Экосистемы Черного моря. Ч.2 - pprod

Экосистемы Черного моря. Ч.2

 

Влияние гидрохимического режима на продукционные характеристики экосистемы пелагиали северо-восточной части Черного моря (продолжение)

Редфилдовское соотношение, расширенное для диатомовых водорослей, выглядит следующим образом C:Si:N:P = 106:15:16:1 (Brzezinski, 1985). Т.е. отношение Si:N ~ 0.9, а Si:P ~ 15. Расчет Редфилдовского соотношения для наших данных показал, что в 2016 году кремний выступал в роли лимитирующего биогенного элемента. Особенно низкие соотношения кремния к азоту и кремния к фосфору наблюдались в ранневесенний период, когда на поверхности величины Si:N и Si:P опускались до 0.4 и 8 соответственно.

Подобное содержания кремния совершенно нетипично для северо-восточной части Черного моря, где сезонная сукцессия фитопланктона зависит от соотношения азота к фосфору, поскольку кремний в черноморских водах содержится в избытке [Силкин и др., 2011; Паутова и др., 2011].

Анализ гидрофизических данных показал, что причиной подобной нехватки кремния в 2016 году скорее всего послужило отсутствие сформированного ХПС (холодный промежуточный

слой) с 2014 по 2016 год включительно. ХПС формируется во время зимнего перемешивания в центральных районах моря, и его воды, богатые кислородом и биогенными элементами, поступают в исследуемый район примерно с апреля по июль. Верхняя граница ХПС находится на горизонте 40-60 м, а толщина варьируется из года в год, и после особо холодных зим может превышать 100 м. По мере прогрева толщина ХПС уменьшается к концу года, вплоть до полного исчезновения этого слоя. ХПС несет важную функцию снабжения эвфотического слоя биогенными элементами в теплый период времени.

Поскольку рециклинг кремния занимает больше времени, чем круговорот фосфора и азота, а материковый сток в изучаемом районе не столь значителен (Джаошвили, 2003), глубинные воды являются основным источником поступления кремния в более высокие слои. За счет ветрового перемешивания происходит обогащение фотического слоя биогенными элементами, поступающими из ХПС.

Резонно предположить, что именно по причине лимитирования кремния был получен высокий коэффициент корреляции между взвещенным содержанием кремния и взвешенной величиной первичной продукции в 2016 году. Появление ХПС в 2017 году восполнило нехватку кремния в эвфотическом слое. В течение года содержание кремния варьировалось от 0.54 до 10.81 μM. Согласно рассчитанному Редфилдовскому соотношению, в 2017 году азот и фосфор снова выступили в роле лимитирующих биогенных элементов (в верхнем 50-м слое отношение Si:N в среднем составляло 9, а Si:P ~ 82). Поскольку сукцессия фитопланктона, управляемая отношением азота к фосфору, более сложная, можно предположить, что именно это послужило причиной расхождения в сезонной динамике ПП и хлорофилла-а, а также АОU и хлорофилла-а в 2017 году.

Рисунки к отчету по проекту РФФИ 16-35-00503-мол_а