Водные ресурсы, 2022, T. 49, № 3, стр. 351-360

Ихтиопланктон Черного моря в начале летнего нерестового сезона 2018 г.

Т. Н. Климова a, П. С. Подрезова a*, А. А. Субботин a, И. В. Вдодович a, Е. Ю. Георгиева a

a ФИЦ “Институт биологии южных морей им. А.О. Ковалевского РАН”
299011 Севастополь, Россия

* E-mail: polyklim@gmail.com

Поступила в редакцию 01.07.2021
После доработки 24.11.2021
Принята к публикации 21.12.2021

Полный текст (PDF)

Аннотация

Представлены видовой состав и численность ихтиопланктона в открытых водах шельфа и в глубоководных районах Черного моря в июне 2018 г. Идентифицировано 17 видов икры и личинок рыб из десяти семейств. Средняя численность икры колебалась от 5.8 экз/м2 в западном секторе исследований до 20.9 экз/м2 – в восточном, а личинок – от 1.7 до 9.7 экз/м2 соответственно. В июне 2018 г. наблюдалась высокая эффективность нереста Engraulis encrasicolus: отношение численности личинок к количеству икры в море на порядок превышало данные 1970-х гг. и составляло в среднем 23.7%. Отмечено снижение минимальных размеров личинок массовых видов тепловодных рыб, что, вероятно, связано с сокращением периодов эмбрионального и постэмбрионального развития при повышении температуры воды в море >27°С. Неоднородность пространственного распределения численности ихтиопланктона и биомассы фитопланктона проявлялась в их увеличении от шельфовых к глубоководным станциям в соответствии с контрастами температуры воды и характером циркуляции на западных и восточных перифериях региональных квазистационарных антициклонических круговоротов и, наоборот, в их снижении вне зоны влияния этих динамических структур.

Ключевые слова: ихтиопланктон, фитопланктон, пространственное распределение, гидрологический режим.

ВВЕДЕНИЕ

В морях умеренной природной зоны с хорошо выраженной сезонной изменчивостью гидрологического режима, к каковым относится Черное море, параметры гидрологических сезонов определяют многие биологические циклы. Устоявшийся в течение длительного периода (нескольких десятилетий) диапазон изменчивости основных лимитирующих факторов среды определяет время наступления и длительность биологических сезонов, в том числе и массовый нерест различных видов рыб [35, 27, 29].

Климатические изменения, отмеченные с начала 1990-х гг., оказали существенное влияние на сезонные гидрологические и экологические процессы в Мировом океане, изменили условия обитания и воспроизводства различных гидробионтов на всех трофических уровнях [32, 34, 36]. В Черном море повышение температуры воды (увеличение теплозапаса верхнего 100-метрового слоя) привело к изменениям в фенологии нереста как умеренноводных, так и тепловодных видов рыб, к снижению размерно-весовых характеристик рыб в период эмбрионального и постэмбрионального развития [2, 3, 14, 37, 38]. Выживание личинок рыб в период их перехода на экзогенное питание в значительной степени зависит от обеспеченности их кормом (фито- и микрозоопланктоном) [30, 31, 33, 35, 39]. Скопления личинок массовых видов рыб обычно наблюдаются в зонах конвергенции на внешних границах Основного черноморского течения (ОЧТ) и шельфовых термодинамических образований, однако в некоторых случаях – и в пределах западного и восточного циклонических круговоротов [6, 15, 16, 18, 40]. В последние годы исследований в летний гидрологический сезон отмечается рост видового разнообразия ихтиопланктона и в открытых водах шельфа [16, 37]. Замедление скорости ОЧТ в летний гидрологический сезон приводит к усилению его меандрирования вдоль свала глубин, к вовлечению в зону антициклонов вод из прилегающих участков моря и способствует более равномерному распределению планктона на шельфе и на прилегающих глубоководных участках [1, 2].

В настоящей статье рассмотрены особенности видового состава и пространственного распределения ихтиопланктона и фитопланктона, а также эффективность нереста и изменение размерных характеристик личинок массовых видов тепловодных рыб в связи с региональной изменчивостью гидрологического режима Черного моря в период интенсивного прогрева поверхностного слоя моря в начале летнего нерестового сезона 2018 г.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА

Материал собирался на шельфе и в открытых водах северной части Черного моря с 10 по 28 июня 2018 г. в 102 рейсе НИС “Профессор Водяницкий”. Ихтиопланктон собирали обратноконической ихтиопланктонной сетью Богорова–Расса (80/113), выполненной из мельничного сита ячеей 400 мкм в режиме вертикальных ловов в слое от дна до поверхности на станциях, выполненных над глубиной до 100 м, и от нижней границы кислородного слоя (согласно показаниям CTD-зонда “Sea Bird 911 plus”) до поверхности в глубоководных районах исследований. Ихтиопланктон фиксировался 4%-м раствором формальдегида и обрабатывался в стационарных условиях в течение месяца после сбора. Ихтиопланктон идентифицировали по монографии [7]. Индексы разнообразия рассчитаны по формулам, предложенным в [22]. Питание личинок рыб изучалось по методике [10], распределение личинок по типу питания дано по [26]. Для определения структуры фитопланктона были собраны пробы воды с различных глубин эвфотической зоны. Пробы отбирали кассетой 5-литровых батометров CTD-комплекса и сгущали методом обратной фильтрации через трековые мембранные фильтры диаметром пор 1 мкм. Обработку проб проводили по методике [25]. Видовые названия гидробионтов даны по WoRMS [42]. Всего проанализировано 60 проб ихтиопланктона и 36 проб фитопланктона.

Для анализа гидрологического режима моря в период исследований использованы данные инструментальных наблюдений за термохалинной структурой и течениями в 102 рейсе НИС “Профессор Водяницкий” [1], космические снимки поверхности моря и альтиметрические данные за период с середины апреля до середины июля 2018 г. [21], а также соответствующие по времени данные океанологических наблюдений в различных прибрежных районах Крымского п-ова [11, 12, 29].

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Период выполнения съемки (июнь 2018 г.) соответствовал начальной фазе летнего гидрологического сезона. Ему предшествовал умеренно-теплый зимний гидрологический сезон с пространственной изменчивостью температуры поверхности моря (ТПМ) в период максимального выхолаживания от 8–9°С в западном секторе до 10–11°С – в восточном. В весенний гидрологический сезон увеличение ТПМ повсеместно началось в первой половине апреля и продолжалось до конца мая – начала июня, когда большая часть исследуемой акватории прогрелась до 19–20°С, а у берегов Кавказа – до 21°С [21].

Расчет геострофической циркуляции по данным [21], динамической топографии и инструментальных измерений течений за период выполнения исследований [1] показали, что основным элементом циркуляции поверхностных вод было ОЧТ, ориентированное вдоль континентального склона с двумя глубокими циклоническими меандрами, к Ю от Керченского пролива и над западным склоном Большой топографической ложбины (БТЛ), образующими в прибрежной зоне юго-восточной части акватории квазистационарный антициклонический круговорот – Кавказский антициклон (КавАЦ) и над БТЛ – Севастопольский антициклон (СевАЦ) [13]. В течение съемки положение данных динамических образований существенно менялось. Если на начальном этапе работ КавАЦ располагался на обширной акватории в районе Сочи, а СевАЦ – на стадии заполнения над северным склоном БТЛ (рис. 1а, 1г), то к концу исследований КавАЦ деформировался и сместился на СВ, а СевАЦ преобразовался в замкнутый круговорот и переместился на В в сторону Каламитского залива (рис. 1в, 1е).

Рис. 1.

Распределение ТПМ по данным космических снимков (а, б, в) и расчетные схемы геострофической циркуляции (г, д, е) [21].

В ихтиопланктонных пробах идентифицированы 351 икринка и 116 личинок рыб. Видовой состав ихтиопланктона был представлен 17 видами рыб из десяти семейств. Средняя численность икры составляла 12.4, личинок 4.3 экз/м2. Пространственное распределение икры и личинок представлено на рис. 2.

Рис. 2.

Картосхема распределения икры и личинок рыб, экз/м2, в июне 2018 г.

В пробах доминировала тепловодная E. encrasicolus, чья икра составляла 81.5, а личинки – 55.9% общей численности всех видов. Доля мертвой икры E. encrasicolus в пробах составляла в среднем 73%. Такой процент погибшей икры в пробах характерен для июня – начала летнего нерестового сезона [7]. Доля икры T. mediterraneus составляла 9.7, ее личинок ≤2.3%. Продолжался нерест трех видов умеренноводных рыб (Sprattus sprattus, Merlangius merlangus, Trisopterus luscus). Видовой состав и средняя численность ихтиопланктона различались в зависимости от глубины в районе исследований (табл. 1).

Таблица 1.  

Структура видового состава (%) и средняя численность (экз/м2) икры и личинок рыб на шельфе и в глубоководных районах Черного моря в июне 2018 г.

Видовой состав Всего Глубина <200 м Глубина >200 м
икра личинки икра личинки икра личинки
Engraulididae
Engraulis encrasicolus Linnaeus, 1758
81.5 55.9 71.1 20.2 91.9 72.0
Clupeidae
Sprattus sprattus (Linnaeus, 1758)
2.4 4.7 2.2 3.3 1.8 8.0
Gadidae
Merlangius merlangus Linnaeus, 1758
4.8 2.3 9.4 3.3 0.9
Trisopterus luscus (Linnaeus, 1758) 2.3 3.3 2.0
Syngnathidae
Syngnathus schmidti Popov, 1927
7.0 10.0 6.0
Hippocampus guttulatus (Cuvier, 1829) 2.3 3.3
Gobiesocidae
Lepadogaster candolii Risso, 1810
2.3 10.0
L. lepadogaster (Bonnaterre, 1788) 4.7 13.4 2.0
Blenniidae
Parablennius tentacularis (Brunnich, 1768)
2.3 3.3
Coryphoblennius galerita (Linnaeus, 1758) 2.3 3.3
Gobiidae
Gobius niger Linnaeus, 1758
4.7 10.0 4.0
Pomatoschistus minutus (Pallas, 1770) 2.3 10.0
P. pictus (Malm, 1865) 2.3 3.3 2.0
Aphia minuta (Risso, 1810) 2.3 3.3
Mugilidae
Mugil cephalus Linnaeus, 1758
0.8 0.9
Carangidae
Trachurus mediterraneus Steindachner, 1868
9.7 2.3 15.1 4.5 4.0
Scophthalmidae
Scophthalmus maeoticus (Pallas, 1814)
0.8 2.2
Средняя численность, экз/м2 12.4 4.3 13.9 3.0 11.2 5.0
Стандартное отклонение 16.26 8.95 15.56 4.75 16.78 11.06
Количество видов 17 16 10

На шельфе (глубины <200 м) идентифицировано 16 видов икры и личинок рыб. Средняя численность икры составляла 13.9, личинок 3.0 экз/м2 (табл. 1). Среди икры преобладали тепловодные E. encrasicolus (71.1%) и T. mediterraneus (15.1%). Среди личинок преобладали тепловодные виды из донной икры, составляя 56.6%. Доля личинок E. encrasicolus составляла 20.2%, а личинки T. mediterraneus в пробах отсутствовали. Умеренноводные виды были представлены икрой двух (11.6%) и личинками трех (9.9%) видов (табл. 1). В глубоководных (>200 м) районах исследований отмечено всего 10 видов икры и личинок рыб. Средняя численность икры по сравнению с шельфом снизилась до 11.2 экз/м2, а численность личинок, наоборот, возросла до 5.0 экз/м2. В пробах также доминировала E. encrasicolus, доля ее икры возросла до 92, личинок – до 72%. Если на шельфе отношение численности личинок к количеству икры в море составляло всего 5.8% и было вполне сопоставимо с данными за 1960–1970-е гг., то в глубоководных районах исследований оно составляло 35%. Такая эффективность нереста обычно наблюдалась в июле [7]. Нерест T. mediterraneus здесь был результативным, доля ее личинок составляла 4% общей численности всех видов. Личинки S. schmidti составляли 6%, а личинки остальных тепловодных видов рыб встречались только единично. Умеренноводные рыбы были представлены икрой и личинками тех же трех видов, что и на шельфе. Доля их икры ≤2.7, личинок – 2% (табл. 1; рис. 2).

В июне 2018 г., в отличие от июня 2017 гг. [16], структура видового состава ихтиопланктона в целом была типична для начала летнего нерестового сезона в открытых водах Черного моря [7]. Несмотря на то, что количество видов в июне 2017 г. было выше, чем в 2018 г., индексы разнообразия [22] как на шельфе, так и в глубоководных районах исследований оказались вполне сопоставимы (табл. 2).

Таблица 2.  

Индексы разнообразия ихтиопланктона

Показатели 102-й рейс НИС
“Профессор Водяницкий”,
2018 г.
95-й рейс НИС
“Профессор Водяницкий”,
2017 г.
<200 м >200 м <200 м >200 м
Индекс видового разнообразия   2.22 0.97   2.06 1.0
Индекс видового богатства 12.95 7.17 13.84 10.63
Индекс доминирования   0.40 0.74   0.46   0.72
Индекс выровненности   0.54 0.29   0.47   0.29
Количество видов               16               10                22                12

Существенно различались только индексы видового богатства на глубоководных участках исследований, где в июне 2018 г. количество видов снизилось при увеличении численности особей. В июне как 2017, так и 2018 гг. благодаря высокому доминированию E. encrasicolus на глубоководных участках индексы видового разнообразия (1.0) и выровненности (0.29) были одного порядка и сопоставимы с данными за 2013 г. [18]. На шельфе индексы видового разнообразия оказались почти вдвое выше, чем на глубоководных участках моря, и вполне сопоставимы с индексами разнообразия в прибрежных акваториях моря [17]. Высокие значения индекса разнообразия ихтиопланктона в шельфовых водах связаны, с одной стороны, с низкой степенью доминирования, а с другой – с увеличением количества видов личинок на шельфе.

Поскольку ихтиопланктонные исследования в июне 2018 г. проводили в течение трех недель, было выделено четыре сектора исследований, сбор проб в которых выполнялся в различные временны́е периоды (табл. 3).

Таблица 3.  

Структура видового состава (%) икры и личинок рыб в различных районах исследований

Видовой состав Район Крымского п-ова Район Кавказа
западный сектор Вековой разрез центральный сектор восточный сектор
икра личинки икра личинки икра личинки икра личинки
Engraulis encrasicolus 81.0 16.0 78.8 83.4 27.6 82.3 91.7
Sprattus sprattus 6.9 24.0 8.7 17.6
Merlangius merlangus 5.2 4.0 10.0 2.6 5.3
Trisopterus luscus 12.0
Syngnathus schmidti 32.0 11.8 3.4 2.1
Hippocampus guttulatus 3.4
Lepadogaster candolii 13.9
L. lepadogaster 11.8 20.7
Parablennius tentacularis 3.4
Coryphoblennius galerita 11.8
Gobius niger 12.0 17.6 13.9
Pomatoschistus minutus 11.8 10.3
P. pictus 17.6
Aphia minuta 3.4
Mugil cephalus 0.7
Trachurus mediterraneus 2.5 13.3 12.4 6.2
Scophthalmus maeoticus 6.9
Количество видов 7 10 12 4

Особенности пространственного распределения параметров вертикальной термической структуры: толщины верхнего квазиоднородного слоя (ВКС), глубины залегания ядра холодного промежуточного слоя (ХПС) и минимальных значений температуры в каждом из исследуемых секторов – соответствовали региональному характеру прогрева верхнего слоя моря, а также положению основных (циклонических и антициклонических) динамических образований, зон конвергенции и дивергенции течений. Толщина ВКС колебалась от 5–7 м в зонах циклонических меандров ОЧТ до 10–15 м в пределах СевАЦ и КавАЦ. Минимальные значения температуры в ядре ХПС по всей акватории составили 8.1–8.2°С, а глубины залегания варьировали от 40–50 м в зонах циклонических меандров до 70–80 м в области СевАЦ и 80–85 м – в КавАЦ [20].

В западном секторе исследования проводили с 10 по 16 июня 2018 г. юго-западнее м. Тарханкут в зоне влияния северо-западной периферии СевАЦ. Большая часть акватории прогрелась с 20–22 до 23–24°С, пониженные (на 1.0–1.5°С) значения ТПМ отмечались в центре СевАЦ и вдоль его восточной периферии вследствие адвекции более холодных вод из северо-западной части (СЗЧ) моря (рис. 1а). В ихтиопланктоне были отмечены икра и личинки только семи видов рыб, их средняя численность составляла 5.8 и 2.5 экз/м2 соответственно (табл. 3; рис. 3). Икра была представлена двумя видами тепловодных (87.9%) и двумя видами умеренноводных (12.1%) рыб. В пробах доминировала икра E. encrasicolus, ее нерест был достаточно эффективным, отношение численности личинок к количеству икры в море составляло 8.5%, что вполне сопоставимо с данными за июнь в 1970-е гг. [7]. Личинки тепловодных видов составляли 60, а умеренноводных – 40% (табл. 3).

Рис. 3.

Средняя численность икры (a) и личинок (б) рыб на шельфовых и глубоководных станциях в различных районах исследований.

Средняя численность икры и личинок рыб возрастала от мелководных участков исследований к глубоководным. На шельфе средняя численность икры составляла 5.4, личинок – 1.4 экз/м2; на глубоководных станциях (в акватории северной части БТЛ) увеличилась до 6.3 и 4.0 экз/м2 соответственно (рис. 2, 3).

На Вековом разрезе (по направлению от м. Херсонес к Босфору) положение станций оказалось за пределами юго-восточной периферии СевАЦ – в зоне взаимодействия прибрежных вод, поступающих из Каламитского залива, и вод ОЧТ. Температура воды у поверхности была на один градус выше, чем в западном секторе района исследований, и только на ближайшей к м. Херсонес станции она была ≤20°С (рис. 1б). Здесь отмечены икра и личинки десяти видов рыб, их средняя численность составляла 8.0 и 1.7 экз/м2 соответственно (табл. 3; рис. 3). Из теплолюбивых видов в ихтиопланктоне, кроме икры E. encrasicolus, которая доминировала в пробах, появилась икра T. mediterraneus. Личинки тепловодных видов были представлены только S. schmidti и видами из демерсальной икры, которые и доминировали в пробах, составляя 70.6%. Личинки умеренноводных видов были представлены только S. sprattus.

В отличие от западного сектора исследований, на Вековом разрезе средняя численность ихтиопланктона снижалась от шельфа к глубоководным участкам исследований (рис. 3). На шельфе средняя численность икры составляла 13.0, личинок 4.0 экз/м2; а в глубоководных районах – 7.5 и 1.3 экз/м2 соответственно.

На Вековом разрезе качественный состав пищевых объектов тепловодных и умеренноводных видов рыб практически не различался. В пищевом комке теплолюбивых личинок сем. Gobiidae (TL 3.1−7.0 мм) и умеренноводной T. luscus (TL 5.7 мм) отмечены ювенильные стадии копепод и сильно переваренные науплиусы Calanoida размером 0.20−0.35 мм в количестве от 1 до 4 экз. на один кишечник. Пищевой комок молоди S. sprattus (TL 30.0 и 32.0 мм), пойманной в полночь на глубоководной станции (1897 м), состоял из переваренной массы, включающей в себя многочисленные яйца гидробионтов и твердые непереваренные рога динофлагелляты Ceratium tripos. Ранее в кишечниках S. sprattus оформленные пищевые объекты редко встречались после 21 ч [19].

В центральном секторе (от м. Сарыч до Керченского п-ова) с 16 по 22 июня 2018 г. были отмечены усиление ветра и волнения в северо-восточной части моря и в глубоководном районе акватории ЮБК между 34° и 37° в.д. В связи с этим ихтиопланктон собирали в основном в шельфовой зоне с глубинами до 200 м. Воды ОЧТ характеризовались повышенными до 23–24°С значениями ТПМ. Наиболее холодные воды (до 21–22°С) отмечены в узкой прибрежной зоне от Феодосийского залива до траверза Ялты как следствие ветрового сгона при сильном (до 12 м/с) северо-восточном ветре (рис. 1б, 1д). В ихтиопланктоне были отмечены 12 видов икры и личинок рыб, их средняя численность составляла 15.1 и 2.9 экз/м2 соответственно (табл. 3; рис. 3). Икра была представлена одним видом умеренноводных и тремя видами тепловодных рыб. Доминировала E. encrasicolus, доля ее икры составляла 83.4%. В отличие от Векового разреза, ее нерест здесь был результативным, личинки составляли 27.6% общей численности всех видов, а отношение численности личинок к количеству икры в пробах составляло 6.3%. В пробах доминировали личинки из демерсальной икры (65%), два вида из сем. Syngnathidae составляли 6.8%, в том числе Hippocampus guttulatus, который обычно обитает только в узкоприбрежных биоценозах над глубинами до 20 м (табл. 3).

Количество видов и показатели средней численности ихтиопланктона в центральном секторе, как и на Вековом разрезе, снижались от шельфа к глубоководным участкам исследований (рис. 3). На глубоководных участках моря отмечено всего 3 вида, а средняя численность икры и личинок ≤4.4 и 0.4 экз/м2 соответственно. На шельфе идентифицировано 11 видов рыб, средняя численность икры составляла 28.9, личинок – 6.1 экз/м2. Здесь наблюдались наибольшее разнообразие личинок рыб и самый широкий их размерный диапазон. Длина личинок сем. Gobiesocidae колебалась от 5.2 до 7.3 мм, личинок сем. Gobiidae – от 2.2 до 9.5 мм. Исходя из размерного диапазона (от 2.2 до 2.8 мм), можно заключить, что личинки E. encrasicolus все находились на желточном типе питания, что свидетельствовало о начале результативного нереста.

В восточном секторе (Кавказ) с 23 по 28 июня на большей части акватории диапазон изменчивости ТПМ составил 26–28°С. Максимальные значения ТПМ (до 29°С) наблюдались в юго-восточной части полигона (рис. 1в). Средняя численность икры составляла 20.9, личинок – 9.7 экз/м2. Отмечены икра и личинки трех видов тепловодных рыб, а умеренноводные представлены икрой M. merlangus (табл. 3). В восточном секторе распределение количества видов и средняя численность в ихтиопланктоне, как и в западном секторе, возрастали от мелководных участков исследований к глубоководным по мере увеличения ТПМ (рис. 3). Однако здесь максимальные значения параметров ихтиопланктона были приурочены к зонам конвергенции течений на внешней границе ОЧТ и глубоководной юго-восточной периферии КавАЦ (рис. 1в, 1е, 2). На шельфе в ихтиопланктоне отмечено 3 вида рыб, средняя численность икры составляла 12.5, личинок – 1.0 экз/м2. Преобладала икра тепловодных E. encrasicolus и T. mediterraneus, составляя 76%. На икру умеренноводного M. merlangus приходилось 24%. Личинки представлены только E. encrasicolus, отношение численности ее личинок к количеству икры в море достигало 20%. На глубоководных станциях в ихтиопланктоне отмечено 4 вида. Средняя численность икры и личинок рыб составляла 24.7 и 13.5 экз/м2 соответственно (рис. 3). Максимальная численность икры в пробах здесь достигала 80, личинок – 52 экз/м2. Как и в центральном секторе исследований, здесь наблюдался массовый результативный нерест E. encrasicolus. Доля этого вида в ихтиопланктонных пробах >91% (табл. 3). Отношение численности ее личинок к количеству икры в море составляло 54%, что обычно наблюдается только к началу августа [7]. Личинки E. encrasicolus на желточном типе питания составляли 85, на смешанном – 13, на внешнем – 2%.

В восточном секторе исследований пойманы личинки E. encrasicolus длиной ~3 мм на смешанном типе питания, которые, согласно [7], по уровню развития соответствовали личинкам длиной ~5 мм на внешнем типе питания (рис. 4).

Рис. 4.

Личинки Engraulis encrasicolus длиной 3.0 мм (слева) и Trachurus mediterraneus длиной 2.3 мм (справа).

Аналогичная ситуация наблюдалась и для T. mediterraneus (рис. 4). Отмечены личинки длиной от 2.0 до 2.3 мм, которые по развитию соответствуют личинкам размером 4 мм, по [7]. Согласно экспериментальным исследованиям [26, 34, 41], повышение температуры воды приводит к сокращению периода эмбрионального и постэмбрионального развития рыб и к снижению размерного состава личинок. В период исследований у Кавказского побережья ТПМ уже достигала 29°С, что, вероятно, привело к ускорению эмбрионального и постэмбрионального развития некоторых экземпляров личинок E. encrasicolus и T. mediterraneus (рис. 4).

Пространственное распределение икры и личинок рыб в западном, центральном и восточном районах исследований оказалось вполне сопоставимым с распределением биомассы фитопланктона в море (рис. 5). Фитопланктон – один из основных звеньев пищевой цепи водной экосистемы, присутствует в рационе всех ее обитателей. По данным [23], фитопланктон активно потребляют зоопланктонные организмы, составляющие основу кормовой базы практически всех представителей черноморской ихтиофауны на разных этапах их развития. По данным [40], темпы роста личинок S. sprattus положительно коррелировали с первичной продукцией (содержанием хлорофилла). Фитопланктон встречается и в пищевом комке личинок рыб на смешанном типе питания [8, 9, 28]. Так, из динофитовых в кишечниках личинок рыб отмечены Prorocentrum cordatum (Ostf.) J.D. Dodge, Prorocentrum micans Ehr., Protoperidinium divergens (Ehr.) Balech, из диатомовых – Thalassionema nitzschioides Grun, Nitzschia longissima (Breb.) Ralfs, Coscinodiscus sp. [8, 9, 28].

Рис. 5.

Средняя биомасса, мг/м3, фитопланктона в поверхностном слое на шельфовых и глубоководных станциях в различных районах исследований.

В период ихтиопланктонной съемки в июне 2018 г. в пробах фитопланктона были определены микроводоросли 48 наименований, относящиеся к пяти классам и одной сборной группе Flagellata. Видовой состав фитопланктона соответствовал летнему сезону с преобладанием динофитового (27 видов) и диатомового (15 видов) комплексов. В направлении от З к В отмечено изменение вклада диатомовых и динофитовых водорослей в биомассу суммарного фитопланктона. Вклад диатомовых водорослей возрастал от 28.6 (на З) до 45.2% (на В), вклад динофитовых уменьшался от 56.9 до 40.2% соответственно. При этом вклад примнезиевых водорослей существенно не менялся, составляя ~14.0%. По биомассе доминировали круглогодично вегетирующие водоросли – диатомовые P. calcar-avis, Proboscia alata (Brightw) Sundström и примнезиевая Emiliania huxleyi (Lohm.) Hay & Mohler. По численности во всех районах исследований преобладали примнезиевые водоросли, составляя в среднем 83% численности суммарного фитопланктона. В исследуемый период диапазон биомассы суммарного фитопланктона составлял 52.5–223.8 мг/м3. В западном и восточном секторах исследований средняя биомасса фитопланктона последовательно возрастала от мелководных участков исследований к глубоководным (рис. 5).

В западном секторе биомасса фитопланктона возрастала от 52.5 мг/м3 у берега до 100.5 мг/м3 на глубоководной станции, а в восточном секторе – от 95.7 мг/м3 над глубиной 61 м до 210.2 мг/м3 над глубиной 1680 м, а с увеличением глубины >2000 м – снижалась до 122.4 мг/м3. В центральном секторе наблюдалось снижение биомассы суммарного фитопланктона от прибрежных станций к глубоководным – от 201.1 мг/м3 над глубиной 50 м до 118.9 мг/м3 над глубиной 2150 м (рис. 5).

Особенности пространственного распределения численности ихтиопланктона и биомассы фитопланктона проявлялись в их увеличении от шельфовых станций к глубоководным в соответствии с контрастами температуры воды и характером циркуляции на западной периферии СевАЦ и на восточной периферии КавАЦ и, наоборот, в их снижении на типичных разрезах поперек ОЧТ вне зоны влияния этих динамических структур в центральном районе исследований и на Вековом разрезе [21, 24].

ВЫВОДЫ

В июне 2018 г. видовой состав ихтиопланктона был представлен 17 видами икры и личинок рыб из десяти семейств (16 видов на шельфе и 10 видов в глубоководных районах). Средняя численность икры составляла 12.4, личинок 4.3 экз/м2. Структура видового состава ихтиопланктона была типична для начала летнего нерестового сезона в открытых водах Черного моря. На шельфе индексы видового разнообразия (~2.0), выровненности (~0.5) и видового богатства (~13.0) оказались почти вдвое больше, чем на глубоководных участках моря, и вполне сопоставимы с таковыми в прибрежных акваториях.

Несмотря на высокую смертность (73%) икры E. encrasicolus в пробах, характерную для начала нерестового сезона, в июне 2018 г. была отмечена высокая эффективность ее нереста: отношение численности личинок к количеству икры в море составляло в среднем 23.7%, а в восточном секторе исследований, где к концу съемки ТПМ превысила 27°С, >50%.

В восточном секторе исследований отмечалось снижение минимальных размеров личинок массовых видов промысловых рыб Черного моря (E. encrasicolus и T. mediterraneus) на смешанном типе питания, что, вероятно, связано с ускорением их эмбрионального и постэмбрионального развития при высокой температурe воды в верхнем слое моря.

Характер пространственного распределения икры и личинок рыб был сопоставим с распределением биомассы фитопланктона в море. Отмечалось увеличение численности ихтиопланктона и биомассы фитопланктона от прибрежных районов к глубоководным в соответствии с контрастами температуры воды и характером циркуляции на западной периферии СевАЦ и восточной периферии КавАЦ. Уменьшение численности ихтиопланктона и биомассы фитопланктона от берега к открытому морю наблюдалось на типичных разрезах поперек ОЧТ вне зоны влияния этих динамических структур в центральном секторе и на Вековом разрезе.

Ослабление ОЧТ в летний гидрологический сезон приводит к усилению его меандрирования, активизации квазистационарных антициклонических круговоротов и вовлечению в зону антициклонов вод из соседних, как правило более мелководных, участков моря. Это способствует более равномерному распространению планктона как в шельфовой, так и в глубоководной частях моря и создает благоприятные условия для выживания личинок рыб уже в начале летнего нерестового сезона, что подтверждается наличием широкого размерного ряда личинок с типом питания от желточного до внешнего.

Список литературы

  1. Артамонов Ю.В., Скрипалева Е.А., Федирко А.В., Шутов С.А., Дерюшкин Д.В., Шаповалов Р.О., Шаповалов Ю.И., Щербаченко С.В. Циркуляция вод в северной части черного моря летом – зимой 2018 года // Экол. безоп. прибрежной и шельфовой зон моря. 2020 № 1. С. 69–90. https://doi.org/10.22449/2413-5577-2020-1-69-90

  2. Белокопытов В.Н. Климатические изменения гидрологического режима Черного моря. Дис. … докт. геогр. наук. Севастополь: Морской гидрофизический ин-т РАН, 2017. 377 с.

  3. Белокопытов В.Н. Сезонный ход вертикальной термохалинной стратификации вод на Черноморском шельфе Крыма // Экол. безоп. прибрежной и шельфовой зон моря. 2019. Вып. 3. С. 19–24.

  4. Белокопытов В.Н., Ломакин П.Д., Субботин А.А., Щуров С.В. Фоновая характеристика и оценка изменчивости вертикальной стратификации термохалинного поля у побережья Севастополя // Экол. безоп. прибрежной и шельфовой зон и комплексные исследования ресурсов шельфа. 2002. № 1 (6). С. 22−28.

  5. Гирагосов В.Е., Зуев Г.В., Репетин Л.Н. Изменчивость репродуктивного Sprattus sprattus рhalericus потенциала черноморского шпрота в связи с температурными условиями среды // Мор. экол. журн. 2006. Т. 5. № 4. С. 5–22.

  6. Гордина А.Д., Субботин А.А., Климова Т.Н. Численность и особенности распределения ихтиопланктона в западной части Черного моря в летний период 1988 года. Севастополь: АН УССР, ИнБЮМ, 1990. 33 с.

  7. Дехник Т.В. Ихтиопланктон Черного моря. Киев: Наук. думка, 1973. 234 с.

  8. Дука Л.А. Питание молоди бычков (Gobiidae) // Тр. Севастопольской биол. ст. М.: Изд-во АН СССР, 1959. Т. 12. С. 297−317.

  9. Дука Л.А. Питание личинок черноморской хамсы // Тр. Севастопольской биол. ст. М.: Изд-во АН СССР, 1961. Т. 14. С. 242–256.

  10. Дука Л.А., Синюкова В.И. Руководство по изучению питания личинок и мальков морских рыб в естественных и экспериментальных условиях. Киев: Наук. думка, 1976. 110 с.

  11. Дьяков Н.Н., Мальченко Ю.А., Липченко А.Е., Боброва С.А., Тимошенко Т.Ю. Особенности термохалинной структуры и гидрохимических условий прибрежных вод западной части Черного моря в 2018 г. // Тр. ГОИН. 2019. Вып. 220. С. 244−262.

  12. Дьяков Н.Н., Мальченко Ю.А., Липченко А.Е., Боброва С.А., Тимошенко Т.Ю. Гидролого-гидрохимические характеристика прибрежных вод Крыма и необходимые мероприятия по снижению уровня загрязнения рекреационных зон // Тр. ГОИН. 2020. Вып. 221. С.163−194.

  13. Иванов В.А., Белокопытов В.Н. Океанография Черного моря. Севастополь: ЭКОСИ-Гидрофизика, 2011. 212 с.

  14. Климова Т.Н., Вдодович И.В., Аннинский Б.Е., Субботин А.А., Подрезова П.С., Мельников В.В. Влияние некоторых абиотических и биотических факторов на нерест европейского шпрота Sprattus sprattus (Linnaeus, 1758) в Черном море в ноябре 2016–2017 гг. // Океанология. 2021. Т. 61. № 1. С. 67−78.

  15. Климова Т.Н., Вдодович И.В., Загородняя Ю.А. Состояние ихтиопланктона у Крымского полуострова в августе 2011 г. // Вопр. ихтиол. 2018. Т. 58. № 3. С. 342–347. https://doi.org/10.7868/S0042875218030104

  16. Климова Т.Н., Вдодович И.В., Субботин А.А., Загородняя Ю.А., Подрезова П.С., Гарбазей О.А. Распределение ихтиопланктона в связи с особенностями гидрологического режима у берегов Крыма (Черное море) в весенне-летний сезон 2017 г. // Вопр. ихтиологии. 2021. Т. 61. № 2. С. 194−204.

  17. Климова Т.Н., Подрезова П.С. Видовое разнообразие ихтиопланктона в различных по степени антропогенной нагрузки районах прибрежной акватории Севастополя // V Балтийский морской форум. Всерос. науч. конф. “Водные биоресурсы, аквакультура и экология водоемов”. Калининград: КГТУ, 2017. С. 183−187.

  18. Климова Т.Н., Субботин А.А., Мельников В.В., Серебрянников А.Н., Подрезова П.С. Пространственное распределение ихтиопланктона у Крымского полуострова в летний нерестовый сезон 2013 г. // Морской биол. журн. 2019. Т. 4. № 1. С. 63–80.

  19. Липская Н.Я. Суточный и сезонный ход питания черноморского шпрота (Sprattus sprattus phalericus Risso) // Тр. Севастопольской биол. ст. М.: Изд-во АН СССР, 1960. Т. XIII. С. 190–203.

  20. Морозов А.Н., Маньковская Е.В. Холодный промежуточный слой Черного моря по данным экспедиционных исследований 2016–2019 годов // Экол. безоп. прибрежной и шельфовой зон моря. 2020. № 2. С. 5–16.

  21. Морской портал. Архив данных по Черному морю. [Элекронный ресурс]. http://dvs.net.ru/mp/data/ main_ru.shtm (дата обращения 23.04.2021)

  22. Одум Ю. Экология. М.: Мир, 1986. Т. 2. 376 с.

  23. Петипа Т.С. Питание планктонных ракообразных // Биологические исследования Черного моря и его промысловых ресурсов. М.: Наука, 1968. С. 67−71.

  24. Попов Ю.П. Распространение шельфовых вод в северо-западной части Черного моря и их обмен с водами открытого моря // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. 2010. Вып. 23. С. 117–126.

  25. Радченко И.Г., Капков В.И., Федоров В.Д. Практическое руководство по сбору и анализу проб морского фитопланктона. Учебно-методическое пособие для студентов биологических специальностей университетов. М.: Мордвинцев, 2010. 60 с.

  26. Размножение и экология массовых рыб Черного моря на ранних стадиях онтогенеза. Киев: Наук. думка, 1970. 211 с.

  27. Расс Т.С. Рыбные ресурсы европейских морей СССР и возможности их пополнения акклиматизацией. М.: Наука, 1965. 107 с.

  28. Синюкова В.И. О питании личинок некоторых литоральных рыб в Севастопольской бухте // Тр. Севастопольской биол. ст. М.: Изд-во АН СССР, 1960. Т. 13. С. 254–268.

  29. Трощенко О.А., Субботин А.А., Еремин И.Ю. Изменчивость основных лимитирующих факторов среды в процессе выращивания двустворчатых моллюсков на ферме в районе Севастополя // Уч. зап. КФУ. Сер. география и геология. 2019. Т. 5. № 2. С. 308−321.

  30. Agostini V.N., Bakun A., Francis R.C. Larval stage controls on Pacific sardine recruitment variability: high zooplankton abundance linked to poor reproductive success // Mar. Ecol. Prog. Ser. 2007. V. 345. P. 237–244. https://doi.org/10.3354/meps 06992

  31. Asch R.G., Stock C.A., Sarmiento J.L. Climate change impacts on mismatches between phytoplankton blooms and fish spawning phenology // Glob. Change Biol. 2019. V. 25. № 8. P. 2544–2559. https://doi.org/10.1111/ gcb.14650

  32. Auth T.D., Daly E.A., Brodeur R.D., Fisher J.L. Phenological and distributional shifts in ichthyoplankton associated with recent warming in the northeast Pacific Ocean // Glob. Change Biol. 2018. V. 24. P. 259–272.https://doi.org/10.1111/gcb

  33. Cushing D.H. Plankton production and year-class strength in fish populations: An update of the match/mismatch hypothesis // Advances in Mar. Biol. 1990. V. 26. P. 249–293. https://doi.org/10.1016/ S0065-2881(08)60202-3

  34. Daufresne M., Lengfellner K., Sommer U. Global warming benefits the small in aquatic ecosystems // PNAS. 2009. V. 106. № 31. P. 12 788–12 793. https://doi.org/10.1073/pnas.0902080106

  35. Durant J.M., Hjermann D.Ø., Anker-Nilssen T., Beaugrand G., Mysterud A., Pettorelli N., Stenseth N.C. Timing and abundance as key mechanisms affecting trophic interactions in variable environments // Ecol. Lett. 2005. V. 8. P. 952–958. https://doi.org/10.1111/j.1461-0248.2005.00798.x

  36. Edwards M., Richardson A.J. Impact of climate change on marine pelagic phenology and trophic mismatch // Nature. 2004. 430. P. 881−884. https://doi.org/10.1038/nature 02808

  37. Klimova T., Podrezova P. Seasonal distribution of the Black Sea ichthyoplankton near the Crimean Peninsula // Regional studies Mar. Sci. 2018. № 24. P. 260–269. https://doi.org/10.1016/j.rsma.2018.08.013

  38. Klimova T., Vdodovich I., Podrezova P. Ichthyoplankton of the shelf and deepwater areas of the north and northeast of the Black Sea in the spring season // Turk. J. Fish. Aquat. Sci. 2021. V. 21. № 5. P. 255−263. https://doi.org/10.4194/1303-2712-v21_5_05

  39. Malic M.J., Cox S.P., Mueter F.J., Peterman R.M. Linking phytoplankton phenology to salmon productivity along a north– south gradient in the Northeast Pacific Ocean // Can. J. Fish. Aquat. Sci. 2015. V. 72. P. 697–708. https://doi.org/10.1139/ cjfas-2014-0298

  40. Munk P. Differential growth of larval sprat Sprattus sprattus across a tidal front in the eastern North Sea // Mar. Ecol. Prog. Ser. 1993. V. 99. P. 17–27.

  41. Petereit Ch. Influence of temperature and salinity on sprat (Sprattus sprattus) eggs and yolk sac larvae from contrasting environments: Dissertation zur Erlangung des Doktorgrades der Mathematisch-Naturwissen schaftlichen Fakultat der Christian-Albrechts-Universitat zu Kiel. 2009.

  42. WoRMS. World Register of Marine Species. 2021. [Электронный ресурс]. http://www.marinespecies.org (дата обращения 15.07.2021)

Дополнительные материалы отсутствуют.