search
ruРусский
banner
Дом / Блог / Распределение и плотность акустического микронектона структурировано макромасштабными океанографическими процессами на 17
Блог
pageSearch
Последние новости

Распределение и плотность акустического микронектона структурировано макромасштабными океанографическими процессами на 17

Oct 18, 2023Oct 18, 2023

Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 4614 (2023) Цитировать эту статью

396 Доступов

1 Альтметрика

Подробности о метриках

В этом исследовании изучаются крупномасштабные закономерности распределения слоев акустического рассеяния и плотности микронектона в северо-восточной части Атлантического океана в дневное время. В мае 2019 года на борту НИС «Kronprins Haakon» был проведен исследовательский рейс от Кабо-Верде до Бискайского залива. Гидрологические данные были получены на 20 станциях датчиков проводимости, температуры и глубины (КТД). Для оценки плотности микронектона перед тралом использовался автономный эхолот (120 или 200 кГц) на головном тросе макропланктонного трала. Акустические данные также собирались вдоль маршрута движения с помощью судовых многочастотных эхолотов (анализировалось обратное рассеяние на частотах 18 и 38 кГц). Акустические наблюдения (как на частотах 18, 38, так и на частотах 120/200 кГц) показали четкие закономерности горизонтального распределения микронектона в дневное время с более высокими обратным рассеянием и плотностью эха на юге района исследований (от 17 до 37° с.ш.), а также отсутствие высокого обратного рассеяния на поверхности от 37 до 45° с.ш. Установлено, что на плотность обратного рассеяния и эха существенно влияют: температура, соленость и кислород, а также глубина и время суток.

Микронектон является основным хищником зоопланктона и важной добычей высших хищников (например, тунца, рыбы-меч, черепах, морских птиц и морских млекопитающих)1,2. Многие виды мезопелагического микронектона совершают вертикальные миграции (DVM) с глубины в течение дня на мелководье ночью и обратно на глубину на рассвете (например, Drazen et al.3). Через эти DVM микронектон активно транспортирует органический материал, участвуя в работе биологического насоса4. Скопления микронектона и макрозоопланктона в мезопелагической зоне образуют глубокие слои рассеяния (DSL), которые представляют собой сильные и повсеместные звукоотражающие слои в открытом океане (например, Davison et al.5). Растет интерес к микронектону (особенно мезопелагическим рыбам) как к потенциальному ресурсу для коммерческой эксплуатации из-за высокой оцененной биомассы рыб6, но текущие оценки численности и биомассы имеют высокую степень неопределенности7,8.

Микронектон — это небольшие организмы (1–20 см), способные плавать, но в большинстве исследований мезопелагическая биота в диапазоне размеров микронектона и макрозоопланктона неявно рассматривается как функциональный планктон, т. е. не способный к горизонтальным миграциям (но см., например, Бенуа-Берда и Au9 как возможное исключение). Таким образом, становится актуальным описание крупномасштабных закономерностей и объяснение процессов, которые ими управляют. Например, понимание того, как широтные градиенты переменных окружающей среды влияют на распространение и численность организмов, может быть полезно для прогнозирования последствий изменения климата на экосистемы и их компоненты10. Крупномасштабные исследования дают хорошую возможность изучить влияние макромасштабной океанографии на горизонтальное и вертикальное распределение микронектона и, следовательно, на реакцию организмов DSL на изменчивость окружающей среды. Было высказано предположение, что глубина DSL контролируется светом11,12,13 и, по-видимому, зависит от определенной интенсивности света14. Однако глубина DSL также связана с другими переменными окружающей среды, такими как уровень кислорода15,16,17.

Кроме того, биогеографическая классификация является важным инструментом для достижения международных соглашений по сохранению морской среды10. В прошлом биогеографическое разделение океана обычно проводилось с использованием только биологических данных, но более поздние классификации включали в свои алгоритмы разделения многочисленные источники данных (например, биологические, химические и физические) (например, Proud et al.18). Саттон и др.19 представили глобальную биогеографическую классификацию мезопелагической зоны с точки зрения биоразнообразия и функций. Всего они определяют 33 глобальных мезопелагических экорегиона, и наше исследование охватило 3 из них. С другой стороны, Прауд и др.20 определили 36 мезопелагических провинций на основе характеристик наблюдаемого распределения акустического обратного рассеяния.

 27.25 kg m−3); AAIW, lower and upper NACW in the middle layer (27 < σθ < 27.25 kg m−3); and STUW, lower and upper NACW in the upper layer (σθ < 27 kg m−3). Each temperature/salinity-measurement point was classified with the water type that had the highest contribution given by the water-mass analysis. The reference temperature and salinity values are given in Supplementary Table S1./p> 0.8) with some environmental variables (temperature for surface layers in the NASC models, oxygen for all deep layer models and oxygen and temperature for echo count models from surface layers). In addition, the covariate geographical position was not sufficient to model all the spatial correlation and these models had higher AIC values than the model without geographical position. Thus, in the models there remained some spatial autocorrelation at small scale in the Pearson residuals, except for the echo count model from deep layers (Supplementary Fig. S2). We accepted this spatial correlation in the residuals in our final model because the tweedie distribution was not implemented in the R package used for dealing with it (R-INLA version 20.07.12)./p> 1 mg m−3) reaching the maximum values of observed (above 4 mg m−3 at the surface around 45° N (Fig. 3c))./p> − 75 dB). In these two areas (4 and 5), the vertical TS profiles were different between downcast and upcast, e.g., the depth of peak densities of echoes would shift (Fig. 4)./p> ~ − 70 dB), indicating that the composition in those layers was mainly aggregations of gas-bearing organisms, such as small mesopelagic fish. This is supported by the fact that the lower DSL was stronger at 18 kHz than at 38 kHz—small mesopelagic gas-bearing fishes have a resonant backscatter frequency closer to 18 kHz than 38 kHz. On the other hand, in the north of the study area (37–48° N), the echo densities ahead of the trawls were generally low and the target strength distributions (Fig. 4) suggest that the DSLs contained a mixture of strong (mesopelagic fish) and weak scatterers (crustaceans and swimbladderless fish). Trawling and optical data at depth suggested low densities of siphonophores in the area and the strong scatterers are unlikely to be dominated by siphonophores65,66. The dominant fish in our catches were members of the gonostomatid genus Cyclothone. Cyclothone braueri, Cyclothone microdon, Cyclothone pseudopallida, and Cyclothone pallida collectively made up more than 78% of the organism density in the trawl catches, while the most diverse family was Myctophidae21. Other studies in the North Atlantic have indicated that DSLs are dominated by Myctophidae and Stomiiformes22,67,68, but many of these studies are based on catches from graded trawls that severely underestimate the densities of Cyclothone spp.51. Given that catches were completely numerically dominated by Cyclothone spp.21, and that we lack knowledge of acoustic properties of most of the organisms encountered in the mesopelagic zone during the cruise, we attempted no identification beyond stating that the majority of targets at mesopelagic depths probably originated from fishes, given the TS (Fig. 4) and the general lack of observations of physonect or cystonect siphonophores during the cruise66,69./p>

Предыдущий: Наномасштабное Я Следующий: Элемент
Отправить запрос
Отправлять