Т. Я. Чурилова1,✉, В. В. Суслин2, Х. М. Сосик3

1 Федеральный исследовательский центр «Институт биологии южных морей имени А. О. Ковалевского РАН», Севастополь, Россия

2 Морской гидрофизический институт РАН, Севастополь, Россия

3 Вудсхольский океанографический институт, Вудс-Хол, США

E-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Аннотация

Цель. На основе результатов экспедиционных исследований, включающих основные гидрофизические характеристики вод, концентрацию хлорофилла а, световые кривые зависимости скорости фотосинтеза, спектральные показатели поглощения света пигментами фитопланктона и спектральную квантовую облученность в водной толще, было проведено исследование зависимости квантового выхода от условий в среде с целью адаптации подхода к оценке квантового выхода фотосинтеза, разработанного для Балтийского моря, к условиям Черного моря.

Методы и результаты. Комплексные гидрофизические и биологические исследования проводились на нескольких глубинах зоны фотосинтеза. Спектральные биооптические показатели измеряли в соответствии с современным протоколом NASA (2018). Эксперименты по исследованию световой зависимости скорости фотосинтеза выполняли в температурных и световых условиях, максимально приближенных к условиям in situ. Квантовый выход фотосинтеза рассчитывали на основе измеренных параметров фотосинтеза (эффективности фотосинтеза, параметра светового насыщения фотосинтеза) и спектральных показателей поглощения света пигментами фитопланктона. Было показано изменение с глубиной в зоне фотосинтеза основных фотосинтетических характеристик фитопланктона, в том числе максимального квантового выхода фотосинтеза, доли фотопротекторных вспомогательных пигментов в общем поглощении света фитопланктоном, что связано с фотоадаптацией фитопланктона к условиям в среде в период сезонной стратификации вод. Установлена зависимость между квантовым выходом фотосинтеза и количеством квантов солнечной энергии, поглощенных фотосинтетически активными пигментами фитопланктона. В результате проведенных исследований уравнение расчета квантового выхода, разработанное для других акваторий, было модифицировано к условиям Черного моря.

Выводы. Впервые проведенные в Черном море комплексные исследования, включающие измерения световых зависимостей фотосинтеза, спектральных показателей поглощения света пигментами фитопланктона и спектральной квантовой облученности на разных глубинах зоны фотосинтеза позволили получить уравнение для расчета квантового выхода фотосинтеза, которое будет использовано для проведения расчетов первичной продукции Черного моря с использованием спектрального подхода как на основе результатов натурных наблюдений, так и с использованием данных дистанционного зондирования.

Ключевые слова

фитопланктон, пигменты, квантовый выход, поглощение света, фотосинтез, Черное море.

Благодарности

Работа выполнена в рамках государственного задания по теме АААА-А19-119061190081-9, а также частично при поддержке РФФИ гранта 18-45-920070.

Для цитирования

Чурилова Т. Я., Суслин В. В., Сосик Х. М. Зависимость квантового выхода фотосинтеза от поглощения света фитопланктоном: получение количественных связей для оценки первичной продукции в Черном море // Морской гидрофизический журнал. 2021. Т. 37, № 1. С. 73–84. doi:10.22449/0233-7584-2021-1-73-84

DOI

10.22449/0233-7584-2021-1-73-84

Скачать статью в PDF-формате