PRIMARY PRODUCERS SIZE STRUCTURE IN THE MARGINAL ICE ZONE OF EUROPEAN ARCTIC IN SUMMER

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Primary production (PP) and chlorophyll “a” concentration (chl “a”) estimates in the Eurasian Arctic are discussed, where the continued climatic warming with increased “Atlantification” advance the sea ice losses. The maximum integrated PP and the total chl “a” content observed in the marginal ice zone (MIZ) of the Barents Sea with weakened stratification of the water column and reached 1109 mgC m–2 day–1 and 118 mg m–2. Nearby the ice edge in the Nansen Basin, the main part of PP formed in the upper mixed layer and did not exceed 469 mgC m–2 day–1, the chl “a” content of 56 mg m–2. In the early and late phytoplankton bloom in MIZ, the typical leading role of picophytoplankton in carbon fixation revealed. Large centric diatoms, microphytoplankton, dominated at the peak bloom stage in 2020 with the dense marine ice cover of the Nansen Basin. A similar phenomenon was previously observed only in the Arctic shelf seas and was not recorded in the high-latitude basins of the Arctic Ocean. With the sparse ice cover of the Nansen Basin in 2021, the main primary producers at the peak bloom were pico- and nanophytoplankton. The low variability of assimilation numbers at all bloom stages (1.7 ± 0.3 mgC mg chl “a”–1 h–1) indicates the acclimatization of phytoplankton to changing environment. The ecological flexibility of the primary production are link of the MLZ ecosystems in the studied seas of the European Arctic during the period of climate change is confirmed.

About the authors

Е. A. Kudryavtseva

Shirshov Institute of Oceanology, Russian Academy of Science

Author for correspondence.
Email: kudryavtzeva@rambler.ru
Russian, Moscow

A. A. Klyuvitkin

Shirshov Institute of Oceanology, Russian Academy of Science

Email: kudryavtzeva@rambler.ru
Russian, Moscow

N. V. Politova

Shirshov Institute of Oceanology, Russian Academy of Science

Email: kudryavtzeva@rambler.ru
Russian, Moscow

O. P. Netsvetaeva

Shirshov Institute of Oceanology, Russian Academy of Science

Email: kudryavtzeva@rambler.ru
Russian, Moscow

N. N. Torgunova

Shirshov Institute of Oceanology, Russian Academy of Science

Email: kudryavtzeva@rambler.ru
Russian, Moscow

D. I. Glukhovets

Shirshov Institute of Oceanology, Russian Academy of Science

Email: kudryavtzeva@rambler.ru
Russian, Moscow

V. A. Silkin

Winogradsky Institute of Microbiology, Federal Research Center Fundamentals of Biotechnology
of the Russian Academy of Sciences

Email: kudryavtzeva@rambler.ru
Russian, Moscow

I. I. Rusanov

Winogradsky Institute of Microbiology, Federal Research Center Fundamentals of Biotechnology
of the Russian Academy of Sciences

Email: kudryavtzeva@rambler.ru
Russian, Moscow

L. A. Pautova

Shirshov Institute of Oceanology, Russian Academy of Science

Email: kudryavtzeva@rambler.ru
Russian, Moscow

M. D. Kravchishina

Shirshov Institute of Oceanology, Russian Academy of Science

Email: kudryavtzeva@rambler.ru
Russian, Moscow

A. S. Savvichev

Winogradsky Institute of Microbiology, Federal Research Center Fundamentals of Biotechnology
of the Russian Academy of Sciences

Email: kudryavtzeva@rambler.ru
Russian, Moscow

References

  1. Демидов А.Б., Сергеева В.М., Гагарин В.И. и др. Первичная продукция и хлорофилл размерных групп фитопланктона Карского моря в период схода сезонного льда // Океанология. 2022. Т. 62. № 3. С. 403–415.
  2. Иванов В.В., Репина И.А. Влияние сезонной изменчивости температуры атлантической воды на ледяной покров Северного Ледовитого океана // Известия РАН. Физика атмосферы и океана. 2018. Т. 54. № 1. С. 73–82.
  3. Кравчишина М.Д., Клювиткин А.А., Володин В.Д. и др. Системные исследования осадкообразования в Европейской Арктике в 84-м рейсе научно-исследовательского судна “Академик Мстислав Келдыш” // Океанология. 2022. Т. 62. № 4. С. 660–663.
  4. Паутова Л.А., Силкин В.А., Кравчишина М.Д. и др. Пелагическая экосистема котловины Нансена в условиях изменчивости притока атлантической воды: механизм формирования диатомового цветения в прикромочной зоне // Доклады РАН. Науки о Земле. 2021. Т. 499. № 1. С. 71–76.
  5. Assmy P., Fernández-Méndez M., Duarte P., et al. Leads in Arctic pack ice enable early phytoplankton blooms below snow-covered sea ice // Scientific Reports. 2017. V. 7. 40850. P. 1–9.
  6. Boles E., Provost C., Garçon V., et al. Under-ice phytoplankton blooms in the central Arctic Ocean: insights from the first biogeochemical IAOOS platform drift in 2017 // Journal of Geophysical Research: Oceans. 2020. V. 125. e2019JC015608.
  7. Druzhkova E.I., Ishkulova T.G., Pastukhov I.A. Features of summer ice-edge bloom in the Barents Sea // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2020. № 539. Article 012186. P. 1–6.
  8. Falkowski P.G., Laws E.A., Barber R.T., Murray J.W. Phytoplankton and their role in primary, new, and export production. In Ocean biogeochemistry. Springer. 2003. P. 99–121.
  9. Hátún H., Azetsu-Scott K., Somavilla R., et al. The subpolar gyre regulates silicate concentrations in the North Atlantic // Sci. Rep.-UK. 2017. V. 7. 14576.
  10. Hodal H., Kristiansen S. The importance of small-celled phytoplankton in spring blooms at the marginal ice zone in the northern Barents Sea // Deep-Sea Research II. 2008. V. 55. P. 2176–2185.
  11. Holm-Hansen O., Riemann B. Chlorophyll a determination: improvements in methodology // Oikos. 1978. V. 30. P. 438–447.
  12. Iversen K.R., Seuthe L. Seasonal microbial processes in a high-latitude fjord (Kongsfjorden, Svalbard): I. Heterotrophic bacteria, picoplankton and nanoflagellates // Polar Biology. 2011. V. 34. P. 731–749.
  13. Krause J.W., Duarte D.M., Marquez I.A., et al. Biogenic silica production and diatom dynamics in the Svalbard region during spring // Biogeosciences. 2018. V. 15. P. 6503–6517.
  14. Makarevich P.R., Larionov V.V., Vodopyanova V.V., et al. Phytoplankton of the Barents Sea at the Polar Front in Spring // Oceanology. 2021. V. 61. № 6. P. 930–943.
  15. Morel A., Bricaud A. Theoretical results concerning light-absorption in a discrete medium, and application to specific absorption of phytoplankton // Deep Sea Research I. 1981. V. 28. P. 1375–1393.
  16. Mei Z.P., Legendre L., Gratton Y., et al. Phytoplankton production in the North Water Polynya: size-fractions and carbon fluxes, April–July 1998 // Marine Ecology Progress Series. 2003. V. 256. P. 13–27.
  17. Reynolds C.S. The Ecology of Phytoplankton (Ecology, Biodiversity and Conservation). Cambridge: Cambridge University Press. 2009. 535 p.
  18. Sakshaug E., Skjoldal H.R. Life at the ice edge // Ambio. 1989. V. 18. P. 60–67.
  19. Savvichev A.S., Rusanov I.I., Pimenov N.V., Mitske-vich I.N., Bairamov I.T., Lein A.Yu., Ivanov M.V. Microbiological Explorations in the Northern Part of the Barents Sea in Early Winter // Microbiology. 2000. V. 6. № 6. P. 698–708.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (1MB)
3.

Download (469KB)

Copyright (c) 2023 Е.А. Кудрявцева, М.Д. Кравчишина, Л.А. Паутова, И.И. Русанов, В.А. Силкин, Д.И. Глуховец, Н.И. Торгунова, О.П. Нецветаева, Н.В. Политова, А.А. Клювиткин, А.С. Саввичев

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».