книги из ГПНТБ / Семина, Г. И. Фитопланктон Тихого океана = Pacific Phytoplankton

УДК 581.526.325

I «

Фитопланктон Тихого океана. С е м и н а Г. И. 1974 г. М., «Наука»,

стр. 1—237.

Описаны планктонная флора, типы ареалов, фитогеографиче­ ское деление океана, численность и биомасса фитопланктона (рас­ смотренные по площади океана и по глубине). Определен биотоп фитоцена, оценено влияние граничных условий и условий в тол­ ще биотопа на распределение численности водорослей, их разме­ ров и клеток различной формы. Рассмотрено влияние на все эти показатели основных экологических факторов. Дана целостная картина жизни тихоокеанского фитопланктона, причинно объяс­ ненная через небольшое число параметров биотопа.

Монография рассчитана на научных работников в области экологии, биогеографии, океанологии, гидробиологии, гидроопти­ ки, работников рыбной промышленности, аспирантов и студентов. Табл. 32. Илл. 52, Библ. 450 назв.

ВВЕДЕНИЕ

Материал для настоящего исследования был собран в экспеди­ циях Института океанологии им. П. П. Ширшова АН СССР на­ чиная с 1954 г., когда «Витязь» впервые начал работать в откры­ том океане. В четырех экспедициях автор настоящей моногра­ фии участвовал в сборах фитопланктона и в значительной мере провел его предварительную обработку. Материал из других рейсов был собран и частично обработан другими сотрудниками Лаборатории планктона Института океанологии (см. главу «Ма­ териал и методика»).

Большой объем материала, собранного Институтом океаноло­ гии, позволил выявить крупно- и среднемасштабные закономер­ ности распределения фитопланктона на большей части аквато­ рии Тихого океана. Работы в комплексных экспедициях дали возможность сравнивать распределение фитопланктона с распре­ делением гидрологических и гидрохимических характеристик и таким образом установить причины наблюдаемого распределе­ ния фитопланктона. На этом основана вся экологическая часть работы.

Огромное значение имела также возможность получить не только данные, но и многочисленные ценные консультации спе­ циалистов смежных областей науки, что является очень важным преимуществом работы в комплексном институте. Предлагаемое исследование в основном построено именно на материале, со­ бранном и обработанном в Институте океанологии. В обзоре ли­ тературы в каждой главе настоящей работы я старалась пока­ зать направление работ, которые проводились до нас, и, следова­ тельно, объективно существовавшие задачи нашего исследования. В целом оказалось, что в экологии фитопланктона господствует физиологический подход, тогда как рассмотрению условий оби­ тания и связи водорослей с естественными условиями обитания и происходящими в среде процессами было уделено меньше вни­ мания. Для такого анализа наиболее пригодны материалы, со­ бранные Институтом океанологии.

В связи с изложенным главной целью работы было следую­ щее: определить основные биологические особенности тихооке­ анского фитопланктона (распределение видов, численности, био­

5

массы, размеров клеток) и затем найти те характеристики внеш­ ней среды, которые определяют перечисленные особенности. В работе проведено сравнение крупно- и среднемасштабных за­ кономерностей распределения биологических и абиотических ха­ рактеристик.

Еще при работах в дальневосточных морях выяснилось, что одной из главных является следующая проблема: какой слой воды может использовать фитопланктон в разных условиях. Это привело к необходимости классифицировать водные слои с биоло­ гической точки зрения и впоследствии позволило установить био­ топ растительной части планктонного сообщества (фитоцена). Дальнейшая разработка этой проблемы показала зависимость некоторых экологических характеристик фитопланктона от осо­ бенностей биотопа.

Мною выделена нижняя граница биотопа фитоцена — основ­ ной пикноклин. В работе показано, какой из слоев скачка в каж­ дом конкретном участке океана является основным пикноклином.

Изучение слоев скачка плотности с точки зрения их влияния на фитопланктон проводится уже многие годы разными исследо­ вателями. Однако никто не придавал особого значения тому, ка­ кой именно скачок изучается. Обычно это был верхний слой скачка. Природа скачка и гомологии оставались вне поля зрения. Но верхним скачком мог быть и основной пикноклин и сезонный слой скачка. В данной работе показано, как важно для водорос­ лей, что скачки плотности имеют разную природу и происхожде­ ние и поэтому влияют на фитопланктон по-разному. Установление естественных границ среды обитания фитопланктона позволило по-другому ставить вопрос об абиотических факторах, влияющих на фитопланктон. В своей работе я различаю: 1) условия в тол­ ще биотопа; 2) условия на его нижней границе (граничные усло­ вия) и 3) условия за пределами биотопа. В настоящее время, ког­ да Институт океанологии переходит к математическому модели­ рованию планктонных сообществ, очень важно знать граничные условия их биотопов.

Изучение океанского фитопланктона имеет практическое зна­ чение. Хорошо известны его значение в пищевых сетях и индика­ торная роль. Известны также возникающие периодически у бере­ гов сильные цветения («red-tide»), ведущие к заморам рыб и моллюсков. Для целей палеогеографии важно знание распре­ деления видов в современных условиях. Реже упоминается зна­ чение фитопланктона для оптических исследований. Для гидро­ оптики важно знать общее число клеток, содержание пигментов, а также размерную структуру фитопланктона, на которую в дан­ ной работе обращено большое внимание. Знание размеров водо­ рослей необходимо также и для палеогеографии.

Настоящее исследование выполнено в Лаборатории планкто­ на Института океанологии им. П. П. Ширшова АН СССР, воз­ главлявшейся сначала проф. П. И. Усачевым, затем членом-корр.

6

Г л а в а I

МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА

Материал

В основу работы положен материал по фитопланктону, собран­ ный в Тихом океане в десяти рейсах «Витязя» и одном рейсе «Академика Курчатова» (табл. 1) сотрудниками Лаборатории планктона Института океанологии имени П. П. Ширшова АН

СССР. Автор принимал участие в сборах в 20, 22, 26-м рейсах «Витязя» и 4-м рейсе «Академика Курчатова». Материал соби­ рался в разные годы и разные сезоны года. Эта разновремен­ ность сборов незначительно отражается на крупномасштабных закономерностях распределения фитопланктона, так как особен-

8

Рис. 1. Карта станций, сделанных судами Института океанологии

Сборы: 1 — сетью; 2 — батометром

ности океана, от которых зависят эти закономерности, устойчивы во времени, они квазистационарны. Мгновенное состояние океа­ на в отличие от атмосферы приблизительно подобно его средне­ му многолетнему состоянию, так как инерция океана больше, чем атмосферы (Бурков, Монин, 1973).

В работе использованы данные с 327 станций, взятых бато­ метром Нансена и с 541 станции, взятых сетью Джедея (рис. 1). Сборы батометром проводились по горизонтам 0, 10, 25, 50, 75, 100, 150, 200 м (иногда дополнительно с 5 и 35 м). Сборы сетью проводились в слое 0—100 м и 0—25, 25—50, 50—100, 100—

9