ОКЕАНОЛОГИЯ, 2004, том 44, № 3, с. 399-405
МОРСКАЯ БИОЛОГИЯ
УДК 577.475(262.5)
СЕЗОННЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ ФИТОПЛАНКТОНА В РАЙОНЕ МЫСА БОЛЬШОЙ УТРИШ СЕВЕРО-КАВКАЗСКОГО БЕРЕГА ЧЕРНОГО МОРЯ
В 2001-2002 гг.
© 2004 г. А. О. Вершинин1, А. А. Моручков1, И. Н. Суханова1, А. Н. Камнев1, С. Л. Паньков3, С. Л. Мортон2, Дж. С. Рамсделл2
1Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН, Москва, Россия 2Центр охраны побережья и молекулярных исследований, NOAA-Националъная океанологическая служба,
Charleston, USA.
3Научно-эксперименталъный морской биотехнологический центр "Большой Утриш",
Анапа, Россия
Сезонные изменения прибрежного фитопланктона были прослежены с конца апреля 2001 г. по конец марта 2002 г. в северо-восточной части Черного моря, впервые после 1978 г. Пробы фитопланктона систематически отбирали на мидиево-устричной плантации у мыса Большой Утриш, и эпизодически - с пирсов ВДЦ "Орленок" и ЮО ИО РАН. Было обнаружено 92 вида водорослей, из которых три вида впервые найдены в Черном море - Chaetoceros tortissimus, Cochlodinium polykrikoides, Alexandrium sp. В конце апреля 2001 г. (начало работ) наблюдали массовое развитие миксотрофных динофлагеллят. В июне происходило "цветение" Pseudo-nitzschia pseudodelicatissima и Pseudo-nitzschia seriata, численность которых достигала 700 х 103 кл/л. Эти два вида Pseudo-nitzschia, проявили себя как виды-оппортунисты, способные развиваться во время общей депрессии планктонного сообщества. После июльской депрессии (численность фитопланктона не превышала 40 х 103 кл/л) наблюдали летне-осенний максимум, который был обусловлен массовым развитием видов Chaetoceros с численностью до 530 х 103 кл/л, и продолжался с начала августа по конец сентября. С ноября по февраль численность фитопланктона была крайне низкой (средняя численность в декабре-январе - 100 кл/л). Подъем численности начался со второй декады февраля, по окончании периода сильных штормов, ливней, снеготаяния и последовавшей стратификации прибрежных водных масс. Однако до конца марта численность фитопланктона не превышала 50 х 103 кл/л. "Цветения" диатомей весной 2002 г. не наблюдалось. Судя по полученным в ходе мониторинга данным, сильное влияние на состояние фитоцена оказывают шторма в прибрежной зоне.
ВВЕДЕНИЕ
В 2001-2002 гг. проведены исследования сезонной динамики прибрежного фитопланктона у мыса Большой Утриш. Подобных работ в этом районе Черного моря никогда не проводили. Помимо очевидной ценности данных по внутри- и межгодовой динамике планктонного фитоцена необходимость этой работы диктовалась развитием в районе Большого Утриша единственной не только на Черном море, но и во всей России, коммерчески оправданной морской плантации мидий и устриц. Основной кормовой базой моллюсков является фитопланктон [18]. Особое внимание было уделено водорослям, синтезирующим токсины, которые могут накапливаться в тканях моллюсков и приводить к пищевым отравлениям, так как знания видовой принадлежности и экологии токсичных водорослей необходимы для предотвращения отравлений моллюсками.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА
Мониторинг фитопланктона проводили на мидиево-устричной плантации в районе мыса Боль-
шой Утриш с глубинами 25-37 м. Наблюдения вели в период с 24 апреля 2001 г. по 26 марта 2002 г. В летний период времени пробы фитопланктона брали обычно с интервалом в 5 дней (Б. Утриш, ст. 1) с перерывами на время штормов. В поздне-осенний, зимний и весенний сезоны пробы отбирали один раз в неделю. Для сравнения состояния фитоцена в районе Б. Утриша с другими прибрежными районами северо-восточной части Черного моря эпизодически был проведен отбор проб фитопланктона в Голубой бухте (ст. 2) над глубинами 7-10 м и с пирса вблизи пос. Новоми-хайловского (ВДЦ "Орленок", ст. 3) над глубинами 3-5 м (табл.1).
Пробы брали 10-ти литровыми ведрами в верхнем однометровом слое и концентрировали планктонной сетью с диаметром ячеек 10 мкм. Обычно фильтровали 100 л воды, концентрат составлял 500 мл. Отбор проб сопровождался измерением температуры воды, отмечали дни со штормовыми ветрами.
Для выяснения горизонтального распределения фитопланктона в бухте Большой Утриш в один и тот же день были взяты пробы в разных
Таблица 1. Число проб на каждой станции
Число проб на каждой станции
Год, месяцы ст. 1, Б. Утриш ст. 3, Новоми-хайлов-ское ст. 2, Голубая бухта
2001 апрель 2 1 -
май 5 - -
июнь 6 1 5
июль 5 4 -
август 10 - -
сентябрь 9 1 1
октябрь 4 6 -
ноябрь 3 2 -
декабрь 3 2 -
2002 январь 3 - -
февраль 4 - 1
март 4 - -
Всего проб 58 17 7
точках в пределах плантации и с пирса (всего 5 точек). Различия в составе и количестве фитопланктона были незначительны, что дает право характеризовать фитопланктон бухты у м. Большой Утриш, используя пробы, взятые в центре плантации.
Пробы фиксировали 2%-ным глутаральдеги-дом (конечная концентрация) и просматривали под световым микроскопом в камерах объемом 0.084 и 0.5 мл, определяя видовой состав и количество микроводорослей. Несколько проб были
Число клеток в литре, N х 103 T, °С
Апрель Июнь Август Октябрь Декабрь Февраль
Май Июль Сентябрь Ноябрь Январь Март
Рис. 1. Динамика численности фитопланктона и его основных групп в 2001-2002 гг. в районе мыса Большой Утриш. Стрелками обозначены шторма в прибрежной зоне.
просмотрены в живом виде. Для точной идентификации некоторых видов использовали сканирующую электронную микроскопию.
РЕЗУЛЬТАТЫ
За время исследования было обнаружено 92 вида водорослей. Основную часть видов составили диатомеи (50%) и динофлагелляты (43%). Отделы Би§1епорИу1а, НарШрйу1а и Не1егокопЮ-рИу1а были представлены несколькими видами. Кокколитофориды и мелкие жгутиконосцы плохо улавливаются при использовании газа с ячеей 10 мкм, поэтому их вклад в структуру фитоцена не учтен.
ДИНАМИКА ЧИСЛЕННОСТИ ФИТОПЛАНКТОНА В РАЙОНЕ М. БОЛЬШОЙ УТРИШ
Динамика численности фитопланктона и его основных групп, а также среднемесячные значения температуры воды в период с конца апреля 2001 г. по март 2002 г. представлены на рис. 1.
Данные по численности основных групп водорослей и всего фитопланктона по месяцам приведены в табл. 2.
В конце апреля 2001 г. в фитопланктоне преобладали динофлагелляты (табл. 2). В начале июня прошли семибалльные шторма. По окончании штормов наблюдалось быстрое развитие диато-мей Pseudo-nitzschia pseudodelicatissima и P. seria-ta. Численность фитопланктона достигала 216 х х 103 кл/л. В июле фитопланктон находился в депрессии. Численность водорослей в воде составляла 32.8 х 103 кл/л (рис. 1). В конце июля началось потепление и первая декада августа характеризовалась необычно высокой температурой воды (до 30°С). Высокая температура воды сохранялась до конца сентября. С начала августа наблюдался поздне-лет-не-осенний пик численности фитопланктона (рис.1, 2).
В ходе летне-осеннего максимума фитопланктона доминировали два вида диатомей - Chaetoc-eros compressus и C. tortissimus. Последний вид впервые был обнаружен в черноморском фитопланктоне. В этот период Chaetoceros составлял до 90% численности диатомей и 85% от общей численности фитопланктона.
Значительный интерес представляет тот факт, что в начале августа основу биомассы составляли не диатомеи, а крупная динофитовая водоросль Cochlodinium polykrikoides. Этот вид также впервые встречен в Черном море. Его биомасса в начале августа составляла 517 мкг/л, тогда как биомасса всех диатомей не превышала 170 мкг/л. К середине августа Cochlodinium практически ис-
Таблица 2. Средняя численность и число видов диатомовых и динофлагеллят в 2001-2002 гг.
Апрель Май Июнь Июль Август Сентябрь Октябрь Ноябрь Декабрь Январь Февраль Март
Средняя численность фитопланктона в месяц, х103 кл/л 214.1 119 215.7 32.8 316.2 279.7 50.3 22.3 0.2 0.1 9.7 40.3
Численность диатомовых, х103 кл/л 12.6 77 208 16.9 296.5 275.9 45.2 16.3 0.15 0.1 7.4 13.8
Численность динофлагеллят, х103 кл/л 201.5 41.9 7.7 10.9 19.9 3.3 4.3 5.5 0.05 0 2.3 26.1
Общее число 22 42 37 34 52 73 40 23 3 2 14 43
видов водорослей
Число видов динофлагеллят 17 23 21 18 25 24 17 10 1 0 6 19
Число видов диатомей 4 17 16 15 25 47 21 12 2 2 7 21
чез из фитопланктона, а численность хетоцеро-сов достигла максимума - 528.8 х 103 кл/л.
В сентябре состав и численность фитопланктона почти не изменились (рис.1, табл.2). В конце месяца после шторма обилие водорослей в планктоне резко снизилось. Увеличилась доля бенто-планктонных форм, в основном представителей родов Licmophora, Pleurosigma, Synedra, Navícula и др.
В начале октября численность микроводорослей в планктоне продолжала падать. Во второй декаде ноября установился сильный сгонный (северо-восточный) ветер, и численность фитопланктона резко снизилась, достигнув к январю минимального значения. Шторма продолжались всю зиму до начала февраля 2002 г. По окончании штормов началось развитие диатомей Skeletonema costatum,
Число клеток в литре, N х 103
700 г
600
Общий
фитопланктон
Cochlodíníum
Chaetoceros
500
400
300
200
100
22.07 08.08 13.08 16.08 23.08 27.08 06.08 09.08 14.08 18.08 26.08
Рис. 2. Летний максимум фитопланктона в 2001 г. (Б. Утриш).
Р. звпаТа и динофлагеллят А1вхапйгшт ер., ИвТего-сарза triquetra.
В марте 2002 г. число водорослей продолжало постепенно расти. Доминировали динофлагелля-ты - И. triquetra, Scrippsiella trochoidea, Оутпоёт-шт врр. Среди диатомей преобладали S. costatum и Cylindrotheca closterium. В 2002 г. весеннего "цветения" фитопланктона не наблюдали. Численность фитопланктона не превышала 47 х 103 кл/л (табл. 2).
ДИНАМИКА ЧИСЛЕННОСТИ ОСНОВНЫХ ОТДЕЛОВ ПЛАНКТОННЫХ ВОДОРОСЛЕЙ
Диатомеи. В конце апреля 2001 г. численность диатомей была невысокой (табл. 2). С начала мая по конец июня среди диатомовых доминировали Р. pseudodelicatissima и Р. seriata (рис. 3). Они определяли численность фитопланктона и были первыми видами летней фазы сукцессии (рис. 3). Максимальное число клеток Pseudo-nitzschia
Число клеток в литре, N х 103 800 г
700 600 500 400 300 200 100
Pseudonítzschía spp.
Остальной фитопланктон
01.05 14.05 24.05 02.06 20.06 02.07 11.07 22.07
03.05 19.05 01.06
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.