Возможность оценки глубины верхнего квазиоднородного слоя по параметрам фитопланктона определенным спутниковыми методами.

Задачей настоящей работы явилось выявление взаимосвязи параметров фитопланктона (содержания хлорофилла а (ХЛ) и биомассы (БМ)), определенных по спутниковым методам, с глубиной верхнего квазиоднородного слоя (ВКС).
При изучении распределения концентрации ХЛ и БМ водорослей в Японском море по судовым данным 30-го рейса НИС «Академик М.А. Лаврентьев», проходившего в период с 26 февраля по 9 марта 2003 года, было выявлено, что отношение ХЛ/БМ наиболее велико на станциях с глубоким ВКС. На этих станциях преобладали более легкие виды микроводорослей. По сравнению с прибрежными станциями, имеющими небольшую глубину ВКС, наблюдалась смена доминирующих групп диатомовых водорослей на динофитовые и мелкие жгутиковые. Численность диатомовых в прибрежной зоне достигала 81% от общей численности фитопланктона, более мелкие формы - динофитовые, золотистые и мелкие жгутиковые водоросли составляли всего 8%, 4% и 6% соответственно.
В этом рейсе нами была исследована структура фитопланктона в антициклоническом вихре, неоднородном в отношении гидродинамики (толщина ВКС в центральной его части в 4-6 раз больше, чем по краям). Выявлено увеличение относительной численности сравнительно легкой водоросли (12,3 нг) Chaetoceros atlanticus в центре вихря, что в очередной раз подтверждает, что при увеличении ВКС получают развитие более мелкие формы микроводорослей. При доверительной вероятности (0,99) коэффициент корреляции между глубиной перемешанного слоя и процентом численности вида Chaetoceros atlanticus был значимым и положительным. Последнее указывает на то, что при увеличении ВКС относительная численность легкой водоросли Chaetoceros atlanticus возрастает. В зимний период вертикальное перемешивание вод является причиной образования ВКС большой глубины. Снижение освещенности приводит к структурным изменениям фитопланктона. Известно, что при этом получают развитие организмы с максимальными коэффициентами размножения, то есть мелкие формы. Это связано с тем, что у более мелких водорослей больше поверхность на единицу БМ, что повышает эффективность потребления питательных веществ и светового потребления. И, кроме того, мелкие формы имеют меньшую скорость погружения, и большее время находятся в эвфотической зоне. Таким образом, отношение ХЛ/БМ позволяет оценивать структурные параметры фитопланктонного сообщества: чем выше это отношение, тем более мелкие формы фитопланктона преобладают в исследуемом районе и тем больше глубина ВКС. Хлорофилл и биомассу фитопланктона возможно определять по спутниковым данным.
Исходя из этого, нами было введено понятие «хлорофильного индекса».
Хлорофильный индекс (Ichl) показывает отношение ХЛ, определенного спутниковым методом, к биомассе, определенной с помощью алгоритма Кларка (tsm Clark). За биомассу принималась величина, равная общей взвеси, определенной по спутниковым данным, за вычетом неорганических и органических взвешенных частиц, определенных эмпирически. Эта взвесь вычислялась как разница между общим взвешенным веществом и биомассой микроводорослей, определенных по судовым данным. Для открытых районов Японского моря в зимний период она составляла около 0,25 мг/л. Это позволило нам составить простое уравнение для характеристики распределения водорослей.
Дальнейший анализ результатов показал, что между глубиной ВКС (НВКС) и хлорофильным индексом (I chl) существует линейная зависимость.
Проведенные нами исследования зависимости между глубиной ВКС и хлорофильным индексом для Японского и Берингова морей показали, что значимая связь между указанными параметрами наблюдается только в зимний период. Это вероятно связано с тем, что зимой глубина ВКС изменяется медленно, и природные сообщества фитопланктона успевает адаптироваться к этим изменениям.
Работа выполнялась в рамках ФЦП “Мировой океан“ и поддержана грантом ДВО РАН (12-III-А-07-045)