Вертикальное распределение некоторых компонентов планктонных сообществ Баренцева моря в условиях сезонного пикноклина

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

В апреле 2023 г. в северной части Баренцева моря исследованы основные компоненты пелагических планктонных сообществ. В районе исследований были хорошо сформированы сезонный (СП) и основной (ОП) пикноклины. СП отделял слой поверхностных опресненных вод (ПОС) и оказывал заметное влияние на вертикальное распределение хлорофилла-а (Хл-а). Главным барьером на пути свободного перемещения фитопланктона являлась линия максимального градиента плотности СП (МГП-СП). Максимальные концентрации Хл-а были сосредоточены в ПОС (6.84 ± 1.16 мг/м3) и верхней части СП (выше МГП-СП) (7.29 ± 0.26 мг/м3), а ниже линии МГП-СП резко снижались. При отсутствии СП роль основного барьера выполнял ОП. Зоопланктон, бактерии и вирусы на фоне “цветения” фитопланктона характеризовались низкими показателями обилия и не оказывали выраженного влияния на его развитие.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

В. В. Водопьянова

Мурманский морской биологический институт РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: vodopyanova@mmbi.info
Россия, ул. Владимирская, 17, Мурманск, 183010

А. С. Булавина

Мурманский морской биологический институт РАН

Email: vodopyanova@mmbi.info
Россия, ул. Владимирская, 17, Мурманск, 183010

Е. И. Дружкова

Мурманский морской биологический институт РАН

Email: vodopyanova@mmbi.info
Россия, ул. Владимирская, 17, Мурманск, 183010

И. А. Пастухов

Мурманский морской биологический институт РАН

Email: vodopyanova@mmbi.info
Россия, ул. Владимирская, 17, Мурманск, 183010

И. В. Берченко

Мурманский морской биологический институт РАН

Email: vodopyanova@mmbi.info
Россия, ул. Владимирская, 17, Мурманск, 183010

А. В. Ващенко

Мурманский морской биологический институт РАН

Email: vodopyanova@mmbi.info
Россия, ул. Владимирская, 17, Мурманск, 183010

М. П. Венгер

Мурманский морской биологический институт РАН

Email: vodopyanova@mmbi.info
Россия, ул. Владимирская, 17, Мурманск, 183010

Список литературы

  1. Арашкевич Е. Г. Зоопланктон Баренцева моря / В кн.: Система Баренцева моря. М.: Геос, 2021. С. 331–351. doi: 10.29006/978-5-6045110-0-8/(26)
  2. Байтаз О. Н. Пространственно-временная изменчивость бактериопланктона Баренцева моря: Автореф. дис. канд. биол. наук. М.: МГУ, 1998. 25 с.
  3. Бульон В. В. Содержание феопигментов в планктоне (обзор) // Гидробиол. журн. 1978. Т. 14. № 3. С. 62–69.
  4. Венгер М. П., Копылов А. И., Заботкина Е. А., Макаревич П. Р. Влияние вирусов на бактериопланктон открытой и прибрежной части Баренцева моря // Биология моря. 2016. Т. 42. № 1. С. 19–26.
  5. Венгер М. П., Широколобова Т. И., Макаревич П. Р., Водопьянова В. В. Вирусы в пелагиали Баренцева моря // Докл. РАН. 2012. Т. 446. № 3. С. 345–349.
  6. Вода. Методика спектрофотометрического определения хлорофилла а (ГОСТ 17.1.4.02–90). М.: Изд-во Стандартов, 2001. 10 с.
  7. Воды Баренцева моря: структура, циркуляция, изменчивость. Мурманск: ПИНРО, 2016. 260 с.
  8. Гидрометеорология и гидрохимия морей СССР. Т. 1. Баренцево море. Вып. 1. Гидрометеорологические условия. Л.: Гидрометеоиздат, 1990. 280 с.
  9. Горюнова С. В. Оценка функционального состояния водных растений при химическом загрязнении среды // Вестник РУДН. Сер. Экол. и безоп. жизн. 2014. № 2. С. 58–70.
  10. Дворецкий В. Г., Дворецкий А. Г. Экология зоопланктонных сообществ Баренцева моря и сопредельных вод. СПб.: Реноме, 2015. 736 с.
  11. Демидов А. Б., Сергеева В. М., Гагарин В. И., Еремеева Е. В., Воробьева О. В., Белевич Т. А., Артемьев В. А., Полухин А. А., Григорьев А. В., Храпко А. Н., Щука С. А., Флинт М. В. Первичная продукция и хлорофилл размерных групп фитопланктона Карского моря в период схода сезонного льда // Океанология. 2022. Т. 62. № 3. С. 403–415. https://doi.org/10.31857/S0030157422030030
  12. Дружкова Е. И. Нанофитопланктон ледовой прикромочной зоны Баренцева моря в летний период 2017 года // Труды Кольского научного центра. Океанология. Выпуск 5. Апатиты, 2018. С. 29–44. https://doi.org/10.25702/KSC.2307-5252.2018-9-4-29-44
  13. Ишкулова Т. Г., Пастухов И. А. Распределение параметров гидрохимического комплекса в северной части Баренцева моря в летний и зимний сезоны // Труды Кольского научного центра. Океанология. Выпуск 5. Апатиты, 2018. С. 14–22. https://doi.org/10.25702/KSC.2307-5252.2018-9-4-14-21
  14. Кольцова Т. И. Определение объема и поверхности клеток фитопланктона // Биол. науки. 1970. № 6. С. 114–120.
  15. Кудрявцева Е. А., Кравчишина М. Д., Паутова Л. А., Русанов И. И., Силкин В. А., Глуховец Д. И., Торгунова Н. И., Нецветаева О. П., Политова Н. В., Клювиткин А. А., Саввичев А. С. Размерная структура первичных продуцентов в маргинальной ледовой зоне морей европейской Арктики в летний период // Доклады РАН. Науки о земле. 2023. Т. 508. № 1. С. 108–114. https://doi.org/10.31857/S2686739722601788
  16. Макаревич П. Р. Первичная продукция Баренцева моря // Вестник МГТУ. 2012. Т. 15. № 4. С. 786–793.
  17. Макаревич П. Р., Водопьянова В. В., Булавина А. С., Ващенко П. С., Намятов А. А., Пастухов И. А. Локализация центров ранневесеннего “цветения” фитопланктона в пелагиали Баренцева моря // Морской биол. журн. 2024. Т. 9. № 1. C. 51–69. https://doi.org/10.21072/mbj.2024.09.1.04
  18. Макаревич П. Р., Водопьянова В. В., Олейник А. А. Фитоценозы пелагиали Кольского залива. Структура и функциональные характеристики. Ростов н/Д: Изд-во ЮНЦ РАН, 2015. 192 с.
  19. Матишов Г. Г., Моисеев Д. В., Любина О. С., Жичкин А. П., Дженюк С. Л., Макаревич П. Р., Фролова Е. А. Гидробиологические индикаторы циклических изменений климата Западной Арктики в ХХ–ХХI вв. // Вестник Южного научного центра РАН. 2011. С. 54–68.
  20. Надежина Е. Д., Стернзат А. В., Бортковский Р. С., Пикалева А. А., Егоров Б. Н., Школьник И. М. Модельные оценки потоков кислорода через поверхность арктических морей // Тр. Глав. геофиз. обсерв. им. А. И. Воейкова. 2014. № 572. С. 7–29.
  21. Несветова Г. И. Гидрохимические условия функционирования экосистемы Баренцева моря. Мурманск: Изд-во ПИНРО, 2002. 295 с.
  22. Обзорные карты состояния ледяного покрова Северного Ледовитого Океана. http://old.aari.ru/odata/_d0015.php (дата обращения: 08.12.2023)
  23. Паутова Л. А., Силкин В. А., Кравчишина М. Д., Якубенко В. Г., Чульцова А. Л. Летний фитопланктон северной части Баренцева моря (75–80º N) // Экология гидросферы. 2019. № 2(4). С. 8–19. EDN EIFCMW. doi: 10.33624/2587-9367-2019-2(4)-8-19
  24. Паутова Л. А., Силкин В. А., Кравчишина М. Д., Якубенко В. Г., Кудрявцева Е. А., Клювиткин А. А., Лобковский Л. И. Пелагическая экосистема котловины Нансена в условиях изменчивости притока атлантической воды: механизм формирования диатомового цветения в прикромочной зоне // Доклады РАН. Науки о земле. 2021. Т. 499. № 1. С. 71–76. http://dx.doi.org/10.31857/S2686739721070136
  25. Родионов В. Б., Костяной А. Г. Океанические фронты морей Североевропейского бассейна. М.: ГЕОС, 1998. 290 с.
  26. Романова Н. Д., Сажин А. Ф. Взаимосвязь между объемом бактериальных клеток и содержанием в них углерода // Океанология. 2010. Т. 50 № 4. С. 556−565.
  27. Руководство по химическому анализу морских и пресных вод при экологическом мониторинге рыбохозяйственных водоемов и перспективных для промысла районов Мирового океана. Москва: Изд-во ВНИРО, 2003. 202 с.
  28. Семина Г. И. Фитопланктон Тихого океана. М: Изд-во Наука, 1974. 239 с.
  29. Суханова И. Н. Концентрирование фитопланктона в пробе // Современные методы количественной оценки распределения морского планктона. М.: Наука, 1983. С. 97–108.
  30. Титов О. В. Трансформация фосфатов и первичная продукция в Баренцевом море: Автореферат дис. канд. географ. наук. Санкт-Петербург: Гидрометеорологический ин-т, 1995. 19 с.
  31. Федоров В. Д. О методах изучения фитопланктона и его активности. М.: Изд-во МГУ, 1979. 168 с.
  32. Широколобова Т. И., Венгер М. П., Бобров К. А. Массовые компоненты микропланктона зоны ледовой кромки Баренцева моря // Тр. КНЦ РАН. 2017. Т. 2. № 8. С. 39–50.
  33. Alexander V., Niebauer H. J. Oceanography of the Еastern Barents Sea Ice-Edge in Spring // Limnol. Oceanogr. 1981. V. 26. № 6. P. 1111–1125. https://doi.org/10.4319/lo.1981.26.6.1111
  34. Azam F., Malfatti F. Microbial structuring of marine ecosystems // Nat. Rev. Microbiol. 2007. № 5. P. 782–791. https://doi.org/10.1038/nrmicro1747
  35. Barber D. G., Hop H., Mundy C. J., Else B., Dmitrenko I. A., Trembla, J. E., Rysgaard S. Selected physical, biological and biogeochemical implications of a rapidly changing Arctic Marginal Ice Zone // Progress in Oceanography. 2015. V. 139. P. 122–150. doi: 10.1016/j.pocean.2015.09.003
  36. Biological Atlas of the Arctic Seas 2000: Plankton of the Barents and Kara Seas, 2000. URL: https://www.nodc.noaa.gov/OC5/BARPLANK/start.html (дата обращения: 08.12.2023)
  37. Cochlan W. P., Wikner J., Steward G. F., Smith D. C., Azam F. // Mar. Ecol. Prog. Ser. 1993. V. 92. P. 77–87. http://dx.doi.org/10.3354/meps092077
  38. Dong K., Kvile О. K., Stenseth N. C., Stige L. C. Associations among temperature, sea ice and phytoplankton bloom dynamics in the Barents Sea // Mar. Ecol. Prog. Ser. 2020. № 63. P. 25–36. http://dx.doi.org/10.3354/meps13218
  39. Druzhkova E. I., Ishkulova T. G., Pastukhov I. A. Features of summer ice-edge bloom in the Barents Sea // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2020. № 539. Article 012186. P. 1–6. http://dx.doi.org/10.1088/1755-1315/539/1/012186
  40. Eiane K., Tande K. S. Meso and macrozooplankton. In Ecosystem Barents Sea; Sakshaug E., Johnsen G., Kovacs K. M. Eds.; Tapir Academic Press: Trondheim, Norway, 2009. P. 209–234.
  41. Falk-Petersen S., Hop H., Budgell W. P., Hegseth E. N., Korsnes R., Lоyning T. B., Оrbеk J. B., Kawamura T., Shirasawa K. Physical and ecological processes in the marginal ice zone of the northern Barents Sea during the summer melt period // Journal of Marine Systems. 2000. V. 27. P. 131–159. https://doi.org/10.1016/S0924-7963(00)00064-6
  42. Fischer A. D., Moberg E. A., Alexander H., Brownlee E. F., Hunter-Cevera K. R., Pitz K. J., Rosengard S. Z., Sosik H. M. 2014. Sixty years of Sverdrup: A retrospective of progress in the study of phytoplankton blooms. Oceanography 27(1):222–235. http://dx.doi.org/10.5670/oceanog.2014.26.
  43. Hammer О., Harper D. A. T., Ryan P. D. PAST: Paleontological Statistics Software Package for Education and Data Analysis // Palaeontologia Electronica. 2001. V. 4. P. 1–9.
  44. Hegseth E. N., Sundfjord A. Intrusion and blooming of Atlantic phytoplankton species in the high Arctic // J. Marine Systems. 2008. V. 74. P. 108–119. http://dx.doi.org/10.1016/j.jmarsys.2007.11.011
  45. Hill V., Cota G. F., Stockwell D. Spring and summer phytoplankton communities in the Chukchi and Eastern Beaufort Seas // Deep-Sea Res. Pt. II. 2005. № 52. P. 3369–3385. http://dx.doi.org/10.1016/j.dsr2.2005.10.010
  46. Hodal H. Primary production and the relevance of small autotrophic and heterotrophic cells in marine arctic ecosystems: A dissertation for the degree of Philosophiae Doctor. University of Tromsо, 2011. 65 p.
  47. Hodal H., Kristiansen S. The importance of small-celled phytoplankton in spring blooms at the marginal ice zone in the northern Barents Sea // Deep-Sea Research. II. 2008. № 55 P. 2176–2185. http://dx.doi.org/10.1016/j.dsr2.2008.05.012
  48. Hop H., Assmy P., Wold A., Sundfjord A., Daase M., Duarte P., Kwasniewski S., Gluchowska M., Wiktor J. M., Tatarek A., Wiktor J. Jr., Kristiansen S., Fransson A., Chieric M., Vihtakari M. Pelagic Ecosystem Characteristics Across the Atlantic Water Boundary Current from Rijpfjorden, Svalbard, to the Arctic Ocean During Summer (2010–2014) // Frontiers in Marine Science. 2019. V. 6:181. P. 1–21. https://doi.org/10.3389/fmars.2019.00181
  49. Humphrey G. F. Seasonal variations in plankton pigments in waters off Sydney, Austral // J. Marine Frechwater Res. 1963. V. 14. № 1. P. 24–36.
  50. Klein B., LeBlanc B., Mei Z.-P., Zhi-Ping M., Beret R., Michaud J., Mundy C.-J., Quillfeldt C. H , Garneau M. È., Roy S., Gratton Y., Cochran J. K., Bélanger S., Larouche P., Pakulski J. D., Rivkin R. B., Legendre L. Phytoplankton biomass, production and potential export in the north water // Deep-Sea Res. Pt. II. 2002. № 49. P. 4983–5002. http://dx.doi.org/10.1016/S0967-0645(02)00174-1
  51. Kogeler J., Rey F. Ocean colour and the spatial and seasonal distribution of phytoplankton in the Barents Sea. International Journal of Remote Sensing. 1999. V. 20. № 7. P. 1303–1318. https://doi.org/10.1080/014311699212740.
  52. Laney S. R., Sosik H. M. Phytoplankton assemblage structure in and around a massive under-ice bloom in the Chukchi Sea // Deep-Sea Research II. 2014. № 105. P. 30–41 http://dx.doi.org/10.1016/j.dsr2.2014.03.012
  53. Luchetta A., Lipizer M., Socal G. Temporal evolution of primary production in the central Barents Sea // J. Marine Systems. 2000. V. 27. P. 177–193. http://dx.doi.org/10.1016/S0924-7963(00)00066-X
  54. Makarevich P. R., Larionov V. V., Vodopyanova V. V., Bulavina A. S., Ishkulova T. G., Venger M. P., Pastukhov I. A., Vashchenko A. V. Phytoplankton of the Barents Sea at the Polar Front in Spring // Oceanology. 2021. V. 61. P. 930–943. http://dx.doi.org/10.1134/S0001437021060084
  55. Makarevich P. R., Vodopyanova V. V., Bulavina A. S. Dynamics of the Spatial Chlorophyll-A Distribution at the Polar Front in the Marginal Ice Zone of the Barents Sea during Spring // Water. 2022. Vol. 14. № 101. http://dx.doi.org/10.3390/w14010101
  56. Margaleff R. Valeur indicatrice de la composition des pigments du phytoplankton sur la productivite, composition taxonomique et proprietes dynamiques des populations // Comm. Int. Explor. Sci. Mer. Medit., Rapp. Proc. Verb. 1960. V. 15. № 2. P. 277–281.
  57. Menden-Deuer S., Lessard E. J. Carbon to volume relationships for dinoflagellates, diatoms and other protest plankton // Limnol. Oceanogr. 2000. V. 45. № 3. P. 569–579. http://dx.doi.org/10.4319/lo.2000.45.3.0569
  58. Müller-Niklas G., Herndl G. J. Dynamics of bacterioplankton during a phytoplankton bloom in the high Arctic waters of the Franz-Joseph Land archipelago // Aquat. Microb. Ecol. 1996. V. 11. P. 111–118. h ttp://dx.doi.org/10.3354/ame011111
  59. Niebauer H. J., Alexander V., Henrichs S. M. A time-series study of the spring bloom at the Bering Sea ice edge I. Physical processes, chlorophyll and nutrient chemistry // Cont. Shelf Res. 1995. V. 15. P. 1859–1877.
  60. Noble R. T., Fuhrman J. A. Use of SYBR Green I for rapid epifluorescence counts of marine viruses and bacteria // Aquat. Microb. Ecol. 1998. V. 14. № 2. P. 113–118.
  61. Oziel L., Neukermans G., Ardyna M., Lancelot C., Tison J.-L., Wassmann P., Sirven J., Ruiz-Pino D., Gascard J.-C. Role for Atlantic inflows and sea ice loss on shifting phytoplankton blooms in the Barents Sea // Journal of Geophysical Research Oceans. 2017. V. 122 № 6. P. 5121–5139. https://doi.org/10.1002/2016JC012582.
  62. Parsons T. R., Stevens K., Strickland J. D. H. On the chemical composition of eleven species of marine phytoplankters // J. Fish. Res. Bd. Can. 1961. V. 18. № 6. P. 1001–1016.
  63. Perrette M., Yool A., Quartly G. D., Popova E. E. Near-ubiquity of ice-edge blooms in the Arctic // Biogeosciences. 2011. V. 8. № 2. P. 515–524. http://dx.doi.org/10.5194/bg-8-515-2011
  64. Porter K. G., Feig Y. S. The use of DAPI for identifying and counting of aquatic microflora // Limnol. Oceanogr. 1980 V. 25 P. 943–948. https://doi.org/10.4319/lo.1980.25.5.0943
  65. Qu B., Gabric A. J.; Matrai P. A. The satellite-derived distribution of chlorophyll-a and its relation to ice cover, radiation and sea surface temperature in the Barents Sea // Polar Biology. 2006. V. 29 P. 196–210. https://doi.org/10.1007/s00300-005-0040-2.
  66. Rat’kova T. N., Wassmann P. Seasonal variation and spatial distribution of phyto- and protozooplankton in the central Barents Sea // J. Mar. Syst. 2002. 38. P. 47–75. http://dx.doi.org/10.1016/S0924-7963(02)00169-0
  67. Reigstad M., Wassmann P., Riser C., Оygarden S., Rey F. Variations in hydrography, nutrients and chlorophyll a in the marginal ice-zone and the central Barents Sea // Journal of Marine Systems. 2002. V. 38. № 1–2. P. 9–29. https://doi.org/10.1016/S0924-7963(02)00167-7.
  68. Signorini S. R., McClain C. R. Environmental factors controlling the Barents Sea spring-summer phytoplankton blooms // Geophysical Research Letters. 2009. V. 36. № 10. P. 1–5. https://doi.org/10.1029/2009GL037695.
  69. Sturluson M., Nielsen T. G., Wassmann P. Bacterial abundance, biomass and production during spring blooms in the northern Barents Sea // Deep-Sea Research II. 2008. № 55. P. 2186–2198. http://dx.doi.org/10.1016/j.dsr2.2008.05.001
  70. Sukhanova I. N., Flint M. V., Pautova L. A., Stockwell D. A., Grebmeier J. M., Sergeeva V. M. Phytoplankton of the western Arctic in the spring and summer of 2002: Structure and seasonal changes // Deep-Sea Res. Pt. II. 2009. № 56. P. 1223–1236. http://dx.doi.org/10.1016/j.dsr2.2008.12.030
  71. Tremblay J., Michel C., Hobson K. , Gosselin M., Price N. M. Bloom dynamics in early opening waters of the Arctic Ocean // Limnol. Oceanogr. 2006. Vol. 51. P. 900–912. http://dx.doi.org/10.4319/lo.2006.51.2.0900
  72. Vodopyanova V. V., Dvoretsky V. G., Bulavina A. S. Spatial and Seasonal Variability of the Chlorophyll a Concentration in the Barents Sea. Biol. Bull. Russ. Acad. Sci. 2024. Vol. 51. № 2. P. 410–420. https://doi.org/10.1134/S1062359023602744
  73. Wassmann P., Rat’kova T. N., Andreassen I. J., Vernet M., Pedersen G., Rey F. Spring bloom development in the marginal ice zone and the central Barents Sea // P.S.Z.N. I. Mar. Ecol. 1999. V. 20. № 3–4. P. 321–346. https://doi.org/10.1046/J.1439-0485.1999.2034081.X
  74. Wassmann P., Reigstad M., Haug T., Rudels B., Carroll M. L., Hop H., Gabrielsen G. W., Falk-Petersen S., Denisenko S. G., Arashkevich E., Slagstad D., Pavlova O. Food webs and carbon flux in the Barents Sea // Progress in Oceanography. 2006. V. 71. № 2–4. P. 232–287. https://doi.org/10.1016/j.pocean.2006.10.003.
  75. Weitz J. S., Wilhelm S. W. Ocean viruses and their effects on microbial communities and biogeochemical cycles // F1000 Biol. Rep. 2012. V. 8. September. P. 2–9. http://dx.doi.org/10.3410/B4-17
  76. Wommack K. E., Colwell R. Virioplankton: Viruses in Aquatic Ecosystems // Microbiology and molecular biology reviews: MMBR. 2000. V. 64. P. 69–114. http://dx.doi.org/10.1128/MMBR.64.1.69-114.2000

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Расположение станций на акватории Баренцева моря, апрель 2023 г. (при использовании (Матишов и др., 2011; Обзорные…, 2023)).

Скачать (56KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Структура водной толщи на выполненном разрезе: ПОС – поверхностный опресненный слой, АркВ – арктическая водная масса, АВ – атлантическая водная масса, БВ – баренцевоморская водная масса.

Скачать (53KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Концентрация хлорофилла-а (Хл-a, мг/м3) на ст. 27, 28, 29.

Скачать (33KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Концентрация хлорофилла-а (Хл-a, мг/м3) на ст. 30, 31, 40.

Скачать (32KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Схематичное изображение гидробиологических слоев в условиях сезонного и основного пикноклинов на выполненном разрезе: ПОС – поверхностный опресненный слой, СП – сезонный пикноклин, АркВ – слой арктических вод, OП – основной пикноклин, МГП-СП – максимальный градиент плотности в слое сезонного пикноклина, МГП-ОП – максимальный градиент плотности в слое основного пикноклина.

Скачать (12KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025