= ЭКОЛОГИЯ
УДК (574.583+591.524.12X268.45)
МЕЖГОДОВАЯ ФЛУКТУАЦИЯ ЗООПЛАНКТОНА НА КОЛЬСКОМ РАЗРЕЗЕ (БАРЕНЦЕВО МОРЕ) В СВЯЗИ С ФАКТОРАМИ СРЕДЫ
© 2014 г. В. Г. Дворецкий, А. Г. Дворецкий
Мурманский морской биологический институт КНЦРАН, 183010Мурманск, ул. Владимирская, 17
E-mail: vdvoretskiy@mmbi.info Поступила в редакцию 24.06.2013 г.
Проведен анализ межгодовой изменчивости состава и биомассы зоопланктонных сообществ на разрезе "Кольский меридиан" (Баренцево море) летом 2003—2010 гг. В 2006 г. и 2007 г. отмечены наиболее высокие значения аномалий и средней температуры воды. Обсуждается, какие показатели зоопланктона могут быть использованы в качестве индикаторов климатических изменений в южной части Баренцева моря.
DOI: 10.7868/S0002332914040055
Выяснение механизмов влияния климата на наземные и водные экосистемы занимает центральное место в современных научных исследованиях (Brierley, Kingsford, 2009; Комплексные..., 2011; Dvoretsky, Dvoretsky, 2013). Так как Мировой океан оказывает определяющее воздействие на планетарный климат (Cushing, Dickson, 1976), одна из приоритетных задач — изучение морских систем в условиях колебаний глобальной атмосферной циркуляции.
Баренцево море, расположенное за Полярным кругом (рис. 1), относится к числу уникальных районов Мирового океана. Климат отдельных частей этого моря различается в зависимости от их географического положения, обусловленного значительной меридиональной протяженностью водоема, а также притоком большого объема атлантических вод на юго-западе и холодных вод из Арктического бассейна (Жизнь., 1985). Типичные арктические черты наблюдаются главным образом в северной и восточной его частях (Жизнь..., 1985; Wassmann et al., 2006). В остальных районах климатические условия более мягкие, а на юго-западе они близки к умеренным. В частности, у берегов Кольского п-ова ледовый покров часто не формируется даже зимой. Подобная особенность Баренцева моря обусловлена отепляющим воздействием Гольфстрима (Комплексные., 2011).
В начале XXI в. в Арктике были отмечены процессы потепления (Комплексные., 2011). Для Баренцева моря характерны значительные межгодовые изменения температуры воды (в определенные периоды в виде устойчивых климатических аномалий). Исследования, проводимые ММБИ и другими научными организациями, выявили, что в пределах атлантической водной массы прослеживаются положительные аномалии
температуры воды с 1999 г. Однако начиная с 2008 г. регистрируется понижение температуры воды (Комплексные., 2011).
Баренцево море относится к числу наиболее продуктивных шельфовых районов Северного Ледовитого океана (Зенкевич, 1963; Ecosystem., 2009). Уровни первичной и вторичной продукции в пелагиали здесь очень высоки, что благоприятно влияет на условия для нагула многих ценных промысловых гидробионтов. В уловах по массе преобладают три вида рыб: треска, пикша (придонные виды) и мойва (пелагический вид) (Anon, 2011). Основу кормовой базы их молоди составляют планктонные животные (Тимофеев, 2000). Таким образом, от степени развития зоопланктона во многом зависит запас указанных промысловых видов.
Зоопланктонные сообщества часто используются как индикаторы климатических колебаний, поскольку они достаточно оперативно реагируют на изменение внешних условий (Beaugrand, 2005; Dvoretsky, Dvoretsky, 2013). Ранее были предприняты попытки выяснить, какие показатели могут быть надежными критериями потепления и похолодания. Для экосистемы Баренцева моря российские и норвежские ученые независимо разрабатывали различные наборы индикаторов для оценки состояния среды и биоты. Были рекомендованы следующие наиболее эффективные планктонные индикаторы: сроки цветения (для фитопланктона) и общая биомасса (для зоопланктона) (Комплексные., 2011). Однако в ряде случаев прямой связи между количеством зоопланктона и температурой воды не наблюдается (Тимофеев, 2000). Имеющаяся информация не позволяет однозначно ответить на вопрос: связана ли биомасса зоопланктона в Баренцевом море с теплосодержанием водных масс? По одним дан-
МЕЖГОДОВАЯ ФЛУКТУАЦИЯ ЗООПЛАНКТОНА НА КОЛЬСКОМ РАЗРЕЗЕ в.д. 15° 25° 35° 45° 55° 65°
ргг^дадутг--
У I—, ,! " " . м„' ; ■ ' : -.ч / У I „'
^ >7^? * /'гл О ? » -■■> / ; ~ А'
»Я*Т* 1 I ' V Л '.-*.
ДордкапскоеГ^^ О
/
г л К.У;
т
* Л
V
■ о* ч . «.Г»
> (
■*• 1
-+3
->4
■5
6 Г
7 Мурман
8
• •
Кольский п-ов
77°
75°
73°
71°
I \---ч
■ —<- О \\ /
69°
с.ш.
Рис. 1. Карта Баренцева моря с основными течениями (Комплексные..., 2011): теплыми (1), холодными (2), местными прибрежными (3); распространением глубинных атлантических вод (4); фронтальными зонами: термическими (5), термохалинными (6), халинными (7), слабовыраженными, неустойчивыми (8); 9 — разрез "Кольский меридиан".
ным такая зависимость есть (Дегтерева, 1979; Ва1раёаёо а1., 2003), по другим — нет (Планктон., 1997; Тимофеев, 2000).
Цель работы — исследование межгодовых колебаний состава и количества зоопланктона на стандартном вековом разрезе "Кольский меридиан" в связи с внешними факторами (климатические и кормовые условия), а также определение показателей, которые можно использовать как индикаторы потепления и похолодания. Для проверки было выбрано лето, поскольку именно в этот сезон отмечается массовое развитие зоо-планктонных организмов и формируется основная часть их годовой продукции.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Пробы зоопланктона были отобраны во время экспедиций ММБИ на НИС "Дальние Зеленцы"
в июле—августе 2003—2010 гг. на разрезе "Кольский меридиан" (33°30' в.д., 69°30'-74°30' с.ш.) (рис. 1). Этот район подвержен интенсивному воздействию теплых вод атлантического происхождения (Комплексные., 2011). В основном изучался наиболее продуктивный верхний 100-метровый слой, где концентрируется более 90% общего количества планктона (Богоров, 1974; Тимофеев, 2000). Во всех рейсах в качестве орудия лова использовали сеть Джеди (площадь входного отверстия 0.11 м2, ячея 168 мкм). Пробы фиксировали формалином, а последующую детальную обработку и анализ полученного материала проводили в лаборатории по стандартной методике (Инструкции., 2001). Биомассу зоопланктона рассчитывали по стандартным таблицам, размерно-весовым зависимостям или номограммам. Подробное описание методики было опубликовано ранее (Эуоге18ку, Эуоге18ку, 2009а, с, 2011; Дворецкий, 2012). Полученные значения сырой био-
9
массы были переведены в мг сухой массы на 1 м3 с учетом того, что 1 мг сырой массы = 0.16 мг сухой массы (Виноградов, Шушкина, 1987). Всего было проанализировано 69 проб с 52 станций.
Гидрологическая информация (данные о температуре и солености) была получена при зондировании всей водной толщи на каждой станции. В дальнейших расчетах применяли средние значения показателей для слоя облова.
Аномалии биомассы зоопланктона AB рассчитывали как отклонение десятичного логарифма показателя (B(t) — средняя биомасса в текущий год) в конкретный период от средней многолетней величины (B) (ICES., 2008): AB = lg[B(t)] -lg[B] = lg[B(t)/B]. Эту величину вычисляли по опубликованным ранее данным Полярного института морского рыбного хозяйства и океанографии (ПИНРО) для слоя 0-50 м за 1960-1990 гг. (Нестерова, 1990).
В качестве массовых рассматривали виды, вклад которых в суммарную биомассу зоопланктона превышал 0.3%. К основным бореальным видам относили Acartia longiremis, Calanus finmar-chicus, Centropages hamatus, Evadne nordmanni, Fri-tillaria borealis, Limacina retroversa, Metridia lucens, Oithona atlantica, Temora longicornis, к массовым арктическим — Aeginopsis laurentii, Calanusglacialis, C. hyperboreus, Clione limacina, Limacina helicina, Mertensia ovum, Metridia longa, Microcalanus pyg-maeus, Parasagitta elegans, Paraeuhaeta norvegica, P. glacialis, к космополитам — Microsetella norvegica, Oithona similis, Triconia borealis (Беклемишев, 1969; Жизнь., 1985; Тимофеев, 2000; Dvoretsky, Dvoretsky, 2009a-c, 2010).
В качестве климатических переменных использовали аномалии температуры воды и солености на разрезе "Кольский меридиан" для слоя 0—200 м (Комплексные., 2011). Для оценки концентраций фитопланктона, потенциального источника пищи для зоопланктона, использовали опубликованные данные за 2007-2008 гг. (Водопьянова, 2010). Кроме того, были использованы генерализованные карты распределения концентрации хлорофилла а в Баренцевом море, полученные по данным спутниковых наблюдений (сканеры цвета SeaWIFS и MODIS Aqua) в 2003—2010 гг., заимствованные с сайта Giovanni (http://gdata1.sci.gsfc.nasa.gov/daac-bin/ G3/gui.cgi?in-stance_id=ocean_month) и сайта лаборатории оптики океана Института океанологии РАН (Kopelevich et al., 2011; http://optics.ocean.ru/in-dex.html).
Для оценки потенциального влияния выедания пелагических рыб использовали годовые индексы обилия мойвы (0-группа), скорректированные с учетом уловистости (Anon, 2011). Эти значения для 2003—2010 гг., выраженные в миллионах экземпляров, были трансформированы де-
сятичным логарифмом. Для определения возможных связей между зоопланктонными сообществами и ледовыми условиями были использованы данные о протяженности ледового покрова (в млн км2) в Арктике в августе (National Snow and Ice Data Center; http://nsidc.org). Для анализа применяли аномалии, рассчитанные как отклонение значений протяженности ледового покрова в 2003— 2010 гг. в августе к среднему значению для 1979— 2000 гг. (Fetterer et al., 2002).
Кроме того, для анализа использовали характеристики глобальной атмосферной циркуляции (North Atlantic Oscillation index (NAO) — индекс североатлантического колебания). Месячные значения NAO для июля и августа рассчитываются по данным измерения нормированных значений давления на станциях Гибралтар (Лисбон или Понта-Дельгада) и Рейкьявик. Кроме того, использовали значения NAO для зимы (NAOw) (с декабря по март). Указанные значения NAO для 2003—2010 гг. были взяты в табличном виде с сайта Национального центра атмосферных исследований США (www.cgd.ucar.edu), так как они хорошо отражают основные климатические изменения в Баренцевом море. В частности, в годы с положительным значени
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.