Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Основные особенности гидрометеорологических и динамических условий в районе канарского апвеллинга 10
1.1. Климатические зоны и атмосферная циркуляция 10
1.2. Структура и циркуляция вод 13
1.3. Прибрежный апвеллинг 22
Глава 2. Материалы и методы исследований 27
Глава 3. Пространственно-временная изменчивость гидрохимических характеристик в районе канарского апвеллинга 38
3.1. Основные закономерности распределения биогенных элементов 38
3.1.1. Факторы, влияющие на гидрохимическую структуру вод в районе Канарского апвеллинга 39
3.1.2. Распределение растворенного кислорода 47
3.1.3. Распределение нитратов, фосфатов и растворенного кремния 50
3.1.4. Распределение органического азота и фосфора 55
3.1.5. Распределение ионов железа 61
3.1.6. Распределение нитритов, ионов аммония и мочевины 63
3.2. Сезонная изменчивость гидрохимических условий 70
3.2.1. Пространственно-временная характеристика распределения температуры, солености, фосфатов и растворенного кислорода 71
3.2.2. Классификация поверхностных вод 76
3.2.3. Динамика вод и особенности формирования повышенных концентраций биогенных элементов 85
3.3. Межгодовая изменчивость содержания фосфатов и растворенного кислорода в выделенных подрайонах Канарского апвеллинга 88
Глава 4. Гидрохимическая основа биопродукивности вод канарского апвеллинга 96
4.1. Оценка биопродуктивности зоны апвеллинга с использованием гидрохимических параметров 96
4.1.1. Расчет первичной продукции в зоне апвеллинга по уменьшению содержания биогенных элементов в поверхностном слое 97
4.1.2. Гидрохимический индекс апвеллинга как показатель биопродуктивности района 105
4.1.3. Сезонная и межгодовая изменчивость гидрохимического индекса апвеллинга 110
4.2. Пространственно-временная изменчивость гидрохимических условий и ее влияние на биопродуктивность вод и распределение промысловых видов рыб 113
4.2.1. Особенности распределения фосфатов, растворенного кислорода, хлорофилла «а», продукции фитопланктона и биомассы промысловых пелагических видов рыб 113
4.2.2. Сезонная и межгодовая изменчивость гидрохимических условий в районе Канарского апвеллинга и ее влияние на распределение пелагических рыб 120
Заключение 129
Список использованной литературы 134
- Факторы, влияющие на гидрохимическую структуру вод в районе Канарского апвеллинга
- Пространственно-временная характеристика распределения температуры, солености, фосфатов и растворенного кислорода
- Пространственно-временная изменчивость гидрохимических условий и ее влияние на биопродуктивность вод и распределение промысловых видов рыб
- Сезонная и межгодовая изменчивость гидрохимических условий в районе Канарского апвеллинга и ее влияние на распределение пелагических рыб
Введение к работе
Актуальность работы. Район Канарского апвеллинга расположен у Северо-Западного побережья Африки от Гибралтарского пролива до островов Зеленого мыса. Как и другие районы апвеллинга в Мировом океане (Бенгельский - в Атлантическом, Калифорнийский и Перуанский – в Тихом), он характеризуется исключительно высокой биологической продуктивностью вод, что обусловлено подъемом в эвфотический слой промежуточных вод с повышенным содержанием биогенных элементов. При этом в верхнем слое океана создаются благоприятные условия для первичного продуцирования и формирования фитопланктонного сообщества - основы трофической цепи, конечным звеном которой являются массовые пелагические рыбы (сардина, ставрида, сардинелла, скумбрия, анчоус).
Биомасса и распределение этих промысловых видов рыб, испытывают существенные межгодовые изменения, которые связаны как с крупномасштабными атмосферными циркуляциями, так с изменчивостью среды обитания. Наблюдаемые резкие падения уловов, например, сардины с 5 млн. т в 1996 г. до 1 млн. т. в 1997 г. у берегов Западной Сахары, иногда объясняют декадными колебаниями продуктивности экосистемы апвеллинга, однако многолетние данные, подтверждающие такие изменения, практически отсутствуют. Для обеспечения стабильного и эффективного промысла в районе Канарского апвеллинга необходимо более глубокое понимание процессов формирования биологической и промысловой продуктивности вод и их изменчивости.
В последнее время важное значение приобретают расчетные методы оценки первичной продукции, основанные на знании пространственно-временной изменчивости гидрохимической структуры вод, которые позволяют более детально проанализировать изменения первичной продукции в промысловом районе.
В связи с этим выполненное автором исследование сезонной и межгодовой изменчивости гидрохимической структуры вод Канарского апвеллинга, ее влияния на биологическую продуктивность района и распределение массовых пелагических видов рыб представляется актуальным.
Основная цель работы – изучить влияние пространственно-временной изменчивости гидрохимических параметров на биопродуктивность вод и распределение массовых пелагических видов рыб.
Для достижения цели решались следующие задачи:
1. Анализ пространственно-временной изменчивости гидрохимических условий в районе Канарского апвеллинга.
2. Океанологическое районирование методом кластерного анализа с использованием гидрохимических данных.
3. Выявление основных гидрохимических показателей, влияющих на формирование биопродуктивности вод.
4. Расчет первичной продукции в районе Канарского апвеллинга.
5. Оценка влияния сезонной и межгодовой изменчивости гидрохимических условий на распределение промысловых скоплений пелагических видов рыб.
Научная новизна. Впервые на основе многолетних данных выполнен анализ пространственно-временной изменчивости содержания в водах Канарского апвеллинга минеральных форм фосфора и азота (нитратов, нитритов и аммония), растворенного кислорода и железа; определено содержание органических форм фосфора и азота (включая мочевину), что позволило проследить трансформацию азота и фосфора в продукционно-деструкционных процессах.
В качестве дополнительного показателя интенсивности апвеллинга и биопродуктивности вод предложено использовать гидрохимический индекс, рассчитанный по величине горизонтального градиента концентрации фосфатов в поверхностном слое; проведен анализ его пространственно-временной изменчивости.
Впервые с помощью метода кластерного анализа на основе среднемноголетних значений концентрации фосфатов и растворенного кислорода для теплого и холодного сезонов года разработана классификация поверхностных вод в районе Канарского апвеллинга; в результате выделено пять подрайонов.
Впервые по методу Вейхарта на основе пространственно-временной изменчивости гидрохимических параметров для летнего и зимнего сезонов 2004 г. и 2006-2008 гг. рассчитана суточная первичная продукция. Показано, что наиболее репрезентативны величины первичной продукции, рассчитанные по убыли содержания фосфатов в поверхностном слое.
Установлено, что сезонные миграции европейской сардины, круглой сардинеллы, западноафриканской и европейской ставрид в значительной степени определяются пространственно-временной изменчивостью гидрохимической структуры вод.
Практическая значимость работы. Выявленные закономерности распределения гидрохимических параметров позволяют лучше понять механизмы формирования зон высокой продуктивности вод в динамически сложном районе Канарского апвеллинга, где знание только гидрологических условий недостаточно. Расчетные методы оценки первичной продукции на основе этих закономерностей могут быть положены в основу более детального анализа изменчивости биологической и промысловой продуктивности района. Определение гидрохимического индекса дает возможность оценить интенсивность апвеллинга и продуктивность экосистемы в целом. Использование гидрохимических параметров, напрямую связанных с биопродуктивностью вод в моделях высокопродуктивных экосисистем прибрежных апвеллингов, позволит получить более надежные результаты при разработке промысловых прогнозов и при планировании промысла основных пелагических видов рыб в районе Центрально-Восточной Атлантики (ЦВА).
Основные защищаемые положения.
1. Пространственно-временная изменчивость гидрохимических параметров вод Канарского апвеллинга, обусловленная динамикой водных масс и интенсивностью продукционно-деструкционных процессов.
2. Классификация поверхностных вод по совокупности гидрохимических параметров с целью их более детальной характеристики на уровне подрайонов.
3. Расчет первичной продукции по уменьшению концентрации биогенных элементов с удалением вод от центра апвеллинга.
4. Правомерность использования гидрохимического индекса как показателя интенсивности апвеллинга и биопродуктивности вод.
5. Связи сезонных миграций промысловых пелагических видов рыб с пространственно-временной изменчивостью гидрохимических условий.
Личный вклад автора состоит в обработке и анализе первичных гидрохимических материалов, собранных в экспедициях АтлантНИРО в район Канарского апвеллинга в 1994-2008 гг. Автором впервые в летних рейсах 2006-2008 гг. выполнен полный комплекс определений биогенных элементов как в минеральной, так и в органической формах, кроме того были отработаны методики и проведено определение мочевины и железа.
Апробация работы. Основные результаты представлялись и обсуждались на ежегодных отчетных сессиях ВНИРО 2007-2008 гг., в лаборатории морской экологии отдела Экологических основ изучения биопродуктивности гидросферы ФГУП «ВНИРО», на Методическом Совете по океанологическим исследованиям АтлантНИРО, на расширенном семинаре кафедры географии океана факультета географии и геоэкологии Российского государственного университета им. Иммануила Канта (г. Калининград), а также на XIV Международной конференции по промысловой океанологии в 2008 г.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 работ, из них 3 в изданиях, рекомендованных ВАК.
Структура диссертации: введение, 4 главы, заключение, список используемой литературы. Общий объем диссертации составляет 147 страниц печатного текста, включая 50 рисунков, 13 таблиц. Список литературы содержит 138 публикаций на русском и иностранных языках.
Автор искренне благодарен научному руководителю д.г.н., профессору В.В.Сапожникову, главному научному сотруднику АтлантНИРО д.г.н., профессору П.П. Чернышкову за помощь и внимание к работе, старшему научному сотруднику АтлантНИРО к.г.н. В.Н. Шнару за ценные советы и консультации в области промысловой океанологии, сотрудникам лаборатории морской экологии ФГУП «ВНИРО» к.б.н. Н.В Аржановой, к.х.н. Н.В. Мордасовой, к.б.н. А.И. Агатовой за консультации и обсуждение результатов исследований, сотруднику отдела научно-промысловой разведки АтлантНИРО Е.А. Смольяниновой, принимавшей участие в гидрохимических работах, к.г.н. Е.Н. Тимохину и к.г.н. И.Л. Глезе за помощь в математической обработке материалов.
Факторы, влияющие на гидрохимическую структуру вод в районе Канарского апвеллинга
Основными факторами, влияющими на гидрохимическую структуру вод Канарского апвеллинга, являются: 1) прибрежный апвеллинг, интенсивность которого тесно связана с интенсивностью северо-восточного переноса воздушных масс; 2) циркуляция водных масс, взаимодействие САЦВ и ЮАЦВ, СМФ и его миграция вдоль побережья Мавритании; 3) мезомасштабные процессы (образование вихревых структур, поперечных струй, меандров и т.д.) и 4) процессы фотосинтеза и минерализации органических форм биогенных элементов.
Образование локальных очагов апвеллинга происходит в результате выноса на поверхность расположенных ниже слоя пикноклина богатых биогенными элементами промежуточных вод. Как видно на разрезе, выполненном в летний период 2007 г. по 2530 с.ш., подъем вод происходит с глубин 150-200 м (рис. 9). Концентрация биогенных элементов в промежуточном слое и глубина залегания пикноклина во многом определяют поступление их в поверхностный слой. В районе Канарского апвеллинга это сильно зависит от взаимодействия промежуточных вод САЦВ и ЮАЦВ, которые, как описано в гл. 1, значительно различаются по своим характеристикам.
С севера на юг поступают воды более соленые, с меньшим содержанием биогенных элементов и более насыщенные кислородом, а с юга - менее соленые, с большим содержанием биогенных элементов и меньшим содержанием кислорода. Это приводит к меридиональному увеличению с севера на юг в слоях 200 - 500 м концентраций минерального фосфора от 0.4 -1.1 до 1.8 - 2.1 мкг-ат/л и нитратного азота от 6.7 - 11.0 до 23.5 - 26.5 мкг-ат/л и уменьшению содержания кислорода от 4.75 - 4.25 мл/л до 1.22 - 1.20 мл/л соответственно (рис. 10-11).
В зоне взаимодействия поверхностных водных масс северного и южного происхождения формируется СМФ, который хорошо прослеживается по температуре поверхностного слоя, в то время как САЦВ и ЮАЦВ по полю температуры и плотности отличаются незначительно (рис. 10А). Граница между САЦВ и ЮАЦВ отчетливо выделяется по гидрохимическим параметрам и располагается практически в течение всего года в районе 21-22 с.ш. (рис. 10, 11Б). Циркуляция вод в районе 21 с.ш. очень сложна. В результате «вклинивания» вод ЮАЦВ происходит переслаивание и образование линз, что отражается на вертикальном распределении биогенных элементов в этом районе (рис. 12). Богатые биогенными элементами воды ЮАЦВ проникают на шельф п. Дахла (2430 с.ш.), где они с апвеллинговым потоком поднимаются на поверхность. Сезонная и межгодовая изменчивость интрузий ЮАЦВ существенно влияет на изменения продуктивности в этом районе, популярном для европейской сардины. взаимодействием CAT {В и ЮАЦВ, положением СМФ и его сезонной и межгодовой изменчивостью.
Значительное влияние на распределение биогенных элементов у побережья Северо-Западной Африки оказывает формирование различных мезомасштабных структур. Их возникновение может быть связано с неустойчивостью состава больших объемов шельфовых вод в процессе подъема к поверхности. Большую роль при этом играют топографические факторы и устойчивость вдольберегового течения. Участки подъема изолиний к поверхности в большинстве случаев приурочены к подводным возвышенностям, что видно на рис. 10-12. Наиболее заметно это проявляется на меридиональном разрезе на шельфе (рис. 13). Большое значение, вероятно, здесь имеют внутритермоклинные вихри, образование которых, рассмотрено в работах [Костяной, 2000; Костяной, Родионов, 1986; Barton, 1987].
В прибрежной зоне в связи с сильным турбулентным перемешиванием наблюдается практически однородное распределение всех биогенных элементов от поверхности до дна. По периферии шельфа характер вертикального распределения нитратов, фосфатов и растворенного кремния во многом обуславливают процессы фотосинтеза. В результате преобразования минеральных соединений азота и фосфора в органические происходит обеднение поверхностных слоев биогенными элементами. Последующий вертикальный перенос их с органическим веществом детрита и деструкция органического вещества, обусловленная микробиологическими процессами, приводит к аккумуляции биогенных элементов в слоях ниже пикноклина. Если турбулентное перемешивание отсутствует обмен между эвфотической зоной и низлежащими слояим затруднен из-за наличия пикноклина. Сохранение постоянного уровня первичной продукции обеспечивается поступлением в эвфотический слой новых порций биогенных элементов в результате апвеллинга, процессов азотфиксаци или атмосферных осадков.
Пространственно-временная характеристика распределения температуры, солености, фосфатов и растворенного кислорода
С использованием методов ГИС-технологий [Глеза, 2004; Глеза, Чернышков, 2006] по многолетним данным (1994-2008 гг.) для прибрежной зоны и периферии шельфа у побережья Северо-Западной Африки были рассчитаны среднемесячные значения температуры, солености, концентраций фосфатов и растворенного кислорода. Расчеты были выполнены для поверхностного горизонта, поскольку именно в этом слое создаются условия для формирования зон повышенной продуктивности вод, которые в значительной мере влияют на образование промысловых концентраций [Духова, 2009а]. Анализ среднемноголетних значений позволяет исключить влияние мезомасштабных процессов, описанных в предыдущих главах и характерных для всех районов апвеллинга. Характер распределения среднемноголетних значений температуры воды на поверхности позволяет проследить внутригодовую изменчивость СМФ (рис. 27). На южной и северной перифериях фронтальной зоны, ограниченной изотермами 22 и 26С, образуются участки повышенных горизонтальных градиентов температуры. СМФ совершает сезонные миграции. Продвижение фронта на север в прибрежной зоне начинается в середине мая, в мористой части - в середине апреля. Крайнее северное положение (2000 -20о30 с.ш.) фронт занимает в середине августа. К югу от него в это время температура воды на поверхности составляет более 26С. К северу от СМФ температура поверхностных вод в течение года в прибрежной зоне и по периферии шельфа характеризуется ячеистым распределением.
В большей степени это характерно для прибрежной акватории, где наиболее ярко выражены процессы апвеллинга (рис. 27). Температура воды в поверхностном слое на этом участке изменяется от 16 до 20С, Однако, в октябре-ноябре как в прибрежной зоне, так и по периферии шельфа от 25 до 27 с.ш. отмечаются участки более теплых вод с температурой 21-23С. В мае севернее 3230 с.ш. температура воды в прибрежной зоне повышается до 19, в открытой части - до 22 С, причем по периферии шельфа очаги теплых вод занимают значительно большую площадь (рис. 27Б). В пределах ИЭЗ Мавритании (16-21 с.ш.) соленость имеет четко выраженный годовой ход (рис. 28). В прибрежной зоне с ноября по май отмечаются минимальные значения солености (35.6-35.8%о). В это время еще не наблюдается активного продвижения термического фронта на север в район м. Кап Блан. На акватории между 19 и 23 с.ш. (в среднем на 21 с.ш.) в пространственно-временном распределении солености четко выделяется зона повышенных меридиональных градиентов. В отличие от термического фонта она располагается на этих широтах в течение всего года. Значения поверхностной солености увеличиваются от 35.8 до 36.4%о с юга на север, что отражает проникновение на север менее соленых вод ЮАЦВ. В этой зоне происходит наиболее интенсивное взаимодействие вод Северной ветви Межпассатного противотечения и вод Канарского течения. К северу от фронтальной зоны поле солености, как и поле температуры в прибрежном районе характеризуется ячеистой структурой, а в мористой части -более равномерным распределением.
В первом случае значения солености изменяются от 36.1 до 36.5%о, во втором от 36.3 до 36.6%о. Распределение фосфатов и растворенного кислорода в прибрежной зоне и по периферии шельфа хорошо согласуется с особенностями распределения температуры и солености и во многом определяются сезонным характером апвеллинга и внутригодовой изменчивостью СМФ. По характеру распределения выделяются два района с повышенным содержанием фосфатов (рис. 29) [Духова, 2009а]. 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 2230 с.ш., что определяется областью распространения ЮАЦВ, а южная смещается с 1930 с.ш. (положение в августе) до 16 с.ш. (в марте), вместе со смещением СМФ. Южнее 18с.ш., куда в теплый период года распространяется тропическая поверхностная водная масса, апвеллинг не прослеживается, содержание фосфатов уменьшается до 0.25 мкг-ат/л. Между 2430 и 2800 с.ш. выделяется участок с концентрацией фосфатов от 0.45 до 0.65 мкг-ат/л, приуроченный к зоне интенсивного апвеллинга.
Пространственно-временная изменчивость гидрохимических условий и ее влияние на биопродуктивность вод и распределение промысловых видов рыб
Наряду со знанием закономерностей сезонной изменчивости гидрохимической структуры вод, весьма важно понимание особенностей их межгодовых колебаний, которые в значительной степени определяют долгопериодные изменения состояния всей экосистемы Канарского апвеллинга, включая условия среды обитания гидробионтов и популяций пелагических рыб. Качественные и количественные связи между изменчивостью условий среды обитания гидробионтов и биопромысловыми параметрами, являются основой прогнозирования динамики основных рыбных объектов в традиционных районах рыболовства. В этом разделе для теплого и холодного сезонов рассматриваются особенности межгодовой изменчивости содержания фосфатов и растворенного кислорода в поверхностном слое в каждом выделенном методом кластерного анализа подрайоне. Рассмотрим межгодовую изменчивость содержания растворенного кислорода и фосфора по подрайонам, выделенным с помощью кластер анализа и описанным в разделе 3.2.2. Для ИЭЗ Марокко и Мавритании было выделено пять подрайонов (классов) (рис. 33). По каждому подрайону для холодного и теплого сезонов для всего исследованного периода (1994-2008 гг.) были рассчитаны средневзвешенные (средние) по подрайону значения содержания растворенного кислорода и минерального фосфора в поверхностном слое (табл. 7-10). Поскольку эти данные по акватории подрайонов располагались неравномерно, то предварительно они были конвертированы в узлы (10x10 миль) расчетной сетки и затем уже рассчитывались их средние значения. Анализ межгодовой изменчивости содержания растворенного кислорода показал, что для теплого периода года для всех подрайонов отмечается тенденция к постепенному уменьшению его значений (рис. 36) [Духова, 20096]. Исключение составляет 4 подрайон в ИЭЗ Мавритании (4-й класс), расположенный между м. Кап Блан и м. Тимирис, для которого характерна значительная межгодовая изменчивость (рис. 36Б).
Однако линейный тренд в течение всего периода исследований был на одном и том же уровне. Здесь в летний период находится зона смешения северной и южной поверхностных водных масс. В холодный период, когда Северная ветвь Межпассатного течения ослаблена, значительное влияние на 4-ый подрайон оказывает прибрежная ветвь Канарского течения. Кроме того 4-ый, а также 5-ый подрайоны располагаются в зоне действия сезонного апвеллинга. Значительное влияние на эти подрайоны оказывает гвинейский циклонический круговорот (Гвинейский купол), а его сезонная и межгодовая изменчивость приводит к флуктуациям гидрохимических параметров в этих подрайонах. Для 1-го и 2-го подрайонов зимой, отмечается тенденция к уменьшению, а для 3, 4 и 5 подрайонов - к увеличению средних концентраций растворенного кислорода. В межгодовой изменчивости средних концентраций минерального фосфора в поверхностном слое как в холодный, так и в теплый периоды для всех классов наблюдалась незначительная тенденция к уменьшению значений или линейный тренд остается на одном уровне (рис. 37). Исключение составляет второй подрайон, где при значительных межгодовых колебаниях линейный тренд в теплый период отмечался на одном уровне, а в холодный период наблюдается тенденция к повышению значений. Изменчивость гидрохимических параметров во втором подрайоне отражает межгодовую изменчивость интенсивности апвеллинга. Среднее значение концентрации минерального фосфора в районе прибрежного апвеллинга одно из самых высоких в зоне Марокко и составляет в теплый период 0.48 мкг-ат/л (табл. 9). Максимальные средние концентрации в теплый период года отмечались в 1997, 2004 и 2007 гг., а в холодный в 1995, 2004 и 2006 гг. Тенденция к повышению значений в летний период отмечалась также для 4-го подрайона. В ИЭЗ Мавритании максимальные средневзвешенные значения фосфатов (0.69 и 0.91 мкг-ат/л) в 4 подрайоне зафиксированы в 1997 и 2008 г., минимальные (0.16 мкг-ат/л) - в 2001 г. В целом, для всего периода наблюдалась незначительная тенденция повышения концентрации фосфатов. Наиболее низкие показатели средневзвешенных значений содержания фосфатов и их незначительная межгодовая изменчивость характерны для 5 подрайона, расположенного к югу от м. Тимирис, где господствуют теплые тропические воды северной ветви Межпассатного противотечения. Среднее значение концентрации минерального фосфора в этих водах составляет 0.23 мкг-ат/л, а максимальные величины 0.36 и 0.40 мкг-ат/л приходились на 1997 и 2000 гг. (табл. 10). Для зимнего сезона в ИЭЗ Марокко с 1994 до 2006 г. хорошо прослеживается синхронное распределение значений кислорода: его максимальные значения (5.65 мл/л) для всех трех подрайонов зафиксированы в 1999 г. (рис. 36А). После 2006 г. синхронность нарушается: в 2007 г. во 2-ом подрайоне наблюдались более низкие (4.91 мл/л), в 3-ем - более высокие (5.70 мл/л) значения растворенного кислорода. В ИЭЗ Мавритании, наоборот, в течение всего исследуемого периода отмечалось асинхронное распределение значений кислорода (рис. 36Б). Минимальные значения наблюдались в 3-ем подрайоне в 2003 и 2007 гг. и составляли 4.10 и 4.41 мл/л соответственно, максимальные (5.36 мл/л). - в 4-ом подрайоне в 2007 г.
Сезонная и межгодовая изменчивость гидрохимических условий в районе Канарского апвеллинга и ее влияние на распределение пелагических рыб
Пищевая цепь в районах, где существует постоянный апвеллинг, короткая. Известно, что такие рыбы как анчоус, европейская сардина, круглая сардинелла могут питаться непосредственно фитопланктоном, копеподами, эвфаузиевыми и др. [Саускан, 1988]. Экологическая эффективность экосистем апвеллингов на каждом трофическом уровне в два раза выше, чем для океанических сообществ. Для поддержания роста и деления клеток фитопланктона, являющихся кормовой базой последующих звеньев трофической цепи, необходимо пополнение запаса биогенных элементов в эвфотической зоне. Поскольку экосистема Канарского апвеллинга характеризуется короткой пищевой цепью, отмеченные в гл.2 особенности среднемноголетних распределений фосфатов, являющихся показателем продуктивности района, должны хорошо коррелировать со среднемноголетним положением скоплений некоторых промысловых пелагических видов рыб этого района. Границы ареалов, распределение пелагических промысловых рыб, включая миграции, зависят не только от термических условий, но и во многом определяются особенностями гидрохимических процессов [Духова, 2008а; 2009а]. В данном разделе показана зависимость распределения основных видов пелагических рыб ЦВА от сезонной изменчивости содержания фосфатов и растворенного кислорода. Рассмотрим это на примере промыслового подрайона, расположенного у м. Кап Блан на границе ИЭЗ Марокко и Мавритании. Наиболее четко эти связи проявляются в градиентной зоне между теплыми тропическими водами и холодными водами Канарского течения, и имеет четкий внутригодовой ритм. Пополнение запасов биогенных элементов из промежуточных слоев в зоне апвеллинга приводит к увеличению их концентраций на поверхности и к усилению процессов образования органического вещества фитопланктонными сообществами в результате фотосинтеза. Промысел в этом районе основывается на проходящих скоплениях рыб, совершающих меридиональные миграции с юга на север и обратно.
В разделе 3.2.1. на основе многолетних данных (1994-2008 гг.) с использованием методов ГИС-технологий [Глеза, 2004; Глеза, Чернышков, 2006] для прибрежной зоны и периферии шельфа ИЭЗ Марокко и Мавритании были рассчитаны среднемесячные значения температуры, солености, концентраций фосфатов и растворенного кислорода. Расчеты были выполнены для поверхностного слоя, поскольку именно здесь создаются условия для формирования зон повышенной продуктивности вод, которые в значительной мере влияют на образование промысловых скоплений рыб. Для анализа внутригодовой изменчивости распределения рыбных скоплений использовались данные промысловой статистики и индексы поверхностной плотности SA основных промысловых скоплений пелагических видов (скумбрии, ставрид, сардинелл, сардины, анчоуса), полученные на 12-ти тралово-акустических съемках в ИЭЗ Марокко и Мавритании (36-16 с.ш.) в теплый период (июнь-август) с 1995 г. по 2008 г. Распределение пелагических видов рыб в ИЭЗ Марокко и Мавритании подвержено значительным сезонным колебаниям. Вылов возрастает в те месяцы, когда условия среды наиболее благоприятны для формирования промысловых концентраций. Максимальный вылов скумбрии и ставрид приходится на май-июнь. Сардинеллы преобладают в уловах в течение июля-сентября, максимальные уловы, как правило отмечаются в августе. Сардина встречается в уловах с декабря по февраль, а наибольший вылов чаще всего отмечался в феврале. Наиболее четко внутригодовая цикличность миграций пелагических рыб выражена у круглой сардинеллы (Sardinella aurita). Район обитания и миграция этого вида в значительной степени связан с распределением поверхностных водных масс [Доманевская, 1989, Чернышков 1999]. По распределению фосфатов хорошо прослеживается положения фронтальной зоны, разделяющей южную и северную поверхностные водные массы (рис. 46). На рисунке 46 в прибрежной зоне Марокко и Мавритании хорошо видна связь меридиональных смещений рыбы с перемещением богатых биогенными элементами вод на север и затем отходом их на юг. С января по июль скопления круглой сардинеллы располагаются с южной стороны фронтальной зоны (к югу от м. Кап-Блан) в пределах исключительной экономической зоны Мавритании. Содержание фосфатов в поверхностном слое в этот период изменяются от 0.50 до 1.2 мкг-ат/л. С июля по октябрь нагульные скопления круглой сардинеллы находятся в северной части ареала у м. Кап-Блан, где концентрации фосфатов находятся в пределах от 0.5 до 1.0 мкг-ат/л. В этот же период отмечается наиболее производительный промысел сардинеллы в пределах экономической зоны Мавритании. В ноябре-декабре вместе со смещением фронта рыба постепенно мигрирует на юг. Распределение западноафриканской ставриды (Trachurus trecae) сенегало-мавританской популяции также тесно связано с положением фронтальной зоны между трансформированными водами Канарского течения и теплыми водами Северной ветви Межпассатного противотечения (рис. 47.) [Сирота, 2003].
