ИСТИНА

Зависимость состава и обилия фитопланктона от структуры и динамики вод выявлена во многих морских экосистемах, включая шельфовые моря Арктики. Гидрологическому режиму каждого моря присущи свои характерные черты, которые в первую очередь определяются водообменом с океаном, топографией береговой линии, рельефом дна и речным стоком. Все это обусловливает специфичность основных механизмов формирования пространственной неоднородности фитопланктона в каждом водоеме. Для Белого моря характерно чередование зон с выраженной горизонтальной термохалинной структурированностью вод (при полной вертикальной однородности градиенты характеристик направлены горизонтально, пример – воды Онежского залива у Соловецких островов, Горло) и зон с вертикальной термохалинной структурой вод. Между водами с разной структурой располагаются фронтальные зоны. Помимо структурных фронтов выделяются также градиентные соленостные фронты. Пример соленостного фронта – фронт на выходе из Двинского залива. Цель настоящего исследования заключалась в оценке распределения видового состава и обилия планктонных диатомей по акватории Белого моря в конце июня – начале июля и анализе их пространственного распределения в связи с гидродинамическими процессами. Материалом для работы послужили пробы, отобранные на акватории Белого моря на 26 станциях с 20 июня по 3 июля 2008 г. в ходе рейса НИС “Эколог”. На комплексных судовых станциях проводили вертикальное зондирование температуры и солености зондом Idronaut 316. Воду отбирали с 3–4 горизонтов (выше термоклина, в слое термоклина и под термоклином) с помощью комплекса Розетта с шестью 30-литровыми батометрами Нискина. Пробы воды концентрировали методом обратной фильтрации, фиксировали раствором Люголя и просчитывали под микроскопом в камере типа Ножотта. Для расчета биомассы объемы клеток определяли методом геометрического подобия с последующим переводом в единицы углерода по аллометрическим зависимостям. Для анализа сходства сообществ планктонных диатомей использовали пакет анализа экологических данных PRIMER Version 5.2.4. В качестве характеристики структуры сообществ рассматривали значения биомассы отдельных популяций (мгС/м3). Сходство оценивали с помощью индекса Брея-Кёртиса. Затем проводили ординацию сообществ методом многомерного шкалирования (MDS). В конце июня - начале июля 2008 г. на исследованной акватории выявлено два достоверно различающихся по структуре сообщества планктонных диатомей. Далее по тексту сообщества названы по характерным видам и группам: сообщество Skeletonema costatum и сообщество Thalassiosira spp. Каждое сообщество было приурочено к водам с определенными структурными и динамическими характеристиками. Сообщество диатомеи Skeletonema costatum вегетировало в Двинском заливе, для вод которого характерны выраженная стратификация, самая высокая температура и низкая соленость поверхностного слоя по сравнению с другими районами моря. Сообщество диатомей Thalassiosira spp. приурочено к перемешанным водам Онежского залива в районе Соловецких островов. Воды характеризовались самой низкой температурой и высокой соленостью по сравнению с другими районами моря. Глубина перемешиваемого слоя превышала протяженность фотического слоя. В пределах акватории развития каждого из сообществ биомасса диатомей варьировала в значительной степени. Так на акватории Двинского залива, где вегетировало сообщество Skeletonema costatum, наибольшая биомасса отмечена у внутренней границы соленосного фронта. Относительно высокая биомасса была характерна также для динамически активных участков, таких как зона трансформации промежуточных вод Бассейна при их подъеме вдоль склона в вершине залива, и периферия стокового течения Северной Двины. В целом биомасса диатомей до соленосного фронта была выше таковой за фронтом. При выраженной стратификации биомасса резко убывала с глубиной. Соответственно, величину интегральной биомассы в столбе воды под 1 м2 (до глубины 25 м) определяло обилие водорослей в поверхностном слое. Средние значения суммарной биомассы диатомей в поверхностном слое и в столбе воды составили: до фронтальной зоны 256 мг С/м3 (CV=57%) и 1233 мг С/м2 (CV=56%), за фронтальной зоной 121 мг С/м3 (CV=152%) и 467 мг С/м2 (CV=172%). В нестратифицированных водах Онежского залива, где вегетировало сообщество Thalassiosira spp., диатомеи были равномерно распределены в столбе воды. Биомасса диатомей в поверхностном слое изменялась в пределах 8 – 119 мг С/м3 (среднее 39 мг С/м3, CV = 117%). В столбе воды под 1 м2 (до глубины 25 м) интегральная биомасса диатомей варьировала от 205 до 2980 мг С/м2 (среднее 967 мг С/м2, CV=116%). Наибольшая биомасса отмечалась в центре пролива между Соловецкими островами и Онежским берегом. У структурного фронта, разделяющего стратифицированные воды Бассейна и перемешанные воды Горла, структура сообщества диатомей была сходна с таковой в Двинском заливе (одна группа сходства). Средняя биомасса в слое 0 – 3 м составляла 39 мг С/м3. Таким образом, вегетация на акватории моря в конце июня – начале июля контрастных по структуре и обилию сообществ диатомей обусловлена структурой и динамикой вод. Интенсивное развитие преимущественно диатомового фитопланктона весной (конец апреля – май) ведет к практически полному исчерпанию биогенных элементов в верхней (до пикноклина) части фотического слоя, что обусловливает прекращение роста водорослей и снижение биомассы диатомей в начале лета. В этот период развитие диатомей лимитировано, как правило, недостатком азота и идет в основном за счет его регенерируемых форм. Однако в верхнюю часть водного столба могут поступать новые биогенные элементы в результате действия локальных гидрофизических явлений, таких как интенсивное приливное перемешивание (перемешанные воды Онежского залива у Соловецких островов, сообщество Thalassiosira spp.) и сток речных вод, богатых азотом и кремнием (Двинский залив, сообщество Skeletonema costatum). Но и в пределах залива существуют динамически активные зоны, в которых идет поступление биогенных элементов из глубинных слоев, такие как внутренняя граница соленосного фронта, зона трансформации промежуточных вод Бассейна при их подъеме вдоль склона в вершине залива, периферия стокового течения Северной Двины. В таких динамически активных зонах биомасса диатомей была выше. Работа выполнена при финансовой поддержке гранта РФФИ № 12-04-00477-а.