авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 || 3 |

Гидрохимическая структура и формирование биологической продуктивности вод в районе канарского апвеллинга

-- [ Страница 2 ] --

В океанической части при отсутствии нитратного азота количество аммонийного азота, который также может быть использован в процессах первичного продуцирования, изменялось в широких пределах (от значений менее 0.1 до 1.9 мкг-ат/л).

Повышенные концентрации мочевины (до 1,1 мкг-ат/л) отмечались как в прибрежных зонах интенсивного подъема вод, так и в океанической части (рис. 2), причем в прибрежной зоне эти концентрации равномерно распределены по вертикали, что вероятно связано со скоплением зоопланктона.

Органические формы азота и фосфора в поверхностном слое характеризовались пятнистым распределением (рис. 2). В океанической части они практически повсеместно преобладали над минеральными формами и их доля изменялась от 86 до 99% (для азота) и от 50 до 85% (для фосфора) (рис. 3). Исчерпание минеральных форм азота свидетельствует об образовании первичной продукции за счет рециклинга азота или процессов азотфиксации. Отчетливо прослеживалось увеличение органических форм азота и фосфора в направлении от берега в открытую часть океана (рис. 3).

В придонных слоях в прибрежной зоне доля органического азота и фосфора варьировала от 63 до 85% и от 8 до 29% соответственно. В океанической части она была значительно ниже и составляла 41-57% и от аналитического нуля до 6% соответственно, что может быть обусловлено как интенсификацией деструкционных процессов в придонных слоях, так и интенсивным обменом вода-дно.

В толще воды содержание органического азота и фосфора характеризуется несколькими промежуточными максимумами. "Детритный" максимум приурочен к слою сезонного пикноклина на глубинах от 50 до 75 м. Он обусловлен скоплением детрита, опустившегося из эвфотического слоя и более четко выражен при увеличении интенсивности фотосинтетической деятельности фитопланктона. Скачки максимумов проявляются также на глубинах 150-200 м и 400-500 м, что, вероятно, связано со скоплением на этих глубинах бактеро- и зоопланктона. Таким образом, продукционно-деструкционные процессы, наряду с динамическими, определяют гидрохимическую структуру вод в районе Канарского апвеллинга.

Показано, что железо (сумма двух- и трехвалентного) распределено по всей акватории неравномерно, пятна с максимальными концентрациями (от 18.6 до 48.1 мкг/л) в поверхностном слое совпадают с зонами повышенных концентраций органических форм фосфора (рис.2). Сложность вертикального и горизонтального распределения суммарного железа в зоне подъема вод определяется, как большим разнообразием форм его нахождения в океанических водах в зависимости от рН и Еh (редокс-потенциала) среды, так и источниками попадания его в толщу воды, в частности с эоловыми потоками из Сахары.

Для прибрежной зоны и периферии шельфа Северо-Западного побережья Африки были рассчитаны среднемесячные значения температуры, солености, содержания фосфатов и растворенного кислорода. Распределение фосфатов и растворенного кислорода в этих зонах согласуется с особенностями распределения температуры и солености и во многом определяется сезонным характером апвеллинга и внутригодовой изменчивостью положения СМФ.

По характеру распределения выделены два района с повышенным содержанием фосфатов. Пространственно-временная изменчивость положения зон максимальных концентраций (0.95 - 1.15 мкг-ат/л) в первом районе обусловлена сезонными миграциями СМФ и влиянием вод ЮАЦВ. Северная граница повышенных концентраций фосфатов (более 0.65 мкг-ат/л) в течение года находится в районе 22°30 с.ш., что определяется областью распространения ЮАЦВ, а южная смещается с 19°30 с.ш. (положение в августе) до 16° с.ш. (в марте), вместе со смещением СМФ. Южнее 18° с.ш., куда в теплый период года распространяется тропическая поверхностная водная масса, апвеллинг не прослеживается, содержание фосфатов уменьшается до 0.25 мкг-ат/л. Между 24°30 и 28°00' с.ш. выделен участок с концентрацией фосфатов от 0.45 до 0.65 мкг-ат/л, приуроченный к зоне интенсивного апвеллинга.

На периферии шельфа картина распределения аналогична, но концентрации минерального фосфора значительно ниже (от 0.85 до 0.1мкгат/л), что связано с его ассимиляцией в процессе фотосинтеза.

Во втором районе (32° с.ш.) максимальные значения фосфатов (0.85-1.25 мкгат/л) в прибрежной зоне отмечались в течение всего года, а по периферии шельфовой зоны в ноябре-декабре. Возможно, это связано с их накоплением в циклонических вихрях в этом районе или с хозяйственной деятельности человека.

По распределению растворенного кислорода также выделены два района. Граница между ними определяется как различными характеристиками водных масс северного и южного происхождения, так и сезонной изменчивостью положения зон интенсивного апвеллинга и располагается между 22 и 23° с.ш. В северной части преобладают более высокие значения растворенного кислорода (5.0-6.0 мл/л), к югу – более низкие (4.1- 4.9 мл/л). В летний период (июнь - октябрь) на акватории между 26°30' и 29°30' с.ш. отмечается увеличение интенсивности апвеллинга и уменьшение значений растворенного кислорода до 4.8-4.2 мл/л. В районе между 33° и 35° с.ш. в летний период концентрации растворенного кислорода (более 6.0 мл/л) возрастают параллельно с уменьшением содержания минерального фосфора, что свидетельствует об интенсивных процессах фотосинтеза.

Повсеместно содержание растворенного кислорода увеличивается по мере удаления вод от центра апвеллинга в результате фотосинтеза. Однако по периферии шельфа с сентября по ноябрь воды со значениями растворенного кислорода меньше, чем в прибрежной зоне (менее 5.0 мл/л), распространяются на север до 27° с.ш., что свидетельствует о преобладании здесь деструкционных процессов.

Для уточнения структуры поверхностных вод была выполнена классификация с привлечением в качестве данных в узлах регулярной сетки не только среднемноголетних значений температуры и солености, но также концентраций растворенного кислорода и фосфатов. Для теплого и холодного периодов года выделено 5 подрайонов (классов) (рис. 4). Среднеклассовые значения параметров представлены в табл. 1.

Первый подрайон занимает значительную часть шельфа Марокко: летом - от 21°00' с.ш. (м. Кап Блан) до 33°00' с.ш., зимой – от 21°00' с.ш. до 3020' с.ш. Структура поверхностных вод в этом подрайоне формируется за счет вод Канарского течения, которое на широте м. Кап Блан (21° с.ш.) отклоняется на запад и дает начало Северному Пассатному течению. Среднеклассовые концентрации минерального фосфора в первом подрайоне в течение всего года невысоки, что определяется процессами фотосинтеза. На южную часть подрайона существенно влияет СМФ, который в летний период может достигать 24° с.ш.

Рис.2. Распределение органических форм фосфора (Рорг.) и азота (Nорг.), азота мочевины (Nurea.) (мкг-ат/л) и железа (мкг/л) в поверхностном слое

А) Б)

Рис. 3. Схема поверхностного распределения долей органического фосфора (А) и азота (Б) от их суммарного содержания, % (лето 2007 г.)

Рис. 4. Районирование поверхностных вод по среднемноголетним значениям

P-РО4 (мкг-ат/л), О2 (мл/л), ТС и S‰ в поверхностном слое

Таблица 1. Среднеклассовые значения параметров поверхностных вод на

шельфе Марокко и Мавритании

№ кл. Лето Зима
*N Т°С S‰ P-РО4 ''', (мкг-ат/л) О2, (мл/л) *N Т°С S‰ P-РО4''', (мкг-ат/л) О2, (мл/л)
1 40 19.07 36.39 0.34 5.27 36 19.28 36.49 0.31 5.25
2 34 17.27 36.25 0.47 5.26 45 17.77 36.34 0.54 5.20
3 20 20.77 36.62 0.24 4.99 13 20.74 36.67 0.26 5.01
4 7 21.71 35.96 0.70 4.68 5 20.41 35.98 0.83 4.48
5 20 25.62 35.96 0.36 4.78 22 23.47 35.95 0.72 4.71

*N - количество объектов (узлов) в каждом классе.

Второй подрайон расположен в непосредственной близости от берега и приурочен, как правило, к зоне квазипостоянного прибрежного апвеллинга, где на поверхность поднимаются трансформированные воды САЦВ. В теплый сезон эти воды распространяются от 3300' с.ш. до 2230' с.ш. (п. Дахла), а в холодный сезон до 21°00' с.ш. (м. Кап Блан). В результате подъема в эвфотический слой промежуточных вод здесь отмечаются более высокие, чем в первом подрайоне средние концентрации фосфатов.

Третий подрайон расположен на склоне и по периферии шельфа Марокко: летом - от 2300' до 29'30' с.ш., зимой - от 2330' до 2830' с.ш. Температура воды на поверхности здесь выше, чем в первом и втором подрайонах, а концентрации фосфатов самые низкие для всей исследуемой акватории, что обусловлено влиянием олиготрофных вод субтропического антициклонического круговорота.

Четвертый подрайон соответствует зоне взаимодействия вод Канарского течения и Северной ветви Межпассатного противотечения (северная и южная поверхностные водные массы). В результате смешения этих вод формируется водная масса, которая в летний период распространяется от 21 с.ш. (м. Кап Блан) до 1920 с.ш. (м. Тимирис). Зимой площадь подрайона незначительно уменьшается. Здесь наблюдались самые высокие значения фосфатов и низкие значения растворенного кислорода, что согласуется с характеристиками ЮАЦВ.

Для пятого подрайона, расположенного к югу от м. Тимирис до южной границы зоны Мавритании (16°с.ш) характерны теплые воды, ассоциированные с Северной ветвью Межпассатного противотечения. В зимний период здесь отмечаются более высокие концентрации минерального фосфора.

Таким образом, с помощью классификации поверхностных вод по их гидрохимическим характеристикам выявлена сложная структура поверхностных вод. Для теплого периода года почти во всех подрайонах прослежена тенденция к постепенному уменьшению средних значений растворенного кислорода и минерального фосфора. Для холодного периода выявлена незначительная тенденция увеличения концентраций кислорода в подрайонах Мавритании и в подрайоне прибрежного апвеллинга на шельфе Марокко.

Практически во всех районах наблюдалось синхронное изменение концентраций растворенного кислорода и фосфатов в течение всего исследуемого периода, что указывает на тесную связь процессов, обуславливающих их распределение. Неоднозначный характер межгодовой изменчивости гидрохимических показателей требует их более детального анализа.

Сложность гидрохимического режима вод определяется также неоднородностью Канарского течения. Оно не представляет собой целостного потока и состоит из серии струй, меандров, круговоротов. Некоторые циклонические круговороты имеют квазистационарный характер. Так, летом 2004 г. области высоких концентраций фосфатов в прибрежной зоне наблюдались в циркуляциях циклонического типа: у мыса Барбас (22°20' с.ш.) - 0.4 мкг-ат/л, на 24°10' с.ш. - 0.8 мкг-ат/л и на 26°20' с.ш. - более 1.0 мкг-ат/л. В 2006 и 2007 гг. высокие значения концентраций фосфатов до 1.2 мкг-ат/л отмечались также у мыса Барбас и в прибрежной зоне на 2440'-2500' с.ш. В зимний период из-за сезонного уменьшения интенсивности Канарского течения вихревые образования формируются значительно слабее.

В четвертой главе на основе данных пространственно-временной изменчивости гидрохимических показателей для летнего и зимнего периодов 2004 г. и 2006-2008 гг. проведены расчеты суточной первичной продукции. Показано, что ее величины, рассчитанные по убыли содержания фосфатов в поверхностном слое, наиболее репрезентативны. Обоснована значимость гидрохимического индекса в качестве дополнительного показателя интенсивности апвеллинга и биопродуктивности вод. Дан комплексный анализ межгодовой изменчивости гидрохимической структуры и биопродуктивности вод, распределения промысловых скоплений и биомассы пелагических видов рыб.

Изменения гидрохимических показателей прибрежных вод по мере удаления от центра апвеллинга в большей степени обусловлены процессами продуцирования органического вещества, чем горизонтальным и вертикальным перемешиванием водных масс.

Для расчета суммарной первичной продукции использовались соотношение Редфилда-Ричардса и уравнения (1)-(3), согласно которым, уменьшение концентраций минеральных форм основных биогенных элементов (Р, Si и N) в поверхностном слое пропорционально количеству образовавшегося в результате фотосинтеза органического углерода (С).

С использованием метода Вейхарта рассчитали, что запас биогенов был использован фитопланктоном в течение первых 3-15 суток. По изменению содержания биогенных элементов в эвфотическом слое была рассчитана суточная продукция фитопланктона в мг С/м3·сутки (ППР – по убыли фосфатов, ППSi – по убыли кремния, ППN – по убыли азота). Результаты расчета для летнего периода 2007-2008 гг. представлены в табл. 2.

Таблица 2. Первичная продукция, рассчитанная для зоны Марокко по Вейхарту (Weichart, 1980), мг С/м3·сутки

Район 2007 г. (летний период) 2008 г. (летний период)
ППР ППSi ППN ППР ППSi ППN ППN (с учетом мочевины)
27° с.ш. 60.5 18.9 29.3 85.8 10.7 46.6 51.5
26.5° с.ш. 505.9 40.8 111.5 228.2 10.9 74.9 -
26° с.ш. 50.1 5.1 24.4 25.8 2.9 15.5 17.1
25° с.ш. 104.7 7.4 60.1 95.3 7.9 55.7 68.0
24°с.ш. 119.1 19.5 75.5 60.0 4.8 32.9 55.0
22° с.ш. 67.3 14.1 7.2 196.9 69.3 150.8 172.4
21° с.ш. 194.3 9.1 - 73.0 10.2 11.8 19.3


Pages:     | 1 || 3 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.