ОКЕАНОЛОГИЯ, 2004, том 44, № 6, с. 892-900
МОРСКАЯ БИОЛОГИЯ
УДК 551.465
СТРУКТУРА ПРИБРЕЖНЫХ ПЛАНКТОННЫХ СООБЩЕСТВ В СЕВЕРО-ВОСТОЧНОЙ ЧАСТИ ЧЕРНОГО МОРЯ ПРИ НАЧИНАЮЩЕМСЯ ЦИКЛЕ ПОХОЛОДАНИЯ (2003 г.)
© 2004 г. |Э. А. Шушкина1, М. Е. Виноградов1, Л. П. Лебедева1, Т. А. Лукашева2
1Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН, Москва 2Южное отделение Института океанологии им. П.ПШиршова РАН, Геленджик
Поступила в редакцию 29.06.2004 г.
Рассматривается распределение мезо- и макропланктона в прибрежных водах (до изобаты 1000 м) в районе Голубой бухты (Геленджик, северо-восточный район Черного моря). Наблюдения проводились как в самой бухте, так и на прибрежных разрезах в августе-сентябре 2003 г. Анализируются изменение структуры сообществ по сравнению с предыдущими, более теплыми годами и влияние кратковременных сгонно-нагонных явлений, связанных с возмущениями поля ветра. Отмечается более низкая биомасса отдельных групп зоопланктона по сравнению с 2002 г. Особенно резкие изменения произошли в биомассе тонких фильтраторов: кладоцер, аппендикулярий и хищных гребне-виков-вселенцев мнемиопсиса и берое. В 2003 г. размножение берое было подавлено. Изменился темп развития аурелий. Влияние сильного шторма и подъема холодных вод в прибрежье сказывались на структуре планктонного сообщества в течение недели.
ВВЕДЕНИЕ
Динамика вод и гидрологическая структура верхнего, деятельного слоя Черного моря формируется под влиянием метеорологических условий над его акваторией. Особенно большое влияние оказывают метеорологические условия зимних периодов. Поэтому при анализе гидрологической структуры летне-осеннего периода 2003 г. необходимо учитывать метеоданные зимнего периода предыдущего года.
Средняя температура воздуха зимнего периода (декабрь, январь, февраль) в 2002 г. составила 5°С (умеренная зима), а в 2003 г. - 3.6°С (холодная зима) (данные метеостанции Геленджика). За последние 14 лет (1990-2003 гг.) средняя для зимы температура воздуха изменялась от 2.4°С (1993 г.) до 6.8°С (1999 г.), а средняя для лета (июнь, июль, август) - от 21.9°С (1993 г.) до 24.4°С (1999 г.). Холодной зиме 2003 г. предшествовали три теплых зимних периода (1999-2001 гг.) и один умеренный (2002 г.) [9].
Как показали Овчинников и Осадчий [13], в северо-восточной части Черного моря выделяются два цикла изменения температуры холодного промежуточного слоя (ХПС), а, следовательно, изменения зимней конвекции и других, связанных с ней, параметров: 20- и 60-летние. В более четком 20-летнем цикле максимальное потепление приходилось на 1960 и 1980 гг. Затем наступало похолодание с минимумами в 1950, 1970 и начале 1990 гг. (фактически в 1993 г.). Естественно, на эти долгопериодные колебания накладываются локальные изменения по времени.
Следующее потепление должно было быть и действительно наблюдалось в 1999-2001 гг. [16]. Именно на эти годы пришлись проникновение в Черное море ряда тепловодных видов и массовое развитие гребневика Бегов оуага [3, 5, 6]. Таким образом, после теплых 2000-2001 гг., вероятно, должно начаться постепенное похолодание, и 2003 г. находится в начале этого ряда.
Что же фактически наблюдалось в 2003 г.?
По данным метеостанции Геленджика наиболее холодными месяцами за последние годы были декабрь 2002 г. (1.6°С) и февраль 2003 г. (2.9°С). Среднемесячная температура воды в феврале 2003 г. у побережья понизилась до 7.1°С. Еще ниже она была в центральной части моря, в зоне дивергенции. Следовательно, в конце зимы 2003 г. в глубоководной части Черного моря имелись условия для формирования холодных поверхностных вод и последующего обновления ХПС. В глубоководных районах западного и северо-восточного секторов Черного моря наблюдалось формирование достаточно холодных и плотных вод в поверхностном слое и их последующая адвекция в ХПС и в другие районы моря.
В летний период 2003 г., с конца июня до начала ноября, толщина верхнего квазиоднородного слоя (ВКС) изменялась от 4-10 м в июне-июле до 25-35 м в сентябре. Температура воды в ВКС составляла 20-23°С в период с 28 июня по 21 июля и 23-26°С в период с 28 июля по 1 сентября. В первых числах сентября наблюдалось резкое понижение температуры воды в ВКС (с 25-26°С до 19-20°С). Это произошло в результате сильного сго-
Рис. 1. Распределение поверхностной температуры по данным спутника NASA 08.09.2003 г.
на прибрежных поверхностных вод и подъема холодных вод с глубины во время штормового северовосточного ветра 4-6 сентября (рис. 1), который сопровождался резким понижением температуры воздуха до 10-12°С. Круговорот с подъемом вод двигался в юго-восточном направлении, а в районе Геленджика особенно сильно он проявлялся 46 сентября. В этой ситуации температура воды вблизи уреза понижалась до 9.6°С.
Задачей настоящей работы был анализ изменения структуры планктонных сообществ в прибрежной зоне при начинающемся циклическом похолодании региона и прохождении интенсивных прибрежных вихрей.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
Материалом послужили прибрежные исследования, проведенные в вегетационный сезон 2003 г. (май-ноябрь) в северо-восточной части Черного моря в районе Геленджика (Голубая бухта) в эко-лого-батиметрических зонах мелководья (над глубинами 0-30 м), прибрежья (над глубинами ~30-100 м) и склона (над глубинами более 100 м и до 1000 м) [16]. Несколько более широкий район был охвачен наблюдениями за температурой и цветностью поверхности моря при сканировании и фотографиях со спутников.
В районе исследований шельф узок, и 1000-метровая изобата находится на расстоянии 56 миль от берега. Хорошо выраженный сезонный
термоклин обычно приурочен к глубине 20-40 м, и 30-метровая граница прибрежного мелководья проходила в зоне фронта соприкосновения термоклина с дном.
В течение всего сезона исследований в Голубой бухте ежедневно с конца пирса (170 м от берега, глубина 8 м) около 12 ч дня проводили сбор мезопланк-тона конусной сетью КМ (5 = 0.2 м2, сито с ячеей 180 мкм). Кроме того, на разрезах бота "Ашамба" более или менее регулярно проводили сборы планктона сетями БСД (5 = 0.1 м2, ячея 180 мкм), КБ (5 = 0.5 м2, сито 530 мкм). Разрезы выполнялись по нормали к берегу от центра Голубой бухты (глубина 10 м) до глубины 1000 м, т.е. по той же сетке, что и в 2000-2002 гг. [16]. Станции были приурочены к изобатам 10, 20, 30, 40, 50, 100, 200, 300, 500 и 1000 м. На глубинах до 100 м ловы проводились до дна; на больших глубинах - до 180 м. На каждой станции наряду с ловами планктонными сетями проводились зондирования СТД зондом "Нейл-Браун", измерения прозрачности диском Секки и метеорологические наблюдения. На некоторых разрезах проводили сбор фитопланктона (2-литровым батометром) и химические определения. Всего было сделано 7 разрезов до изобат 500-1000 м (18 и 23 августа; 2, 16, 21, 23 и 27 сентября), а также более короткие разрезы до изобаты 50 м между Голубой бухтой и Новороссийском, в районе Голубой бухты и в районе Ге-ленджикской бухты.
г/м2 6 4 2 0
6 4
2
0
6 4 2 0
(а)
—о 23.08 02.09 16.09 23.09 —'27.09
(в)
1020 40 50 100 200
500
1000 м
г/м2
40 30 20 10 0
24 18 12 6 0
60 45 30 15 0
(г)
—о 23.08 02.09 16.09 23.09 — 27.09
(е)
1020 40 50 100 200
500
1000 м
Рис. 2. Биомасса основных групп кормового мезопланктона (без Noctiluca и Pleurobrachia) на нормальных разрезах от Голубой бухты в сентябре 2003 г. по ловам сетью БСД.
(а) - кладоцеры; (б) - акарция; (в) - псевдокалянус; (г) - калянус; (д) - сагитта; (е) - весь кормовой мезопланктон. По оси абсцисс указана глубина места.
Планктон обрабатывали стандартным методом. Желетелых животных просчитывали и измеряли в пробах сети КБ сразу после поимки. Из проб сети БСД также обирали желетелых животных, затем пробу фиксировали 4%-ным забуфе-ренным формалином. В лаборатории мезопланк-тонных животных определяли, просчитывали и измеряли. Их биомассу рассчитывали по программе РЬАККТУ [8]. (Подробнее в [16]). В данные по численности и биомассе вносили поправки
на недолов сетей [14, 15]. Данные по биомассе в статье представлены в единицах сырого веса.
МЕЗОПЛАНКТОН
Мы проанализируем распределение мезопланктона в конце лета-осенью (август-сентябрь), т.е. в тот же сезон, что и рассмотренный в нашей предыдущей работе, в которой был проанализирован теплый пик многолетнего цикла [16].
Таблица 1. Средняя биомасса мезопланктона в разных эколого-батиметрических зонах северо-восточной части Черного моря в сентябре 2003 г.
Зона Число станций Cladocera, г/м2 Calanus euxinus, г/м2 Acartia, г/м2 Sagitta, г/м2
Мелководье 0-30 м 11 0.67 ± 0.25 0.005 ± 0.002 1.52 ± 0.66 3.04 ± 1.25
Прибрежье 31-100 м 11 1.04 ± 0.32 1.71 ± 0.69 3.90 ± 0.60 8.10 ± 2.03
Свал 101-1500 м 13 1.04 ± 0.24 15.92 ± 2.68 3.73 ± 0.28 5.72 ± 0.82
Зона
Noctiluca, г/м2
Кормовой мезопланктон
г/м2
г/м3
Мелководье 0-30 м Прибрежье 31-100 м Свал 101-1500 м
0.32 ± 0.22 6.27 ± 1.50 10.85 ± 1.49
6.17 ± 1.74 17.30 ± 2.54 31.75 ± 2.93
0.30 ± 0.07 0.36 ± 0.09 0.23 ± 0.02
Распределение основных групп мезопланкто-на на 6-ти повторных разрезах от Голубой бухты до глубин склона (500-1000 м) представлено на рис. 2, а средние за весь период наблюдений за биомассой различных групп в табл. 1.
Напомним, что в первых числах сентября 2003 г. (4-6 сентября) район исследований был охвачен штормовым северо-восточным ветром, вызвавшим мощный подъем холодной воды, благодаря чему поверхностная температура понизилась за короткий период более чем на 10°С. Этот подъем, как мы увидим далее, сказался прежде всего на распределении и количестве желетелого макропланктона (мнемиопсисы, берое и аурелии), в то время как в распределении мезопланктона принципиальных изменений не произошло. Через неделю после шторма распределение мезопланк-тона приобрело обычный вид.
Над всей обследованной частью морского прибрежья (до 6-ти миль от берега) верхняя часть верхнего перемешанного слоя довольно равномерно занята скоплениями кладоцер и акарций. Их биомасса и до штормового выноса холодных вод из-за сравнительно низкой температуры воды была сравнительно ниже, чем в сентябре 2001-2002 гг. В те теплые годы кладоцеры были особенно обильны в п
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.