Планктонные сообщества эстуариев Оби и Енисея – структура, условия формирования, особенности функционирования и временная изменчивость.

Номер гранта:13-05-00377
Область научного знания:науки о земле
Тип конкурса: («а» (до 2016))(«а») инициативные научные проекты
Год выполнения:2013г.
Руководитель: Флинт М.В.
Статус заявки:поддержана

Аннотация к заявке:

Крупные речные эстуарии повсеместно в Мировом океане являются важнейшими компонентами прибрежных экосистем и играют ключевую роль во взаимодействиях между континентами и морской средой. Это в превосходной степени справедливо для арктических регионов, характеризующихся относительно большими объемами речного стока и широкими мелководными шельфами. Через эстуарии Оби и Енисея ежегодно проходит 1200 км3 пресной воды, что составляет более 40% от общего пресноводного стока в Арктику. Со стоком этих рек в их эстуарные зоны поступают огромные количества аллохтонных веществ (>150 млн. т в год), которые представляют весь спектр природных процессов и хозяйственной деятельности на их водосборных площадях. В эстуарных зонах пресноводный сток взаимодействует с морской водой, формируя уникальный высокограндиентный пелагический биотоп. Эстуарные области населены специфическими планктонными сообществами, которые играют огромную роль в экологических взаимодействиях в системе река - море, формировании биологической продукциим и, с другой стороны, являют пример адаптации к существованию в условиях резко изменяющихся пелагической среды. До настоящего времени в подавляющем большинстве случаев пространственный масштаб исследований эстуарных планктонных сообществ был существенно больше, чем масштабы изменений свойств среды, а сами исследования редко сопровождались необходимыми по детальности гидрофизическими и гидрохимическими работами. Благодаря этому, вопросы, принципиальные для понимания механизмов формирования структуры эстуарных планктонных сообществ, их функционирования и реакции на сезонные, климатические и антропогенные изменения объемов и состава речного стока, оставались невыясненными. Часть из них мы предполагаем рассмотреть в ходе выполнения Проекта: Состав фито- и зоопланктонных сообществ эстуариев Оби и Енисея при современном режиме стока, его изменения в пространстве в связи с мезомасштабными изменениями гидрофизических и гидрохимических условий среды. Специфические эстуарные солоноватоводные виды в сообществах; условия среды, определяющие диапазон их распространения и области максимального обилия. Количественные характеристики планктонных сообществ эстуарных зон Оби и Енисея и их связь с условиями пелагической среды; влияние мезомасштабных гидрофизических процессов, ассоциированных с эстуарными фронтальными зонами, на количественное распределение фито- и зоопланктона. Роль солоноватоводных эстуарных видов и аллохтонных пресноводных форм в формировании численности и биомассы планктона в разных районах эстуарных зон. Продуктивность эстуарных планктонных сообществ; трофическая структура эстуарного мезопланктона; роль планктона в трансформации аллохтонного и автохтонного вещества и формировании вертикальных потоков органики; значение эстуарных сообществ как «естественных биофильтров» на пути речного стока. Сезонная и межгодовая изменчивость эстуарных сообществ и ее связь с естественными биологическими циклами с изменчивостью среды. Сравнение планктонных сообществ эстуариев Оби и Енисея в связи с различиями в эстуарной пелагической среде этих рек. Для решения поставленных вопросов требуется комплексный подход, основанный на строго синхронных измерениях параметров среды и отборе проб разных компонетов биоты, а также детальные пространственные исследования с учетом свойств среды и параметров планктонных сообществ, имеющие масштаб от нескольких километров до 1-2 десятков км. Именно такой подход является основой сбора полевого материала для исследований по Проекту, и он во многом будет определять оригинальность и новизну ожидаемых результатов.

Аннотация к отчету по результатам реализации проекта:

В ходе экспедиционных исследований получены данные о распределении хлорофилла «а» в Обском эстуарии с учетом мезомасштабных пространственных изменений этого параметра. Содержание пигментов в столбе воды в широтном направлении существенно изменялось и различия на разных участках разреза достигали 13 раз: от 0.30 мг/м3 в северной части района до 4.14 мг/м3 на самой южной станции в эстуарии Оби. Изменения содержания хлорофилла в Обском эстуарии в широтном направлении указывают на отмирание большой массы аллохтонного фитопланктона при резких изменениях солености на южном фронтальном разделе эстуарной фронтальной зоны. Фронтальная зона является областью высоких численности и биомассы фитопланктона. Численность водорослей здесь 2.5-3.0х106 кл/л и на 1-1.5 порядка превосходила величины, характерные для Карского шельфа. Фитоцен в эстуарной фронтальной был в основном составлен пресноводными видами родов Aulacoseira и Fragilaria. Область наиболее высоких концентраций фитопланктона имела широтную протяженность около 20 миль. С увеличением солености до 9.5 psu на участке эстуарной фронтальной зоны широтной протяженностью менее 10 миль происходило резкое – на порядок снижение обилия фитопланктона – от 2.2-2.5х106 кл/л до 0.2-0.4х106 кл/л. Показано, что с эстуарной фронтальной зоной были ассоциированы существенно повышенные по сравнению с прилежащими районами концентрации мезопланктона. Биомасса мезопланктона достигала значений 1.8 г/м3 и 26 г/м2. Широтная протяженность обогащенной мезопланктоном области составляла около 100 миль Максимум мезопланктона был ассоциирован с областью широтного перепада поверхностной солености от 0.1-0.3 psu до 5-7 psu. Показано, что в области эстуарной фронтальной зоны формируется пространственное перекрытие области высокой биомассы аллохтонного фитопланктона и области высокой биомассы растительноядного мезопланктона, что формирует благоприятные условия для активной утилизации аллохтонного органического вещества (фитопланктона) и формирования постоянно высокой биологической продукции. Впервые прослежена мезомасштабная пространственная (широтная) изменчивость степени утилизации продукции и биомассы фитопланктона растительноядным мезопланктоном в области Обского эстуария. Эти данные позволят оценить влияние эстуарной фронтальной зоны и составляющих ее фронтальных разделов зон на интенсивность процесса биотрансформации органического вещества. Проведены экспериментальные исследования количественных характеристик метаболизма, что позволит оценить энергетический баланс доминирующих видов зоопланктона и продукцию популяций. По материалам исследований 2011 г. сделаны оценки роли массовых видов мезопланктона в выедании фитопланктона в области внешней границы поверхностной опресненной линзы Карского моря, сформированной речным стоком. В этой области осенью определяющую роль в утилизации фитопланктона играют мелкоразмерные (0.3-1.5 мм) виды зоопланктона. Доминирующую роль в выедании играют моллюски-птероподы Limacina helicina, доля которых в суммарном потреблении планктонных водорослей может достигать 60%. В области фронтальной зоны на периферии опресненной линзы потребление водорослей может в 2-2.3 раза превышать суточную первичную продукцию, что определяется существенным повышением обилия зоопланктона в этой области. Величины выедания фитопланктона растительноядным зоопланктоном демонстрируют существенную пространственную изменчивость, которая проявляется в масштабах 10-15 км.
Аннотации к заявке и отчету приведены в авторской редакции. по состоянию на 06.12.2021.

Библиография

Приведена в авторской редакции.

Фотогалерея:

Северное сияние над заливом Благополучия. Северный остров, сентябрь 2013 г. НИС «Профессор Штокман» заходит в залив Благополучия, сентябрь 2013 г. Закат над Северным островом, сентябрь 2013 г. Новая Земля, Северный остров. 125 рейс НИС «Профессор Штокман», сентябрь 2013.
Помог ли вам материал?
48    8