ВЕСТНИК ЮЖНОГО НАУЧНОГО ЦЕНТРА РАН Том 8, № 4, 2012, стр. 66-75
БИОЛОГИЯ
УДК 551.46:262.54
ОСОБЕННОСТИ СТРУКТУРЫ ПЕЛАГИЧЕСКОГО СООБЩЕСТВА
АЗОВСКОГО МОРЯ В УСЛОВИЯХ АНОМАЛЬНО ХОЛОДНОЙ ЗИМЫ 2005-2006 гг.
© 2012 г. Академик Г.Г. Матишов1, 2, О.В. Степаньян3, Г.В. Ковалёва3, В.В. Поважный1, К.В. Кренёва3
Исследована структура пелагического сообщества Азовского моря в условиях сплошного ледового покрова. Выявлены высокие показатели видового разнообразия, численности и биомассы фито- и микрозоопланктона при слабом развитии сетного планктона. Впервые показано присутствие меропланк-тона и "цветение" динофитовых и золотистых водорослей подо льдом Азовского моря. Впервые для Азовского моря отмечены два вида золотистых водорослей - Stenokalyx inconstans Schmid. и Kephyrion spirale (Lackey) Conr.
Ключевые слова: Азовское море, зимний период, фитопланктон, мезопланктон, меропланктон.
Глобальное изменение климата, происходящее в настоящее время, отражается на всех уровнях организации наземных и морских экосистем. Но именно морские экосистемы могут быть достоверными индикаторами климатических изменений [1; 2]. Особый интерес представляют аномально суровые зимы, которые подчеркивают неравномерность температурных трендов в Северном полушарии, особенно для морей европейской части России [3]. Климатические аномалии оказывают большое влияние на функционирование морских экосистем, в том числе пелагических планктонных сообществ, влияя на их структуру и продукционные характеристики трофических цепей [1; 4; 5].
Азовское море - относительно хорошо изученный водоем, но информация об особенностях структуры экосистемы Азовского моря в зимний период, особенно в условиях суровых зим, практически отсутствует. Имеющиеся данные о состоянии пелагиали Азовского моря охватывают наблюдения, проведенные в условиях мягких зим с относительно слабым ледовым покровом. До настоящего времени только в нескольких работах приведены данные о состоянии зоо- и фитопланктона Азовского моря [6-9], микроводорослей открытой части Таганрогского залива [10] и прибреж-
1 Южный научный центр РАН, 344006, Ростов-на-Дону, пр. Чехова; тел. 8(863) 266-56-77, e-mail: matishov@ssc-ras.ru
2 Мурманский морской биологический институт Кольского научного центра РАН, 183010, Мурманск, ул. Владимирская, 17.
3 Институт аридных зон Южного научного центра РАН, 344006, Ростов-на-Дону, пр. Чехова, 41; тел. 8(863) 250-98-07, e-mail: step@ssc-ras.ru
ной части Керченского пролива [11-14] в зимний период.
Климат Азовского моря характеризуется как континентальный умеренных широт с умеренно мягкой и короткой зимой. В осенне-зимнее время над акваторией Азовского моря преобладают северовосточные и восточные ветры со средней скоростью 4-7 м/с. Усиление интенсивности деятельности сибирского антициклона вызывает сильные (штормовые) ветры (более 20 м/с), сопровождающиеся резким похолоданием. Ледовый режим Азовского моря определяется в основном ветровым режимом и температурой воздуха над акваторией моря и прилегающей территорией [15]. Особенностью Азовского моря, в отличие от других морей умеренного пояса, являются небольшие размеры акватории, мелководность и низкая соленость. Экосистему Азовского моря вполне можно назвать эстуарной [16].
Цель работы - показать особенности структуры и некоторые элементы функционирования пелагической экосистемы Азовского моря в условиях аномально холодной зимы.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
Исследования были проведены в январе-феврале 2006 г. в Азовском море и Керченском проливе (рис. 1). Полевые наблюдения включали следующие показатели: координаты местонахождения, метеонаблюдения (температура воздуха, сила и направление ветра, атмосферное давление в приводном слое, облачность, осадки), гидрологические
Рис. 1. Карта-схема гидробиологических станций во время рейса на ледоколе "Капитан Демидов" в Азовском море (январь 2006 г.). Номера станций приведены в табл. 1. Светлый фон - лед, темный фон - чистая вода. В качестве картографической основы использован снимок ИСЗ TERRA (MODIS) от 25.01.2006 (ГУ НИЦ Планета: http://planet.iitp.ru)
наблюдения (температура, определение солености и ионного состава (в лабораторных условиях) воды, глубины (по эхолоту ледокола), наблюдения за ледовой обстановкой (тип ледового покрова, степень ледовитости, торосистость, граница ледовой кромки)). Объем наблюдений и выполненных работ приведен в табл. 1.
Пробы воды для гидробиологических исследований отбирали с борта 10-литровым ведром по ходу судна. Осадка ледокола составляла 1,5 м, а толщина перемешиваемого слоя воды (при ходе судна) была равна примерно 2 м, в результате были получены пробы, отражающие характеристики поверхностного 2-метрового слоя воды.
Пробы фитопланктона и микрозоопланктона объемом 1-1,5 л фиксировали кислым раствором Люголя, в лабораторных условиях концентрировали осадочным методом [17] до конечного объема 80-100 мл. Исследования таксономического состава планктонных водорослей проводили при помощи светового микроскопа МИКМЕД-5. Таксономическую принадлежность некоторых мелких форм водорослей предварительно определяли в водных препаратах, диатомовых водорослей - в постоянных препаратах (смола Эльяшева) [18] с использованием иммерсионного объектива
(х100). Для количественного учета фитопланктона сконцентрированные пробы просматривали в камере Ножотта (0,1 мл) при увеличении х400. Крупные формы микроводорослей (более 50 мкм) учитывали во всей камере Ножотта, в двух-трех повторных наполнениях, прочие виды считали в нескольких полосах камеры (до 400 клеток). Для расчета численности цилиат и микроводорослей использовали стандартные формулы [19; 20], расчет биомассы проводили по фактическим размерам клеток, высчитывая объем клетки по методу геометрического подобия. Выделение трофических групп и размерных групп цилиат Азовского моря было проведено по принятой ранее схеме [21].
Количественные пробы сетного планктона отбирали малой сетью Апштейна (ячея 75 мкм), профильтровывая 100 л воды. В прикерченском районе во время стоянки ледокола большой сетью Джеди (51 = 0,49 м2, ячея 175 мкм) было отобрано четыре пробы планктона (вертикальные ловы 10-0 м). На станциях № 18-21 отбор сетного планктона не проводили. Пробы фиксировали 3%-ным раствором нейтрализованного формалина. Обработку проб сетного планктона проводили по стандартной методике [22]. Обработка включала измерения длины
Таблица 1. Гидролого-метеорологические параметры состояния водной и воздушной среды Азовского моря во время проведения экспедиционных исследований на ледоколе "Капитан Демидов"
Ледовые условия
№ стан- Дата Время Т , возд.' °С Скорость Видимость, Давление, мм Т, воды' °С Соленость, Глуби- толщи- высота сплочен-
ции ветра, м/с мор. миль рт. ст. %0 на, м на льда, см торосов, м тип льда ность льда, баллы
1 28.01.06 15:20 -4,6 11 5,0 756 -0,2 1,01 3,73 35 - белый 10
2 29.01.06 10:30 -5,0 10 3,0 755 -0,2 1,03 3,69 40 - белый 10
3 29.01.06 17:20 -1,0 10 2,0 752 -0,4 2,34 4,00 35 - белый 10
4 30.01.06 09:15 -2,5 11 7,0 751 -0,4 6,05 5,82 40 0,5 белый 10
5 30.01.06 11:50 -1,0 8 2,0 752 -0,4 6,66 7,00 30 0,8 белый 10
6 30.01.06 16:45 -1,0 10 4,0 750 -0,7 9,34 8,08 20 0,5 белый 10
7 30.01.06 21:10 -1,0 10 3,0 748 -0,7 11,51 8,29 20 - белый 10
8 31.01.06 12:00 -1,0 17 1,0 744 -0,7 11,22 8,79 25 0,4 белый 9
9 01.02.06 08:50 -5,0 штиль 0,2 749 -0,8 11,89 12,00 40 0,7 белый 10
10 01.02.06 20:30 -1,0 9 3,0 751 -0,8 11,83 12,48 50 1,2 белый 10
11 03.02.06 18:15 +2,0 8 2,0 747 -0,8 11,86 13,00 40 1 белый 10
12 03.02.06 23:40 -1,0 6 7,0 749 -0,8 11,12 12,28 30 0,8 белый 10
13 04.02.06 12:00 +2,0 6 8,0 751 -0,8 11,41 12,00 40 1,3 белый 9
14 04.02.06 18:30 +2,0 4 7,0 751 -0,8 11,70 11,00 30 - белый 7
15 05.02.06 00:15 + 1,0 6 6,0 751 -0,3 11,60 6,61 25 - белый 5
16 05.02.06 09:30 0,0 штиль 8,0 752 -0,2 - 7,43 25 1,0 белый 9
17 05.02.06 12:30 +2,0 штиль 2,0 752 -0,5 - 6,89 30 - белый 5
18 07.02.06 13:00 -10,0 17 8 754 -0,8 - 11,27 40 1 белый 10
19 08.02.06 10:55 -11,0 15 8 751 -0,8 11,35 11,00 40 1,5 белый 10
20 15.02.06 18:00 -5,0 10 10 755 -0,7 - 11,00 50 2,5 белый 10
21 19.02.06 11:00 +3,0 5 10 755 -0,7 14,06 11,00 10 - склянка 5
зоопланктеров с последующим вычислением индивидуальной биомассы по уравнениям зависимости массы от длины тела.
ЛЕДОВАЯ ОБСТАНОВКА, ВЕТРОВОЙ И ТЕМПЕРАТУРНЫЙ РЕЖИМЫ
Аномалия среднемесячной температуры воздуха в январе 2006 г. (метеостанция г. Ростова-на-Дону) была равна -5,6 °С. По многолетним наблюдениям такие температурные аномалии для юга России имеют частоту повторяемости один раз в 10 лет [23]. Положительные температуры воздуха и воды держались до начала декабря 2005 г., но резкое похолодание во второй декаде января 2006 г. привело к интенсивному льдообразованию как на реках, так и на море. Снижение температуры воздуха (ниже -30 °С) способствовало быстрому нарастанию толщины льда и образованию торосов на акватории Азовского моря.
В период наблюдений за северной частью акватории Азовского моря преобладали ветры восточных направлений (северо-восток, юго-восток) со скоростью 8-10 м/с (наибольшая скорость -свыше 17 м/с). Температура воздуха превышала
нулевую отметку дважды (табл. 1). Первое повышение температуры было отмечено 3-5 февраля в центральном и южном районах Азовского моря (ст. 11-15), в дальнейшем положительные температуры воздуха с одновременным снижением скорости ветра наблюдали 19 февраля в Керченском проливе (ст. 21). Резкое снижение дневных температур воздуха (до -11 °С) и усиление ветровой активности отмечено в центре Азовского моря 7-10 и 18-20 февраля.
В восточном и западном районах Таганрогского залива при 10-балльной сплоченности ледовых полей и ветрах восточного направления отмечены значительные подвижки льда, толщина которого составляла 35-40 см, на входе в Керченский пролив высота торосов достигла 2,5 м.
ГИДРОЛОГИЧЕСКИЙ РЕЖИМ
В период наблюдений температура воды в Азовском море изменялась от -0,2 °С до -0,8 °С. Для Таганрогского залива отмечено плавное уменьшение температуры воды от кутовой части до горла залива, что свя
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.