия пищевых ресурсов для многих представителей пелагической фауны, но данных о состоянии сообществ пе-лагиали арктических морей, собранных зимой, в литературе очень немного. Так, в Белом море зимние биологические исследования проводились почти исключительно в прибрежных районах [5, 6, 8, 9, 12, 13, 15, 18], а наблюдения в глубоководной части моря были единичными [7].
Важное значение для динамики биологических процессов в зимний период имеют процессы гидрофизические. Продолжительность их действия в Белом море составляет более 6 мес, они охватывают не менее 80-90% объема моря и им соответствуют многие экстремальные свойства окружающей среды - температура замерзания, максимальные солености вод, ледовые условия, минимальная продолжительность светового дня. В совокупности зимние гидрофизические процессы оказывают огромное влияние на то исходное "базовое" состояние всех экосистем моря, которое затем подвергается интенсивному преобразованию и развитию в весенне-летний период. Зимние гидрофизические исследования были проведены в глубоководной части Белого моря только однажды - в экспедиции ГУ ВМФ, ГГИ и ВНИРО в апреле-мае 1934 г. на ледокольном пароходе Таймыр [16, 17]. Работы в Бассейне моря, во время которых было выполнено 27 станций, проходили с 14 по 26 апреля 2003 г. Экспедиция работала в еще довольно густом льду, в основном до начала его энергичного таяния [17].
После почти 70-летнего перерыва в апреле 2003 г. Институтом океанологии РАН совместно с Институтом им. Альфреда Вегенера (Германия)
при участии сотрудников МГУ и ВНИРО была проведена комплексная океанографическая экспедиция, организованная в рамках международного проекта Комиссии европейских сообществ "Пути образования и трансформации органического вещества в применении к вопросам биоразнообразия и рационального использования естественных ресурсов Белого моря" ^ОМР). Основные задачи экспедиции включали исследование гидрофизических, биологических, гидрохимических и геохимических процессов в Белом море в конце зимнего периода, в том числе:
1) Определение общих особенностей термоха-линной структуры вод Белого моря и исследование свойств и характера распределения главных структурных составляющих: поверхностного конвективного слоя, теплого промежуточного и глубинного слоя.
2) Исследование адвективного механизма формирования глубинных вод за счет приноса трансформированных баренцевоморских вод.
3) Исследование ледовой обстановки и свойств морского льда, содержания взвеси во льду и населения льда.
4) Изучение гидрохимической структуры вод и распределения взвешенного вещества в водной толще.
5) Изучение структуры планктонного сообщества и проведение наблюдений за физиологической активностью планктонных организмов.
6) Исследование состава организмов, населяющих верхний слой донных осадков, и измерение интенсивности их метаболизма.
РАЙОН РАБОТ, ОБЪЕМ И МЕТОДЫ СБОРА МАТЕРИАЛА
Экспедиция прошла с 18 по 26 апреля 2003 г. на ГС "Сергей Кравков" (г. Архангельск). По многолетним наблюдениям гидрометеоролической станции в пос. Умба вторая половина апреля в Белом море считается обычно концом гидрологической зимы, так как в этот период наблюдается пик ле-
с.ш.
Ц_I_I_I_I_I_I_I
32° 34° 36° 38° 40° 42° 44° в.д.
Рис. 1. Схема маршрута зимней экспедиции ГС "Сергей Кравков" в Белом море, 18-26 апреля 2003 г.
1-Х - номера разрезов; 1 - станции, на которых выполнено только СТБ-зондирование; 2 - комплексные станции; 3 -
отбор снега и льда; 4 - отбор проб миникорером; 5 - полигон "Двина".
довитости и минимальная температура воды у поверхности. Однако в период наших исследований ледовая обстановка была необычной и аномально легкой. Глубокий циклон, прошедший над акваторией Белого моря в середине марта 2003 г., вызвал сильные и устойчивые западные и юго-западные ветры, которые привели к разрушению припая почти на всей акватории моря и выносу большей части дрейфующего льда через Горло в его северную часть, в Воронку и Мезенский залив. Глубоководная часть Кандалакшского залива и Бассейн оказались практически свободными ото льда, в то время как в Двинском заливе образовалось мощное поле сплоченного и торосистого льда. Крупные поля сохранились также в южной части Горла. Не разрушенные мартовским штормом льды не имели характерных признаков весеннего таяния сверху (мокрый снег, лужи, проталины). Таяние происходило в основном снизу и сбоку за счет тепла поверхностного слоя воды. В ночные часы при понижении температуры воздуха неоднократно наблюдалось образование нового льда.
Благоприятные ледовые условия позволили охватить наблюдениями почти всю глубоководную часть моря в пределах 100-метровой изобаты. Съемка включала 64 станции (рис. 1), в том
числе 63 СТБ зондирования и 14 комплексных станций, на которых дополнительно к зондированию выполнялся отбор проб воды для изучения взвеси, фитопланктона и сбор зоопланктона. На 4-х станциях были отобраны пробы грунта и на 3-х проведен отбор проб снега и колонок льда. Кроме того, в устье р. Северной Двины и Двинском заливе (полигон "Двина") на 11 станциях отобраны пробы воды с поверхности для определения концентрации растворенного органического углерода и взвеси.
Гидрофизические измерения проводились при помощи автономного СТБ02 зонда с датчиком растворенного кислорода Р81 ЫСТБ-3. С его помощью были также проведены замеры солености в растопленном льду. В ходе гидрохимических работ в морской воде определяли содержание растворенного кислорода, минеральных форм фосфора и азота (аммиака, нитритов, нитратов) и кремния, а также органических форм азота и фосфора и растворенного органического углерода (Сорг). Данные по распределению аммонийного азота, растворенного Сорг, органических форм азота и фосфора в морской воде, снеге и во льду для конца зимнего периода получены впервые. Собрано и обработано 52 пробы. В пробах льда и снега также определяли концентрацию растворенного
Сорг, органического азота и фосфора и неорганических форм основных биогенных элементов. Обработано 11 проб.
Для изучения количественного распределения и состава взвеси пробы воды отбирали 10-литровым винипластовым батометром Нискина и пластмассовым ведром с поверхности. Для выделения взвеси пробы воды фильтровали через ядерные фильтры с диаметром пор 0.45 мкм. Всего отобрано 98 проб. Для определения количества взвешенного органического вещества воду фильтровали через стекловолокнистые фильтры GF/F фирмы Whatman. Получено 85 проб взвешенного Сорг. Косвенным индикатором концентрации взвеси в море является глубина видимости диска Секки (белого диска диаметром 30 см). С помощью диска Секки было выполнено 35 измерений.
С целью исследования вертикального распределения водорослей и других организмов в толще льда, в воде подо льдом и в толще вод на 3 станциях было собрано 17 проб снега и льда и на 17 станциях - 203 пробы воды из 10-литрового батометра. Методы отбора, фиксации и обработки проб описаны в [14, 15]. Пробы зоопланктона отбирали сетями Джеди с диаметром входного отверстия 37 см и фильтрующим конусом из газа с ячеей 180 мкм путем послойного вертикального облова водной толщи от дна до поверхности. Пробы отбирали по стандартным горизонтам 0-10, 10-25, 25-50, 50100, 100-150, 150-200, 200-250, 250 м - дно и фиксировали 4%-м раствором формалина. Всего собрано 74 пробы зоопланктона на 14 станциях.
Для исследования состава донной фауны и геохимического исследования грунтов пробы отбирали с помощью мини-корера. Всего отобрано 16 колонок грунта на 4-х станциях. На двух из них (ст. 18 и 33, рис. 1) было проведено определение скорости потребления кислорода бентосными организмами, населяющими верхний слой донных осадков. С этой целью измеряли концентрацию кислорода (по Винклеру) в воде непосредственно над грунтом немедленно после отбора проб, а также после инкубации закрытых колонок в течение 48 ч. Температура инкубации составляла 0°С. По окончании инкубации из верхнего слоя грунта были отобраны организмы макро- и мейобентоса для последующего видового определения и оценки их биомассы.
РЕЗУЛЬТАТЫ
1. Гидрофизические исследования. На исследованной акватории определены два типа термо-халинной структуры вод. В южной части Горла, на разрезах I и II структура (рис. 1) имела выраженное горизонтальное строение. По вертикали наблюдалась полная однородность, а градиенты характеристик были направлены горизонтально, поперек Горла (рис. 2). На разрезе III (рис. 1) наблюдалось переходное состояние от горизонталь-
ной структуры к вертикальной, а на остальных разрезах структура была вертикальной (рис. 3).
Вертикальное распределение солености характеризовалось относительно монотонным ее увеличением от 27 реи на поверхности до 29.6 реи у дна и практически полностью определяло стратификацию плотности. Температура же являлась индикатором структурных особенностей. В ее вертикальном распределении выделялись 4 слоя (рис. 3): поверхностный максимум (с характерной температурой -0.2° —0.5°С, на отдельных станциях до + 0.2°С), холодный промежуточный слой, ХПС (с температурой в ядре -1.4° —1.45°С),
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.