Многолетние тенденции в динамике развития фитопланктона в поверхностных водах Белого моря: спутниковые наблюдения 2003–2020 гг.

Евгений Александрович Морозов, Дмитрий Викторович Поздняков, Evgeny Morozov, Dmitry Pozdnyakov

Аннотация


Приведены и обсуждаются результаты спутниковых наблюдений за качеством вод в Белом море (БМ) в течение вегетационного периода на протяжении 2003–2020 гг. Впервые получены статистические данные почти на двадцатилетнем временном промежутке по пространственно-временной динамике концентраций хлорофилла а фитопланктона (ХЛ), консервативной фракции растворенного органического вещества (РОВ) и минеральной взвеси, в сочетании с данными о температуре поверхности воды (ТПВ) и речном стоке. Величина и знак изменений указанных параметров в традиционно выделяемых районах морской акватории оказались различными. Выяснилось, что в процентном отношении произошедшие сдвиги ХЛ относительно невысоки. В Онежском и Мезенском заливах, а также в Воронке и Горле за период 2003–2020 гг. ХЛ выросла за вегетационный сезон в целом в диапазоне от 4 до 8 %, а в Кандалакшском заливе и Бассейне снизилась на ~3 – ~4 %. Таким образом, в условиях происходящего климатического сдвига и на фоне зарегистрированного роста от 2 до ~7 % ТПВ, 11–13-процентного суммарного увеличения (за март–октябрь) стока основных рек БМ и связанного с этим увеличения уровня РОВ на ~2–10 %, а также усиления мутности воды, серьезных изменений в уровне продуктивности БМ не обнаружено. Отсутствие в условиях умеренно меняющихся факторов окружающей среды признаков мультипликативного эффекта в динамике первичного продуцирования дает основание полагать, что экологическая система БМ на современном этапе остается устойчивой.


Ключевые слова


Белое море; дистанционное зондирование; хлорофилл; взвешенное минеральное вещество; окрашенное растворенное органическое вещество; температура поверхности воды; сток рек; влияние потепления климата; пространственно-временная динамика параметров качества

Полный текст:

PDF

Литература


Вазюля С., Копелевич О. Сравнительная оценка баланса фотосинтетически активной радиации в Баренцевом, Карском и Черном морях по данным судовых и спутниковых измерений // Фундаментальная и прикладная гидрофизика. 2012. Т. 5(4). С. 47–53.

КашулинН. А.,БеккелундА. К. Изменения климата и цветение Арктического озера Имандра // Биосфера. 2022. Т. 14(2). С. 99–125. doi: 10.24855/biosfera.v14i2.6763

Копелевич О. В., Салинг И. В., Вазюля С. В., Глуховец Д. И., Шеберстов С. В., Буренко В. И., Каралли П. Г., Юшманов А. В.Биооптические характеристики морей, омывающих берега западной половины России, по данным спутниковых сканеров цвета 1998–2017 гг. М.: Ваш формат, 2018. 140 с.

Максимова М., Чугайнова В. Гидрохимический и гидрологический режим прибрежной зоны Белого моря. Марикультура. М.: ИИУ МГОУ, 2014. 200 с.

Серых И. В., Толстиков А. В. Изменения климата западной части Российской Арктики в 1980–2021 гг. Часть 1. Температура воздуха, осадки, ветер // Проблемы Арктики и Антарктики. 2022. Т. 68(3). С. 258–277. doi: 10.30758/0555-2648-2022-68-3-258-277

Тишков А. А., Вайсфельд М. А, Глазов П. М., Морозова О. В., Пузаченко А. Ю., Тертицкий Г. М., Титов С. В.Биотически значимые тренды климата и динамика биоты Российской Арктики // Арктика: экология и экономика. 2019. № 1(33). С. 71–85. doi: 10.25283/2223-4594-2019-1-71-87

Филатов Н. Н., Назарова Л. Е., Георгиев А. П., Семенов А. В., Анциферова А. Р.,Ожигина В. Н., Богдан М. И.Изменение и изменчивость климата Европейского Севера России и их влияние на водные объекты // Арктика. Экология и экономика. 2012. № 2(6). С. 80–94.

Филатов Н. Н., Назарова Л. Е., Дружинин П. В. Влияние климатических и антропогенных факторов на состояние системы «Белое море – водосбор» // Труды Карельского научного центра РАН. 2019. № 9. С. 30–50. doi: 10.17076/lim1117

Ardyna M., Arrigo K. R. Phytoplankton dynamics in a changing Arctic Ocean // Nat. Clim. Change. 2020.Vol. 10. P. 892–903. doi: 10.1038/s41558-020-0905-y

Boddy R., Smith G. Statistical methods in practice: for scientists and technologists. John Wiley and Sons, 2009.29 p.

Bukata R., Jerome J., Kondratyev K., Pozdnyakov D.Optical properties and remote sensing of inland and coastal waters. New York: CRC Press, 1995. 362 p.

Bukata R. P., Pozdnyakov D. V., Jerome J. H., Tanis F. J. Validation of a radiometric color made applicable to optically complex water // Remote Sens. Environ. 2001. Vol. 77(2). P. 165–172.

Filatov N., Pozdnyakov D., Johsannessen O. M., Petterssen L., Bobylev L. White Sea: its marine environment and ecosystem dynamics influenced by global change. Chichester: Springer Praxis, 2005. 472 p.

Frolova A. V., Morozov E. A., Pozdnyakov D. V. The Arctic Ocean primary production in response to amplification of climate change: insights from 2003–2022 satellite data // Izvestiya, Atmospheric and Oceanic Physics. 2023. Vol. 59(12). P. 196–204.doi: 10.1134/S0001433823120095

Hessen D. O., Carroll J.-L., Kjeldstad B., Korosov A. A., Pettersson L. H., Pozdnyakov D. V., SørensenK. Input of organic carbon as determinant of nutrient fluxes, light climate and productivity in the Ob and Yenisey estuaries // Estuar. Coast.Shelf Sci. 2010.Vol. 88(1). P. 53–62. doi: 10.1016/J.ECSS.2010.03.006

Ilyash L. V., Belevich T. A., Zhitina L. S., Radchenko I. G., Ratkova T. N. Phytoplankton of the White Sea // Biogeochemistry of the Atmosphere, Ice and Water of the White Sea / Lisitsyn A., Gordeev V. (eds.). The Handbook of Environmental Chemistry.Vol. 81. Cham: Springer, 2018. P. 187–222. doi: 10.1007/698_2018_320

Kondrik D. V., Pozdnyakov D. V., Pettersson L. H. Particulate inorganic carbon production within E. huxleyi blooms in subpolar and polar seas: a satellite time series study (1998–2013) // Int. J. Remote Sens. 2017. Vol. 38(22). P. 6179–6205. doi: 10.1080/01431161.2017.1350304

Korosov A. A., Pozdnyakov D., Grassl H.Speceborne quantitative assessment of dissolved organic carbon fluxes in the Kara Sea // Advances in Space Research. Special Issue: Oceanography, Cryosphere and Freshwater Flux to the Ocean. 2012. Vol. 50. P. 1173–1188. doi: 10.1016/j.asr.2011.10.008

Kravchishina M., Burenkov V., Kopelevich O., Sheberstov S., Vazulya S., Lisitzin A. New data on the spatial and temporal variability of the chlorophyll a concentration in the White Sea // Doklady Earth Sciences. 2013. Vol. 48(1). P. 120–125. doi: 10.1134/S1028334X13010170

Lee Z., Carder K. L., Arnone R. A. Deriving inherent optical properties from water color: a multiband quasi-analytical algorithm for optically deep waters // Applied Optics. 2002. Vol. 41(27). P. 5755–5772. doi: 10.1364/AO.41.005755

Malysheva A. S., Radchenko I. V. Pozdnyakov D. V. Arctic ocean acidification dynamics during 1993–2021 and its projections for the rest of this century // Fundamental and Applied Hydrophysics. 2023. Vol. 16(4). P. 63–74. doi: 10.59887/2073-6673.2023.16(4)-5

Mobley C. D. Estimation of the remote-sensing reflectance from above-surface measurements // Applied Optics. 1999. Vol. 38(36). P. 7442–7455. doi: 10.1364/AO.38.007442

Petrenko D., Pozdnyakov D., Johannessen J., Counillon F., Sychov V. Satellite-derived multi-year trend in primary production in the Arctic Ocean // Int. J. Remote Sens. 2013. Vol. 34(11). P. 3903–3937. doi: 10.1080/01431161.2012.762698

Pozdnyakov D. V., Johannessen O. M., Korosov A. A., Pettersson L. H., Grassl H. G., Miles M. W. Satellite evidence of ecosystem changes in the White Sea: A semi-enclosed arctic marginal shelf sea // Geophys.Res. Lett. 2007. Vol. 4(8). Art. L08604. doi: 10.1029/2006GL028947

Pozdnyakov D. V., Korosov A. A., Grassl H., Pettersson L. H. An advanced algorithm for operational retrieval of water quality from satellite data in the visible // Int. J. Remote Sens. 2005. Vol. 26(12).P. 2669–2687.

Pozdnyakov D. V., Korosov A. A., Petrova N. A., Grassl H. Multi-year satellite observations of Lake Ladoga's biogeochemical dynamics in relation to the lake's trophic status // Journal of Great Lakes Research. 2013. Vol. 39, Suppl.1. P. 34–45. doi: 10.1016/j.jglr.2013.05.002

Press W. H., Teukolsky S. A., Vettering W. T., Flannery B. P. Numerical recipes in C: the art of scientific computing, 2nd ed., New York: Cambridge Univ. Press, 1992. 452 p.

Roy S., Llwellyn C. A., Egeland E., Johnsen G. (eds.).Phytoplankton pigments. Characterization, chemotaxonomy and applications in oceanography.Cambridge Univ. Press, 2011.845 p.

Sergeeva V. V., Sukhanova I. N., Flint M. V., Polukhin A. A., Klemenetsky V. V., Fedorov A. V. Phytoplankton of the St. Anna Trough: influence of abiotic factors // Oceanology. 2020. Vol. 60. P. 458–472.doi: 10.1134/S0001437020040207

Sokoletsky L. G., Lunetta R. S., Wetz M. S., Paerl H. Assessment of the water quality components in turbid estuarine waters based on radiative transfer approximations // Isr. J. Plant Sci. 2012. Vol. 60(1–2). P. 209–229. doi: 10.1560/IJPS.60.1-2.209




DOI: http://dx.doi.org/10.17076/lim2144

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


© Труды КарНЦ РАН, 2014-2019