Spatial distribution of ichthyoplankton near the Crimean Peninsula in the summer spawning season 2013

Main Article Content

T. N. Klimova

http://orcid.org/0000-0002-4446-4646

https://elibrary.ru/author_items.asp?id=982013

A. A. Subbotin

http://orcid.org/0000-0002-4241-7459

V. V. Melnikov

http://orcid.org/0000-0001-8582-8402

https://elibrary.ru/author_items.asp?id=866421

A. N. Serebrennikov

http://orcid.org/0000-0002-8650-8168

https://elibrary.ru/author_items.asp?id=981186

P. S. Podrezova

http://orcid.org/0000-0001-5995-1634

https://elibrary.ru/author_items.asp?id=982396

Abstract

Data obtained in five complex cruises of RV “Professor Vodyanitsky”, carried out from May to September 2013, in the summer spawning season, are analyzed. The dynamics of ichthyoplankton species diversity and spatial distribution depending on hydrological regime peculiarities in different regions of the shelf and open waters of the Black Sea off the Crimean Peninsula is presented. Totally 17 species of fish eggs and larvae from 13 families were identified in ichthyoplankton, maximum number of species was observed in June. Average eggs and larvae numbers during the spawning season were 50.5 and 9.2 specimen per m², respectively. Maximum abundance of eggs and larvae was observed in July (109.9 and 9.2 specimen per m², respectively). Eggs and larvae of anchovy Engraulis encrasicolus (Linnaeus, 1758) dominated: their proportion in open waters in the height of the spawning season amounted 96 and 94 %, respectively. Maximum indexes of species diversity and evenness (significance of each species) were observed in May, at the beginning of spawning season, when dominant species had just started their spawning and their abundance in ichthyoplankton was comparatively low. Species richness indexes reached the maximum value in June, when maximum species number in ichthyoplankton was observed. Species composition and spatial distribution of ichthyoplankton depended on the thermohydrodynamic structure of the sea in the studied regions, and decline of jelly plankton pressing on ichthyoplankton fodder base contributed to the survival of fish larvae. The most significant factors determining the thermohydrodynamic structure of the sea in the summer spawning season 2013 were: regional peculiarities of the sea surface warming up regime in spring-summer period and its cooling in autumn hydrological season; advective contribution of surface currents (first of all, the Main Black Sea Current); wind-driven processes (upwelling and vortex dipole) in the coastal regions; local thermohaline inhomogeneities in the areas of freshened river water mixing with shelf waters in the north-western part of the Black Sea and the Sea of Azov waters at the beginning of the Kerch Strait mixing with open sea waters.

Article Details

Klimova T. N., Subbotin A. A., Melnikov V. V., Serebrennikov A. N., Podrezova P. S. Spatial distribution of ichthyoplankton near the Crimean Peninsula in the summer spawning season 2013. Marine Biological Journal, 2019, vol. 4, no. 1, pp. 63-80. doi: 10.21072/mbj.2019.04.1.06
Keywords:
ichthyoplankton, fish eggs and larvae, species diversity, spatial distribution, hydrological regime, cyclonic and anticyclonic eddies, upwelling, Black Sea
Section
Scientific communications

References

1. Белокопытов В. Н. Климатические изменения гидрологического режима Черного моря : автореф. дис. … д-ра геогр. наук : 25.00.28. Севастополь, 2017. 42 с. [Belokopytov V. N. Klimaticheskie izmeneniya gidrologicheskogo rezhima Chernogo morya : avtoref. dis. … d-ra geogr. nauk : 25.00.28. Sevastopol, 2017, 42 p. (in Russ.)]

2. Боровская Р. В., Ломакин П. Р., Попов М. А. Апвеллинг в Балаклавской бухте и прилегающих акваториях Черного моря на базе спутниковых данных // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. Севастополь : ЭКОСИ-гидрофизика, 2009. Вып. 20. С. 169–171. [Borovskaya R. V., Lomakin P. R., Popov M. A. Apvelling v Balaklavskoi bukhte i prilegayushchikh akvatoriyakh Chernogo morya na baze sputnikovykh dannykh. In: Ekologicheskaya bezopasnost’ pribrezhnoi i shel’fovoi zon i kompleksnoe ispol’zovanie resursov shel’fa. Sevastopol: EKOSI-Gidrofizika, 2009, iss. 20, pp. 169–171. (in Russ.)]

3. Водяницкий В. А. Наблюдения над пелагическими яйцами рыб Черного моря // Труды Севастопольской биологической станции. 1936. Т. 5. С. 3–43. [Vodyanitsky V. A. Nablyudeniya nad pelagicheskimi yaitsami ryb Chernogo morya. Trudy Sevastopolskoi biologicheskoi stantsii, 1936, vol. 5, pp. 3–43. (in Russ.)]

4. Гидрометеорологические условия морей Украины. Т. 2. Черное море. Севастополь : ЭКОСИ-гидрофизика, 2012. 420 с. [Gidrometeorologicheskie usloviya morei Ukrainy. Vol. 2. Chernoe more. Sevastopol: EKOSI-Gidrofizika, 2012, 420 p. (in Russ.)]

5. Гидрометеорология и гидрохимия морей СССР. Т. 4. Черное море. Вып. 1. Гидрометеорологические условия. Санкт-Петербург : Гидрометеоиздат, 1991. 429 с. [Gidrometeorologiya i gidrokhimiya morei SSSR. Vol. 4. Chernoe more. Iss. 1. Gidrometeorologicheskie usloviya. Sankt-Petersburg: Gidrometeoizdat, 1991, 429 p. (in Russ.)]

6. Гинсбург А. И., Федоров К. Н. Грибовидные течения в океане по данным спутниковых изображений // Исследования Земли из космоса. 1984. № 3. С. 19–26. [Ginsburg A. I., Fedorov K. N. Gribovidnye techeniya v okeane po dannym sputnikovykh izobrazhenii. Issledovaniya Zemli iz kosmosa, 1984, no. 3, pp. 19–26. (in Russ.)]

7. Гришин Г. А., Субботин А. А. Особенности гидрометеорологической структуры и циркуляции вод Северо-Западной части Черного моря: судовые и спутниковые наблюдения 1988–1990 гг. // Морской гидрофизический журнал. 1993. № 1. С. 61–68. [Grishin G. A., Subbotin A. A. Osobennosti gidrometeorologicheskoi struktury i tsirkulyatsii vod Severo-Zapadnoi chasti Chernogo morya: sudovye i sputnikovye nablyudeniya 1988–1990. Morskoj gidrofizicheskij zhurnal, 1993, no. 1, pp. 61–68. (in Russ.)]

8. Дехник Т. В., Дука Л. А., Калинина Э. М., Овен Л. С., Салехова Л. П., Синюкова В. И. Размножение и экология массовых рыб Черного моря на ранних стадиях онтогенеза / отв. ред. В. А. Водяницкий. Киев : Наукова думка. 1970. 211 с. [Dehnik T. V., Duka L. A., Kalinina E. M., Oven L. S., Salekhova L. P., Sinyukova V. I. Razmnozhenie i ekologiya massovykh ryb Chernogo morya na rannikh stadiyakh ontogeneza / V. A. Vodyanitsky (Ed.). Kiev: Naukova dumka, 1970, 211 p. (in Russ.)]

9. Дехник Т. В. Ихтиопланктон Черного моря. Киев : Наукова думка, 1973. 234 с. [Dekhnik T. V. Ikhtioplankton Chernogo morya. Kiev: Naukova dumka, 1973, 234 p. (in Russ.)]

10. Иванов В. А., Белокопытов В. Н. Океанография Черного моря. Севастополь : ЭКОСИ-Гидрофизика, 2011. 212 с. [Ivanov V. A., Belokopytov V. N. Okeanografiya Chernogo morya. Sevastopol: EKOSI-Gidrofizika, 2011, 212 p. (in Russ.)]

11. Иванов В. А., Михайлова Э. Н. Апвеллинг в Черном море. Севастополь : ЭКОСИ-Гидрофизика, 2008. 92 с. [Ivanov V. A., Mikhailova E. N. Apvelling v Chernom more. Sevastopol: EKOSI-Gidrofizika, 2008, 92 p. (in Russ.)]

12. Ихтиофауна черноморских бухт в условиях антропогенного воздействия / ред. Л. С. Овен. Киев : Наукова думка, 1993. 143 с. [Ikhtiofauna chernomorskikh bukht v usloviyakh antropogennogo vozdeistviya / Oven L. S. (Ed.). Kiev: Naukova dumka, 1993, 143 p. (in Russ.)]

13. Климова Т. Н. Ихтиопланктон Черного моря как индикатор экологического состояния шельфовых вод Украины : автореф. дис. … канд. биол. наук : 03.00.10. Москва, 2005. 25 с. [Klimova T. N. Ikhtioplankton Chernogo morya kak indikator ekologicheskogo sostoyaniya shel’fovykh vod Ukrainy : avtoref. dis. … kand. biol. nauk: 03.00.10. Moscow, 2005, 25 p. (in Russ.)]

14. Климова Т. Н., Вдодович И. В., Загородняя Ю. А. Состояние ихтиопланктона у Крымского полуострова в августе 2011 г. // Вопросы ихтиологии. 2018. Т. 58, № 3. С. 342–347. [Klimova T. N., Vdodovich I. V., Zagorodnyaya Yu. A. State of the ichthyoplankton community along the Crimean peninsula in August 2011. Voprosy ikhtiologii, 2018, vol. 58, no. 3, pp. 342–347. (in Russ.)]

15. Мельников В. В., Климова Т. Н., Игнатьев С. М., Вдодович И. В., Серегин С. А., Попова Е. В. Состояние ихтио-, микро- и макропланктонного комплексов Черного моря в районе Крымского полуострова в июле 2013 г. // Системы контроля окружающей среды. 2015. Вып. 21. С. 94–102. [Mel’nikov V. V., Klimova T. N., Ignat’ev S. M., Vdodovich I. V., Seregin S. A., Popova E. V. Sostojanie ihtio-, mikro- i makroplanktonnogo kompleksov Chernogo morya v raione Krymskogo poluostrova v iyule 2013 g. Sistemy kontrolya okruzhayushhei sredy. 2015, iss. 21, pp. 94–102. (in Russ.)]

16. Одум Ю. Экология. Москва : Мир, 1986. Т. 2. 373 с. [Odum Yu. Ekologiya. Moscow: Mir, 1986, vol. 2, 373 p. (in Russ.)]

17. Селифонова Ж. П. Структурно-функциональная организация экосистем заливов и бухт Черного и Азовского морей (Российский сектор) : дис. … д-ра биол. наук : 03.00.10. Мурманск, 2015. 270 с. [Selifonova Zh. P. Strukturno-funktsional’naya organizatsiya ekosistem zalivov i bukht Chernogo i Azovskogo morei (Rossiiskii sektor). [dissertation]. Murmansk, 2015, 270 p. (in Russ.)]

18. Современное состояние ихтиофауны Черного моря / ред. С. М. Коновалов. Севастополь : ЭКОСИ-Гидрофизика, 1995. 214 с. [Sovremennoe sostoyanie ikhtiofauny Chernogo morya / Konovalov S. M. (Ed.). Sevastopol: EKOSI-Gidrofizika, 1995, 214 p. (in Russ.)]

19. Федоров К. Н. Физическая природа структуры океанических фронтов. Ленинград : Гидрометеоиздат, 1983. 296 с. [Fedorov K. N. Fizicheskaya priroda struktury okeanicheskikh frontov. Leningrad: Gidrometeoizdat, 1983, 296 p. (in Russ.)]

20. Финенко Г. А., Аболмасова Г. И., Романова З. А., Дацык Н. А., Аннинский Б. Е. Динамика популяции гребневиков Mnemiopsis leidyi и ее воздействие на зоопланктон в прибрежных районах Черного моря у берегов Крыма в 2004–2008 // Океанология. 2013. Т. 53, № 1. C. 88–97. [Finenko G. A., Abolmasova G. I., Romanova Z. A., Datsyk N. A., Anninskii B. E. Population dynamics of the ctenophore Mnemiopsis leidyi and its impact on the zooplankton in the coastal regions of the Black Sea of the Crimean coast in 2004–2008. Okeanologiya, 2013, vol. 53, no. 1, pp. 88–97. (in Russ.)]

21. Финенко Г. А., Дацык Н. А. Репродуктивные особенности гребневика Mnemiopsis leidyi A. Agassiz 1865 в шельфовой зоне Черного моря // Морские биологические исследования: достижения и перспективы : в 3-х т. : сб. материалов Всерос. науч.-практ. конф. с междунар. участием, приуроч. к 145-летию Севастопольской биологической станции (Севастополь, 19–24 сент. 2016 г.) / под общ. ред. А. В. Гаевской. Севастополь, 2016. Т. 1. С. 317–319. [Finenko G. A., Datsyk N. A. The reproductive features of ctenophore Mnemiopsis leidyi in inshore zone of the Black Sea. In: Morskie biologicheskie issledovaniya: dostizheniya i perspektivy : v 3-kh t. : sb. materialov Vseros. nauch.-prakt. konf. s mezhdunar. uchastiem, priuroch. k 145-letiyu Sevastopol’skoi biologicheskoi stantsii (Sevastopol, 19–24 Sept., 2016) / A. V. Gaevskaya (Ed.). Sevastopol, 2016, vol. 1, pp. 317–319. (in Russ.)]

22. Цихон-Луканина Е. А., Резниченко О. Г., Лукашева Т. А. Питание гребневика-мнемиопсиса // Рыбное хозяйство. 1995. № 4. С. 46–47. [Tsikhon-Lukanina E. A., Reznichenko O. G., Lukasheva T. A. Pitanie grebnevika-mnemiopsisa. Rybnoe khozyaistvo, 1995, no. 4, pp. 46–47. (in Russ.)]

23. Finenko G. A., Romanova Z. A., Abolmasova G. I., Anninsky B. E., Svetlichny L. S., Hubareva E. S., Bat L., Kideys A. E. Population dynamics, ingestion, growth and reproduction rates of the invader Beroe ovata and its impact on plankton community in Sevastopol Bay, the Black Sea. Journal of Plankton Research, 2003, vol. 25, iss. 5, pp. 539–549. https://doi.org/10.1093/plankt/25.5.539

24. Gordina A. D., Niermann U., Kideys A. E., Subbotin A. A., Artyomov Yu. G., Bingel F. State of summer ichthyoplankton in the Black Sea. In: NATO TU-Black Sea Project: Ecosystem Modeling as a Management Tool for the Black Sea: Sympos. on Sci. Results / L. Ivanov, T. Oguz (Eds). Dordrecht, The Netherlands: Kluwer Academic Publishers, 1998, pp. 367–380.

25. Gordina A. D., Zagorodnyaya Ju. A., Kideys A. E, Bat L., Satilmis H. H. Summer ichthyoplankton, food supply of fish larvae and impact of invasive ctenophores on the nutrition of fish larvae in the Black Sea during 2000 and 2001. Journal of the Marine Biological Association of the United Kingdom, 2005, vol. 85, pp. 537–548. https://doi.org/10.1017/S002531540501146X

26. World Register of Marine Species (WoRMS). URL: http://www.marinespecies.org/index.php [accessed 22.04.2018].

27. 4 km AVHRR Pathfinder Project / National Oceanic Atmospheric Administration. URL: https://www.nodc.noaa.gov/SatelliteData/pathfinder4km [accessed 22.04.2018].

28. Klimova T. N., Vdodovich I. V., Zagorodnyaya Yu. A., Ignatyev S. M., Malakhova L. V., Dotsenko V. S. Ichthyoplankton in the Plankton Community of the Crimean Peninsula Shelf Zone (Black Sea) in July 2010. Journal of Ichthyology, 2014, vol. 54, iss. 6, pp. 409–421. https://doi.org/10.1134/S0032945214030060

29. Korotaev B., Oguz T., Nikiforov A., Koblinsky C. Seasonal interranual and mesoscale variability of the Black Sea upper layer circulation derived from altimeter data. Journal Geophysical Research: Oceans, 2003, vol. 108, iss. C4. https://doi.org/10.1029/2002JC001508

30. Margalef R. Information theory in ecology. General Systems, 1958, vol. 3, pp. 36–71.

31. Oguz T., Latun V. S., Latif M. A., Vladimirov V. V., Sur H. I., Makarov A. A., Ozsoy E., Kotovshikov B. B., Eremeev V., Unluata U. Circulation in the surface and intermediate layers of the Black Sea. Deep-Sea Research Part I: Oceanographic Research Paper, 1993, vol. 40, iss. 8, pp. 1597–1612. https://doi.org/10.1016/0967-0637(93)90018-X

32. Pielou E. C. Species-diversity and pattern-diversity in the study of ecological succession. Journal Theoretical Biology, 1966, vol. 10, iss. 2, pp. 70–83. https://doi.org/10.1016/0022-5193(66)90133-0

33. Shannon C. E., Weaver W. The Mathematical Theory of Communication. Urbana: University of Illinois Press, 1949, 117 p.

34. Shiganova T. A., Bulgakova Yu. V., Volovik S. P., Mirzoyan Z. A., Dudkin S. I. The new invader Beroe ovata Mayer 1912 and its effect on the ecosystem in the northeastern Black Sea. Hydrobiologia, 2001, vol. 451, iss. 1–3, pp. 187–197. https://doi.org/10.1023/A:1011823903518

35. Shiganova T. A., Molinero J., Sommer U., Javidpous J., Malej A., Chrestou E., Marambio M., Fuetes V., Mirseyan Z. A., Gulsahin N., Lombard F., Lilley M. K. S., Angel D. L. Adaptive strategy of the invader Mnemiopsis leidyi and its predators Beroe spp. in the Eurasian Seas. In: Report of the Join CIESM/ICES Workshop on Mnemiopsis Science. Coruña, Spain, 2014, pp. 4–11.

36. Simpson E. H. Measurement of diversity. Nature, 1949, iss. 163, pp. 688.