Исследование временной изменчивости структуры фитопланктонного сообщества в Южно-Китайском море по спутниковым данным на различных временных масштабах
Аннотация
Проведено исследование хлорофилла а фитопланктона в Южно-Китайском море и его структурных особенностей, основанных исключительно на объединенных спутниковых данных о цвете океана (Ocean Colour Climate Change Initiative). Южно-Китайское море в значительной степени олиготрофно, и его первичная продукция в основном обеспечивается пикофитопланктоном. Краткосрочные изменения в структуре сообщества пикофитопланктона Южно-Китайского моря, вызванные эффектом ветрового насоса, обусловленного тайфунами, изучаются на основе многолетних (1998–2016 гг.) мультисенсорных спутниковых данных. Применены два алгоритма обработки данных о цвете океана. Первый позволяет выявить общую размерную структуру фитопланктона (с точки зрения его вклада в концентрацию хлорофилла а (chl-a)) и разделить общий chl-a в воде на микро-, нано- и пикофитопланктон. Второй алгоритм количественно оценивает численность клеток трех групп пикофитопланктона, а именно: двух видов прокариотических водорослей Prochlorococcus и Synechococcous и всего сообщества эукариотического пикофитопланктона (пикоэукариоты). В целом наблюдалась долгосрочная тенденция к увеличению chl-a всех размерных классов фитопланктона, хотя относительная доля микро- и нанофитопланктона в общем количестве chl-a была незначительной, в то время как доля пикофитопланктона была несколько более выраженной.Внутри размерного класса пикофитопланктона количество клеток Synechococcous и пикоэукариотов также показало небольшую тенденцию к росту, тогда как численность Prochlorococcus снижалась. Краткосрочная изменчивость, вызванная влиянием прохождения тайфунов, характеризуется сильным ростом chl-a вдоль траектории прохождения, что в конечном итоге может способствовать массовому цветению фитопланктона и увеличению вклада более крупного фитопланктона в общую концентрацию chl-a. В составе пикофитопланктона количество клеток Synechococcus и пикоэукариотов показало некоторое увеличение, в то время как число клеток Prochlorococcus, которые адаптированы к олиготрофным условиям отсутствия тайфунов, уменьшалось. Показано, что временное воздействие ветрового насоса, вызванного тайфуном, на фитопланктонное сообщество длится не более 1 месяца, обычно 2–3 недели. Полученные результаты показывают, что два вышеуказанныхалгоритма обработки данных могут играть важную роль в установлении структуры фитопланктонного сообщества и его динамики в Южно-Китайском море.
Ключевые слова
Полный текст:
PDF (English)Литература
Bai Y., He X., Yu S., Che n C.-T. A. Changes in the ecological environment of the marginal seas along the Eurasian continent from 2003 to 2014. Sustainability. 2018;10:635. doi: 10.3390/su10030635
Brewin R. J. W., Hardman- Mountford N. J., Lavender S. J., Raitsos D. E., Hirata T., Uitz J., Devred E., Bricaud A., Ciotti A., Gentili B. An intercomparison of bio-optical techniques for detecting dominant phytoplankton size class from satellite remote sensing. Remote Sensing Environ. 2011;115:325–339. doi:10.1016/j.rse.2010.09.004
Bricaud A., Allali K., Morell A., Marie D., Veldhuis M. J. W., Partensky F., Vaulot D. Divinyl chlorophyll a-specific absorption coefficients and absorption efficiency factors for Prochlorococcus marinus: kinetics of photoacclimation. Mar. Ecol. Prog. Ser. 1999;188: 21–32. doi: 10.3354/meps188021
Brown O. B., Minnett P. J. MODIS infrared sea surface temperature algorithm — Algorithm Theoretical Basis Document (technical report, product MOD28). University of Miami. Miami; 1999. 83 p.
Chen Y.-L. L., Chen H.-Y., Lin I.-I., Lee M.-A., Chang J. Effects of cold eddy on phytoplankton production and assemblages in Luzon Strait bordering
the South China Sea. J. Oceanogr. 2007;63:671–683.
doi: 10.1007/s10872-007-0059-9
Chen B., Liu H., Landry M. R., Dai M., Huang B., Sun J. Close coupling between phytop lankton growth and microzooplankton grazing in the western South China Sea. Limnol. Oceanogr. 2009;54(4):1084–1097.
doi: 10.4319/lo.2009.54.4.1084
Chen X., Pan D., He X., Bai Y., Wang D. Phytoplankton bloom and sea surface cooling induced by Category 5 Typhoon Megi in the South China Sea: direct multi-satellite observations. Proc. SPIE 8175, Remote Sensing of the Ocean, Sea Ice, Coastal Waters, and Large Water Regions. 2011;817519. doi: 10.1117/12.897853
Chen Y., Tang D. Eddy-feature phytoplankton blo o m induced by a tropical cyclone in the South China Sea. Int. J. Remote Sens. 2012;33(23):7444–7457. doi: 10.1080/01431161.2012.685976
Eppley R. W., Peterson B. J. Particulate organic matter flux and planktonic new production in the deep ocean. Nature. 1979;282:677–680.
Fang M., Ju W., Liu X., Yu Z., Qiu F. Surface chlorophylla concentration spatio-temporal variations in the northern South China Sea detected using MODIS data. Terr. Atmos. Ocean. Sci. 2015;26(3):319–329. doi: 10.3319/TAO.2014.11.14.01(Oc)
Grant M., Jackson T., Chuprin A., Sathyendranath S., Zühlke M., Dingle J., Storm T., Boettcher M., Fomferra N. Ocean Colour Climate Change Initi ative (OC_CCI) – Phase two, Product user guide / Plymouth Marine Laboratory. 2017. Iss. 3.1.0.
Huang B., Hu J., Xu H., Cao Z., Wang D. Phytoplankton community at warm eddies in the northern South China Sea in winter 2003/2004. Deep Sea Res. II: Topical Studies in Oceanography. 2010;57(19–20): 1792–1798. doi: 10.1016/j.dsr2.2010.04.005
DOI: http://dx.doi.org/10.17076/lim2060
Ссылки
- На текущий момент ссылки отсутствуют.
© Труды КарНЦ РАН, 2014-2019