CC BY
32
2002
Известия Тихоокеанского научно-исследовательского рыбохозяйственного центра
Том 131
В.И.Рачков
СЕЗОННАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ ПЕРВИЧНОЙ ПРОДУКЦИИ В ВОДАХ ШЕЛЬФОВОЙ ЗОНЫ ЮЖНОГО ПРИМОРЬЯ
Южная часть шельфовой зоны Приморья - зал. Петра Великого -является районом обитания и воспроизводства многих промысловых объектов. Несмотря на близость и доступность для изучения, а также большую рыбохозяйственную значимость, изученность района по многим аспектам до настоящего времени остается на невысоком уровне. Это относится и к продуктивности вод, являющейся важнейшим биотическим фактором, влияющим на распределение, развитие и рост многих морских организмов.
Цель настоящей работы - изучение сезонных изменений первичной продукции в водах шельфовой зоны южного Приморья. В качестве показателя использовались расчетные величины продукции органического вещества, полученные по методу остаточного приращения кислорода (Волковинский, 1967). Материалом для расчетов послужили данные сезонных наблюдений за содержанием кислорода на пяти разрезах, полученные в 1989 г. В мелководной части залива это разрезы, проходившие приблизительно по осям Амурского и Уссурийского заливов, в открытой части - разрезы по меридианам 131°13', 132° и 133° в.д. (рис. 1).
43.2 43.0 42.8 42.6 42.4
Рис. 1. Положение разрезов в зал. Петра Великого
Fig. 1. Position of sections in Peter the Great Bay
131 131 132 132 133 133
При расчете продукции соблюдались следующие условия. Если перенасыщение воды кислородом отмечалось от поверхности до дна, то за слой фотосинтеза принималась вся толща вод. Если это условие не выполнялось, то за слой фотосинтеза принимался пласт воды от поверхности до глубины, где процессы выделения и потребления кислорода уравновешивались, а насыщение было равным 100 %. В тех случаях, когда наблюдался дефицит кислорода, предполагалось, что в данной точке преоб-
59
ладали процессы потребления, и поэтому первичная продукция не рассчитывалась.
Анализ степени насыщения на разрезах показал, что в весеннее время в мелководной части Амурского и Уссурийского заливов слой фотосинтеза прослеживался до дна (10-20 м), в мористой части - до глубин 20-30 м. На разрезах в открытой части мощность его увеличивалась до 40-50 м.
Зима. Зимние работы проводились только в открытой части залива. Полученные результаты позволяют отметить, что зимой, несмотря на развитие конвекции и интенсивное ветроволновое перемешивание, в водной толще сохраняются два слоя: поверхностный гомогенный и глубинный с равномерным уменьшением температуры с глубиной. Граница между слоями, как правило, находится на глубинах 75-100 м. При этом температура поверхностного слоя у побережья была ниже, чем на станциях, расположенных мористее, а на восточном разрезе (133° в.д.) -выше (более 3 °С), чем на более западных. Соленость колебалась около 34 епс.
Запасы биогенных элементов в поверхностных водах зимой высоки. Содержание фосфатов изменялось от 0,4 до 0,7, кремния - от 10 до 16 мкг-ат/л. Заметный рост концентраций с глубиной начинается с горизонта 100 м. В глубинном слое содержание фосфатов составляло 1,2-1,6, кремния - 14-20 мкг-ат/л.
Содержание кислорода в поверхностных водах изменялось от 6,8 на севере до 7,3 мл/л на юге. Общим для зимнего периода является недонасыщение вод кислородом: поверхностных - на 4-6, глубинных -на 12-25 %. Учитывая это обстоятельство, расчеты продукции для зимы не проводились.
Однако из литературных источников известно, что в мелководной части зал. Петра Великого существует зимний максимум вегетации фитопланктона, наблюдаемый и подо льдом (Коновалова, 1972; Сорокин, Коновалова, 1978). Причем установлено, что величина интенсивности подледного "цветения" зависит от наличия оптимальных условий освещения и снабжения биогенными элементами (по фосфору - 1 и азоту -2 мкг-ат/л). В нашем случае концентрации фосфатов колебались от 0,5 до 0,7 мкг-ат/л, не достигая у поверхности 1 мкг-ат/л. Можно сказать, что запас фосфатов был недостаточным для развития фитопланктона, к тому же могло сказаться и действие низкой температуры воды, ограничивающей развитие водорослей. Это подтверждается и результатами исследования первичной продукции в подледных условиях (Рас-сашко, 1978), образование ее за счет фотосинтеза фитопланктона несущественно (максимум продукции составил 0,39 мг/л О2 за сутки).
Весна. В Амурском и Уссурийском заливах распределение температуры в основном было почти однородным по вертикали, вертикальные градиенты составляли 0,02-0,05 оС/ м. Температура воды на поверхности достигала 2,5 °С, причем более высокими ее значения были в Амурском заливе. У дна температура местами уменьшалась до минус 0,5 °С. Опресняющее влияние материкового стока до 32,6 епс отмечалось только в вершине Амурского залива.
Содержание кислорода в этот период на обоих разрезах было высоким и примерно одинаковым по всей толще, его концентрации доходили до 7,7-8,2 мл/л, насыщение - 94-105 %.
В Амурском заливе, его мелководной части, содержание фосфатов составляло 0,2-0,3, кремния - 9-17 мкг-ат/л. В направлении мористой
части их количество уменьшалось. В Уссурийском заливе в верхнем 30-метровом слое концентрации были примерно такими же, а у дна, напротив, резко возрастали: фосфаты до 0,9, кремний до 55 мкг-ат/л.
В водах открытой части залива также заметно начало формирования сезонного термоклина. Распределение температуры в поверхностных водах характеризуется увеличением ее значений с востока на запад от 1,2 до 5,0 °С. В глубинном слое температура сохранялась ниже 1 °С.
Верхний 20-метровый слой, а на самом западном разрезе по 131°13' - 50-метровый - был перенасыщен кислородом, максимальная насыщенность достигала 8 %.
Концентрации биогенных элементов до глубин 30-50 м менялись мало и мало отличались от их концентраций на мелководьях. В глубинном слое содержание фосфатов увеличивалось до 1,4, кремния -до 40 мкг-ат/ л.
В весеннее время на всей обследованной акватории отмечались максимальные величины "урожая" органического вещества. Характер распределения продукции на продольных разрезах Амурского и Уссурийского заливов был однотипным: минимальные ее значения в центральных частях и рост к прибрежью и в мористую часть, где уровень ее достигал максимума - 2,58 в Амурском и 7,56 гС/м2 в Уссурийском (рис. 2). В мористой части Уссурийского залива средняя величина продукции (4,78 гС/м2) была в три раза выше, чем в Амурском заливе (1,63 гС/м2).
Л
Л
1 2 3 4 5 6 7
Рис. 2. Распределение первичной продукции на разрезах по сезонам в прибрежной части: 1 - Амурский залив, 2 - Уссурийский залив
Fig. 2. Distribution of primary production values at the sections on season to season in shallow-water part: 1 - Amur Bay, 2 - Ussuri Bay
В мористой части залива характер распределения продукции несколько отличен: от низких значений на прибрежных станциях величи-
61
на продукции резко возрастала в направлении к югу (рис. 3). Абсолютный максимум зафиксирован на разрезе по 132о в.д. 42°35' с.ш. -7,90 гС/м2. Минимум продукции, наблюдаемый на прибрежных станциях, видимо, обусловлен распресняющим влиянием материкового стока, способного оказывать угнетающее воздействие на численность и качественный состав фитопланктона.
03 2 0.2
а. 0.1
0
О
■ 1 г-|
12 3 4
Весна
п.п.П —
Лето
Осень
~ 3 :е
О 2
¡1 1
2 о
п , П , П
Рис. 3. Распределение первичной продукции на разрезах по сезонам в открытой части зал. Петра Великого: 1 - от мыса Гамова (133о13' в.д.), 2 -по 132о в.д., 3 - от мыса Поворотного (133о в.д.)
Fig. 3. Distribution of primary production values at the sections on season to season in deep-water part of Peter the Great Bay: 1 - off Cape Gamov (133o13' E), 2 - along 132o E, 3 - off Cape Povorotny (133o E)
Лето. В летнее время в результате интенсивного прогрева поверхности моря формируется слой повышенных вертикальных градиентов всех характеристик, соответствующий сезонному термоклину, просле-
62
живаемый как на мелководье, так и в открытых водах. В Амурском и Уссурийском заливах вертикальные градиенты температуры в этом слое достигали 0,5 оС/м. Температура в поверхностном слое уменьшалась при удалении от берега. Вследствие усиления материкового стока образовался также резко выраженный галоклин, особенно мощный в Амурском заливе, где вертикальные градиенты солености достигали 0,60,9 епс/ м. Минимальная соленость наблюдалась в вершинах заливов.
Характерной особенностью летнего распределения кислорода явилось наличие аномально низких концентраций в придонном слое (34 мл/л) и насыщение 46-62 %. В поверхностном слое, несмотря на высокую температуру, содержание кислорода было выше: в более прогретых водах на мелководье - 5,4-5,6, в мористой части - 5,8-6,0 мл/ л.
В удаленных от берега районах Амурского и Уссурийского заливов запасы фосфатов и нитритов были полностью исчерпаны, а концентрации кремния понизились до 10 мкг-ат/л. Столь низкое содержание питательных солей свидетельствует об активном потреблении их фитопланктоном. Это подтверждается и распределением продукции: в мористой части она была наибольшей (3-7 гС/м2), а в прибрежной - минимальной - 0,1-1,0 гС/м2.
В открытой части зал. Петра Великого толщина поверхностного слоя составляла 10-30 м, вертикальные градиенты в термоклине - 0,30,9 оС/м. С глубиной температура плавно уменьшалась до 2 °С у дна.
Содержание кислорода в поверхностных водах колебалось около 6 мл/л. Повсеместно отмечено перенасыщение вод кислородом до 10 % и более. Содержание фосфатов в поверхностных водах варьировало в пределах 0,3-0,4, кремния - 10-20 мкг-ат/л. Нитриты встречались начиная с глубины 20 м, а максимум их наблюдался на 30-70 м и составлял 0,3-0,5 мкг-ат/л.
Анализ продукции показал, что ее распределение в открытой части залива носит ступенчатый характер с максимумом в центральных частях разрезов. Здесь же отмечались и минимальные значения биогенов. Такой характер распределения продукции подтверждает утверждение биологов о локальности "цветения" фитопланктона даже на небольших пространствах (Коновалова, 1972; Карапетян, Вышкварцев, 1979). В целом можно отметить, что продукция в восточной части залива была заметно ниже.
Осень. Данные осенних наблюдений, полученные в октябре, позволяют отметить, что осеннее разрушение стратификации вод только начиналось. Распределение температуры, близкое к гомотермии, отмечалось лишь в мелководной части шельфа. В открытой части залива по-прежнему хорошо прослеживался слой скачка температуры на горизонтах 20-30 м с максимальным значением градиента 0,6 оС/ м. Зона распрес-нения сократилась, и воды с соленостью 32 епс отмечались лишь в Амурском заливе.
Концентрации кислорода осенью, по сравнению с летом, несколько возросли, но перенасыщение им вод отмечено только на поверхности моря. Содержание биогенных элементов также возросло, особенно фосфатов, количество которых в поверхностном слое достигало 0,6-1,0 мкг-ат/л.
Характер распределения продукции в Амурском и Уссурийском заливах практически не изменился, лишь заметно уменьшились величины, которые составляли соответственно 1,44 и 1,82 гС/м2. Максимальный ее уровень (7 гС/м2) зафиксирован в мористой части Уссурийско-
го залива. В водах открытой части максимальная продукция (2,6 гС/ м2) наблюдалась на разрезе по 132о в.д. В восточной части залива (разрез по 133° в.д.) продукция не поднималась выше 0,7 гС/м2, а в западной (разрез по 131°13' в.д.) и того меньше - 0,1 гС/м2. Причем в западной части распределение продукции носило противоположный характер, по сравнению с восточной.
Таким образом, можно заключить, что распределение продукции в зал. Петра Великого имеет четко выраженный сезонный ход с максимумом в весенний период, небольшим снижением в летний и наименьшими величинами осенью. Общим для продукции является увеличение ее значений в мористой части залива. На мелководье эта закономерность может нарушаться из-за воздействия речного и, возможно, промышленных стоков, оказывающих угнетающее влияние на развитие фитопланктона.
Литература
Волковинский В.В. Применение двухслойной системы для расчета первичной продукции морских вод // Океанол. - 1967. - Т. 7, вып. 6. - С. 10371052.
Карапетян Т.Ш., Вышкварцев Д.И. Сезонная динамика первичной продукции в мелководных бухтах залива Посьета (Японское море) // Биол. моря. - 1979. - № 2. - С. 28-33.
Коновалова Г.В. Сезонная характеристика фитопланктона в Амурском заливе // Океанол. - 1972. - Т. 12, вып. 1. - С. 123-128.
Рассашко И.Ф. Зимняя продуктивность вод Амурского залива Японского моря // Биол. исслед. дальневост. морей. - Владивосток, 1978. - С. 81-84.
Сорокин Ю.И., Коновалова Г.В. Исследование подледного "цветения" фитопланктона в Амурском заливе Японского моря // Биол. исслед. дальне-вост. морей. - Владивосток, 1978. - С. 89-94.
Поступила в редакцию 6.08.02 г.
