Влияние толщины, состояния поверхности льда и концентрации фитопланктона на подлёдную освещённость вод залива Петра Великого Японского моря по наблюдениям 2010–2016 гг.

Получены и проанализированы данные по надледной и подледной освещенности почти в двухстах экспериментах, проведенных на 60 станциях в прибрежных районах залива Петра Великого (Японское море) во время устойчивого ледостава с января по март 2010–2016 гг. Измерения осуществляли со льда на гидрологических станциях с помощью автономного зондирующего комплекса SBE-19plus (Sea-Bird Eleсtroniсs. Inс., США). Ослабление освещенности оценивали в двух двухметровых слоях по коэффициентам: К₂₀ — (логарифм отношения ФАР2/ФАР0 — «лёд+подлёдная вода») и К₄₂ — Lg(ФАР4/ФАР2) — в слое воды между горизонтами 2 и 4 м. Было установлено влияние «эффекта лунки» на измерения подледной освещенности. Показано, что «эффект лунки» не проявлялся на глубинах ниже 2 м. Выявлена обратная зависимость подледной освещенности от толщины льда и снежного покрова на его поверхности. При проведении эксперимента в один день (нами было выбрано 11.03.2010 г.), ослабление освещенности было прямо пропорционально толщине льда. Коэффициент детерминации был положительным и значимым. В случае вычисления коэффициента детерминации между этими параметрами в течение всей зимы, он был недостоверным. Предполагается, а затем и подтверждается, что на связь освещенности и толщины льда накладываются другие факторы, в частности, концентрации фитопланктона в подледном слое. Использование дистанционных методов исследования позволило заключить, что средних по сезону значений освещенности в исследуемом регионе достаточно для развития фитопланктона подо льдом.

1. Eicken H., Bluhm B.A., Collins R.E., Gradinger R.R. et al. Field Techniques in Sea-Ice Research in Cold Regions // Science and Marine Technology, [Ed. H. Shen], in Encyclopedia of Life Support Systems (EOLSS), Developed under the Auspices of the UNESCO, Eolss Publishers, Paris, France, 2014. URL: http://www.eolss.net.

2. Untersteiner N. On the mass and heat budget of Arctic sea ice // Archiv fur Meteorologie, Geophysik und Bioklimatologie. 1961. Ser. A, Bd. 12, Ht. 2. P. 151–182.

3. Thomas C.W. On the transfer of visible radiation through sea ice and snow // Journal of Glaciology. 1963. V. 4, N34. P. 481–484.

4. Черниговский Н.Т. Радиационные свойства ледяного покрова центральной Арктики // Труды Арктического и Антарктического научно-исследовательского института. 1963. Т. 253. С. 249–260.

5. Weller G.E. Radiation diffusion in Antarctic ice media // Nature. 1969. V. 221, N5178. P. 355–356.

6. Weller G.E., Schwerdtfeger P. Radiation penetration in Antarctic plateau and sea ice // Polar meteorology. World Meteorological Organization Technical Note. 1967. N87. P. 120–141.

7. Маршунова М.С. Основные закономерности радиационного баланса подстилающей поверхности и атмосферы в Арктике // Труды Арктического и Антарктического научно-исследовательского института. 1961. Т. 229. С. 5–53.

8. Брязгин Н.Н., Коптев А.П. О спектральном альбедо снежно-ледяного покрова // Проблемы Арктики и Антарктики. 1969. Т. 31. С. 79–83.

9. Grenfell T.C., Maykut G.A. The optical properties of ice and snow in the Arctic Basin // Journal of Glaciology. 1977. V. 18, N 80. P. 445–463.

10. Ривьер И.К. Особенности планктоценозов озер в разные экологические периоды (подледный и открытой воды) // Труды ИБВВ РАН. 2016. Т. 77, вып. 74. С. 59–75.

11. Ерина О.Н., Пуклаков В.В., Соколов Д.И., Гончаров А.В. Подледное цветение фитопланктона в Можайском водохранилище // Экологический сборник 7: Труды молодых ученых. Всероссийская (с международным участием) молодежная научная конференция. 2019. № 1. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/podlednoe-tsveteniefitoplanktona-v-mozhayskom-vodohranilische (дата обращения: 07.08.2019). КиберЛенинка: https://cyberleninka.ru/article/n/podlednoe-tsvetenie-fitoplanktona-v-mozhayskom-vodohranilische.

12. Звалинский В.И., Марьяш А.А., Стоник И.В., Швецова М.Г., Сагалаев С.Г., Бегун А.А., Тищенко П.Я. Продукционные и гидрохимические характеристики льда, подледной воды и донных осадков эстуария реки Раздольной (Амурский залив, Японское море) в период ледостава // Биология моря. 2010. Т. 36, № 3. С. 186–195.

13. Orlova T.Y., Efimova K.V., Stonik I.V. Morphology and molecular phylogeny of Pseudohaptolina sorokinii sp. nov. (Prymnesiales. Haptophyta) from the Sea of Japan. Russia // Phycologia. 2016. V. 55, N5. P. 506–514. doi: 10.2216/15–107.1

14. Kevin R.A., Perovich D.K., Pickart R.S. et al. Massive Phytoplankton Blooms Under Arctic Sea Ice // Science. 2012. V. 336. P. 1408.

15. Стоник И.В. Фитопланктон Амурского залива (Японское море) в условиях евтрофирования: Автореф. дис. … канд. биол. наук. Владивосток: ИБМ ДВО РАН, 1999. 26 с.

16. Паутова Л.А., Силкин В.А. Зимний фитопланктон северо-западной части Японского моря. Некоторые закономерности формирования структуры фитоцена в прибрежном мелководье // Океанология. 2000. Т. 40, № 4. С. 553–561.

17. Захарков С.П., Лобанов В.Б., Гордейчук Т.Н., Морозова Т.В., Штрайхерт Е.А. Пространственная изменчивость хлорофилла «а» и видового состава фитопланктона в северо-западной части Японского моря в зимний период // Океанология. 2012. Т. 52, № 3. С. 381–391.

18. Рубин А.Б. Биофизика фотосинтеза и методы экологического мониторинга // Технология живых систем. 2005. Т. 2. С. 47.

19. Ильяш Л.В., Запара Е.В. Конкуренция двух морских диатомовых водорослей за азот мочевины и нитратов при трех уровнях освещенности // Журн. общ. биол. 2006. Т. 67, № 6. С. 464–475.

20. Международная символика для морских ледовых карт и номенклатура морских льдов. Л.: Гидрометеоиздат, 1984.

21. Джонсон Н., Лион Ф. Статистика и планирование эксперимента в технике и науке: Методы обработки данных. М.: Мир, 1980. 510 с.

22. Захарков С.П., Шамбарова Ю.В., Гордейчук Т.Н., Стоник И.В., Штрайхерт Е.А. Возможность использования данных зонда SBE для калибровки спутниковых данных концентрации хлорофилла А в Японском море // Известия ТИНРО. 2014. Т. 177. С. 209–218.