“ЦВЕТЕНИЕ” ФИТОПЛАНКТОНА И ФОТОСИНТЕТИЧЕСКИ АКТИВНАЯ РАДИАЦИЯ В ПРИБРЕЖНЫХ ВОДАХ
Аннотация
Выполнена оценка влияния “цветения” фитопланктона на изменение с глубиной фотосинтетически активной радиации (ФАР), спектрального состава ФАР в прибрежных водах и способности фитопланктона поглощать ФАР в море. Десятикратное увеличение концентрации хлорофилла а (от 0.4 до 4.0 мг/м3) в процессе “цветения” диатомовых/динофлагеллят приводит к уменьшению прозрачности вод и сужению зоны фотосинтеза, а следовательно, снижению средней ФАР в слое существования фитопланктона в ~2 раза. “Цветение” диатомовых/динофлагеллят сопровождается изменением спектрального состава излучения на глубинах с одинаковым уровнем ФАР (оптических глубинах): на границе зоны фотосинтеза максимум спектра горизонтальной облученности смещается в длинноволновую область (~550-600 нм) по сравнению с фоновыми условиями (~500-550 нм). Увеличение биомассы диатомовых/динофлагеллят и сопутствующее этому изменение спектральных характеристик проникающего излучения сопровождаются снижением удельной эффективности поглощения света пигментами фитопланктона до ~3 раз по сравнению с фоновыми условиями на одинаковых оптических глубинах. При “цветении” кокколитофорид спектральный состав излучения на фиксированных оптических глубинах и способность клеток поглощать свет изменяются незначительно по сравнению с фоновыми условиями.
Ключевые слова
“цветение” фитопланктона,
диатомовые,
динофлагелляты,
кокколитофориды,
прозрачность вод,
спектральный состав солнечного излучения,
эффективность поглощения света фитопланктоном,
прибрежные воды
При поддержке: Работа выполнена по теме государственного задания (гос. рег. № АААА-А18-118020890112-1), теме “Изучение пространственно-временной организации водных и сухопутных экосистем с целью развития системы оперативного мониторинга на основе данных дистанционного зондирования и ГИС-технологий”, рег. номер АААА-А19-119061190081-9 и теме “Развитие региональных алгоритмов восстановления биооптических характеристик Черного моря (в объединенном проекте “Развитие методов и средств оперативной океанологии для исследований изменчивости полей Черного моря”)”, рег. № АААА-А18-118020890112-1, а также частично при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (гранты № 17-05-00113, 18-45-920070 и 18-05-80025).
Об авторах
Т. Я. Чурилова
Федеральный исследовательский центр “Институт биологии южных морей имени А. О. Ковалевского РАН”
Россия
299011, Севастополь, Крым
Россия
299011, Севастополь, Крым
В. В. Суслин
Морской гидрофизический институт Российской АН
Россия
Севастополь, 299011, Крым
Россия
Севастополь, 299011, Крым
Н. А. Моисеева
Федеральный исследовательский центр “Институт биологии южных морей имени А. О. Ковалевского РАН”
Россия
299011, Севастополь, Крым
Россия
299011, Севастополь, Крым
Т. В. Ефимова
Федеральный исследовательский центр “Институт биологии южных морей имени А. О. Ковалевского РАН”
Россия
299011, Севастополь, Крым
Россия
299011, Севастополь, Крым
Список литературы
1. Т. Р. Парсонс, М. Такахаши, Б. Харгрейв. Биологическая океанография, Москва, Легкая и пищевая промышленность (1982)
2. Дж. Раймонт. Планктон и продуктивность океана, Москва, Легкая и пищевая промышленность, I (1983)
3. S. Moncheva, O. Gotsis-Skretas, K. Pagou, A. Krastev. Estuarine Coastal Shelf Sci., 53 (2001) 281—295
4. Л. В. Георгиева. Планктон Черного моря, Киев, Наукова думка (1993) 31—55
5. T. J. Smayda. Limnology & Oceanology, 42 , N 5, pt 2 (1997) 1132—1136
6. J. G. Ferreira, J. H. Andersen, A. Borja, S. B. Bricker, J. Camp, M. Cardoso da Silva, U. Claussen. Estuarine, Coastal and Shelf Science, 93 , N 2 (2011) 117—131; doi: 10.1016/j.ecss.2011.03.014
7. Фитопланктон: открытые районы. Северо-западная часть Черного моря: Биология и экология, под ред. Ю. П. Зайцева, Б. Г. Александрова, Г. Г. Миничевой, Киев, Наукова думка (2006) 175—184
8. Z. Finenko, T. Churilova, A. Parkhomenko, S. Tugrul. Морской эколог. журн., N 4 (2008) 75—84 (in English)
9. BSC, 2008. State of the Environment of the Black Sea (2001-2 2006/7), Ed. Temel Oguz, Publications of the Commission on the Protection of the Black Sea Against Pollution (BSC) 2008-3 3, Istanbul, Turkey (2008) 448
10. T. Churilova, N. Moiseeva, T. Efimova, V. Suslin, O. Krivenko, E. Zemlianskaia. 23rd Int. Symp. Atmospheric and Ocean Optics, 30 November 2017, Atmospheric Physics (2017) 104664B; URL: http://dx.doi.org/10.1117/12.2288339
11. З. З. Финенко, Л. В. Стельмах, И. М. Мансурова, Е. Ю. Георгиева, В. С. Цилинский. Системы контроля окружающей среды, № 9 (29) (2017) 73—82
12. Л. В. Стельмах, И. И. Бабич, С. В. Ляшенко . Экология моря, 61 (2002) 64—68
13. А. А. Джулай. Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа, № 25-2 (2011) 357—369
14. В. И. Маньковский. Основы оптики океана. Морской гидрофизический ин-т, изд-во Севастополь (1996) 119
15. J. T. O. Kirk. Light and Photosynthesis in Aquatic Ecosystem, Cambridge, UK Cambridge University Press, 3 (2011)
16. В. И. Маньковский, Е. В. Маньковская, М. В. Соловьев. Гидрооптические характеристики Черного моря, Справочник, Севастополь, МГИ НАН Украины (2009)
17. А. С. Кукушкин. Опт. атм. океана, 26 , № 2 (2013) 113—123
18. W. Weibo, Z. Jinping. Acta Oceanol. Sin., 33 , N 6 (2014) 53—62; doi: 10.1007/s13131-014-0489-3
19. E. T. Harvey, J. Walve, A. Andersson, B. Karlson, S. Kratzer. Front. Mar. Sci., 5 (2019) 496; doi: 10.3389/fmars.2018.00496
20. A. U. Bracher, M. M. Tilzer. Polar Biology, 24 , N 9 (2001) 687—696
21. A. Morel. Progres. Oceanography, 26 (1991) 263—306
22. С. В. Вазюля, С. В. Шеберстов. Тр. IX Всерос. конф. “Современные проблемы оптики естественных вод”, 20—22 сентября 2017 г., СПб (2017) 229—234
23. V. V. Suslin, A. A. Latushkin, O. V. Martynov . 24th Int. Symp. Atmospheric and Ocean Optics: Atmospheric Physics, 108333I, 13 December 2018 (2018); https://doi.org/10.1117/12.2503272
24. T. Churilova, V. Suslin, O. Krivenko, T. Efimova, N. Moiseeva, V. Mukhanov, L. Smirnova. Frontiers in Marine Science, 4 (2017) 90; doi: 10.3389/fmars.2017.00090
25. T. Churilova, V. Suslin, H. M Sosik, T. Efimova, N. Moiseeva, S. Moncheva, V. Mukhanov, O. Rylkova, O. Krivenko. Eur. J. Remote Sens., 52 , suppl. 1 (2019) 123—136; doi: 10.1080/22797254.2018.1533389
26. T. Churilova, V. Suslin, H. M. Sosik. Phys. Oceanogr., 19 , N 6 (2009) 366—378
27. Т. Я. Чурилова, В. В. Суслин, О. В. Кривенко, Т. В. Ефимова, Н. А. Моисеева. Журн. Сиб. фед. ун-та. Биология, 9 , № 4 (2016) 367—384
28. S. W. Jeffrey, G. F. Humphrey. Biochem. Physiolog. Pflanzen, 167 (1975) 191—197; doi: 10.1016/S0015-3796(17)30778-3
29. B. G. Mitchell, M. Kahru, J. Wieland, M. Stramska. NASA Goddard Space Flight Center (2003) 39—64
30. V. A. Ivanov, V. N. Belokopytov. Oceanography of the Black Sea, National Academy of Sciences of Ukraine, Marine Hydrophysical Institute, Sevastopol (2011) 210
31. Г. П. Берсенева, Т. Я. Чурилова, Л. В. Георгиева. Океанология, 44 , № 3 (2004) 389—398
32. Phytoplankton Pigments in Oceanography: Guidelines to Modern Methods, Eds. S. W. Jeffrey, R. F. C. Mantoura, S. W. Wright, UNESCO Publishing (1997) 661
33. Т. Я. Чурилова, З. З. Финенко, А. И. Акимов. ЭКОСИ-гидрофизика (2008) 301—319
34. H. R. Gordon, O. B. Brown, R. H. Evans, J. W. Brown, R. S. Smith, K. S. Baker, D. K. Clark. J. Geophys. Res., 93 , N D9 (1988) 10909—10924
35. R. C. Smith, K. S. Baker. Appl. Opt., 20 (1981) 177—184
36. R. M. Pope, E. S. Fry. Appl. Opt., 36 (1997) 8710—8723
37. A. Bricaud, M. Babin, A. Morel, H. Claustre. J. Geophys. Res., 100 (C7) (1995) 13321—13332
38. V. V. Suslin, S. N. Korolev, A. A. Kucheryaviy, T. Ya. Churilova, O. V. Krivenko. 21 st Int. Sympos. Atmospheric and Ocean Optics: Atmospheric Physics, 19 November 2015 (2015); doi: http://dx.doi.org/10.1117/12.2203660
39. К. С. Шифрин. Оптика океана, физика океана, Москва, Наука, 1 (1978) 340—396
40. M. Babin, A. Morel, H. Claustre, A. Bricaud, Z. Kolber, P. Falkowski. Deep-Sea Res., I-43 (1996) 1241—1272
41. D. Atlas, T. T. Bannister. Limnol. Oceanogr., 25 (1980) 157—159
42. H. L. MacIntyre, T. M.Kana, J. Anning, R. Geider. J. Phycology, 38 (2002) 17—38
43. M. J. Behrenfeld, R. T. O’Malley, E. S. Boss, T. K. Westberry, J. R. Graff, K. H. Halsey, M. B. Brown. Nature Climate Change, 6 , N 3 (2015) 323—330; doi:10.1038/nclimate2838
44. The Black Sea: Ecology and Oceanography. Biology of Inland Waters. By Yuri I. Sorokin. Leiden (The Netherlands), Backhuys Publishers (2002) 875; ISBN: 90–5782–105–2
45. В. Д. Чмыр, А. С. Болога, З. П. Бурлакова, В. И. Холодов. Первичная продукция западной части моря в весенний период. Динамика вод и продуктивность планктона Черного моря, Москва, ИОАН СССР (1988) 301—314
46. C. Gameiro, J. Zwolinski, V. Brotas. Hydrobiologia, 669 (2011) 249—263; doi: 10.1007/s10750-011-0695-3
47. T. Churilova, V. Suslin, N. Moiseeva, T. Efimova. 24th Int. Sympos. Atmospheric and Ocean Optics: Atmospheric Physics, 1083365, 13 December 2018 (2018); doi: 10.1117/12.2504637
Рецензия
Для цитирования:
Чурилова Т.Я., Суслин В.В., Моисеева Н.А., Ефимова Т.В. “ЦВЕТЕНИЕ” ФИТОПЛАНКТОНА И ФОТОСИНТЕТИЧЕСКИ АКТИВНАЯ РАДИАЦИЯ В ПРИБРЕЖНЫХ ВОДАХ. Журнал прикладной спектроскопии. 2019;86(6):976-985.
For citation:
Churilova T., Suslin V., Moiseeva N., Efimova T. PHYTOPLANKTON “BLOOM” AND PHOTOSYNTHETICALLY ACTIVE RADIATION IN COASTAL WATERS. Zhurnal Prikladnoii Spektroskopii. 2019;86(6):976-985. (In Russ.)
Просмотров:
386
Послать статью по эл. почте 