Биогеографическая классификация Каспийского моря

Как и другие внутренние моря, Каспийское море (КМ) в последние десятилетия подвергалось воздействию изменения климата и антропогенных нарушений, однако научное понимание этого водоёма по-прежнему остаётся недостаточным. В настоящем исследовании разработана эколого-географическая классификация КМ, основанная на физических данных, полученных дистанционными и натурными методами, и проведена её проверка по набору биологических наблюдений. Мы использовали двухэтапную процедуру классификации, включавшую (i) сокращение размерности данных с помощью самоорганизующихся карт (SOM) и (ii) синтез наиболее значимых признаков в ограниченное число морских экорегионов методом иерархической агломеративной кластеризации (HAC). Из исходного набора из 12 потенциальных физических переменных для алгоритма классификации были отобраны 6 независимых переменных: температура поверхности моря (SST), батиметрия, морской лёд, сезонная изменчивость солёности поверхности моря (DSSS), общее содержание взвешенного вещества (TSM) и его сезонная изменчивость (DTSM). Результаты классификации выявляют устойчивое обособление северного бассейна от среднего и южного бассейнов, а также отделение мелководных прибрежных вод от вод открытого моря. Наблюдаемые закономерности в распределении экорегионов можно объяснить различиями климатических и геохимических факторов, таких как удалённость от рек, глубина воды и течения. Сравнение среднегодовых и среднемесячных концентраций хлорофилла a (Chl a) в различных экорегионах показывает статистически значимые различия (однофакторный дисперсионный анализ, P < 0,05). В частности, были выявлены различия в фенологии фитопланктона, включая сроки начала цветения, его продолжительность и амплитуду в разных экорегионах. Первая качественная оценка различий в составе сообществ, основанная на зарегистрированных схемах присутствия–отсутствия 25 различных видов планктона, рыб и бентосных беспозвоночных, также подтверждает значимость экорегионов как показателей местообитаний с общими биологическими характеристиками.