Вертикальное распределение хлорофилла и флуоресценции в Черном море | Vertical distribution of chlorophyll and fluorescence in the Black Sea

Temporal and regional changing of vertical distribution of chlorophyll and fluorescence have been revealed using big massive of data obtained by many investigators. In the cold period (December - March) when vertical mixing of upper layer is very intensive the uniform vertical distribution of chlorophyll a concentration is typical for 0-50 m layer in deep-water regions of sea. In warm period (May - October), when the temperature stratification was formed in upper layer, the vertical profiles with one maximum prevailed. The depth of chlorophyll maximum varied significantly and depended on chlorophyll concentration. Increasing of chlorophyll content in plankton results in decreasing of water transparency and irradiance penetration into water layer. It leads to narrow euphotic zone and shallow chlorophyll maximum. Photoadaptation of phytoplankton and rate of nutrients flux from deeper layer to surface are appeared main factors regulating the shape of chlorophyll vertical profile and relative chlorophyll content in phytoplankton. In summer chlorophyll profile differs from phytoplankton biomass profile in amplitude and depth of maximum. These differences due to changing of intracellular chlorophyll concentration (Chl:C), because algae adapt to different ambient irradiance. In summer the mean Chi.C ratio is 0.007 in surface layer and 0.035 - near the bottom of euphotic zone. In winter in mixed layer Chl:C ratio doesn't change with depth and is equal 0.025 on average. Obtained relationships allow to retrieved vertical profile of chlorophyll and phytoplankton biomass based on surface chlorophyll concentration, which give new opportunity for effective using of remote sensing data for solving ecological problems related to productivity and eutrophication in marginal seas.

На основании обобщения большого количества данных, полученных в результате исследований многих авторов, установлены временные и региональные изменения вертикального распределения концентрации хлорофилла, флуоресценции. В холодный период (с декабря по март), когда вертикальное перемешивание поверхностного слоя происходит достаточно активно, концентрация хлорофилла в глубоководных районах моря распределена относительно равномерно в слое до 40 - 50 м. В теплый период (с мая по октябрь), после установления температурной стратификации в верхнем слое, преобладают профили с одним максимумом хлорофилла. Глубина расположения максимума хлорофилла меняется в широких пределах и зависит от его концентрации. Увеличение содержания хлорофилла в планктоне приводит к снижению прозрачности воды и количества света, проникающего в водную толщу, вследствие чего уменьшается зона фотосинтеза и поднимается максимум хлорофилла. Адаптация фитопланктона к свету и скорость потока биогенных веществ из глубинных слоев к поверхности являются основными факторами, регулирующими форму вертикального профиля хлорофилла и его относительное содержание в фитопланктоне. В летний период вертикальное распределение концентрации хлорофилла и биомассы фитопланктона не совпадают. Они различаются по глубине расположения максимумов и их амплитуде. Эти различия обусловлены изменением внутриклеточной концентрации хлорофилла у водорослей, обитающих при разных световых условиях. Летом в поверхностном слое отношение хлорофилла к органическому углероду в фитопланктоне (Хл:С) в среднем составляет 0.007, у основания эвфотической зоны - 0.035. В зимний период Хл:С отношение в верхнем перемешиваемом слое не изменяется с глубиной и в среднем составляет 0.025. Описанные закономерности позволяют с достаточной для многих практических задач точностью восстанавливать вертикальный профиль хлорофилла и биомассу фитопланктона по концентрации хлорофилла в поверхностном слое, что открывает новые возможности для эффективного использования спутниковых данных при решении экологических задач, связанных с продуктивностью и эвтрофикацией Черного моря.