Spatial distribution of chlorophyll-a concentration in hydrological, hydrochemical and hydroptical conditions of the Black sea in spring 2021
##plugins.themes.ibsscustom.article.main##
Google Scholar
##plugins.themes.ibsscustom.article.details##
Abstract
According to the data of cruise 116 of the R/V «Professor Vodyanitsky» in April — May 2021, the features of the spatial distribution of the concentration of chlorophyll-a (Chl) were analyzed, taking into account hydrological, hydrochemical and hydrooptical environmental factors in the upper 50-meter layer of the northeastern part of the Black Sea. The influence of hydrological and hydrooptical environmental factors on the spatial distribution of chlorophyll-a (Chl) concentration in the upper 50-meter layer of the northeastern part of the Black Sea by the data of 116 cruise of the R/V «Professor Vodyanitsky» in April — May 2021, were analyzed. The highest mean values of Chl 2,3 ± 0,7 µg/l were observed in the 0–20 m layer and the lowest 0,6 ± 0,3 µg/l at 50 m in the region of the Southern Coast of Crimea (South Coast) and the Caucasus. In areas with maximum Chl, high values of water temperatures (13,3 ± 0,6 °C), oxygen concentrations (7,5 ± 0,1 µg/kg) at low salinity values (18,4 ± 0,1 psu) were revealed, which was confirmed by correlation analysis. Significant positive relationships were established between the concentration of chlorophyll-a and temperature (r = 0,8), oxygen (r = 0,5), turbidity (r = 0,9) and negative — with salinity (r = –0,6) in the 20 m layer in the Caucasus region. Similar connections are established at 50 m in the South Coast region. The highest Chl values in areas with high oxygen concentrations indicate the accumulation of phytoplankton in them, which releases oxygen during photosynthesis. High turbidity values characterize the presence of suspended matter in these areas. After a warm winter, low Сhl values were observed in April 2021, by satellite observations was confirmed. The Chl maximum observed in the deep part of the sea coincided with the temperature minimum, salinity maximum, which is associated with the rise of water from deeper layers to the surface due to Ekman pumping. The Rim current had a zonal orientation with two current velocity maxima (3.5 cm/s) near the SCC and (2.5 cm/s) and Caucasus coast. The surface waters circulation explains the largest area of distribution of chlorophyll-a with concentration > 2,5 μg/l in the western part of the investigation region.
Authors
References
Востоков С. В., Лобковский Л. И., Востокова А. С., Соловьев Д. М. Сезонная и многолетняя изменчивость фитопланктона в Чёрном море по данным дистанционного зондирования и контактным измерениям хлорофилла а // Доклады Академии наук. – 2019. – Т. 485, № 1. – С. 99–103. – https://doi.org/10.31857/S0869-5652485199-103
Горячкин Ю. Н., Иванов В. А. Изменчивость солёности поверхностных вод в прибрежной зоне Южного берега Крыма // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. – 2005. – Вып. 12. – С. 21–27.
Демьянов В. В., Савельева Е. А. Геостатистика: теория и практика. – Москва : Наука, 2010. – 327 с.
Иванов В. А., Белокопытов В. Н. Океанография Чёрного моря / Мор. гидрофиз. ин-т НАН Украины. – Севастополь : МГИ, 2011. – 209 с.
Комплексные океанографические исследования Чёрного моря / В. В. Ефимов [и др.] ; отв. ред. Б. А. Нелепо. – Киев : Наук. думка, 1980. – 240 с.
Кордзадзе А. А., Деметрашвили Д. И., Сурмава А. А. О реакции гидрологического режима Чёрного моря на изменчивость атмосферных процессов // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. – 2004. – Вып. 10. – С. 265–277.
Крашенинникова С. Б., Минкина Н. И., Самышев Э. З., Шокурова И. Г. Влияние комплекса факторов среды на биомассу фитопланктона и зоопланктона в Чёрном море в весенний период // Экология и строительство. – 2019. – № 4. – C. 14–21. – https://doi.org/10.35688/2413-84522019-04-002
Кривенко О. В., Пархоменко А. В. Пространственная и временная изменчивость биомассы фитопланктона в Чёрном море за период 1948–2001 гг. // Морской экологический журнал. – 2010. – Т. 9, № 4. – C. 5–24.
Ли Р. И., Сысоева И. В., Сысоев А. А., Латушкин А. А. Структура фитопланктона Чёрного моря в весенний период // Изучение водных и наземных экосистем: история и современность : междунар. науч. конф., посвящ. 150-летию Севастоп. биол. станции – Ин-та биологии юж. морей им. А. О. Ковалевского и 45-летию НИС «Профессор Водяницкий», 13–18 сент. 2021 г., Севастополь, Рос. Федерация : тез. докл. – Севастополь : ФИЦ ИнБЮМ, 2021. – С. 281–282. – URL: https://repository.marine-research.org/handle/299011/10548 (дата обращения: 01.03.2022).
Финенко З. З., Масурова И. М., Ковалева И. В., Георгиева Е. Ю. Развитие фитопланктона в зимне-весенний период в прибрежных водах Крыма // Морской биологический журнал. – 2021. – Т. 6, № 1. – С. 102–114. – https://doi.org/10.21072/mbj.2021.06.1.08
Финенко Г. А., Романова З. А., Аболмасова Г. И., Аннинский Б. Е. Трофические взаимоотношения в планктонном сообществе Чёрного моря на современном этапе // Экология моря : сб. науч. тр. / Нац. акад. наук Украины, Ин-т биологии юж. морей им. А. О. Ковалевского. – Севастополь : ИнБЮМ, 2006. – Т. 71. – С. 50–54.
Чурилова Т. Я., Суслин В. В., Кривенко О. В., Ефимова Т. В., Моисеева Н. А. Спектральный подход к оценке скорости фотосинтеза фитопланктона в Чёрном море по спутниковой информации: методологические аспекты развития региональной модели // Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Биология. – 2016. – Т. 9, № 4. – С. 367–384. – https://doi.org/10.17516/1997-1389-2016-9-4-367-384
Шемшура В. Е., Финенко З. З., Бурлакова З. П., Крупаткина Д. К. Оценка первичной продукции морского фитопланктона по хлорофиллу «а», относительной прозрачности и спектрам восходящего излучения // Океанология. – 1990. – Т. 30, № 3. – С. 479–485.
Юнев О. А. Эвтрофикацияигодоваяпервичнаяпродукцияфитопланктонаглубоководнойчасти Чёрного моря // Океанология. – 2011. – Т. 51, № 4. – С. 658–668.
Chu P. C., Ivanov L. M., Margolina T. M. Seasonal variability of the Black Sea chlorophyll-a concentration // Journal of Marine Systems. – 2005. – Vol. 56, iss. 3/4. – P. 243–261. – https://doi.org/10.1016/j.jmarsys.2005.01.001
Finenko Z. Z., Suslin V. V., Kovaleva I. V. Seasonal and long-term dynamics of the chlorophyll concentration in the Black Sea according to satellite observations // Oceanology. – 2014. – Vol. 54, iss. 5. – P. 596–605. – https://doi.org/10.1134/S0001437014050063
Krasheninnikova S. B., Minkina N. I., Shokurova I. G., Samyshev E. Z. Comprehensive analysis of the distribution of ecosystem components in the Black Sea taking into account hydrochemical and hydrometeorological factors // Water Resources. – 2022. – Vol. 49, iss. 1. – P. 134–141. – https://doi.org/10.1134/S0097807822010092
Mikaelyan A. S., Zatsepin A. G., Chasovnikov V. K. Long-term changes in nutrient supply of phytoplankton growth in the Black Sea // Journal of Marine Systems. – 2013. – Vol. 117/118. – P. 53–64. – https://doi.org/10.1016/j.jmarsys.2013.02.012
Ocean Seven 320 Plus WOCE-CTD // Indronaut : website. – Italy, [19??]. – URL: https://www.idronaut.it/multiparameter-ctds/oceanographic-ctds/os320plus-oceanographic-ctd/ (date of access: 01.03.2022).
NRT satellite data // Marine portal : website / Marine Hydrophysical Institute of RAS. – Sevastopol, 2002. – URL: http://dvs.net.ru/mp/data/modis/2105/210509lg.gif (date of access: 01.03.2022).
Oguz T., Ducklow H. W., Malanotte-Rizzoli P., Murray J. W., Shushkina E. A., Vedernikov V. I., Ulnuata U. A physical-biochemical model of phytoplankton productivity and nitrogen cycling in the Black Sea // Deep Sea Research. Part I, Oceanographic. – 1999. – Vol. 46, iss. 4. – P. 597– 636. – https://doi.org/10.1016/S0967-0637(98)00074-0
Russo R. Statistics for the behavioral sciences: an introduction. – [S. l.] : Taylor and Francis, 2004. – 256 p.
Silkin V. A., Pautova L. A., Giordano M., Chasovnikov V. K., Vostokov S. V., Podymov O. I., Pakhomova S. V., Moskalemko L. V. Drivers of phytoplankton blooms in the northeastern Black Sea // Marine Pollution Bulletin. – 2019. – Vol. 138. – P. 274–284. – https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2018.11.042
Yunev O. A., Moncheva S., Carstensen J. Long-term variability of vertical chlorophyll a and nitrate profiles in the open Black Sea: eutrophication and climate change // Marine Ecology Progress Series. – 2005. – Vol. 294. – P. 95–107. – https://doi.org/10.3354/meps294095