ОКЕАНОЛОГИЯ, 2011, том 51, № 1, с. 42-44
^=БИОЛОГИЯ МОРЯ
УДК 551.465
О "ЦВЕТЕНИИ" КОККОЛИТОФОРИД КАК ФАКТОРЕ СЕЗОННОЙ ИЗМЕНЧИВОСТИ ХЛОРОФИЛЛА "а" В ЧЕРНОМ МОРЕ
© 2011 г. Г. С. Карабашев
Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН, Москва e-mail: genkar@mail.ru Поступила в редакцию 16.03.2009 г., после доработки 17.08.2009 г.
По результатам сравнительного анализа характеристик раннелетних максимумов нормализованной яркости согласно данным спутникового сканера цвета океана, концентрации хлорофилла "а" и видового состава фитопланктона в пробах воды из Черного моря сделан вывод об обусловленности хлорофилльного максимума массовым развитием кокколитофорид в черноморском бассейне с конца мая до середины июня.
В [3] было показано, что июньский максимум нормализованной яркости обусловлен массовым развитием ("цветением") кокколитофорид и приурочен преимущественно ко второй декаде июня, когда реализуются предпосылки этого события в виде неглубокого резкого пикноклина в период максимальной инсоляции бассейна [6]. Эти выводы сделаны по оценкам сезонного хода яркости за 1998— 2004 гг. на шести полигонах в океанологически различных районах моря (рис. 1). Амплитуды яркост-ных максимумов принимали наибольшие значения и формировались практически одновременно на
разных полигонах после суровых зим, однако после сравнительно теплых зим 1999 и 2001 гг максимумы отсутствовали. Недостаток этой работы состоял в том, что вывод о связи июньских максимумов яркости с "цветением" кокколитофорид удалось подкрепить данными определений численности этих водорослей лишь на западе моря в 1998 г. В недавней публикации [4] приведены свидетельства роста доли кокколитофорид до 34—64% в биомассе фитопланктона на северо-востоке Черного моря в 2002—2005 гг именно в раннелетний период, что служит весомым аргументом в пользу реальности и повторяемости
Рис. 1. Полигоны на акватории Черного моря [3]: wg и eg — в западном и восточном круговоротах; ег — над континентальным склоном к югу от Крымского п-ова; пе — над склоном близ Цемесской бухты; Ьа — в районе Батумского вихря;
— на северо-западном шельфе; длинный пунктир — изобата 100 м. Звездочкой помечены устья Днепра, Дуная и Кы-зыл-Ирмака.
О "ЦВЕТЕНИИ" КОККОЛИТОФОРИД КАК ФАКТОРЕ СЕЗОННОЙ ИЗМЕНЧИВОСТИ
43
3 г 15
л
U
5
0 L
12
Pi
-i 0
- 10
- 20
30
150 200
Дни года
Рис. 2. Сезонный ход характеристик природной среды черноморского региона. 1 — суммы солнечной радиации R в % от годовой на Карадаге (по [2]); 2 — средний суммарный сток W рек в Черное море за 1923—1985 гг. в % от годовой суммы (по [2]); 3 и 4 — сезонный ход нормализованной яркости L(555) на полигонах wg и eg в 2002 г. по [3]; 5 — сезонный ход хлорофилла СЫ в верхнем 5-метровом слое (по [5]); 6 и 7 — глубина Z верхней границы сезонного термоклина в западном и восточном круговоротах Черного моря (по [5]). J и F — весенний, июньский и осенний максимумы хлорофилла, соответственно.
2
9
6
1
3
0
указанной связи. Дополнительным доводом в пользу ее кокколитофоридной природы мог бы служить аналогичный максимум сезонного хода концентрации хлорофилла, однако он не проявился по результатам ее исследований с 1973 по 2000 гг. в том же регионе [1].
Применив метод оптимального спектрального разложения (optimal spectral decomposition, ОСП) к определениям хл "а" по проекту NATO SfP-971818 в 1980—1995 гг. в Черном море, авторы работы [5] выявили двумодальную структуру сезонного хода гори-зонтально-осредненной концентрации этого пигмента с весенним (февраль—март, S) и осенним (сентябрь—октябрь, F) максимумами (кривая 5 на рис. 2). Как отмечено в [5], они заметны в спутниковых данных, но только первый из них проявлялся ранее при обычном осреднении определений хлорофилла в пробах черноморской воды. Обнаружение осеннего максимума авторы объясняют способностью процедур ОСП обеспечить более достоверные оценки по сравнению с обычным осреднением, когда анализи-
руются разреженные данные, неравномерно распределенные по времени и пространству.
Если ОСП действительно повышает достоверность анализа подобных данных, заслуживает внимания сравнительно слабый июньский максимум сезонного хода хл "а", представленного в [5] ^ на кривой 5, рис. 2). Этот максимум занимает тот же отрезок временной шкалы, что и июньский "кокколи-тофоридный" максимум нормализованной яркости в Черном море (3 и 4 на рис. 2). К тому же отрезку времени приурочен подъем толщи, обогащенной хлорофиллом, до глубины 15 м, по сравнению с глубинами максимумов хлорофилла в апреле (40 м) и августе (35 м). В это же время происходят приближение суммарной солнечной радиации над морем к своему годовому максимуму (1 на рис. 2) и подъем сезонного термоклина до 9—10 м в западном и восточном круговоротах Черного моря (6 и 7 на рис. 2). На этих основаниях допустимо полагать, что июньский максимум сезонного хода хл "а" по [5] и июньский максимум нормализованной яркости поверх-
44
КАРАБАШЕВ
ности Черного моря имеют общую причину — "цветение" кокколитофорид. Авторы работы [5] воздерживаются от отождествления выявленных максимумов сезонного хода хлорофилла с вкладом водорослей различной видовой принадлежности, что исключает какую-либо предвзятость их результата относительно происхождения июньского максимума хлорофилла.
Сомнения в кокколитофоридной природе июньского максимума нормализованной яркости обычно мотивируются возможным влиянием речного стока. Однако в Черном море его пик приходится на май, а не на июнь (2 на рис. 2), и, главное, максимум нормализованной яркости появлялся синхронно на полигонах eg, wg, ег, пе, Ьа (рис. 1), что невозможно объяснить влиянием речного стока в силу различной удаленности полигонов от устьев крупнейших рек в Черном море (рис. 1). Напротив, синхронность появления локальных июньских максимумов нормализованной яркости поверхности пелагиали бассейна представляется естественным следствием влияния факторов регионального масштаба на запуск июньского "цветения" кокколитофорид.
Представление о кокколитофоридной природе июньских максимумов яркости отчасти объясняет трудности обнаружения июньского максимума хлорофилла в пробах воды: зависимость "цветения" кокколитофорид от существенно изменчивых региональных факторов усиливает разброс их вклада в суммарное содержание хлорофилла в раннелетний период по сравнению с максимумами хлорофилла весной и осенью, когда преобладают водоросли с более предсказуемым жизненным циклом. В отличие от соотношений между амплитудами хлорофилль-ных максимумов, "цветение" прочих водорослей слабее влияет на яркость морской поверхности по сравнению с "цветением" кокколитофорид, которое сопровождается аномально интенсивным рассеяни-
ем света в приповерхностной толще благодаря обилию кокколитов, на которые распадаются известковые панцири этих водорослей на конечной стадии "цветения". Для уточнения временных соотношений между факторами и видимыми проявлениями "цветения" кокколитофорид и сезонным ходом продукционных характеристик фитопланктона в Черном море требуются дополнительные исследования.
Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проект № 08-05-00298-а).
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Ведерников В.И., Демидов А.Б. Долговременная и сезонная изменчивость хлорофилла и первичной продукции в восточных районах Черного моря // Комплексные исследования северо-восточной части Черного моря / Ред. Зацепин А.Г., Флинт М.В. М.: Наука, 2002. C. 212-234.
2. Гидрометеорология и гидрохимия морей СССР. Т. IV Черное море. Вып. 1. Гидрометеорологические условия. СПб.: Гидрометеоиздат, 1991. С. 103-123.
3. Карабашев Г.С., Шеберстов С.В., Якубенко В.Г. Июньский максимум нормализованной яркости и его связь с гидрологическими условиями и цветением кокколитофорид в Черном море // Океанология. 2006. Т. 46. № 3. С. 331-343.
4. Паутова Л.А., Микаэлян А.С., Силкин В.А. Структура планктонных фитоценов шельфовых вод северо-восточной части Черного моря в период массового развития Emiliania huxleyi в 2002-2005 гг. // Океанология. 2007. Т. 47. № 3. С. 408-417.
5. Chu P.C., Ivanov L.M., Margolina T.M. Seasonal variability of the Black Sea chlorophyll-a concentration // J. of Marine Systems. 2005. V. 56. Iss. 3-4. 243-261.
6. Iglesias-Rodrigues M.D., Brown C.W., Doney S.C. et al. Representing key phytoplankton functional groups in ocean carbon cycle models: Coccolithophorids // Global Biogeochemical Cycles. 2002. V. 16. № 4. 1100, doi:10.1029/2001GB001454, 2002.
On the Coccophorid Bloom as a Factor of Seasonal Variability of the Chlorophyll "a" in the Black Sea
G. S. Karabashev
Based on the comparative analysis of the characteristics of the early-summer maxima of the normalized radiance from the satellite ocean color data, concentration of chlorophyll "a" and species composition of phytoplankton from determinations in the Black Sea water samples, it was concluded that the chlorophyll maximum is due to the coccolithophorid bloom occurring from late May to mid June in the Black Sea basin.
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.