Июл 06 2001

Первичная продукция прибрежной части Одесского залива

Опубликовано в 14:36 в категории Экология Черного моря

Первичная продукция прибрежной части Одесского залива

И.А.Скрипник, Е.В.Кирсанова, Е.Ю.Михайлечко

Одесский филиал Института биологии южных морей НАН Украины

Одесса,Украина

Первичная продукция водоемов (ПП) – результат жизнедеятельности населяющих его растительных организмов существенно отличается от всех других видов биологической продукции тем, что является первоосновой последующих трофических этапов в водных экосистемах. Доминирующая роль планктонных микроводорослей в глобальном процессе первичного продуцирования в океане определяет значение исследований локальных сообществ фитопланктона. Проведенные в 1998 –1999 г.г. работы показали ряд отличительных особенностей в протекании первично-продукционных процессов в прибрежных и мористых зонах северо-западной части Черного моря [1]

Продукционные процессы в мористых участках северо-западного шельфа достаточно выровнены, максимальная величина ПП в 1998 г. достигает величины 0,9 гС . м -3 сутки в поверхностном горизонте и

0,72 гС.м–3 в сутки в придонном горизонте, а в 1999 г. 0,98 г.м–3 в сутки в поверхностном горизонте и 2,5 г.м–3 в сутки в придонном. Диапазон колебаний уровня ПП обусловлен не только сезонной изменчивостью, но и неоднородностью пространственного распределения фитопланктона. Локально ПП достигает значительных величин (1,2-2,5 гС.м–3 в сутки). При этом пространственное распределение хлорофилла “а” отличается меньшей пятнистостью, чем ПП. Содержание хлорофилла “а” колеблется от 0,6 до 4,4 мг/м3. В ряде случаев происходит несовпадение величин ПП и cодержания хлорофилла “а”, что связано с физиологическим состоянием фитопланктонных сообществ [1].

Протекание процессов в прибрежных акваториях определяется, в основном, высокими деструкционными показателями морской воды в районе Одессы особенно в летне-осенний период. Показатели деструкции, превышающие уровень продукции свидетельствуют о высокой численности и активности бактериопланктона и большом притоке аллохтонного органического вещества. Летний планктон характеризуется доминированием комплекса пиридиниевых видов водорослей, которые в условиях избытка органических веществ обладают способностью частичного перехода на гетеротрофное питание, что также ведет к уменьшению количества кислорода в среде [1, 2]. Следует учитывать и ограничения, накладываемые применяемым кислородным методом определения ПП на измерение продукционных характеристик собственно фитопланктонных сообществ [6].

Вышесказанное привело к необходимости детальной оценки процессов, проходящих в прибрежных фитопланктонных сообществах.

Материалы и методы:

Проводились еженедельные отборы проб воды с определением ПП и содержания фотосинтетических пигментов в районе Отрады. Первичная продукция оценивалась стандартным скляночным методом в кислородной модификации в поверхностном горизонте с расчетом “чистой”, “валовой” продукции и “деструкции”. Определение содержания пигментов фитопланктона проводилось при помощи стандартного спектрофотометрического метода [4].

Результаты исследований

Продукция фитопланктона в прибрежной зоне Черного моря колебалась 0,201 до 0,72 гС.м–3 в сутки в 1999 г. и, от 0,112 до 2,84 гС.м–3 в сутки в 2000 г.[1]. В исследуемой локальной зоне, в районе Отрады, первичная продукция колебалась в пределах 0,112 - 2,84 гС.м–3 в сутки. Среднее содержании хлорофилла “а” 6,09 и “в” 4,6 мг . м-3 .

В Черном море, как правило, на протяжении года наблюдается три пика физиологической активности фитопланктона: весенний (апрель – май), летний (июль – август), осенний (середина сентября – октябрь), что обусловлено поступлением биогенных веществ и перемешиванием водных масс, поступающих с речным стоком (весной). Весенне-осеннее “цветение” обусловлено развитие диатомовых водорослей. Летний пик связан с увеличением количества пиридиней. Проведенные наблюдения показали, что в исследованной зоне не наблюдается четко выраженных сезонных циклов первичного продуцирования. В 1999г. в локальной зоне наблюдались всплески продуктивности локального фитоценоза: со следующими средними показателями - весенний (апрель - 0,49 гС.м–3 в сутки), летний (август – 0,49 гС.м–3 в сутки), осенний (октябрь – 0,7 гС.м–3 в сутки). Развитие планктона в 2000 году характеризуется в основном весенним пиком продуктивности (рис.1).

Рис.1 Сезонная динамика первичной продукции (валовой) в прибрежной зоне Одесского залива ( р.Отрады)

Сезонная динамика жизнедеятельности фитопланктонных сообществ четче прослеживается при оценке соотношения хлорофиллов, т.к. фитопланктон обладает способностью адаптироваться к условиям окружающей среды посредством изменений в фотосинтетическом аппарате клеток. Эти изменения соответствуют процессам развития фитопланктонных популяций, отражая на каждом этапе изменений физиологическое состояние популяций в исследуемой зоне. Накопление в клетке длинноволновых форм пигментов характеризует старение клеточных популяций. Сезонная динамика фотосинтетических пигментов обусловлена, как видовым составом фитопланктона, так и зрелостью фитопланктонных сообществ. Следует отметить, что пики активности фитопланктона регистрируемые разными используемыми методами совпадают во времени. Однако в 2000 году регистрируется содержание хлорофилла “а”, которое при нормальных окислительных условиях в водоеме указывало бы на более высокие показатели продуктивности фитопланктона (рис.2).

Рис.2 Сезонная динамика хлорофилла “а” в прибрежной зоне

Одесского залива ( р-н Отрады).

Нулевые значения “чистой” продукции фитопланктона, характерны в основном для летних месяцев, что также указывает на высокий уровень окислительных процессов в исследуемой зоне. Указанное явление рассмотрено рядом авторов. Показано, что отношение “фотосинтез-дыхание” один из важнейших показателей продуктивности. Данные по первичной продукции в ряде случаев можно принять при соотношении фотосинтез-дыхание 10:1 или 15:1, при соотношении 5:1 продуктивность может быть положительной в редких случаях. Когда прибрежные воды характеризуются высоким уровнем окислительных процессов (дыхание, окисление аллохтонного органического вещества) продукция не регистрируется [4].

Падение “чистой” продукции фитопланктона совпадает по времени с повышением относительного содержания фитопигментов в летние месяцы и связано как с ухудшением физиологического состояния водорослей и увеличением доли мертвых растительных клеток в планктоне, так и с указанными выше причинами.

Наличие в пробе воды хлорофилла “в” в течение всего года (за исключением нескольких месяцев: июль – август, середина октября в 1999 г. и конец мая, начало октября в 2000 г.) свидетельствует о присутствии в исследуемом районе пресноводных видов водорослей, что в свою очередь служит показателем низкой солености морской воды в данной зоне.

Полученные в ходе работы данные позволяют сделать следующие выводы:

В то время как в мористых акваториях северо-западной части Черного моря происходит нормализация процессов первичного продуцирования, обусловленная некоторым улучшением абиотических и биотических характеристик исследованных акваторий, вызванная снижением антропогенных сбросов, прибрежные акватории сохраняют черты гипертрофных [2, 5]. Естественная динамика процессов первичного продуцирования в прибрежной зоне нарушена. Летние месяцы характеризуются аномально высоким уровнем деструкционных процессов. В ряде случаев наблюдается ускоренное старение фитопланктонных сообществ, описываемое высоким процентом феофитина и аномально высокими соотношениями хлорофилла “с”/ хлорофилл “а”.

Высокая концентрация хлорофилла “в” в течение всего года (за исключением нескольких месяцев: июль – август, середина октября в 1999 г. и конец мая, начало октября в 2000 г.), свидетельствует о присутствии в исследуемом районе пресноводных видов водорослей и служит показателем низкой солености морской воды в рассматриваемой зоне, что в случае прибрежных акваторий следует отнести к негативному факту.

ЛИТЕРАТУРА

1.Скрипник И.А., Кирсанова Е.В. Первичная продукция в северо-западной части Черного моря. Наукові записки. Серія: біологія. Спец. випуск: гідроекологія. – Тернопільський педуніверситет, 3(14) 2001. - С. 158 – 160.

2.Доценко С.А., Рясинцева Н.И., Савин П.Т., Саркисова С.А. Специфические черты гидрологического и гидрофимического режимов и урівень загрязнения прибрежной зоны моря в районе Одессы // Исследования шельфовой зоны Азово-Черноморского басейна. – Севастополь: Из-во МГИ НАНУ, 1995. – С. 31 – 43.

3.Раймонд Дж. Планктон и продуктивность океана.- М: Легкая и пищевая промышленность, 1983. – 568 с.

4.Руководство по методам биологического анализа морской воды и донных обложений. – Л.: Гидрометиздат, 1980. – С. 106 – 122.

5.Рясинцева Н.И., Саркисова С.А., Скрипник И.А., Савин П.Т., Доценко С.А., Михалечко Ю.Е. Комплексный экологический мониторинг – как основа регламентирования антропогенних нагрузок (на примере прибрежной зоны моря в районе г.Одессы) // Сб . Глобальная система наблюдений Черного моря: фундаментальные и прикладные аспекты”.-Севастополь, 2000. - С.70-75.

Аннотация

Рrimary production in the Northwest shelf of the Black Sea.

I.A. Scripnic, E.V. Kirsanova, E.Y. Mihalechko

OB IBSS, Odessa, Ukraine

Comparative analysis’s of regional variation long term changes in primary production and chlorophyll’s concentration in the Northwest shelf of the Black Sea.

Нет пока ответов

Комментарии закрыты.