Трансформация биогенных веществ в водах северо-восточной части шельфа Сахалина: анализ результатов математического моделирования

  • А. В. Леонов Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН
  • В. М. Пищальник СахГУ
  • В. И. Петухов ДВФУ
  • О. В. Чичерина Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН
DOI: 10.29006/1564-2291.JOR-2018.46(2).10
Ключевые слова: модели для анализа океанологических данных, концентрации биогенных веществ, биомассы организмов низших трофических звеньев –гетеротрофные бактерии, три доминирующих группы фитопланктона, две группы зоопланктона (растительноядный и хищный), параметры активности организмов (удельные скорости роста, круговорот биомассы, биопродукция)

Аннотация

Трансформация биогенных веществ в морской среде исследовалась в районах 1–4 в акватории северо-восточной части шельфа Сахалина. Три электронных инструмента использовано для анализа океанографических данных:
1. ГИС «Сахалинский шельф» (для получения данных по термохалинным параметрам морских вод);
2. океаническая динамическая модель Бергенского университета (для оценки скоростей и направлений переноса водных масс через границы районов);
3. гидроэкологическая CNPSi-модель (для расчетов динамики химико-биологических характеристик и количественной оценки особенностей биогидрохимии морской среды северо-восточной части шельфа Сахалина).
В данном исследовании обсуждается сезонная динамика концентраций органических и минеральных соединений биогенных элементов (N и P) и биомасс организмов (гетеротрофные бактерии, три группы фито- и две зоопланктона). Динамика была воспроизведена на основе долгосрочных среднемесячных значений параметров морской среды (температура, освещенность, прозрачность водной среды, биогенная нагрузка, параметры водообмена). Указанные организмы вовлечены в трансформацию биогенных веществ и обеспечивают их круговорот в водной среде. Анализ изменений концентраций биогенных веществ позволил характеризовать сезонные условия развития биомасс и изменения параметров их активности (на основе оценки удельных скоростей роста биомасс и биопродукции).

Литература


  1. Berntsen J. USERS GUIDE for a modesplit s-coordinate numerical ocean model. Bergen: Univ. of Bergen, 2004. P. 51.

  2. Leonov A.V. Modelirovanie prirodnyh processov na osnove imitacionnoj gidroekologicheskoj modeli transformacii soedinenij C, N, P, Si: uchebnoe posobie (Modeling of Natural Processes on the Base of Simulation Hydroecological Model of the C, N, P, Si Substance Transformations. Manual Handbook). Uzhno-Sakhalinsk: Sakhalinsk State University, 2012 (In Russian).

  3. Leonov A.V., Pishchal’nik V.M. Biotransformations of Organogenic Substances in the Aniva Bay Waters: Assessment with the Use of Mathematical Modeling // Water Resources. 2005a. Vol. 32. No. 5. P. 508–523. (Original Russian Paper: Leonov A.V., Pishchal’nik V.M. Biotransformaciya organorennyh veshchestv v vodah zaliva Aniva: ocenka c pomosh’u matematicheskogo modelirovaniya // Vodnye Resursy. 2005a. Vol. 32. No. 5. P. 558–574).

  4. Leonov A.V., Pishchal’nik V.M. Analysis of Conditions of Petroleum Hydrocarbon Transformations in Seawater and Simulation of This Process in Aniva Bay // Water Resources. 2005b. Vol. 32. No. 6. P. 653–666. (Original Russian Paper: Leonov A.V., Pishchal’nik V.M. Biotransformaciya of neftianyh uglevodorodov v vodah zaliva Aniva: ocenka c pomosh’u matematicheskogo modelirovaniya // Vodnye Resursy. 2005b. Vol. 32. No. 6. P. 712–726.

  5. Leonov A.V., Pishchal’nik V.M., Zaripov O.M. Modelirovanie prirodnyh processov: Sistema otobrazheniya resul’tatov raschetov on CNPSi-vodeli. Uchebnoe posobie (Modeling of Natural Processes: System for the Visualization of Calculation Results of Obtained by the CNPSi-model. Manual Handbook) // Uzhno-Sakhalinsk: Sakhalinsk State University, 2012. (In Russian).

  6. Leonov A.V., Pishchal’nik V.M., Chicherina O.V. Transformations of Biogenic Substances in Tatar Strait Water (the Sea of Japan): Analysis of Mathematical Modeling Results // Water Resources. 2010a. Vol. 37. No. 1. P. 33–57. (Original Russian Paper: Leonov A.V. et al. Transformaciya biogennyh veshchestv v vodah Tatarskogo proliva (Japonskoe more): analiz resul’tatov matematicheskogo modelirovaniya // Vodnye Resursy. 2010a. Vol. 37. No. 1. P. 35–59).

  7. Leonov A.V., Pishchal’nik V.M., Chicherina O.V. Modeling of the Marine Environmental Pollution by Petroleum Hydrocarbons and Their Biotransformation in Tatar Strait Waters // Water Resources. 2010b. Vol. 37. No. 2. P. 225–238. (Original Russian Paper: Leonov A.V. et al. Transformaciya zagriasneniya morskoj sredy neftianymi uglevodorodami i ih biotransformaciya v vodah Tatarskogo proliva // Vodnye Resursy. 2010 b. Vol. 37. No. 2. P. 220–233).

  8. Leonov A.V., Pishchal’nik V.M., Chicherina O.V. Biogeochemistry of Marine Environment Transformations of Biogenic Substances and Oil Hydrocarbons on the Southeastern Sakhalin Shelf // Water Resources. 2016. Vol. 43. No. 2. P. 306–327. (Original Russian Paper: Leonov A.V. et al. Biogeohimiya morskoj sredy i osobennosti transformacii biogennyh veshchestv i nephtyannyh uglevodorodov na ugo-vostochnom shelfe Sahalina // Vodnye Resursy. 2016. Vol. 43. No. 2. P. 164–187).

  9. Leonov A.V., Sapozhnilov V.V. Biohydrohimicheskaya model’ transformacii organogennyh veshchestv i ee ispol’zovanie dlia rascheta pervichnoj produccii v ecosisteme Ohotskogo moria (Biohydrochemical Model of Organic Substance Transformations and its Applying for Primary Production Calculations in the Okhotsk Sea Ecosystem) // Sb. Kompleksnye issledovaniiya ecosistemy Ohoskogo moria (Complex Studies of the Okhotsk Sea Ecosystem) M.: Izdat. VNIRO, 1997. P. 143–166. (In Russian).

  10. Luchin V.A. Neperiodicheskie techeniya // Gidrometeorologiya I gidrohimiya morej. (Aperiodical currents. Hydrometeorology and hydrochemistry of seas) // SPb.: Hyrometeoizdat, 1998. Vol. 9: The Sea of Okhotsk, Is. 1: Gydrometeorological conditions. P. 233–256. (In Russian).

  11. Pishchal’nik V.M., Arkhipkin V.S., Leonov A.V. Reconstruction of the Annual Variations of Thermohaline Characteristics and Water Circulation on the Northeastern Sakhalin Shelf // Water Resources. 2014. Vol. 41. No. 4. P. 385–395. (Original Russian Paper: Pishchal’nik V.M. et al. Vosstanovlenie godovogo hoda termohalinnyh characteristic i cirkulyacii vod na severo-vostochnom shel’fe Sahalina // Vodnye Resursy. 2014. Vol. 41. No. 4. P. 362–374).

  12. Pishchal’nik V.M., Bobkov A.O. Okeanograficheskii atlas shel’fovoi zony ostrova Sakhalin (Oceanographic Atlas of the Sakhalin Island Shelf Zone), Yuzhno-Sakhalinsk: Izd. SakhGU, 2000. (In Russian).

  13. Pishchal’nik V.M., Leonov A.V. Studying the Ecosystem Functioning Conditions in Aniva Bay – La Peruse Strait // Water Resources. 2003. Vol. 30. No. 5. P. 569–588. (Original Russian Paper: Pishchal’nik V.M., Leonov A.V. Izuchenie uslovij funkcionirovaniya ecosistemy zaliv Aniva – proliv Laperuza // Vodnye Resursy. 2003. Vol. 30. No. 5. P. 616–636).

  14. Pishchal’nik V.M., Leonov A.V., Arkhipkin V.S., Melkij V.A. Matematicheskoe modelirovanie uslovij funkcionirovaniya ekosistemy Tatarskogo proliva (Mathematical Modeling of Conditions in the Functioning of the Tatar Strait Ecosystem). Uzhno-Sakhalinsk: SakhGU, 2011. (In Russian).

Опубликован
2018-11-18
Раздел
Морская геология, геофизика и геохимия