ОКЕАНОЛОГИЯ, 2004, том 44, № 2, с. 249-258
МОРСКАЯ БИОЛОГИЯ
УДК 551.465
ВЕРТИКАЛЬНОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЗООПЛАНКТОНА В РАЙОНЕ ФРОНТАЛЬНОЙ ЗОНЫ ГОЛЬФСТРИМА И СУБПОЛЯРНЫХ ВОД (ПОЛИГОН "ТИТАНИК") ЛЕТОМ 2003 г.
© 2004 г. Г. М. Виноградов1, Э. И. Мусаева2, В. Ю. Дьяконов2, В. И. Гагарин2
1Институт проблем экологии и эволюции им. АН. Северцова РАН, Москва 2Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН, Москва Поступила в редакцию 13.10.2003 г.
Летом 2003 г. был продолжен многолетний ряд наблюдений над сообществом зоопланктона района фронтальной зоны Гольфстрима в Северной Атлантике, где происходит взаимодействие экосистем субполярных и теплых вод. В зависимости от гидрологической обстановки во фронтальной зоне наблюдаются взаимосвязанные межгодовые колебания численности массовых видов планктона, в том числе Са1апш НуретЪотеш и мезопелагических креветок АсаШНерНута. В разные годы колеблется вклад в формирование "лица" сообщества двух параллельных трофических сетей, идущих преимущественно через более крупных и преимущественно через более мелких планктеров. Приводятся данные по размерной структуре популяции макропланктонных креветок.
ВВЕДЕНИЕ
Основной задачей наших работ было продолжение многолетних исследований структуры сообществ фронтальной зоны Гольфстрима и субполярных вод на постоянном полигоне, расположенном юго-восточнее Ньюфаундленда (район гибели "Титаника"). Эти наблюдения позволяют проследить динамику биоокеанологической обстановки во фронтальной зоне Гольфстрима и процессов взаимодействия экосистем холодных арктобореальных и субтропических вод [3-6, 10]. В срединной Атлантике между 70° и 40° з.д. фронтальная зона имеет квазиширотный характер и проходит примерно по 40°-50° с.ш. [2]. В районе 50° з.д. стрежень Лабрадорского течения, проходя вдоль склона Ньюфаундлендской банки, ударяет в струю Гольфстрима, отчего возникает зона особо резких температурных градиентов и происходит обостренное взаимодействие планктонных сообществ различного происхождения. В водах юго-восточнее Ньюфаундленда сукцесси-онно более зрелое сообщество субтропического круговорота как бы образует в мезо- и батипела-гиали "сеть" из хищников-трупоедов (макропланктонных креветок АсаШНерНута и более мелких животных), улавливающих приносимый с севера и отмирающий в теплых водах Гольфстрима планктон и за счет этого резко увеличивающих свою биомассу [5]. Однако характер взаимодействия вод здесь чрезвычайно изменчив как в пространстве, так и во времени [1], что определяет высокую временную (особенно межгодовую) изменчивость сообществ пелагиали этого района [4], требующую многолетнего изучения.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА
Летом 2003 г. исследования проводились во время 49-го рейса НИС "Академик Мстислав Келдыш". Материал на полигоне "Титаник"
(41°44' с.ш.; 49°55' з.д., глубина 3550 м) собирали 25 26 " Бр113
25-26 июня послойными ловами сетями ——~т с
140
площадью входного отверстия 1 м2 и фильтрующим конусом из сита с ячеей 530 мкм по слоям, указанным в табл. 1. Были проведены две серии ловов: в ночные (ст. 4547) и в дневные (ст. 4549) часы. После фиксации пробу просчитывали под бинокуляром МБС в камере Богорова.
Животных определяли до вида (некоторых ко-пепод, креветок, гипериид и др.), доминирующие виды рода Са1апш - до копеподитных стадий, а остальных животных - до рода (большинство ко-пепод) и более крупных таксономических единиц. Затем животных измеряли и по компьютерной программе РЬЛККТУ [7], с использованием коэффициентов, взятых из номограмм Численко [9] или полученных эмпирически, рассчитывали сырую биомассу отдельных видов и групп и общую биомассу мезопланктона. В основу программы положена формула связи биомассы животных с их длиной и формой тела м> = а/3, где м> - сырой вес, I - длина организма и а - коэффициент пропорциональности. Животных макропланктона длиной более 30 мм (кроме CНaetognatНa) отбирали из пробы и взвешивали на аптекарских весах.
Кроме того, с 28 июня по 7 июля верхний 200-метровый слой воды на полигоне пять раз облавливали разноглубинным тралом Айзекса-Кидда в модификации Самышева-Асеева (ТАКСА), длиной 25 м, с площадью устья 5.5 м2, из безузловой
Таблица 1. Послойная биомасса основных групп и видов мезопланктона (мгсыр веса/м3) и их суммарная биомасса
I столбе воды (X, гсыр.веса/м2) на полигоне "Титаник" в июне 2003 г. (день - ст. '4549, ночь - ст. 4547)
Слои обло- Общая биомасса Calanus hyperboreus Calanus fin-marchicus** Metridia Pareuchaeta Themisto compressa*** Chaetog-natha Pisces
ва, м день ночь день ночь день ночь день ночь день ночь день ночь день ночь день ночь
0-50 30 815 0.1 0.6 19.9 260.0 <0.1 72.7 0 447.0 7.4 6.9 1.9 10.3 0 1.0
50200 196 58 10.5 6.8 68.0 16.7 <0.1 7.3 21.9 10.3 80.3 6.0 9.9 1.5 0 <0.1
200400 182 55 3.8 3.7 13.1 15.0 11.0 1.4 80.8 1.7 44.7 0.1 9.0 13.8 0.2 0
400600 72 55 3.4 2.4 20.4 11.7 2.8 2.6 12.6 4.9 0 0 5.6 2.5 1.1 0.8
6001000 40 50 5.2 5.7 3.3 3.2 0.3 0.5 4.2 9.1 0 0 1.5 2.3 0.9 0
10001500* 26 17 7.9 6.0 0.2 0.1 0.5 0.4 0.7 0.8 0 0 1.4 1.5 0 0
15002000 нет ловов 5 нет ловов 1.5 нет ловов 0.1 нет ловов 0.1 нет ловов 0.2 нет ловов 0 нет ловов 0.5 нет ловов 0
20002750 5 0.1 0 0.1 <0.1 0 0.1 0
27503550 <1 0 0 <0.1 <0.1 0 <0.1 0
X — 106 — 8 — 22 — 6 — 29 21 0**** 1.3 — 6 — 0.2
* Для дневной ст. 4549 - 1000-1300 м. ** С примесью C. helgolandicus. *** С незначительной примесью Th. abyssorum. **** Для неполной дневной серии суммарная биомасса планктеров не подсчитывала», но для Themisto сделано исключение, поскольку эти гиперииды практически не проникают в глубокие слои воды, а разница между двумя сериями ловов в их суммарной биомассе демонстрирует весьма характерную для рода Themisto мелкомасштабную пятнистость в горизонтальном распределении.
дели с ячеей 5 мм и кутовой вставкой из капронового сита № 15. Полученный при этом материал привлекается здесь в качестве дополнительного.
В работе использованы предоставленные Д.Л. Алейником (ИО РАН) данные по вертикальному распределению температуры и солености воды на полигоне, которые измерялись CTD-зон-дом Нейл-Брауна Mark-IIIB комплекса "Розетт".
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Гидрологическая обстановка. В период работ летом 2003 г. полигон заполняли холодные воды (температура на поверхности колебалась около +11°C, а на глубине ~50 м проходила прослойка Лабрадорских вод с температурой, лишь немного превышающей +1°C), но Гольфстрим находился поблизости, а сам полигон располагался в районе интенсивного вихреобразования, о чем свидетельствуют как карты поверхностной температуры, передаваемые Canadian Forces Metoc Centre
(рис. 1), так и отмеченные случаи заноса в район работ тепловодных животных (например, на поверхности моря дважды наблюдали черепах, в пробах встречены представители тепловодных видов планктона). По данным СТБ-зондирования в верхнем километре столба воды наблюдалось резкое чередование слоев воды с различной температурой и соленостью (см. температурную кривую на рис. 2). Подобная гидрологическая обстановка наложила свои черты на картину вертикального распределения планктона на полигоне.
Мезопланктон. Вертикальными ловами сетью БР были выполнены детальные сборы планктонных животных во всем столбе воды (до дна). При этом впервые за последние годы эпи- и мезопела-гические биотопы до глубины 1300 м были обловлены как в ночные, так и в дневные часы, что позволяет выявить вертикальные суточные миграции планктонных организмов.
Общая биомасса мезопланктона в сыром весе во всем столбе воды на полигоне "Титаник" составила
в июне 2003 г. 106 гсыр/м2 (5.8 г Сор1/м2), из них 99.7 гсыр/м2 пришлись на верхние 1500 м, а 71.3 гсыр/м2 - на верхние 600 м столба воды (см. рис. 2). При этом количество желетелого планктона было невелико - 20 гсыр/м2 (0.05 гСорг/м2). Данные о распределении биомассы некоторых важных представителей планктона по слоям воды приведены в табл. 1.
Общее количество Са1апш /ттагеЫеш (с незначительной примесью С. Нв^о1апй1сш) в столбе воды достигало значительной для этого района величины 22.2 гсыр/м2 (последний раз подобное значение биомассы этого вида фиксировалось в 1995 г., табл. 2), а крупных Са1апш курегЪогвш -8 3 гсыр/м2. Оба вида калянусов были представлены преимущественно копеподитами 1У-У и половозрелыми особями. При этом у С. курегЪогеш наблюдалась четкая дифференцировка младших и старших рачков по глубине, а суточные миграции не были выражены (или были выражены крайне слабо) (рис. 3, табл. 1). У С./ттагсЫсш возрастные различия в распределении рачков по глубине были гораздо менее четкими (хотя У копеподиты и взрослые рачки и обнаруживали тенденцию концентрироваться на большей глубине), а в ночные часы значительная часть популяции (всех возрастов) поднималась в верхний перемешанный слой, где днем рачки были относительно немногочисленны (рис. 4, табл. 1).
Другими двумя группами копепод, для которых прослеживаются значительные суточные миграции, оказываются рачки рода ЫеКгШа и хищные Рагеыскае1а (рис. 5). Интересно, что слой дневного максимума численности Рагеыскае1а совпадает по глубине с резким провалом на графике дневного вертикального распределения У ко-пеподитов Са1апш /ттагсЫсш (рис. 4, 5). Возможно, последние либо выедаются парэухетами, либо избегают их. В ночные часы Рагеыскае1а поднимаются к самой поверхности, в верхний перемешанный слой - опять-таки в слой массового скопления С. /ттагсЫсш.
Ранее [4] мы уже разбирали существующую в этом районе "мелкоразмерную" трофическую сеть, идущую от некрупных копепод, в первую очередь С. finmarchicums, к мезопланктонным хищникам (Themisto, Sagitta, Pareuchaeta). Она существует как бы параллельно с аналогичной ей "крупноразмерной" сетью (от больших копепод типа С. hyperЪoreus - к макропланктонным креветкам), и, в зависимости от конкретной гидрологической обстановки, может в большей или меньшей степени определять "лицо" пелагического сообщества на полигоне. И действительно, в 2003 г., когда количество С. finmarchicus в изучаемом районе было велико, количество Pareuchaeta и Themisto так же возросло (табл. 2).
54° 52° 50° з.д.
Рис. 1. Карт
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.