Введение 3
1 Физико-географическое описание региона Карского моря 6
1.1 Морфология Карского моря 6
1.2 Водные массы 9
1.3 Климатические особенности 11
1.4 Термохалинная структура 14
1.5 Ледовые условия 16
2 Условия формирования первичной продукции 19
2.1 Факторы, лимитирующие первичную продукцию 20
2.2 Роль хлорофилла «а» в определении первичной продукции 25
2.3 Антропогенное воздействие на первичную продукцию 27
2.4 Влияние первичной продукции на динамику промысловых видов рыб 29
3 Исходные данные и методы анализа 33
3.1 Исходные данные 33
3.2 Кросс-корреляционный анализ 38
3.3 Кластерный анализ 39
3.4 Спектральный анализ 44
4 Межгодовая изменчивость биопродуктивности Карского моря 47
4.1 Кросс-корреляционный анализ первичной продукции Карского моря . . 47
4.2 Кластерный анализ первичной продукции Карского моря 53
4.3 Районирование Карского моря 55
4.4 Спектральный анализ первичной продукции Карского моря 62
Заключение 78
Список использованной литературы 80
Приложения 86
Актуальность работы. Рациональное использование биологических ресурсов является одной из актуальных проблем в океанологии, особенно, в условиях изменения климатических условий. Решение этой проблемы основывается на изучении биопродукционных характеристик морских экосистем и мониторинге их состояния.
Воздействие климатических условий на моря арктического региона в последние десятилетия становится все более заметно, так как экосистемы этих морей очень чувствительны к малейшим изменениям, что отражается на экологической и экономической обстановке Арктики. Результаты исследования позволяют увидеть тенденцию увеличения участков открытой воды, и в связи с этим повышения концентрации первичной продукции в водах Карского моря. На основании данной работы можно сделать предположение о росте численности некоторых видов гидробионтов и возможности их промышленного вылова в связи с изменением климата.
В настоящее время данных по биопродуктивности Карского моря не достаточно, так как из-за суровых условий среды регион был мало изучен. До начала 90-х годов исследования первичной продукции затрудняли ледовые условия, но в последние десятилетия прослеживается явная тенденция увеличения пространств открытой воды в теплый сезон, что привело к увеличению охвата областей доступных для исследования.
Одной из основных характеристик акваторий является исследование изменения характеристик первичной продукции в пространстве и времени, что в свою очередь связано с решением основополагающих проблем в области экологии, океанологии, биогеохимии океана. К таким задачам относится описание геохимического цикла углерода, его трансформации под действием изменения климата и, усиливающейся с каждым годом, антропогенной нагрузки, изучением перехода веществ и энергии по цепям питания.
Исследование по данной теме связано с привлечением внимания к данному региону не только для добычи полезных ископаемых, но и возможности промыслового изъятия определенных видов рыб, а так же накоплением базы данных по некоторым показателям (концентрация фитопланктона, концентрация хлорофилла «а», температура, соленость, концентрация фосфатов и нитратов). Созданные базы данных биотических и абиотических характеристик данного региона могут быть полезны в задачах оперативной океанологии, навигации, рыбного промысла и аквакультуры.
Цель работы: исследовать изменение биопродуктивности Карского моря в связи с изменяющимися климатическими условиями.
Объект исследования: сообщество фитопланктона Карского моря.
Предмет исследования - влияние абиотических факторов на процессы первичного продуцирования фитопланктона...
В настоящее время биопродуктивность Карского моря представляет особый интерес в связи с потеплением климата и увеличением пространств открытой воды. Данная работа позволяет получить достаточное представление об изменении биопродуктивности в период с 2000 по 2020 гг. Использование данных с искусственных спутников Земли показало возможность ежемесячного прослеживания концентрации фитопланктона, хлорофилла «а», нитратов, фосфатов, температуры, солености и многих других показателей Карского моря. В результате проведенного исследования, мы подтвердили гипотезу о том, что в настоящее время изменения климатических условий, снижение ледовитости Карского моря приводит к повышению концентрации первичной продукции, а следовательно, и повышению концентрации хлорофилла «а». Все это сказывается на освоении данной территории. В связи с повышением концентрации фитопланктона, можно предположить, что количество рыбы в данном регионе возрастет, что повлечет за собой промышленный лов. Но с нарастающими темпами судоходства будут так же расти и риски экологического загрязнения.
В работе было исследовано влияние таких абиотических факторов, как концентрация нитратов, фосфатов, соленость и температура на концентрацию фитопланктона, а так же взаимосвязь концентрации хлорофилла «а» и фитопланктона. Кросс-корреляционный анализ показал обратную линейную связь концентрации фитопланктона с соленостью и концентрацией фосфатов, то есть, концентрация фитопланктона возрастает, когда понижаются показатели солености и концентрации фосфатов. Для всех остальных переменных связь оказалась прямой. Наибольшая теснота связи была у фитопланктона и хлорофилла «а», что подтверждает нашу гипотезу.
В ходе кластерного анализа акватории Карского моря и прилежащих к нему восточной части Баренцева моря и Северного Ледовитого океана было выделено 8 классов различными концентрациями хлорофилла «а», биогенов и отличающимся температурным режимом, на основании всего вышеперечисленного было проведено районирование Карского моря...
