1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Океанология
  4. T. 63, № 4, 2023

Океанология, 2023, T. 63, № 4, стр. 604-617

Первичная и бактериальная продукция в проливе Брансфилда (Антарктика) в летний период

С. А. Мошаров 1, 2, *, И. В. Мошарова 1, 3, Д. И. Фрей 1, А. М. Селиверстова 1, А. А. Латушкин 4, С. В. Гонтарев 1

1 Институт океанологии им. П.П. Ширшова Российской академии наук
Москва, Россия

2 Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана
Москва, Россия

3 Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Биологический факультет
Москва, Россия

4 Морской гидрофизический институт Российской академии наук
Севастополь, Россия

* E-mail: sampost@list.ru

Поступила в редакцию 05.12.2022
После доработки 06.02.2023
Принята к публикации 16.02.2023

Аннотация

В работе представлены результаты измерений пространственного распределения основных параметров первичной продуктивности в проливе Брансфилда антарктическим летом. Интегральная первичная продукция в проливе варьировала от 435 до 741 мгС/м2 в сутки. Доля первичной продукции в общей продукции фито- и бактериопланктона в верхнем 10-м слое составляла 82–91%. Потенциальная фотосинтетическая способность (Fv/Fm) была на высоком уровне в пределах эвфотического слоя (0.418–0.749) во всем районе. Продукционные параметры в двух основных водных массах в проливе не различались. Фотосинтетическая эффективность (соотношение ассимиляционного числа и относительной скорости электронного транспорта, АЧ/rETR) варьировала в разных субрегионах района исследований почти в шесть раз.

Ключевые слова: Первичная продукция, гетеротрофная бактериальная продукция, активная флуоресценция хлорофилла “а”, пролив Брансфилда, Антарктика

Список литературы

  1. Бордовский О.К., Чернякова А.М. Современные методы гидрохимических исследований океана. М.: ИО РАН, 1992. 200 с.

  2. Воробьева О.В., Романова Н.Д., Мошаров С.А. и др. Продукционные характеристики фитопланктона пролива Брансфилд в летний период // Труды ВНИРО. 2020. Т. 181. С. 178–186.

  3. Копылов А.И., Косолапов Д.Б. Микробная петля в планктонных сообществах морских и пресноводных экосистем. Ижевск: КнигоГрад., 2011. 332 с.

  4. Мошаров С.А., Гонтарев С.В., Корсак М.Н. Новый фитоинкубатор с регулировкой температуры и освещенности для определения первичной продукции // Безопасность в техносфере. 2015. № 4. С. 3–9.

  5. Мошаров С.А., Сергеева В.М. Оценка функционального состояния морского фитопланктона по флуоресцентным показателям и соотношению концентраций феофитина и хлорофилла а // Вопросы современной альгологии. 2018. С. 10.

  6. РД 52.24.380-2006 “Массовая концентрация нитратов в водах. Методика выполнения измерений фотометрическим методом после восстановления в кадмиевом редукторе”.

  7. РД 52.24.382-2006 “Массовая концентрация фосфатов и полифосфатов в водах. Методика выполнения измерений фотометрическим методом”.

  8. Серегин С.А., Чмыр В.Д., Кузьменко Л.В. Микропланктон западной части пролива Брансфилда: первичная и бактериальная продукция // Морской экологический журнал. 2006. Т. 5. № 4. С. 73–84

  9. Alderkamp A.-C., Garcon V., de Baar H.J.W., Arrigo K.R. Short-term photoacclimation effects on photoinhibition of phytoplankton in the Drake Passage (Southern Ocean) // Deep Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers. 2011. V 58. P. 943–955. https://doi.org/10.1016/j.dsr.2011.07.001

  10. Alderkamp A.-C., Kulk G., Buma A.G.J. et al. The effect of iron limitation on the photophysiology of Phaeocystis antarctica (Prymnesiophyceae) and Fragilariopsis cylindrus (Bacillariophyceae) under dynamic irradiance: photophysiology under iron limitation // Journal of Phycology. 2012. V. 48. P. 45–59. https://doi.org/10.1111/j.1529-8817.2011.01098.x

  11. Azam F., Fenchel T., Field J.G. et al. The ecological role of water-column microbes in the sea // Mar Ecol Prog Ser. 1983. V. 10. P. 257–263. https://doi.org/10.3354/meps010257

  12. Behrenfeld M.J., Bale A.J., Kolber Z.S. et al. 1996. Confirmation of iron limitation of phytoplankton photosynthesis in the equatorial Pacific Ocean // Nature. 1997. V. 383. P. 508–511. https://doi.org/10.1038/383508a0

  13. Boyd P.W., Strzepek R., Fu F. et al. Environmental control of open-ocean phytoplankton groups: Now and in the future // Limnol. Oceanogr. 2010. V. 55. P. 1353–1376. https://doi.org/10.4319/lo.2010.55.3.1353

  14. Clowes A.J. Hydrology of the Bransfield Strait // Discovery Reports. 1934. V.9. P. 1–64.

  15. Ducklow H.W., Hill S.M. The growth of heterotrophic bacteria in the surface waters of warm core rings // Limnol. Oceanogr. 1985. V. 30. № 2. P. 239–259. https://doi.org/10.4319/lo.1985.30.2.0239

  16. Frey D.I., Krechik V.A., Morozov E.G. et al. Water exchange between deep basins of the Bransfield Strait // Water MDPI. 2022. Vol. 14. P. 3193. https://doi.org/10.3390/w14203193

  17. Fuhrman J.A., Azam F. Bacterioplankton secondary production estimates for coastal waters of British Columbia, Antarctica, and California // Appl. Environ. Microbiol. 1980. V. 39. № 6. P.1086–1095. https://doi.org/10.1128/AEM.39.6.1085-1095.1980

  18. Galbraith E.D., Gnanadesikan A., Dunne J.P. et al. Regional impacts of iron-light colimitation in a global biogeochemical model // Biogeosciences. 2010. V. 7. P. 1043–1064. https://doi.org/0.5194/bg-7-1043-2010

  19. García M.A., López O., Sospedra J. et al. Mesoscale variability in the Bransfield Strait region (Antarctica) during Austral summer // Annales Geophysicae. 1994. V. 12. No. 9. P. 856–867. https://doi.org/10.1007/s00585-994-0856-z

  20. Genty B., Briantais J.-M., Baker N.R. The relationship between the quantum yield of photosynthetic electron transport and quenching of chlorophyll fluorescence // Biochim. Biophys. Acta. 1989. V. 990. P. 87–92.

  21. Gonçalves-Araujo, R., de Souza, M.S., Tavano, V.M. et al. Influence of oceanographic features on spatial and interannual variability of phytoplankton in the Bransfield Strait, Antarctica // J. Mar. Syst. 2015. V. 142. P. 1–15.

  22. Hobbie L.E., Daley R.I. Use of nucleopore filters for counting bacteria by fluorescence microscopy // Appl. and Environ. Microbiol. 1977. V. 33(5). P. 1225–1228. https://doi.org/10.1128/AEM.33.5.1225-1228.1977

  23. Holm-Hansen O., Riemann B. Chlorophyll a determination: improvements in methodology // Oikos. 1978. V. 30. P. 438–447.

  24. Holm-Hansen O., Naganobu N., Kawaguchi S. et al. Factors influencing the distribution, biomass, and productivity of phytoplankton in the Scotia Sea and adjoining waters // Deep-Sea Res. II. 2004. V. 51. P. 1333–1350.

  25. JGOFS (Joint Global Ocean Flux Study Protocols), 1994. Protocols for the Joint Global Ocean Flux Study Protocols (JGOFS) Core Measurements. UNESCO, Paris, pp. 119–122.

  26. Khimchenko E.E., Frey D.I., Morozov E.G. Tidal internal waves in the Bransfield Strait, Antarctica // Russian Journal of Earth Sciences, 2020. V. 20. ES2006. https://doi.org/10.2205/2020ES000711

  27. Kogure K., Fukami K., Simidu U., Taga N. Abundance and production of bacterioplankton in the Antarctic // Mem. Natl. Inst. Polar Res. Spec. Issue. 1986. V. 40. P. 414–422.

  28. Kromkamp J.C., Dijkman N.A., Peene J. et al. Estimating phytoplankton primary production in Lake IJsselmeer (The Netherlands) using variable fluorescence (PAM-FRRF) and C uptake techniques // Eur. J. Phycol. 2008. V. 43. P. 327–344.

  29. Lawrenz E., Silsbe G., Capuzzo E. et al. Predicting the electron requirement for carbon fixation in seas and oceans // PLoS One. 2013. V. 8(3). e58137. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0058137

  30. Mendes C.R.B., de Souza M.S., Tavano V.M. et al. Dynamics of phytoplankton communities during late summer around the tip of the Antarctic Peninsula // Deep-Sea Res. I. 2012. V. 65. P. 1–14.

  31. Meon B., Amon R.M.W. Heterotrophic bacterial activity and fluxes of dissolved free amino and glucose in the Arctic rivers Ob, Yenisei and the adjacent Kara Sea // Aquatic Microbial Ecology. 2004. V. 37. P. 121–135. https://doi.org/10.3354/ame037121

  32. Morán X.A.G, Gasol J.M., Pedrós-Alió C. et al. Dissolved and particulate primary production and bacterial production in offshore Antarctic waters during austral summer: coupled or uncoupled? // Mar. Ecol. Prog. Ser. 2001. V. 222. P. 25–39.

  33. Morozov E.G., Flint M.V., Orlov A.M. et al. Oceanographic and Ecosystem Studies in the Atlantic Sector of Antarctica (Cruise 87 of the Research Vessel Akademik Mstislav Keldysh) // Oceanology. 2022. V. 62. No. 5. P. 721–723.

  34. Norland S. The relationship between biomass and volume of bacteria. In: Kemp P. F., Cole J.J., Sherr B.F., Sherr E.B. (Eds.), Handbook of Methods in Aquatic Microbial Ecology. Lewis Publ, Boca Raton, 1993. P. 303–308. https://doi.org/10.1201/9780203752746-36

  35. Piontek J., Endres S., Le Moigne F.A.C. et al. Relevance of nutrient-limited phytoplankton production and its bacterial remineralization for carbon and oxygen fluxes in the Baltic Sea // Frontiers in Marine Science. 2019. V. 6. Article 581.

  36. Porter K.G., Feig Y.S. The use DAPI for identifying and counting of aquatic microflora // Limnol. Oceanogr. 1980. V. 25. № 5. P. 943−948.

  37. Posch T., Loferer-Krӧßbacher M., Gao G. et al. Precision of bacterioplankton biomass determination: a comparison of two fluorescent dyes, and of allometric and linear volume-to carbon conversion factors // Aquat. Microb. Ecol. 2001. V. 25. P. 55–63. https://doi.org/10.3354/AME025055

  38. Russo A.D.P.G., de Souza M.S., Mendes C.R.B. et al. Spatial variability of photophysiology and primary production rates of the phytoplankton communities across the western Antarctic Peninsula in late summer 2013 // Deep-Sea Res. Part II. 2018. V. 149. P. 99–110. https://doi.org/10.1016/j.dsr2.2017.09.021

  39. Sangrà P., Gordo C., Hernández-Arencibia M. et al. The Bransfield Current system. Deep-Sea Res. I. 2011. V. 58. No. 4. P. 390–402. https://doi.org/10.1016/j.dsr.2011.01.011

  40. Steemann-Nielsen E. The use of radio-active carbon (C14) for measuring organic production in the sea // Journal du Conseil/Conseil Permanent International pour l’Exploration de la Mer. 1952. V. 18. P. 117–140.

  41. Suggett D.J., MacIntyre H.L., Kana T.M. et al. Comparing electron transport with gas exchange: parameterising exchange rates between alternative photosynthetic currencies for eukaryotic phytoplankton // Aquat. Microb. Ecol. 2009. V. 56. P. 147–162. https://doi.org/10.3354/ame01303

  42. Teira E., Mourino-Carballido B., Martinez-Garcia S. et al. Primary production and bacterial carbon metabolism around South Shetland Island in the Southern Ocean // Deep-Sea Res I. 2012. V. 69. P. 70–81. https://doi.org/10.1016/j.dsr.2012.07.002

  43. Tokarczyk R. Classification of water masses in the Bransfield Strait and Southern part of the Drake Passage using a method of statistical multidimensional analysis // Polish Polar Research. 1987. V. 8. P. 333–336.

  44. Valera M., Fernandes E., Serret P. Size-fractionated phytoplankton biomass and primary production in the Gerlache and south Bransfield Straits (Antarctic Peninsula) in Austral summer 1995–1996 // Deep-Sea Res. II. 2002. V. 49. P. 749–768.

  45. Zhou M., Niiler P.P., Hu J.-H. Surface currents in the Bransfield and Gerlache Straits, Antarctica // Deep Sea Res. I. 2002. V. 49. No. 2. P. 267–280. https://doi.org/10.1016/S0967-0637(01)00062-0

  46. Zhou X., Zhu G., Hu S. Influence of tides on mass transport in the Bransfield Strait and the adjacent areas, Antarctic // Polar Science. 2020. V. 23. 100506. https://doi.org/10.1016/j.polar.2020.100506

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Океанология

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал