МОРСКАЯ БИОЛОГИЯ
УДК 551.465
МЕЖГОДОВАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ ЗООПЛАНКТОНА НА ШЕЛЬФЕ СЕВЕРО-ВОСТОЧНОЙ ЧАСТИ ЧЕРНОГО МОРЯ В ОСЕННИЙ ПЕРИОД
© 2011 г. |М. Е. Виноградов, Л. П. Лебедева1, Л. Л. Анохина1, Г. М. Виноградов2, Д. Н. Кулагин1, Т. А. Лукашева3, А. Е. Лунина1, С. А. Мошаров1, Э. И. Мусаева1, А. Н. Ступникова1
Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН, Москва 2Институт проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН, Москва 3Южное отделение Института океанологии им. П.П. Ширшова РАН, Геленджик
e-mail: anokhina_luda@mail.ru Поступила в редакцию 19.11.2009 г., после доработки 10.03.2011 г.
Исследованы изменчивость запаса мезопланктона в сообществах шельфа и склона в позднелетний-осенний период 2006—2008 гг., структура и распределение планктона на нормальных к берегу разрезах вблизи г. Геленджика, степень прямого и опосредованного влияния гребневиков Mnemiopsis leidyi и Beroe ovata на мезопланктон. Изучены многолетние изменения в сообществах мезо- и макропланктона за весь период их совместного существования в черноморской экосистеме с 2001 по 2008 гг. Проанализировано изменение биомассы мезопланктона в зависимости от климатических условий, характера циркуляции и соотношения между этими факторами. Несмотря на изменчивость условий диапазон значений биомассы мнемиопсиса оказался мало меняющимся со временем.
Планктонные сообщества прибрежной полосы черноморского шельфа играют важную роль в процессах размножения, откорма и роста молоди рыб и желетелого макропланктона. Исследования последних лет показали, что черноморская экосистема продолжает изменяться под действием как природных, так и антропогенных факторов [2—7, 9]. На высокую степень межгодовой изменчивости прибрежных планктонных сообществ указывает, например, увеличение на порядок биомассы мезопланктона в июне 2005 г по сравнению с 2004 г. [6]. Задача настоящей работы заключалась в продолжении многолетнего мониторинга прибрежной черноморской экосистемы для определения межгодовой вариабельности характеристик планктонных сообществ, существующих в сложных условиях климатической изменчивости, высокой гидродинамической активности и антропогенного воздействия.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
Исследованы сообщества вдоль 6-мильного, нормального к берегу, разреза от Голубой (Рыбацкой) бухты, расположенной вблизи Геленджика на российском участке северо-восточного побережья Черного моря (рис. 1). Работы выполнялись в августе и сентябре 2006—2008 гг.
Сборы мезо- и макрозоопланктона выполнены с бота БМП "Ашамба" и НИС "Акванавт" вертикальными ловами конусной сетью (КБ) с площадью входного отверстия 0.5 м2, ячеёй 530 мкм (отбор же-летелых), и большой сетью Джеди (БСД) с площа-
дью входного отверстия 0.1 м2, ячеёй 180 мкм (отбор мезозоопланктона).
Сборы личинок гребневиков проводились в Голубой бухте в стационарной точке с пирса при глубине места 8 м на расстоянии 170 м от берега малой конусной сетью (КМ) с площадью входного отверстия 0.2 м2 и ячеёй 180 мкм. Наблюдения велись регулярно начиная с 2000 г. С декабря по апрель пробы отбирались каждые 10 дней, а с мая по ноябрь —
37°55'
37°59'
44°34'
44°30'
Голубая Геленджик бухта
" / f \ ||_ Y\ Q{¿L \ \ % \ \ \ \
\ ^ \\5 % \
Рис. 1. Район исследований и положение разреза.
867
7*
Таблица 1. Даты проведения наблюдений и глубина места на выполненных станциях
Год Дата Глубина места на станциях, м
2006 14.08 10, 20, 30, 40, 50, 120, 200, 500
20-24.08 10, 20, 30, 40, 50, 100, 200, 500, 1000, 1400, 1500
08.09 10, 20, 30, 40, 50, 100, 250, 500, 1000, 1400, 1550
20.09 30, 40, 50, 200, 300, 500,1000,1350,1540, 1520
27.09 10, 20, 30, 40, 50, 100, 200, 500, 1000
01.10 30, 40, 50, 100, 250, 500,1000, 1400, 1500
2007 05.08 10, 20, 30, 40, 50, 100, 240, 500, 1000, 1400, 1500
17.08 10, 20, 30, 40, 50, 90, 200, 500
05.09 10, 20, 30, 50, 100, 240, 500, 1000, 1600
26.09 10, 30, 50, 100, 250, 500, 1000, 1400
2008 17.08 10, 20, 30, 40, 50, 100, 200, 500
09.09 10, 20, 30, 40, 50, 130, 220, 500, 1000
Примечание. Жирным шрифтом выделены станции, на которых выполнялись 3 послойных лова, курсивом — два.
ежедневно. Личинок гребневиков подсчитывали живыми непосредственно после получения проб.
Ловы зоопланктона на разрезе при глубинах меньше 200 м проводились тотально от дна до поверхности, на более глубоководных станциях — от верхней границы сероводородных вод, определяемой по <з, = 16.2 (~160—180 м), до поверхности. Для определения слоев преимущественного обитания животных в дневное время и сопоставления этих данных с данными о вертикальном распределении гидрологических параметров дополнительно выполнялось несколько послойных ловов сетью БСД. Облавливались 3 или 2 слоя. В первом случае границами слоев служили поверхность моря, верхняя граница сезонного термоклина, его нижняя граница и верхняя граница сероводородных вод, во втором — поверхность моря, нижняя граница термоклина и граница сероводородных вод.
Расчеты веса тела мезопланктонных организмов основывались на номограммах Численко [12]. Результаты измерений приведены в единицах сырой массы. В ряде случаев результаты для мезопланкто-на и желетелого макропланктона представлены с поправками на недолов сети, что в тексте специально оговаривается. Поправочные коэффициенты для численности мезопланктона лежали в пределах от 2 до 5 в зависимости от размера и формы тела особи, для желетелых организмов при длине тела менее 10 мм (т.е. и для личинок гребневиков) использовался коэффициент равный 2, для более крупных животных — 2.5 [13].
Оценка суточных рационов желетелых хищников и возможной степени выедания ими мезо-планктона была проведена с использованием опубликованных эколого-физиологических параметров Mnemiopsis leidyi [4], Pleurobrachia pileus и Aurelia aurita [16, 17]. При расчетах полагалось, что из-за пространственной разобщенности Calanus euxinus и желетелых животных потреблялась лишь часть популяции калянуса. Кроме младших стадий, хищникам была доступна часть старших, участвовавшая в ночных миграциях и составлявшая 2/3 особей V и VI стадий популяции калянуса [5, 8].
При анализе результатов использовалось введенное нами ранее [14] представление о трех эколого-батиметрическим зонах: мелководной (глубина до 30 м), переходной (31—100 м) и зоне склона (> 100 м).
На рисунках точки, соответствующие полученным на станциях результатам, соединены линиями (с линейной интерполяцией) для удобства рассмотрения.
В статье использованы данные, полученные в 2006 и 2007 гг. в ходе гидрофизических исследований с помощью зонда SEA BIRD-19. Температурные профили в 2008 г. определялись нами с помощью зонда TR SBE-39.
В таблице 1 представлены характеристики выполненных станций.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Гидрологическая обстановка. Зима 2006 г. была экстремально холодной. По данным метеостанции Геленджика, в январе 2006 г. среднемесячная температура воздуха составила 0.7°С, в феврале — 3.9°С. В эти месяцы наблюдалось мощное конвективное перемешивание вод в прибрежной части моря. После интенсивной зимней конвекции толщина холодного промежуточного слоя (ХПС) в марте достигала 120 м. Минимальная температура в ХПС в феврале и марте была равна, соответственно, 7.7°С и 7.4°С.
В августе и сентябре температурные условия заметно различались. В августе поверхностная температура воды на разрезе составила 26.6—27.3°С. В начале сентября она снизилась до 23.6—24.7°С. На 11-мильном разрезе в сентябре толщина верхнего квазиоднородного слоя (ВКС) над шельфом составила 25—30 м, над 1000 м — 9 м, толщина сезонного термоклина (СТК) — 13—25 м. Верхняя граница ХПС над шельфом располагалась на глубине около 60— 70 м. Мощность слоя составила 50—60 м. Минимальная температура в его ядре была около 7.3°С .
2007 г. В 2007 г. зима была умеренно холодной, среднемесячные значения температуры для воздуха составили 7.3°С в январе и 4.3°С в феврале, а для воды, соответственно, 8.9°С и 7.3°С.
В августе на 11-мильном разрезе толщина ВКС изменялась от 20 м в начале разреза до 10 м в его конце. Поверхностная температура воды достигала 27—28°С. Толщина СТК везде была около 20 м с перепадом температур в нем 0.7—0.9°С/м. Толщина ХПС на разрезе составила 50—60 м, верхняя граница располагалась над склоном на глубине 50—60 м. Минимальная температура в ядре была 7.6°С.
В первой неделе сентября был четко выражен ВКС толщиной 20 м на шельфе и около 10 м мористее. Поверхностная температура на разрезе 5—6 сентября достигала 28°С. Под поверхностным однородным слоем располагался СТК толщиной 20 м с высокими градиентами температуры. Перепад температуры в СТК достигал 0.9°С/м. После первой недели в районе исследований наблюдались штормовые ветры, вызывавшие перемешивание водных масс и понижение температуры до 23°С. Толщина ХПС в районе свала глубин составила 60 м. Минимальная температура воды в ядре ХПС была равна 7.6°С.
2008 г. В конце лета 2008 г. (22 августа) поверхностная температура на 4.5-мильном разрезе изменялась от 27°С над глубиной 10 м до 28°С в конце разреза. В начале сентября на 6-мильном разрезе формирование ВКС толщиной около 15 м регистрировалось уже начиная со станции над 30-метровой глубиной. Мощность этого слоя над глубинами до 100 м была равна 14—15 м. Толщина СТК на этих глубинах была равна 7—12 м с перепадом температур в нем около 0.8°С/м. С удалением от берега и увеличением глубины толщина ВКС уменьшалась, достигая над склоном ~5 м, температура в слое составила 24°С. Под ВКС до глубины ~30 м располагался СТК. Мощность ХПС составила 23—33 м с минимальной температурой в его ядре, равной 7.8°С.
Анализ гидрологических данных, полученных в 2006—2008 гг., показал, что в 2008 г. условия резко отличались от относительно сходных между собой условий 2006—2007 гг. В 2008 г. было отмечено сужение СТК, резкое уменьшение толщины ХПС, подъем его верхней границы с повышением минимальной температуры в нем с 7.3°С (в 2006 г) до 7.8°С.
МЕЗОПЛАНКТОН
В августе—сентябре 2006—2008 гг. мезопланктон был представлен, в основном, несколькими видами животных, составившими 60—99% его биомассы. В их число, как и в предыдущие годы, к
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.