ОКЕАНОЛОГИЯ, 2004, том 44, № 2, с. 238-248
МОРСКАЯ БИОЛОГИЯ
УДК 581.132
ПРОСТРАНСТВЕННОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ И СУТОЧНАЯ ДИНАМИКА ФИТОПЛАНКТОНА ЗАЛИВА НЯЧАНГ ЮЖНО-КИТАЙСКОГО МОРЯ
© 2004 г. Л. В. Ильяш1, Д. Н. Маторин1, Т. И. Кольцова1, Хо Хай Шам2
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, биологический факультет
2Институт океанографии, Вьетнам Поступила в редакцию 26.03.2003 г.
При пространственной съемке на трех горизонтах 9-ти станций определяли видовой состав, обилие фитопланктона и концентрацию хлорофилла (хл). На 21-ой станции с помощью импульсного погружного флуорометра в пределах 18-метрового слоя прописывали вертикальные профили флуоресцентных характеристик фитопланктона, температуры и подводной освещенности. Показано, что по величинам биомассы (B) и хл "а" воды залива относятся к мезотрофным. По мере удаления от берега B и хл под 1 м2 возрастали. Усредненные для поверхностного слоя величины хл в южной части залива были выше таковых в северной, величины В имели близкие значения. Величины В и хл оказались более высокими в придонном слое. По количеству видов и обилию преобладали диатомовые водоросли. Наибольший вклад в суммарную биомассу фитопланктона давала Guinardia striata. Фитопланктон на разных станциях характеризовался высоким сходством. В поверхностных горизонтах водоросли испытывали стресс фотоингибирования на протяжении большей части светлого периода суток. В придонном слое фотосинтетическая активность сохранялась на высоком уровне в течение всего светлого периода. В течение суток В под 1 м2 изменялась более, чем на порядок. Такое значительное колебание определялось динамикой В в придонном слое, обусловленной помимо биотических факторов движением водных масс во время приливного цикла.
Фитопланктон тропической области Тихого океана характеризуется определенным структурным единством [13]. Наибольшие отличия присущи неритическим сообществам, что обусловлено особенностями термогалинных характеристик вод, преобладающими направлениями вертикального и горизонтального движения водных масс, вертикальным распределением плотности воды, прозрачностью, содержанием биогенных элементов и другими факторами [29]. В частности, в одних тропических прибрежных экосистемах сезонная динамика фитопланктона определяется продолжительностью и интенсивностью апвеллинга
[40], тогда как в других - поступлением биогенных элементов с речными и дождевыми водами в сезон дождей [4]. По обеспеченности биогенными элементами неритический тропический фитопланктон может быть лимитирован либо недостатком фосфора [28], либо недостатком азота
[41]. Разнообразие тропических прибрежных экосистем определяет необходимость расширения числа исследуемых сообществ фитопланктона с выявлением основных факторов, определяющих сезонную динамику, пространственное распределение и функциональные характеристики планктонных водорослей.
В заливе Нячанг Южно-Китайского моря изменение обилия планктонных водорослей в течение года обусловлено поступлением биогенных элементов с речным стоком в сезон дождей (ок-
тябрь-декабрь) [4]. Биомасса фитопланктона в этот период достигает максимальных значений. В сезон дождей высока неоднородность вод залива по гидрохимическим параметрам, которая определяет гетерогенность пространственного распределения фитопланктона. Концентрация хл "а", численность и биомасса водорослей снижаются от приустьевых участков по направлению к открытому морю. Наибольшая биомасса водорослей приурочена к верхним горизонтам, в придонных слоях развитие фитопланктона лимитировано недостатком света. После прекращения дождей (в сухой сезон) биомасса фитопланктона снижается и к маю достигает наименьших за год значений [4]. Пространственное распределение и функциональные характеристики фитопланктона залива Нячанг в сухой сезон, а также суточная динамика обилия планктонных водорослей до настоящего времени не исследованы.
Цели настоящей работы состояли в (1) оценке обилия и функциональных показателей фитопланктона на разных участках акватории залива Нячанг в сухой сезон (на примере марта); (2) выявлении особенностей пространственного и вертикального распределения обилия водорослей и их функциональных показателей в сухой сезон; (3) исследовании суточной динамики фитопланктона.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
Материал для исследований был собран в заливе Нячанг Южно-Китайского моря в марте 1998 г. на 21-ой станции (рис. 1).
Общая характеристика района исследований.
В залив Нячанг впадает две большие реки и нескольких малых (рис. 1). В центральной части акватории располагается самый большой остров залива, относительно которого акваторию условно делят на северную и южную части. Глубины не превышают 20 м до 109°16' в.д. Пятидесятиметровая изобата проходит за 109°20' в.д. (рис. 1).
Приливы полусуточные с большим суточным неравенством. Во время прилива береговые течения направлены к югу и к северу от района расположения ст. 5. Во время отлива их направление меняется на противоположное. Ветра в марте устойчивого северо-восточного направления. Месячное количество осадков в сухой сезон в среднем составляет 421 мм/м2 [2]. В заливе располагается несколько небольших коралловых рифов, часть дна, особенно в южной части покрыта илистыми осадками [14].
Флуоресцентные параметры, температура и освещенность. На всех станциях измеряли прозрачность по диску Секки, а также с помощью двухвспышечного импульсного погружного флу-орометра в пределах 12-18-метрового слоя (в зависимости от глубины моря на станции) прописывали вертикальные профили флуоресцентных характеристик фитопланктона, температуры и подводной освещенности. Погружной ришр-аиё-ргоЪе флуорометр, разработанный на кафедре биофизики биологического факультета МГУ [8], регистрирует параметры практически в непрерывном режиме (частота 1 Гц). Флуорометр оценивает постоянную флуоресценцию (Р0) и относительный выход переменной флуоресценции (Ру/^) у водорослей при природной освещенности. Параметр пропорционален коэффициенту абсорбции синего света светособирающими пигментами водорослей [36] и отражает их суммарную концентрацию [9]. Относительный выход переменной флуоресценции характеризует эффективность первичного фотохимического преобразования световой энергии в реакционных центрах фотосистемы 2 [7, 30] и может рассматриваться как показатель фотосинтетической активности фитопланктона [17, 30].
Отбор проб воды. На 9-ти станциях (табл. 1) с трех горизонтов отбирали пробы воды для определения солености, концентрации биогенных элементов и хл "а", а также количественного учета фитопланктона. Горизонты отбора проб (табл. 1) -подповерхностный, придонный, а также "промежуточный", соответствующий половине глубины (станции 1, 5, 7, 9, 11, 12, 24) или глубине (станции 21, 26) исчезновения диска Секки. При дальней-
в.д.
Рис. 1. Схема расположения станций в заливе Нячанг.
Звездочки - районы впадения больших рек.
шем изложении материала слой воды от поверхности до "промежуточного" горизонта называется поверхностным.
Соленость, концентрация биогенных элементов и хл "а". Соленость рассчитывали по результатам измерения плотности воды, внося поправку на температуру пробы. Содержание минеральных форм фосфора и азота (аммонийного, нит-ритного и нитратного) определяли стандартными гидрохимическими методами [10]. Концентрацию хл "а" оценивали спектрофотометрическим методом [5].
Количественный учет фитопланктона. Для количественного учета фитопланктона пробы объемом 2-3 л концентрировали методом обратной фильтрации (фильтры с диаметром пор 1.9 мкм) и фиксировали 2% формалином. Для определения видового состава, численности и биомассы фитопланктона пробы просчитывали под световым микроскопом в камере Нажотта (V = 0.05 мл). Сырую биомассу определяли методом геометрического подобия. Для оценки величин биомассы (В) в единицах углерода клеточное содержание органического углерода в зависимости от объема клеток рассчитывали по аллометрическим уравнениям [43]. В суммарную биомассу фитопланктона не включали биомассу водорослей, являющихся, согласно литературным источникам, облигатны-ми гетеротрофами (виды родов Protoperidinium, Oxyrrhis и др.).
239 18'
Таблица 1. Глубина моря на станциях, горизонты отбора проб, биомасса фитопланктона (В) и концентрация хл "а"
№ станции
Глубина, м Горизонты отбора проб, м B*, мг С/м3 B, мг С/м2
хл*, мкг/м3
5 7 9 11 12
12.3 18.0 18.2
42.1
38.2
0.5; 5; 9 (12**) 0.5; 6.5; 18 0.5; 6.5; 17 0.5; 7.5; 15 (42**)
Северная часть залива 1.2
0.5; 7.5; 12 (38**)
Южная часть залива
4.8
2 .1 11.6
1 .9 12.0
2.7 2.3
37 123 127 199 191
103 165
6 8 181
105 335
8 2 267
7 1 517
1 20.8 0.5; 6; 20 2. 3 6. 9 95 74 151
21 14 0.5; 3; 13 3. 0 3. 1 43 161 243
24 24.5 0.5; 5.5; 24 1. 6 5. 3 83 109 204
26 18.5 0.5; 9.5; 18 1. 9 7. 9 84 8 6 210
* Среднее в поверхностном (0 м - "промежуточный" горизонт) слое (числитель), в придонном слое (знаменатель). ** Глубина отбора пробы для определения концентрации хл "а".
Суточная динамика абиотических факторов и фитопланктона. На суточной станции С вертикальные профили флуоресцентных характеристик фитопланктона, температуры и подводной освещенности прописывали в течение суток через каждые три часа, начиная с 9 ч утра. С тем же интервалом времени с горизонтов 0.5, 5 и 18 м отбирали пробы для определения концентрации хл "а" и количественного учета фитопланктона.
Сходство фитопланктона. Сходство фитопланктона на разных станциях оценивали индексом Чекановского [11]. Расчеты проводили с использованием пакета программ ECOS v. 1.3 (разработка А.И. Азовского, МГУ). Кластер-анализ проводили методом "среднего присоединения" с помощью программы SYSTAT-7.
В работе использованы схема направления приливного движения водных масс в заливе Ня-чанг, а также данные по приливным колебаниям уровня моря в точке с координатами 13°45' с.ш., 109°13' в.д., любезно предоставленные сотрудниками Института океанографии, Вьетнам.
РЕЗУЛЬТАТЫ
Абиотические условия. Температура поверхностного слоя воды колебалась в пределах 26.6-27.6°С. Небольшое понижение (менее чем на 1.4°С) температуры начин
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.