The Continuous Plankton Recorder ( CPR ) Survey — одна из самых продолжительных программ морского биологического мониторинга в мире. Начатое в 1931 году сэром Алистером Харди и сэром Сирилом Лукасом , [1] Survey предоставляет ученым-океанамистам и политикам данные об измерениях планктонных сообществ в сочетании с физическими, биологическими и химическими наблюдениями за океаном в масштабах всего океана. Survey — всемирно признанный лидер в области влияния изменений окружающей среды на здоровье наших океанов.
Сегодня CPR Survey управляется Морской биологической ассоциацией (MBA), расположенной в Плимуте , Великобритания . Уникально то, что методы отбора проб и анализа планктона CPR Survey остаются неизменными с 1948 года, предоставляя пространственно-временную всеобъемлющую запись динамики морского планктона за >70 лет.
CPR — это торпедообразный инструмент для отбора проб планктона, предназначенный для буксировки с торговых судов или судов попутчиков во время их обычных плаваний. По состоянию на 31 декабря 2020 года Survey протащил в общей сложности 7 063 622 морских миль (13 081 828 км) 278 судов с момента начала исследования. В марте 2021 года Survey был удостоен мирового рекорда Гиннесса за «Наибольшее расстояние, охваченное морской съемкой», эквивалентное 326 кругосветным плаваниям — за всю его почти 90-летнюю историю. Наибольшее расстояние, охваченное за один год, составило 140 208 морских миль (259 665 километров; 161 348 миль) и было зарегистрировано в 2014 году. [2]
CPR буксировались во всех океанах мира, Средиземноморье , Балтийском и Северном морях , а также в пресноводных озерах. Однако отбор проб CPR в первую очередь сосредоточен на северо-западном европейском шельфе и северо-восточной и северо-западной Атлантике , причем эти регионы подвергаются ежемесячному отбору проб; регулярный отбор проб теперь также проводится в северной части Тихого океана . Кроме того, родственные исследования CPR, проводимые не MBA, но использующие схожую методологию, проводятся в Соединенных Штатах, Австралии, Индии, на Кипре, в Бразилии, Южной Африке, Франции и Японии в рамках Глобального альянса непрерывных исследований планктонных регистраторов. [ необходима ссылка ]
CPR буксируется на глубине около 10 метров. Вода проходит через CPR, а планктон фильтруется на медленно движущейся полосе шелка (размер ячеек 270 микрометров) и покрывается вторым шелком. Затем шелк и планктон наматываются в резервуар для хранения, содержащий формалин . По возвращении в лабораторию шелк извлекается из механизма и делится на образцы, представляющие 10 морских миль (19 км) буксира. [ необходима цитата ]
Образцы CPR анализируются двумя способами. Во-первых, для каждого образца определяется индекс цвета фитопланктона (PCI). [3] Цвет шелка оценивается по стандартной цветовой шкале и присваивается значение «зелености» на основе визуального изменения цвета шелка CPR, вызванного зелеными пигментами хлорофилла ; PCI является полуколичественной оценкой биомассы фитопланктона. Таким образом, PCI учитывает хлоропласты сломанных клеток и мелкий фитопланктон , которые не могут быть подсчитаны на этапе микроскопического анализа. После определения PCI проводится микроскопический анализ для каждого образца, и идентифицируются и подсчитываются отдельные таксоны фитопланктона и зоопланктона . С 1948 года в образцах CPR было идентифицировано около 800 таксонов фито- и зоопланктона. [4] [5]
В Survey, где размещен крупнейший в мире каталогизированный архив планктона с образцами, датируемыми концом 1950-х годов, хранятся тысячи образцов со всего мира. Они доступны для различных типов ретроспективного анализа, таких как микроскопический/таксономический, молекулярный и изотопный. [6]
Благодаря своему длительному временному ряду, всеобъемлющему пространственному охвату и методологической последовательности, Continuous Plankton Recorder Survey является уникальным экологическим набором данных, который предоставил бесценную информацию о многочисленных аспектах динамики и экологии планктона. Его научная миссия заключается в предоставлении «общей картины» глобальных изменений океана от генов до экосистем. [ необходима цитата ]
Ключевые направления исследований включают:
Результаты исследований показывают, что виды планктона из более теплой воды перемещаются на север в сторону более холодной Северной Атлантики со скоростью около 23 км (14 миль) в год, и что некоторые виды планктона переместились на 1000 км (620 миль) на север в течение 50 лет из-за регионального потепления климата. Но они не заменяют виды из холодной воды в таком же изобилии. Открытые океаны пока не подвержены эвтрофикации или изменениям из-за закисления . В Северной Атлантике обнаружен новый вид, что может быть первым свидетельством трансарктической миграции видов в современную эпоху. [7]
Термин « микропластик » был введен в 2004 году профессором Ричардом Томпсоном, морским биологом из Университета Плимута в Соединенном Королевстве, с использованием шелка, отобранного CPR. [8] Исследование уникально тем, что имеет исторический архив с образцами, доступными для ретроспективного анализа. Исследования показывают, что количество микропластика, собранного в образцах CPR, увеличивается. Несмотря на их распространенность, существует очень мало долгосрочных (>40 лет) записей о распределении и временных тенденциях пластика в мировых океанах. Исследование CPR представило новый временной ряд с 1957 по 2016 год, охватывающий более 6,5 миллионов морских миль, основанный на записях о том, когда пластик запутался на буксируемом морском пробоотборнике. Этот последовательный временной ряд содержит некоторые из самых ранних записей о запутывании пластика и является первым, подтверждающим значительное увеличение пластика в открытом океане за последние десятилетия. [9]