Вестник Кольского научного центра РАН. 2013, №2.

Высокая первичная продуктивность морских вод умеренных широт обусловлена перманентным формированием обширной фронтальной зоны, наблюдаемой именно в периоды наибольшей сезонной освещенности. В заполярных широтах в период полярного дня фотический слой вод представляет собой настоящее растительное «пастбище» для зоопланктона. Физико­ химические условия в зоне фронтальных вод одинаково благоприятны для организмов, обитающих как в полярных, так и в умеренных широтах. Тропические широты отличаются отсутствием сезонных различий освещения, значительно большим диапазоном вертикального изменения температуры и кислорода, локальностью биотопов, тем не менее, принцип «подповерхностный максимум - промежуточный минимум кислорода» в центральном слое океана остается глобально неизменным. Для развития всех видов фитопланктона, обитающих в водных массах любого происхождения, необходимы одни и те же условия: свет и приток питательных солей. Не вся водная масса пригодна для активного обитания растений, а лишь верхний, приблизительно 100-метровый слой. В продолжение весны, лета и осени в этом слое наблюдается значительный вертикальный градиент плотности воды, называемый сезонным пикноклином. Существует предположение, что именно ему принадлежит решающая роль в формировании физических условий для массового развития растений. Это предположение основано на том, что в высокопродуктивных районах океана имеется хорошо выраженный пикноклин, а в низкопродуктивных районах такового не наблюдается. В зимний период года конвективный перенос вод, в результате которого пикноклин «размывается», служит причиной снижения жизненных функций или гибели растительных клеток, попадающих на большие глубины в афотическую зону. В летний период, наоборот, отсутствие конвекции, сопровождаемое увеличением вертикального градиента плотности в пикноклине, лимитирует поток питательных солей, ограничивая тем самым развитие растительных клеток. Если принять в качестве необходимых условий жизнедеятельности фитопланктона освещенность и поток питательных солей, а в качестве достаточного условия - наличие пикноклина, эффективность которого определяется величиной градиента плотности воды, то, представив себе их внутригодовой ход как изменение между максимальным, средним и минимальным значениями параметров, можно проиллюстрировать зависимость первичного продуцирования в субполярных водах от изменений необходимых и достаточных условий жизнедеятельности фитопланктона в виде схемы, на которой выделяются 5 этапов внутригодового хода освещенности, потока питательных солей, градиента плотности воды и численности клеток фитопланктона. С помощью этой схемы можно прокомментировать зависимость первичного продуцирования от освещенности и параметров среды обитания следующим образом. В субполярных водах океана в течение года наблюдается два максимума первичной продуктивности - весенний и осенний. Летняя депрессия продуцирования растительных клеток связана с ослаблением вертикального потока солей, необходимых для развития фитопланктона. Причина такого ослабления - падение интенсивности взаимодействия между океаном и атмосферой - летняя приостановка работы упоминаемой выше тепловой машины океан- атмосфера. После интенсивной зимней работы тепловой машины верхний слой океана в избытке «удобрен» питательными солями, весеннее солнце и плотностной «экран» в фотическом слое создают оптимальные условия для «цветения» фитопланктона. Летом пикноклин становится более резко выраженным, количество растительных клеток уменьшается из-за истощения запаса питательных солей. Лишь осенью после возобновления интенсивной работы тепловой машины океан-атмосфера, когда циркуляция в воздушных и водных массах усиливается, верхний слой океана получает дополнительные питательные соли за счет конвективного движения частиц воды. Плотностной «экран» становится менее выраженным. Этот последний в году пик «цветения» сменяется падением продуцирования вследствие сокращения светового дня, на смену которому в полярных широтах приходит полярная ночь. Кислород, синтезируемый фитопланктоном океана, растворяется в водах поверхностного слоя, при этом максимальные значения концентрации кислорода находятся не у поверхности океана, а в средней части сезонного пикноклина. Это связано с лимитированием необходимых 30