Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Фитопланктон тропической части Тихого океана западнее экономической зоны Перу

ВАК РФ 03.00.18, Гидробиология

Автореферат диссертации по теме "Фитопланктон тропической части Тихого океана западнее экономической зоны Перу"

9 г д^

ИНСТИТУТ ОКЕАНОЛОГИИ ИМ. П.П.ШИРШОВА АН СССР

На правах рукописи УДК 581.526.325(265.1)

ЛЕВАШОВА София Сергеевна

ФИТОПЛАНКТОН ТРОПИЧЕСКОЙ ЧАСТИ ТИХОГО ОКЕАНА ЗАПАДНЕЕ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЗОНЫ ПЕРУ

Гидробиология 03.00.18

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва 1991

Работа выполнена во Всесоюзном научно-исследовательском институте морского рыбного хозяйства и океанографии (ВНИРО)

Научный руководитель: д.б.н. Г.М.Семина •

Официальные оппоненты: д.б.н. И.В.Макарова

к.б.н. О.А.Мовчан

Ведущее учреждение: Одесское отделение Государственного

океанографического института (ОдоГОИН)

Защита состоится " (У^иА^^Я 199^г. в /V часов

на заседании Специализированного совета X" 0-0$ к по

присуждению ученой степени кандидата наук в Институте океанологии им. П.П.Ширшова по адресу: Москва, 117218 ул.Красикова, 23.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института океанологии

Автореферат разослан " "_1991 г.

Ученый секретарь

Специализированного совета ^

кандидат биологических наук '— Г.Г.Николаева

; ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

■ ''Актуальность теш. С введением 200-мильных экономических ; зон' большая часть акватории Мирового океана оказалась закрытой для свободного промысла. В настоящее время большое внимание уделяется интенсификации исследований и поиска продуктивных районов в открытых водах океана, в частности, изучению и использованию биоресурсов эпипелагиали (объектов, обитающих в верхнем 200-метровом слое воды). Актуальность настоящей работы заключается в исследовании продуктивных зон экосистемы перуанских вод за пределами экономической границы.

Научная новизна. Впервые для района исследования по методу обратной фильтрации оценено количество мелкого фитопланктона. Оценены качественный состав водорослей и фитогеографи-ческая принадлежность характерных видов. Впервые для района рассмотрены особенности вертикального распределения фитопланктона, его обилия и видового состава. С целью отработки методики инструментальной оценки распределения фитопланктона проведено сравнение с гидрооптическими характеристиками, определяемыми зондирующим прозрачномером (прозрачность воды).

Цель работы. Исследования фитопланктона юго-восточной части Тихого океана, в частности, анализ качественного состава и количественного распределения водорослей, изучение особенностей распределения фитопланктона в зависимости от гидрологических и гидрохимических условий, исследование влияния клеток на ослабление света.

Фактический материал. Работа выполнена по материалам, собранным в 18 рейсе НПС "Академик Книпович", предпринятом ВНИРО в районе от 5 до 25°ю.ш. и до 90-93°з.д. за пределами 200-мильной зоны Перу в июле-сентябре 1980 года. Всего было обработано 417 проб, из них 152 сетных и 265 батометрических.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, выводов, списка литературы. Рукопись содержит 90 страниц текста, 2 таблицы, 74 рисунка. В список литературы входят ссылки на 65 отечественных и 27 зарубежных публикаций.

Практическая ценность. По выделенным нами участкам, отличающимся сравнительно высокой продуктивностью вблизи экономической зоны Перу, можно говорить об объективной оценке обилия промысловых планктофагов.

Апробация работы. Полученные результаты были доложены на коллоквиуме отдела морской экологии ВНИРО, коллоквиуме лаборатории планктона ИОАН, а также на Всесоюзной школе-семинаре диатомологов, проходившей в г.Одессе в 1986г.

Публикации. По теме диссертации опубликованы 4 работы, 4 находятся в печати.

Глава I ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

В этой главе рассмотрена имеющаяся в нашем распоряжении литература по исследованию экосистемы открытых районов юго-восточной части Тихого океана, а также наиболее характерные работы по фитопланктону у берегов Перу. Имеется небольшое число работ по исследованию юго-восточной части океана западнее экономической границы, написанных на основании материалов ряда экспедиций Института океанологии и ВНИРО. Некоторые из них касаются распределения крупного фитопланктона (Беляева, Тархова, 1979; Семина,1971), другие посвящены исследованию мелкого фитопланктона на севере района (Ратькова,1974; Суханова и др.,1984). Работы, проведенные ВНИРО в 18 рейсе НПО "Академик Книпович" дали возможность более детального изучения фитопланктона открытых районов юго-восточной части Тихого

океана как по акватории, так и в толще воды, результаты которых легли в основу предлагаемой диссертационной работы.

Глава II ОКЕАНОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ

В главе дается описание гидрологических и гидрохимических характеристик района исследования, как одного из наиболее продуктивных в Мировом океане. Уделяется внимание хорошо выраженным 4 вихрям, расположенным на 6-8°, 10-12°, 14-16° и 18-20°ю.ш., которые образуются вследствие динамической активности в зоне контакта Перуанского океанического течения и Перуанского подповерхностного противотечения. Эти вихри проявляются в виде пятен с более низкой по сравнению с окружающей водой температурой и повышенной концентрацией биогенных элементов. Период работы 18 рейса НПС "Академик Книпович" совпадал с зимним сезоном, при котором усиливается апвеллинг и, как следствие, происходит обогащение поверхностных вод биогенами. В этот сезон в районе исследования вблизи экономической зоны в местах положения указанных выше вихрей с наиболее интенсивным подъемом глубинных вод к поверхности отчетливо прослеживается уменьшение глубины залегания верхней границы термоклина до 23-32 м на севере и до 53-75 м в центральной части района и на юге. Наибольшие концентрации биогенных элементов в районе исследования отмечались также вблизи экономической границы. Концентрация фосфатов на 8-10°, 14°,16° ю.ш., нитратов на 8-10°, 14°ю.ш. на поверхности достигает наибольших величин. С глубиной их концентрация возрастает, в том числе и на 20°ю.ш.. Увеличение концентрации кремния заметно на 8-10° и 14°ю.и. только на глубине 100 м. Мористее рассматриваемой зоны концентрация фосфора, азота и кремния заметно

снижается. Еще меньше она на юго-западе района. Таким образом, на исследованной акватории юго-восточной части Тихого океана океанологические предпосылки формирования повышенной биопродуктивности существуют местами вблизи экономической зоны от 5° до 25°ю.ш., где вследствие апвеллинга происходит поступление в эвфотический слой богатых биогенами вод.

Глава III МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА

Сбор материала проводили сетью и батометрами. Сетью Джеди из мельничного сита № 61 с площадью входного отверстия 0,1 м2 (размер ячеи 90 мкм) облавливали слой от поверхности до 100 м на 9 широтных разрезах. Станции делались через 40-60 миль. Материал собран на 152 станциях. Пробы фиксировали 4% раствором формалина. При подсчете количества крупных клеток пользовались бинокуляром с увеличением 10x4x1,5,а мелкие формы смотрели под микроскопом при увеличении 10x10. Количественная обработка сетных проб проведена на всех станциях, а определение видового состава и численности некоторых видов - для 80 станций. С четырех широтных разрезов пробы собраны однолитровым батометром Нансена на 50 станциях по 8°,10о,18°и 20°ю.ш. Для сгущения клеток применяли метод обратной фильтрации через ядерные фильтры с диаметром пор 0,5 мкм. Счет проводили во всем осадке сконцентрированной пробы (I см3) в камере Наумана объемом I см3. Для определения более мелких форм (менее 10 мкм в диаметре) использовали камеру Горяева.

Для анализа видового разнообразия фитопланктона применяли информационный индекс Маргалефа. Для расчета биомассы были определены объемы клеток водорослей. Форма клетки приравнива-

лась к близким геометрическим фигурам. В каждой пробе измерялись клетки всех встреченных видов. Определялся также размер клеток на одну станцию.

С целью определения фитогеографической принадлежности некоторых видов нами была проделана работа по составлению карт ареалов этих видов по всему Тихому океану на основании собственных и литературных данных. С этой целью проанализировано 1000 станций, из которых 800 сделаны в рейсах Института океанологии и ВНИРО.

На примере 10 станций на разрезе по 20°ю.ш. проведено сравнение результатов, полученных традиционными методами и результатов, полученных с помощью прозрачномера на длинах волн 600 и 675 нм.

Глава IV ВИДОВОЙ СОСТАВ И ФИТОГЕОГРАФИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ФИТОПЛАНКТОНА

§ I Видовой состав и встречаемость видов В исследованном районе было определено 212 видов и разновидностей водорослей, относящихся к 4 отделам - диатомовые, перидиниевые, золотистые, синезеленые. Наиболее разнообразна перидиниевая флора,включающая 118 видов,из которых 62 приходятся на род Ceratlvm. На втором месте по числу видов стоят диатомовые (80 видов) с наибольшим количеством у родов СПае-toceroa (17) и Khizosolenia (14). По числу видов исследованный район близок к планктонной флоре олиготрофных вод океана, в которых исследователи обычно находят 200 и более видов. Видовой состав в ловах сетью и батометром дополняет друг друга. В сборах.батометром встречаются, главным образом, мелкие диатомеи (Chaet'oceros) и перидинеи (Oxytoxum), в ловах сетью-

крупные диатомеи (Rhlzosolenta) и крупные перидинеи (Ceratlvm, Pyrocy3tl3). В материале преобладают редко встречающиеся виды. Более 80% встречаемости имели всего 6 видов. Это, например, Pyrocystts noctiluca, Thalassioslra subtilts, Plantitontella sol и др. Наш результаты по встречаемости видов подтверждают полученные прежде данные, заключающиеся в том, что в тропической области Тихого океана процент редких видов в фитопланктоне высокий, тогда как часто встречающихся видов немного. Наименьшим видовым разнообразием по сборам сетью отличается узкая полоса вблизи экономической границы, где количество фитопланктона наибольшее. За пределами этой полосы индекс видового разнообразия возрастает.

В районе исследования на большем числе станций по количеству видов на одну станцию по сборам сетью доминируют пери-диниевые водоросли. На большей части акватории оно составляет от 20 до 30 видов. Наибольшее число видов обнаружено вблизи экономической зоны южнее 15°ю.ш., а севернее 15°ю.ш. число видов перидиней невелико - менее 10 на станцию. Распределение диатомовых водорослей по числу видов на станцию равномерно и практически не превышает 10. Объемы клеток в водах исследуемой акватории сильно варьируют - от 36 мкм3 до более 18 млн мкм3. Наименьшим объемом клеток обладали 52% видов из родов Coccollthus, Merlsmopedta, Chaetoceroa, Emvtaella, Ojytoxum. i Наибольшим объемом клеток обладали всего

несколько видов Bhlzosolenla, Ceratlum, Cosclnodlscus

§ 2 Фитогеографическая характеристика фитопланктона В Тихом океане есть как широко распространенные виды, так

и виды с более узким ареалом. Для оценки типов ареалов были построены карты для Cerattm carrlense, Cer.falcatvm, Cer.lncisvm для всего Тихого океана (Семина,Левашова, в печати), что дало возможность судить об их географической природе и правильно оценить их распространение в исследуемом районе юго-восточной части океана.

Изученный нами район расположен в тропической фитогеогра-фической области и находится на границе экваториальной провинции и южной центральной провинции, выделенной в тропической области (Семина,1974). В районе исследования в основном преобладают тропические виды, встреченные на всех станциях. Часто встречаются космополиты. Четыре вида водорослей имеют другую географическую характеристику (тропическо-бореальные, тропическо-антарктические). Широко распространены в Тихом океане такие виды как Planktonlella sol, Ceratlum tripos, РугосузИз fusiformls, Ceratlvm falcatum. В нашем районе они встречены повсеместно в обеих водных массах - тропической и субтропической. Имеется ряд тропических видов широко распространенных в Тихом океане, однако в районе исследования придерживающихся субтропической водной массы южнее 15°ю.ш. и не заходящих севернее. Например, Cerattm contortm, Cer.carrl-етгзе повсеместно встречаются южнее 15°ю.ш. Можно предположить, что широко-тропические виды, ограниченные в своем распространении водами, расположенными кжнее 15°ю.ш., в данном случае являются временными индикаторами водных масс. Выделены виды, относящиеся к экваториальному типу ареала (Ceratlvm deflexvm, Cer.breve). Они распространены в тропической водной массе нашего района (до 15- 17°ю.ш.). Вместе с тем, Ceratlvm Incisvm, также являющийся экваториальным видом, в нашем материале распространен до 25°ю.ш., что говорит о разном отноше-

нш экваториальных видов к структурам вод на границах их ареалов.

Глава V ГОРИЗОНТАЛЬНОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ФИТОПЛАНКТОНА

В главе рассматривается распределение количества клеток и биомассы фитопланктона на исследуемой акватории юго-восточной части Тихого океана, влияние концентрации биогенных элементов на количественное распределение фитопланктона.

§ I Распределение количества фитопланктона а. Распределение численности По количеству фитопланктона в юго-восточной части Тихого океана выделяются богатые и бедные районы. Особенно хорошо это чередование прослеживается к востоку от 85° з.д. Обращают на себя внимание пятна увеличенной концентрации сетного фитопланктона, возникающие у границы экономической зоны на 10? 14? 18? 20°ю.ш. (рисЛ). Вокруг пятен число клеток остается высоким и составляет от 25-75 тыс кл/м3 до 780 тыс. кл/м3 севернее 15°ю.ш., южнее количество клеток увеличивается до более 4 млн.кл/м3. Дальше в океан концентрация фитопланктона сокращается, особенно значительно на юго-западе, где она составляет всего 200-300 клеток в м3.

В сетном фитопланктоне нами выделены две основные группы -перидиниевые и диатомовые, играющие значительную по сравнению с другими водорослями роль в количественном распределении клеток по акватории. По доминированию диатомовых выделяется

Рис. I Количественное распределение фитопланктона в слое 0-100 м по сборам сетью (тыс.кл/м3) I- менее I; 2- от I до 2; 3- от 2 до 5; 4- от 5 до 25; 5- от 25 до 100; 6- более 100

Рис. 2 Доминирование диатомовых водорослей

(в Ж от общей численности фитопланктона). Проценты обозначены цифрами

Рис. 3

Доминирование перидиниевых водорослей (в % от общей численности фитопланктона). Проценты обозначены цифрами

область вблизи экономической границы севернее 15°ю.ш. (рис.2). Доминирование в пятнах на 8-10° и 14°ю.ш. составляет от 50 до 70% и выше за счет интенсивного развития fíhtzoso-Lenia alata и Рlanktoniella sol. Между пятнами и южнее 15°ю.ш., а также дальше в океан от экономической границы доля диатомай в общем количестве фитопланктона уменьшается. Доминирование перидиниевых водорослей (рис.3) отмечено между диатомовыми участками у границы экономической зоны, а именно на 13° ю.ш. за счет развития Руг.noctiluca, а южнее ( на 20°ю.ш.) развивается в массе Cer.falcatum (до 90% от общей численности клеток). На запад от экономической границы доля перидиниевых в общем количестве фитопланктона заметно сокращается, причем более значительно в северной части района.

По сборам батометром численность водорослей для слоя 0-100 м возрастает у границы экономической зоны по направлению с севера на юго-восток. Севернее 15°ю.ш. численность водорослей составила здесь 10-50 тыс.кл/л. Южнее 15°ю.ш. по направлению на юго-восток численность возрастает до 100 тыс.кл/л, что происходит благодаря интенсивному развитию ме-рисмопедий и кокколитин. Дальше в океан от экономической границы количество водорослей сокращается до менее 10 тыс.кл/л.

б. Распределение биомассы

Значение общей биомассы батометрического фитопланктона для слоя 0-100 м как вблизи экономической границы, так и за пределами 85°з.д. составили менее 10 мг/м3. Увеличение ее прослеживается только на некотором удалении от экономической границы в районе 80-85° з.д. и на северо-западе. Биомасса, посчитанная для слоя 0-100 м, не дает представления о наличии

более богатых вод у границы экономической зоны в отличие от количества клеток для этого же слоя. Это происходит из-за количественного преобладания в районе исследования мелких форм фитопланктона (5 мкм в диаметре) синезеленых, кокколи-тин, эксувиелл, дающих высокую численность и биомассу на разных глубинах в узких слоях. При пересчете на слой 0-IUU м биомасса, сосредоточенная в узком слое воды искусственно растягивается на большой слой и получается не характерная по сравнению с распределением численности картина. Чтобы выяс нить характер изменения биомассы от районов, прилегающих к экономической границе к более мористым районам, мы сочли возможным рассмотреть изменение биомассы фитопланктона по горизонтам максимальных ее значений. Наибольшие значения посчитанной таким образом биомассы наблюдаются вблизи экономпчес -

кой границы, где на всем протяжении от 5° до 25>°ю.ш. она сот П

ставила от 10 до 100 мг/м , а на 20 ю.ш. повышалась до значе-

О Г) _

ний более 100 мг/м. Дальше в океан за пределами 85 з.д. происходит снижение биомассы до менее 10 мг/м3.

Наибольший вклад в биомассу вносят диатомовые. Хорошо выделяется область, прилегающая к экономической границе. Уве личение биомассы этих водорослей до 100 мг/м3 происходит в пятнах на 5-10°, 15°,18° и 20°ю.ш. за счет присутствия в пробах крупных водорослей Ehizosolenla robusta, Rh.alata, Kli.c.a-atracanet и других. И только на 20°ю.ш. увеличение биомассы дает интенсивно развивающийся здесь GeratIvm falcatvm. Дальше в океан биомасса диатомовых снижается до менее 10 мг/м3. Наряду с диатомовыми существенный вклад в ее повышение на востоке исследованной акватории вносят и мелкие перидиниовые из рода Exuvlaella, а также синезеленые из рода Hertsmopedta. Таким образом, по распределению биомассы большую часть аква-

тории исследования можно отнести к олиготрофным районам, которые, по данным некоторых авторов (Семина.Зернова,1989; Моисеев,1979; Семина,1977), имеют биомассу менее 10 мг/м3. Вблизи экономической границы простирается мезотрофная область с биомассой фитопланктона от 10 до 100 мг/м3, а область на востоке (20°ю.ш.) можно отнести к эвтрофным районам, так как биомасса здесь превышает 100 мг/м3.

§ 2 Сравнение распределения количества фитопланктона с факторами окружающей среды

а. Распределение осадка сестона Распределение количества фитопланктона соответствует распределению зоопланктона, наибольшие концентрации которого также сосредоточены на востоке района от 5° до 20°ю.ш. Хорошо выделяются пятна повышенной концентрации рачков в районе подъема вод на 10°, 14? 18° и 20°ю.ш. в местах повышенной концентрации сетного фитопланктона. Снижение осадка сестона, как и обилия водорослей, наблюдается с востока на запад. В местах наибольшего скопления фито- и зоопланктона вблизи экономической границы находились наибольшие концентрации промысловых рыб - ставриды, скумбрии, сардины, что подтверздает наличие здесь более продуктивных вод по сравнению с мористыми районами. Кроме того, в рассматриваемых продуктивных водах в период работы 18 рейса НПО "Академик Книпович" наблюдалось интенсивное свечение, характерное для продуктивных зон.

б. Количество фитопланктона и прозрачность вод В местах наибольших концентраций фито- и зоопланктона на

востоке района отмечалась наименьшая прозрачность воды.Дальше в океан прозрачность увеличивалась, а наиболее прозрачные воды находились на юго-западе района в местах наименьших концентраций водорослей.

в. Количество фитопланктона и биогенные элементы

Связь между количеством фитопланктона и биогенными элементами проявляется в том, что фитопланктона больше восточнее 85°з.д., где концентрация биогенов выше. Внутри этой богатой зоны связь наиболее заметна для пятен повышенного количества фитопланктона в районе 8-10? 14? 18? 20°ю.ш. Севернее 15°ю.ш. эта связь зарегистрирована для диатомей, а на 20°ю.ш. для перидиней. Это объясняется тем, что к северу от 15° ю.ш. фосфор, азот и кремний находятся в достаточном количестве для развития диатомовых. На юге уменьшение диатомей и возникающее доминирование перидиней объясняется недостатком кремния.

Для всего исследованного района коэффициенты корреляции мевду количеством крупных диатомей с одной стороны и концентрацией нитратов и кремния с другой - высокие (0,7 при р более 0,01). Все остальные коэффициенты корреляции между общим количеством крупного и мелкого фитопланктона и отдельных групп и концентрацией биогенных элементов показывают слабую связь. Это подтвервдает большую зависимость количества крупных диатомей главным образом от концентрации кремния и нитратов.

§ 3 Сравнение количества фитопланктона в исследованном районе с данными других авторов

В этом параграфе дается сравнение распределения количества фитопланктона в исследованном районе и у берегов Перу на основании материалов 18 рейса НПО "Академик Книпович" и дан-

них ряда рейсов Института океанологии. Имеется возможность проследить изменение абиотических и биотических факторов от мористых областей к берегу в районе 7-8°ю.ш. Работы, проведенные на судах МОАН и ВНИРО в этом районе, приходятся на зимний период времени для южного полушария (август-ноябрь). Особенностью этого периода являются сезонные изменения горизонтальной циркуляции вод в системе Перуанского течения.В период этого времени в изученном районе, в особенности вблизи берега, подъем вод наиболее интенсивен. Максимальное количество клеток фитопланктона по данным 4 рейса НИС "Академик Курчатов" отмечено на прибрежных станциях (Ратькова,1974). Наибольшие концентрации клеток наблюдаются в местах подъема обогащенных биогенами вод и наоборот, минимальное количество фитопланктона наблюдается в районе 83°з.д., где вследствие опускания вод уменьшается содержание биогенов. После снижения концентрации Сиогенов в районе 83°з.д.. дальше в океан вновь наблюдается их повышение на границе экономической зоны в районе подъема вод. Здесь также отмечается увеличение количества клеток водорослей.

В районе 7-8°ю.ш. в шельфовых водах отмечалось резкое доминирование диатомовых водорослей в общем количестве фитопланктона (Ратькова,1974). Наиболее многочисленны водоросли родов Clюetoceroз, НЫгасЫа. На наиболее удаленных от берега станциях увеличивается количество клеток перидошей.

В открытой части океана на 8-10°ю.ш. по нашим данным наибольшую роль в повышении численности клет.ок играют синезе-леные рода Иег1торей1а и кокколитины. В отличие от шельфовой зоны мелкие диатомовые здесь играют менее значительную роль, нежели крупные (см.выше). Из периданиевых в открытой части

океана вблизи экономической границы наибольшим количеством клеток представлены, в основном, виды рода Exuvlaella.

По биомассе в шельфовой зоне Перу на 8°ю.ш. преобладают диатомовые (Ратькова,1874). За пределами экономической зоны по нашим данным в этом районе также доминируют диатомовые и Uerlsmapedia.

Распределение сетного фитопланктона в нашем материале за пределами 200-мильной зоны сопоставимо с данными 4 рейса НИС "Академик Курчатов", полученными в тот же сезон работ. По этим данным (Семина,1971) наиболее богатые водорослями районы находятся в шельфовой зоне Перу. Обогащенная фитопланктоном полоса также прослеживается вдоль границ экономической зоны от экватора до 22°ю.ш. Дальше в океан численность водорослей сокращается, а юго-западная область, как и по нашим данным, наиболее обеднена фитопланктоном.

По распределению общей биомассы фитопланктона наш район юго-восточной части Тихого океана сравним с районами открытых вод Атлантического океана за пределами 200-мильной зоны западного африканского прибрежья от 5° до 29°ю.ш. Так, по данным авторов (Семина,Чыонг,1976; Semina et al, 1976) олигогрофные области здесь, как и в нашем районе, расположены на западе. Блике к границе экономической зоны африканского континента биомасса несколько повышается и район становится мезотрофным.

Глава VI ВЕРТИКАЛЬНОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ФИТОПЛАНКТОНА

§ I Распределение численности клеток на разрезах

Распределение количества фитопланктона по глубине отличается большой пятнистостью. Это заметно по распределению на разрезах численности и биомассы фитопланктона как в бедных,

так и в богатых участках акватории. Как известно, распределение обилия водорослей по вертикали зависит от положения сезонного и постоянного скачка плотности в океане. В районе исследования верхняя граница основного пикноклина заглубляется с севера на юг от 50 до 150 м и глубже. Наиболее глубокое залегание границы (до 180 м) отмечено на юго-западе. Наиболее близко к поверхности основной пикноклин расположен у границы экономической зоны в языках наибольшего обилия водорослей. Здесь же верхняя граница пикноклина наиболее близка к положению компенсационной точки, а приток Сиогенов в освещенный слой вследствие подъема вод создает в этих районах наиболее благоприятные условия для развития водорослей.

Концентрация клеток на разрезе по 8°ю.ш. колеблется от менее I тыс. до 100 тыс кл/л. Обогащенная фитопланктоном полоса (до 100 тыс.кл/л) прослеживается на глубине 25-50 м на всем протяжении разреза. Вблизи экономической границы на 25 м в массе развиваются Hertsmopedla, а дальше в океан в слое 0-50 м доминируют кокколитины. Южнее (разрез по 10°ю.ш.) колебания общей численности водорослей более значительны - от I до>100 тыс.кл/л. В распределении фитопланктона в толще воды проявляется пятнистость. На общем фоне низких концентраций клеток вблизи экономической границы у поверхности располагаются воды с повышенным содержанием клеток. У экономической зоны в поверхностных горизонтах интенсивно развивается Hertsmopedla. На разрезе по 16°ю.ш. фитопланктон распределяется довольно равномерно. Большая часть разреза занята водами с концентрацией водорослей от 10 до 100 тыс.кл/л. Основу численности фитопланктона при относительно большом числе клеток . составляют Uerlsmopedla.

Основная масса фитопланктона на самом южном разрезе (20°ю.ш.) сосредоточена в слое 0-150 м по направлению от границы экономической зоны дальше в океан. В повышении численности фитопланктона на этом разрезе основную роль также играют Иerlsmopedla. Они составляют основу численности фитопланктона практически во всех слоях повышенного содержания клеток. В верхних горизонтах в массе развиваются и мелкие перидиниевые из рода Exuvlaella, а также Cer.falcatum.

§ 2 Распределение числа клеток то глубине на

отдельных станциях В районе исследования максимумы численности фитопланктона чаще наблюдаются в верхнем 50-метровом слое выше основного пикноклина, а глубже пикноклина они встречаются реже. Наши данные согласуются с данными, полученными ранее другими авторами, из которых следует, что в тропических районах Тихого океана наибольшая численность фитопланктона обычно наблюдается в верхнем 50-метровом слое воды. На севере максимумы численности водорослей возникают за счет развития мерисмопедии. Южнее - за счет развития кокколитин, а на юго-западе в максимумах вновь развивается мерисмопедия.

§ 3 Распределение биомассы фитопланктона на разрезах Биомасса водорослей в юго-восточной части Тихого океана за пределами 200-мильной зоны Перу в толще воды невелика и

п

колеблется от I до-300 мг/м , в основном повторяя распределение численности клеток.

На разрезе по 8°ю.ш. существует обогащенный фитопланктоном слой на глубинах от 10 до 50 м с биомассой от 10 до 100

мг/м3. На разрезе по 10°ю.ш. наибольшая биомасса занимает участок вблизи экономической зоны (100 мг/м3) за счет развития крупных клеток Шх1гозо1етИа гоЪиз1а. Вблизи экономической зоны на 16°ю.ш. биомасса водорослей по всей толще воды низкая. Наибольшее разнообразие в распределении биомассы прослеживается на южном разрезе. Повышение ее у экономической границы идет в слое выше основного пикноклина в эвфотической зоне. Здесь в массе развивается Сег./а1сМит.

§ 4 Распределение биомассы по глубине на отдельных станциях! Распределение максимумов биомассы в толще воды в основном повторяет и распределение максимумов численности клеток. Так, на севере исследуемой акватории максимумы биомассы -встречаются в большинстве случаев в верхнем перемешанном слое выше пикноклина, а совпадение пиков биомассы и численности происходит за счет интенсивного развития мерисмопедии. На юге совпадение максимумов биомассы и численности происходит за счет развития кокколитин, а на юго-западе пики биомассы возникают вновь за счет развития мерисмопедии.

§ 5 Сравнение распределения численности фитопланктона по глубине с данными других авторов Исследованию вертикального распределения фитопланктона в водах Перуанского района посвящен ряд работ, проведенных в экспедициях Института океанологии в прибрежных и открытых водах этого района. Так, на севере (разрез по 8°ю.ш.) для летнего сезона южного полушария (Суханова и др.,1984) и для. зимнего сезона (Ратькова,1978) для прибрежных вод Перу харак-

терен в основном I максимум численности водорослей. Для вод, расположенных дальше в океан ближе к границе экономической зоны, и в открытых водах района исследования характерно присутствие 2 максимума численности клеток. При этом верхний максимум обычно располагается в слое выше основного пикнокли-на, а нижний в самом слое.

Распределение водорослей в толще воды в нашем районе исследования практически идентично распределению их у восточного побережья Африки в Атлантическом океане от 5° до 22°ю.ш. В этом районе для вертикального распределения фитопланктона характерно наличие в биотопе от I до 2 максимумов численности клеток (Семина, Чыонг,1974). Как и в нашем материале, у Атлантического побережья Африки частота встречаемости максимумов выше основного пикноклина особенно велика в верхних слоях воды, а глубже основного пикноклина частота их встречаемости заметно падает.

§ 6 Влияние концентрации клеток на прозрачность вод

В 18 рейсе НПС "Академик Книпович" нами была предпринята попытка оперативной оценки вертикального распределения фитопланктона с помощью прозрачномера. Для этой цели выбрали участок наибольшего количественного развития фитопланктона на 20°ю.ш. вблизи экономической зоны. Определяя вклад пигментов в общее поглощение света в воде, можно по данным прозрачномера оценить вертикальное распределение фитопланктона. Прозрачность измерялась в красной области спектра, где исключается возможность влияния растворенных органических веществ на поглощение света, и можно судить о присутствии пигментов. Максимумы пигментного поглощения совпадали с максимумами биомассы водорослей, а в слоях наименьшей биомассы фитопланктона

прозрачность вода повышалась в 5-10 раз. Измеряя таким образом прозрачность воды непосредственно "In situ", можно получить экспресс-информацию об обилии водорослей в данной точке океана.

ВЫВОДЫ

1. В исследованном районе юго-восточной части Тихого океана наш определено 212 видов и разновидностей водорослей, относящихся к 4 отделам - диатомовые, перидиниевые, хризофи-товые и синезеленые.

2. Построенные карты ареалов некоторых тропических видов для всего Тихого океана позволяют уточнить биогеографическую природу некоторых видов фитопланктона и оценить их распространение в исследуемом районе.

3. Количество фитопланктона (число клеток) по сборам сетью и батометром больше на Еостоке изученного района (восточнее 85°з.д.) и меньше на западе. Положение пятен внутри богатого и бедного районов по обоим орудиям лова совпадают редко. Для крупного фитопланктона (сборы сетью) характерно наличие 4-х пятен наибольшего количества водорослей на 8-10? 14? 18°и 20° ю.ш. вблизи экономической зоны. Меаду пятнами число клеток уменьшается. Для мелкого фитопланктона (сборы батометром) характерно наибольшее увеличение на юге (по 20° ю.ш. от границы зоны до 85° з.д.).

4. На глубине максимальных значений биомасса больше к востоку от 85° з.д. и меньше западнее, хотя на крайнем .западе она снова увеличивается.

5. Биомасса диатомовых по сборам батометром заметно воз-, растает там, где много сетного фитопланктона - на 14° и 18°ю.ш.

6. Изученный район находится на границе мезотрофного и олиготрофного районов. По разным количественным характеристикам водорослей богатая восточная часть имеет разную протяженность; в целом, она ближе к мезотрофннм районам Тихого океана, а западная - к олиготрофным.

7. Обогащенная фитопланктоном зона к востоку от 85°з.д. соответствует увеличению концентрации биогенных элементов. Пятна наибольшего количества фитопланктона на 8-10°,14°и 18°ю.ш. с преобладанием диатомей вблизи экономической зоны расположены в участках подъема вод и обязаны высокой концентрации фосфатов, нитратов и кремния. Между этими пятнами возрастает количество клеток перидиней. Преобладание перидиней на 20°ю.ш. связано с увеличением концентрации фосфатов и нитратов (кремния мало).

8. Распределение количества фитопланктона по глубине отличается большой пятнистостью. Максимумы численности и биомассы фитопланктона обычно заглублены, что, в свою очередь, зависит от глубины залегания основного пикноклина. Большинство скоплений клеток и максимумов биомассы расположены на глубине выше основного пикноклина и в нем самом. Глубже основного пикноклина максимумы редки.

9. Наиболее благоприятные условия для развития фитопланктона возникают при неглубоко расположенном основном пикно-клине (25-50 м), глубина которого близка к глубине положения компенсационной точки (на 50 м) и относительно высокой концентрации биогенных элементов. Такие условия существуют вблизи границы экономической зоны, особенно на 8-10°, 14°, 18° и 20° ю.ш.

10. Показано, что прозрачномер является хорошим инструментом для оперативной оценки вертикального

распределения обилия фитопланктона, а сравнительный анализ данных прозрачномера и результатов обработки проб позволил сделать вывод, что эффективность использования прибора максимальна при его работе в красной области светового спектра.

По теме диссертации опубликованы следующие работы: I. Левашова G.G. Распределение фитопланктона юго-восточной части Тихого океана от 5° до 20°ю.ш? Тез.докл. Всес. конференции молодых ученых и специалистов "Влияние изменения международно-правового режима Мирового океана на отрасль рыбного хозяйства", Москва, 1982, 25-26.

2. Левашова С.С. Распределение фитопланктона на востоке тропической зоны Тихого океана. Тез. докл. III Всес. конф. по морской биологии, Севастополь, 1988, с.134.

3. Левашова С.С..Левашов Д.Е. Некоторые результаты использования прозрачномера для оценки пространственного распределения фитопланктона /Биология объектов марикультуры/. М., ИОАН, 1987, I08-III.

4. Seraina H.I..levashova S.S. Types of diatom ranges In the tropical Pacific zone. Тез. докл. II Международный симпозиум по живым и ископаемым диатомеям. Сан-Франциско,1990.

I. Левашова С.С. Количественное распределение и видовой состав фитопланктона на востоке тропической части Тихого океана. Рукопись представлена ВНИРО на депонирование, 1991 г.

Сданы в печать следующие работы:

2. Левашов Д.Е..Левашова С.С. К вопросу об использовании спектрального прозрачномера для оценки пространственного распределения фитопланктона //Рыбохозяйственные исследования планктона, Труды ВНМРО, 1991 г.

3. Семина Г.И..Левашова С.С. Фитопланктон и абиотические факторы среды на востоке тропической зоны Тихого океана. Тез.докл. конф. ВГВО, Мурманск, 1991 г.

4. Semina H.I..Levashova S.S. The blogeography of tropical phytoplankton species In the Pacific Ocean.

Подписано к печати 12.02.91 Формат 60хЕ4 1/16 саказ 5$ Объем 1,5 п.л. Бесплатно Тираж 120 экз.

Участок оперативной печати ЗП!!Г0 1071'Ю, Москва, Верхняя Красносельская, д.17