Хлорофилл

Одним из важнейших компонентов органических веществ, содержащихся в воде различных водоемов, являются растительные пигменты, среди которых особенно значимы хлорофиллы. По их содержанию принято судить об интенсивности фотосинтетических процессов, протекающих в водоеме, и оценивать уровень его первичной продукции. Наиболее часто исследуется концентрация хлорофилла «α», о которой и пойдет речь в этом разделе.

Хлорофилл распределен по акватории Белого моря неравномерно (Бобров, Савинов, 1985; Бобров и др., 1995). Наибольшие концентрации этого пигмента зарегистрированы в вершинах заливов вблизи мест впадения рек, а также в антициклоническом круговороте воды, расположенном в Бассейне. В этих местах содержание хлорофилла в водах фотического слоя достигает 1.5 мг/м3. Более высокие концентрации хлорофилла, равные 3–4 мг/м3, обнаружены в поверхностных водах в районе Соловецкого архипелага (Мордасова, Вентцель, 1994; Бобров и др., 1995). В Двинском заливе этот показатель был еще больше. Средняя концентрация хлорофилла составляла 5.6 мг/м3 , а пределы варьирования тестируемого показателя в разных точках залива укладывались в диапазон от 1.6 до 15.5 мг/м3 (Мордасова, Вентцель, 1994).

Самые низкие концентрации данного пигмента в фотическом слое воды отмечены в северных частях Бассейна и Горла, где содержание хлорофилла не превышало 0.5 мг/м3. Чуть более высокие концентрации (не более 1.0 мг/м3) приурочены к фронтальным зонам и апвелингам на входе во внутренние заливы моря (Бобров и др., 1995).

Анализ вертикального изменения концентрации хлорофилла в воде Белого моря показывает, что наиболее высокие показатели наблюдаются в поверхностных водах на глубинах от 0 до 10–15 м, что соответствует толщине фотического слоя. Максимум содержания пигмента в воде совпадает в большинстве случаев с наибольшей плотностью планктонных микроводорослей и обычно приурочен к слою скачка плотности. Глубже концентрация резко падает, снижаясь на уровне 40 м до 0.1 мг/м3 (Федоров и др., 1995).

Эти закономерности вертикального распределения хлорофилла и первичной продукции в Белом море соответствуют таковым, обнаруженным в других частях Мирового океана. Они определяются, с одной стороны, условиями освещенности, а с другой – физической структурой водной толщи (Кобленц-Мишке, Ведерников, 1977). Под влиянием гидрофизических факторов формируются максимумы концентрации пигментов вблизи пикноклина. На первых

стадиях сукцессии сообществ пелагиали (весна – в умеренных широтах или начало лета – в полярных зонах) фитопланктон населяет относительно тонкий поверхностный слой воды над пикноклином. Кривые вертикального распределения фитопланктона, пигментов и первичной продукции совпадают и имеют максимум, приходящийся на поверхностные воды. По мере развития сообществ кривые начинают расходиться, пики на кривых концентрации хлорофилла и продукции фитопланктона бывают разобщены. Фитопланктон и растительные пигменты концентрируются в основном вблизи пикноклина, куда проникает мало света, а максимум первичной продукции располагается значительно выше.

Подобная картина наблюдается в летний период и на Белом море. Максимумы содержания хлорофилла и величины продукции фитопланктона оказываются разобщенными, причем наибольшая величина первичной продукции регистрируется нередко выше максимума концентрации хлорофилла (Федоров и др., 1995). Несмотря на это, однако, в общих чертах сезонная динамика концентрации хлорофилла соответствует изменениям фотосинтетической активности фитопланктона.

Данные, полученные в 1985 и 1986 гг. в юговосточной части Кандалакшского залива в районе Сонострова (Галкина и др., 1988), показывают (рис. 9), что в течение вегетационного периода (с апреля по октябрь) минимальные (не более 0.1 мг/м3) концентрации хлорофилла в воде во внутренней акватории и открытом море были обнаружены в апреле и октябре, т.е. в начале и конце вегетации фитопланктона.

Летом содержание хлорофилла увеличивалось и после небольшого снижения достигало максимума (около 3.4 и 1.9 мг/м3 во внутренней акватории и в открытом море соответственно) во второй половине лета. Потом оно начало снижаться и достигло минимальных значений в октябре.

Рис. 9. Соотношение концентраций хлорофилла «а» во внутренней акватории у Сон-острова (1) и в открытом (2) море (по: Галкина и др., 1988). По оси абсцисс – время, месяцы; по оси ординат – концентрация хлорофилла, мг/м3.

Таблица 9 Среднее содержание хлорофилла в воде различных морей

Сравнение имеющихся данных о содержании хлорофилла в воде различных морей свидетельствует о том, что Белое море не относится к числу «бедных» водоемов. Так, например, в разных районах Черного моря концентрация хлорофилла в поверхностных водах варьирует от 0.2 до 1.9 мг/ м3 (табл. 9). На глубинах содержание этого растительного пигмента, как правило, значительно ниже (Жоров, Берсеньева, 1982; Сорокин, 1982). В разных частях Балтийского моря концентрация хлорофилла в поверхностных водах изменяется от 1 до 5 мг/ м3, значительно (до 8– 15 мг/м3) повышаясь в устьях больших рек (Охоцкий и др., 1980; Lozan et al., 1996).

В водах Баренцева моря среднее многолетнее содержание хлорофилла составляет 0.55 мг/м3 при варьировании от 0.01 до 2.5 мг/м3 (Бобров, Шмелева, 1985). Если сопоставить эти данные с приведенными выше, то оказывается, что в основном концентрации хлорофилла в воде двух сравниваемых морей весьма близки. При этом во многих случаях в Белом море регистрируется даже более высокое содержание в воде этого растительного пигмента.

Таким образом, на основании результатов сравнения можно заключить, что по содержанию хлорофилла Белое море в современный период превосходит Баренцево море и приближается к эвтрофному Балтийскому морю.

Заканчивая на этом обсуждение данных о содержании хлорофилла в водах Белого моря, необходимо отметить, что его концентрация несколько повышена относительно предшествующих фоновых значений, что, по-видимому, связано с процессом эвтрофирования, который характерен в современный период не только для Белого, но и для ряда других морей (Бобров и др., 1995).

К сожалению, из-за отсутствия данных о содержании хлорофилла в беломорской воде за предшествующий период прямое сопоставление невозможно, однако отмеченное (Максимова, 1960, 1984 б, 2004) значительное (в 1.5 раза) увеличение концентрации органических веществ в водах Белого моря за 27-летний период (с 1956 по 1982 гг.) делает это предположение (Бобров и др., 1995) достаточно обоснованным.