Наиболее продуктивные зоны океана

Географическое распространение

Наиболее продуктивными зонами океана являются мангровые топи, коралловые рифы, районы бурой водоросли и морской травы, прибрежные районы, зоны подъема подземных вод на поверхность, устья рек. Вообще говоря, прибрежные районы по продуктивности биомассы можно сравнить с некоторыми лесами, влажными лугопастбищными угодьями и землями с примитивным выращиванием (примерно 100 г углерода на 1 м2 в год). Русла рек по продуктивности соответствуют вечнозеленым лесам и землям, на которых ведется интенсивная культивация (2000 г углерода на 1 м2 в год). Большинство открытых районов океана сравнимо с пустынями (примерно 50 г углерода на 1 м2 в год).

По данным работ [], общая продуктивность океана соответственно оценивается в 11-14 млрд. т углерода в год и 20 млрд. т углерода в год. Автор работы [] оценивает продукцию континентального шельфа в 16,3 млрд. т углерода в год, прибрежную продукцию в 3,6 млрд. т углерода в год и продукцию в зонах подъема подземных вод на поверхность в 0,1 млрд. т углерода в год.

Первичная продукция фитопланктона в открытых океанах обычно колеблется в пределах 25-75 г углерода на 1 м2 в год или в среднем 50 г углерода на 1 м2, а максимум 7300 г углерода на 1 м2 в год, как это имеет место в Беринговом и Гренландском морях. Регионы открытого океана составляют около 90% территории Мирового океана, но только часть этой площади отличается особенно высокой продуктивностью. Высокопродуктивные районы континентального шельфа включают полярные моря, экваториальные отклонения, течения Куросиво и Гольфстрим.

Первичная продукция фитопланктона в мелководных прибрежных районах обычно колеблется в пределах 50-400 г углерода на 1 м2 в год. Эти площади составляют около 7,5% Мирового океана и по продуктивности соответствуют районам континентального шельфа.

Зоны с подъемом подпочвенных вод на поверхность высокопродуктивны. Продукция фитопланктона превышает 300 г углерода на 1 м2 в год. Наиболее важные зоны с подъемом подпочвенных вод на поверхность находятся в континентальном шельфе Перу, Орегона, Южной Калифорнии, Северо-Западной и Юго-западной Африки, Юго-Восточной Азии, полуострова Юкатан и Антарктики.

Продуктивность фитопланктона обычно регулируется наличием питательной среды. Согласно классификации, приводимой в работе, существуют четыре категории продуктивных зон:

1. Зона значительного обогащения-средняя продуктивность 0,5-3,0 г

углерода на 1 м2 в сутки.

(Пример. Южное Бенгальское течение (западный берег Африки).)

2. Зона постоянного, но меньшего обогащения-средняя продуктив

ность 0,2-0,5 г углерода на 1 м2 в сутки.

(Пример. Ближние экваториальные отклонения.)

3. Зона без явного обогащения и с некоторой турбулентностью-

средняя продуктивность 0,1-0,2 г углерода на 1 м2 в сутки.

(Пример. Большая часть тропических и субтропических районов континенталь-

4. Зона со стоячей водной поверхностью без эффективного обогаще-

Неудивительно, что регионы с высокой продуктивностью бентосных водорослей совпадают с регионами с высокой продуктивностью фитопланктона. Исключение составляют Средиземное море, побережье Индии и северо-западное побережье Африки, где высокая продуктивность водорослей наблюдается в районах с температурой воды, не превышающей 20°С.

Наиболее продуктивными бентосными водорослями являются крупные бурые водоросли. В естественных районах континентального шельфа Калифорнии и Индии их продуктивность достигает 2000 г углерода на 1 м2 в год. В Японии возделываются крупные бурые водоросли с продуктивностью 1500 г углерода на 1 м2 в год. В Средиземном море продуктивность некоторых мелких водорослей достигает 6,9, а в континентальном шельфе Гавайских островов-3,13 кг сухой массы/м2 в год.

Второе место по продуктивности занимают красные водоросли. Большая продуктивность этих растений наблюдается в районе Канарского архипелага (16,4 кг сухой массы/м2 в год) и во Флориде (4,4 кг сухой массы/м2 в год). Относительно продуктивности зеленых водорослей известно очень мало, однако, по всей вероятности, она сравнима с продуктивностью красных водорослей.

Семенные растения встречаются обычно в прибрежных районах, богатых питательными веществами. Поэтому их продуктивность относительно высока и составляет от 400 до 1500 г углерода на 1 м2 в год. Наибольшая продуктивность наблюдается в соленых болотах с умеренной температурой.

Источник

Тема 6. Океан как среда жизни

В разных формах и разных проявлениях жизнь существует в Мировом Oкeaнe повсюду. По условиям существования в Океане выделяются две различные области : толща воды (пелагиаль) и дно (бенталь). Бенталь разделяется на: прибрежную — литораль, имеющую глубины до 200 м, и глубинную — абиссаль . Толщу воды над литоралью называют областью пелагиали.

Органический мир Oкeaнa состоит из трех групп: бентоса, планктона, нектона. Бентос — обитатели дна (растения, черви, моллюски), неспособные надолго подниматься в толщу воды. Планктон — обитатели водной толщи (бактерии, грибки, водо­росли, простейшие и т. д.), не обладающие способностью активно перемещаться на большие расстояния. Нектон — обитатели вод, свободно проплывающие большие расстояния (киты, дельфины, рыбы).

В Океане, как и на суше, одни организмы могут питаться неорганическими веществами, создавая органическое вещество (продуценты, или производители), другие существуют за счет потребления органического вещества (консументы, или потреби­тели). К первым относятся растения и прототрофные микроор­ганизмы, ко вторым — животные. Кроме того, есть редуценты­ — организмы, разлагающие, минерализующие остатки животных и растений, переводя их в соединения, доступные для использова­ния животными.

Зеленые растения могут развиваться только там, где освеще­ние достаточно для фотосинтеза (до глубины не более 200 м).

Организмы, не нуждающиеся в свете, заселяют всю толщу вод Океана до самых больших глубин. Но развитие их зависит от развития растений-продуцентов, являющихся для них первичной продукцией. Океан в избытке содержит питательные вещества, необходимые для растений. Однако соединения фосфорной и азотной кислот на 99,9% находятся в глубинных слоях, там, где из-за отсутствия света растения жить не могут. Поэтому так велико значение вы­носа солей с больших глубин в верхние, освещенные слои.

Получая питание непосредственно из воды и не нуждаясь в опоре, водоросли не имеют ни корневой, ни опорной систем и почти полностью состоят из хлорофилловой ткани, благодаря чему накапливают большое количество питательного вещества. Именно поэтому масса растительного вещества в Океане при­мерно равна массе животных, питающихся растениями и поедаю­щих друг друга, тогда как на суше она во много тысяч раз больше ее.

Большую часть массы живого вещества в Океане составляет фитопланктон 1, населяющий верхний 100-метровый слой воды. Средняя масса фитопланктона 1,7 млрд. т, годовая продукция 550 млрд. т, в то время как средняя биомасса животных организ­мов 32,5 млрд. т, а годовая продукция — 53 млрд. т. Фитопланктон — начальное звено пищевой цепи в Океане. Самая распро­страненная форма фитопланктона — диатомовые водоросли, пред­ставленные 15 тыс. видов. Одна диатомовая водоросль за месяц способна дать 10 млн. экземпляров. Только потому, что фито­планктон быстро отмирает и поедается в больших количествах, он не заполнил Oкeaн. Места обильного развития фитопланктона — места повышенного плодородия в Oкeaнe, богатые жизнью вообще.

Распределение жизни в Oкeaнe очень неравномерно и имеет отчетливо выраженный зональный xapaктep. В высоких шпротах северного полушария условия развития фитопланктона неблаго­приятны: сплошной ледяной покров, полярная ночь, низкое по­ложение солнца над горизонтом летом, холодная (ниже 0º) вода, слабая вертикальная циркуляция (следствие опресненности верх­него слоя воды), не обеспечивающая выноса питательных веществ с глубин. Летом появляются в полыньях некоторые холодолюби­вые рыбы и питающиеся рыбой тюлени.

В субполярных широтах происходит сезонная миграция кромки полярных льдов. В холодную часть года в слое в не­сколько сотен метров вода интенсивно перемешивается (следствие охлаждения), обогащаясь кислородом и питательными солями. Весной и летом поступает много света, и, несмотря на сравни­тельно низкую температуру воды (результат затрат тепла на таяние), в ней развивается масса фитопланктона. Затем следует короткий период развития зоопланктона, питающегося фито­планктоном. В этот период в субполярной зоне скапливается множество рыбы (сельдь, треска, пикша, морской окунь и др.). Приходят на откорм киты, которых особенно много в южном по­лушарии.

В умеренных широтах обоих полушарий сильное перемешива­ние воды, достаточное количество тепла и света создают наибо­лее благоприятные условия для развития жизни. Это самые про­дуктивные зоны Океана. Максимальное развитие фитопланктона наблюдается весной. Он усваивает питательные вещества, количество их уменьшается — начинается развитие зоопланктона. Осенью — второй максимум развития фитопланктона. Обилие зоо­планктона обусловливает обилие рыбы (сельдь, треска, анчоус, лосось, сардина, тунец, камбала, палтус, навага и т.д.).

В субтропических и тропических шпротах вода на поверх­ности Океана имеет повышенную соленость, но из-за высокой температуры оказывается сравнительно легкой, что мешает пе­ремешиванию. Частицы, содержащие питательные вещества, не задерживаясь, опускаются на дно. Кислорода в 2 раза меньше, чем в умеренной зоне. Фитопланктон развивается слабо, мало и зоопланктона. В субтропических широтах водаобладает наиболь­шей прозрачностью и интенсивным голубым цветом (цвет океан­ской пустыни). В теплой воде растут не связанные с дном бурые водоросли — саргассы, типичные для этой части Океана.

В экваториальных широтах на границе пассатных течений и экваториального противотечения происходит перемешивание воды, и поэтому она относительно богата питательными солями и кислородом. Планктона здесь значительно больше, чем в сосед них широтах , хотя и не так много, как на северной окраине уме­ренной зоны.

Теплая вода содержит мало углекислого газа и поэтому плохо растворяет углекислый кальций, который содержится в ней в изо­билии и легко усваивается растениями и животными. В резуль­тате раковины и скелеты животных приобретают массивность и прочность, а после отмирания организмов образуются мощные толщи карбонатных отложений, коралловые рифы и острова, столь характерные для низких шпрот.

В общем, при перемещении от умеренных широт к экватору наблюдается сокращение живородящих форм, уменьшение жир­ности животных и плодовитости и увеличение мощности извест­ковых скелетов. Но так как в теплой воде организмы быстрее ра­стут и раньше размножаются, урожайность (плодородие) в теп­лых водах относительно выше.

Широтная зональность распределения жизни в верхних слоях Океана, хорошо выраженная в его открытой части, нарушается на окраине под влиянием ветров и течений.

По вертикали в толще океанской воды выделяются 3 слоя: поверхностный, промежуточный и глубинный. В поверхностном слое живут гетеротрофы (животные и бактерии), питающиеся фитопланктоном (автотрофами) . В промежуточном — обитают зоопланктон, мигрирующий для питания в поверхностные слои; животные, питающиеся зоопланктоном; хищники, поедающие этих животных; детритоеды, пищей которым служат падающие сверху неразложившиеся остатки организмов. В глубинных во­дах (с глубины 500-1000 м и до дна) живут хищники, детрито­еды, фильтраторы и всеядные. Еще совсем недавно считалось, что на больших глубинах (более 6-7 нм), при существующем там давлении, без света и без достаточного количества тепла, орга­низмы существовать не могут. Но исследования показали, что даже в глубоководных желобах есть жизнь. Среди обитателей больших глубин немало «живых ископаемых» — форм, сохранив­шихся с очень далеких времен благодаря однообразию условий, отсутствию конкурентной борьбы, содействующей изменениям ор­ганизмов. Изучение обитателей больших глубин позволяет лучше представить историю Океана и историю развития органического мира на Земле.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

Морские экосистемы

Эта статья или раздел нуждается в переработке.

Пожалуйста, улучшите статью в соответствии с Условиями использования Викия.

Морская экосистема — сообщество всех морских организмов, а также система внешних условий, обуславливающая их жизнь в океане.

Морские экосистемы занимают 70% поверхности Земли.

Содержание

Особенности среды обитания: [ править | править код ]

• Имеют очень большие глубины, при этом абиогенных зон нет.
• В морях и океанах происходит постоянная циркуляция воды. В результате действия ветров, продуцированных разницей температур полюсов и экватора, и вращения Земли вокруг своей оси образуются экваториальные течения на восток и запад, и прибрежные течения на север и на юг. Теплые течения: Гольфстрим, Североатлантическое и др. и холодные: Калифорнийское и др. Кроме поверхностных течений, есть и глубинные течения. В результате этого перемешивание воды в море настолько эффективное, что недостаток кислорода наблюдается очень редко и он не является лимитирующим фактором.
• Вода имеет очень высокую соленость (до 35%о), поэтому организмы имеют различные приспособления для борьбы с потерей воды.
• Постоянно наблюдаются приливы и отливы, вызываемые притяжением Луны и Солнца. Высота прилива может достигать 3-12м. Приливы повторяются через каждые 12,5 часа. Если силы притяжения Луны и Солнца суммируются, то наблюдается максимальный, или сизигиальный, прилив. Если эти силы направлены в разные стороны, то имеет место минимальный или квадратурный прилив.
• Вода имеет более высокую плотность по сравнению с пресноводными экосистемами и выполняет функцию опоры, одновременно для донных организмов опорой служит субстрат.
• В морской воде очень мала концентрация биогенов, жизнь бедна и на единицу объема приходится очень мало первичной продукции. В нижних слоях биогенов больше, но автотрофов там нет и использовать их некому. Однако там, где ветры постоянно дуют с суши, они отгоняют поверхностную воду в открытое море и на поверхность поднимаются глубинные воды, богатые биогенами. В этих местах наблюдаются «вспышки» жизни. А само явление получило название апвелинг (путешествие вверх). Самая большая зона апвелинга возле берегов Южной Америки, имеются зоны также возле берегов Юго-Западной и Северо-Западной Африки. Эти зоны очень продуктивные.
• Морские экосистемы непрерывны, все моря и океаны соединены между собой. Однако, перемещению организмов часто мешают температурные, солевые, глубинные и другие барьеры. [1]

Морские экосистемы характеризуются горизонтальной зональностью и вертикальной стратификацией. Горизонтальная зональность отмечается для дна и воды (см. рис.).

Горизонтальная зональность в морских экосистемах (по Л. Цветковой, 1999)

Вертикальная стратификация представлена световой стратификацией, обусловленной глубиной проникновения солнечного излучения, и включает две зоны:

1. эуфотическая зона, или зона первичного продуцирования (от 30 до 200 м);
2. афотическая зона, куда свет не проникает.

Обитатели [ править | править код ]

В морских экосистемах обитают только три жизненные формы организмов: 1) планктон; 2) бентос; 3) нектон.

Нектон — совокупность активно плавающих организмов, обитающих в толще воды пелагической области водоемов и способных противостоять силе течения и самостоятельно перемещаться на значительные расстояния. К нектонам относятся: рыбы, кальмары, китообразные, ластоногие, водные змеи, черепахи, пингвины и др. [2]

Планктон — совокупность организмов, пассивно обитающих в толще воды и неспособных активно сопротивляться переносу течениями. К планктонам относятся микроскопические водоросли, простейшие, некоторые ракообразные, моллюски и др. Для организмов планктона свойственны вертикальные миграции по сезонам и времени суток. Многие организмы планктона обладают способностью к свечению. Различают фитопланктон и зоопланктон.

Фитопланктон является первичным источником энергии в пищевых цепях пелагической области — продуцентом. Крупные животные, и прежде всего рыбы, здесь являются преимущественно вторичными консументами, питающимися зоопланктоном. Продуцентом для зоопланктона являются как фитопланктон, так и планктонные личинки моллюсков, морских лилий и т. п.

Бентос — совокупность организмов, всю или большую часть жизни обитающих на дне океанических и континентальных водоемов, в его грунте и на грунте. Организмы бентоса служат объектами питания многим рыбам и другим водным животным. Различают фитобентос и зообентос. В бентосных и пелагических сообществах к первичным консументам относятся зоопланктон, насекомых в море экологически заменяют ракообразные. Подавляющее число крупных животных — хищники. Для моря характерна очень важная группа животных, которую называют сессильными (прикрепленными). Их нет в пресноводных системах. Многие из них напоминают растения и отсюда их названия, например, морские лилии. Здесь широко развиты мутуализм и комменсализм. Все животные бентоса в своем жизненном цикле проходят пелагическую стадию в виде личинок.

В неритической зоне (литораль) очень больщое разнообразие жизни, большее, чем в тропических дождевых лесах. Планктон присутствует в виде галопланктона — постоянная форма, когда на протяжении всего жизненного цикла организм находится в данной жизненной форме, и меропланктона — временная форма, когда в данной жизненной форме организм проходит только определенную стадию своего жизненного цикла. Очень хорошо представлен также и бентос, как эпифауна, так и инфауна. Весьма большое разнообразие отмечается и для нектона, почти все промысловое рыболовство сконцентрировано в неритической зоне.

В пелагиальной зоне (батиаль, абиссаль) мало биогенов и поэтому разнообразие жизни здесь значительно беднее. Долго считалось, что основным источником первичной продукции здесь является планктон-сетка, а сейчас выяснилось, что это нанопланктон. В этой зоне присутствует только га- лопланктон. Нектон довольно разнообразен. Он имеет различные приспособления для добывания пищи. Те организмы, которые питаются мелкой пищей, обладают цедильным аппаратом и могут профильтровывать большие объемы воды, вылавливая добычу. Многие рыбы имеют приспособления для привлечения добычи. Например, рыба-лампа светится в темноте, у рыбы-ангела светятся кончики плавников. У некоторых рыб очень большой рот (рыба-гадюка) и они могут проглатывать добычу крупнее себя.

Лиманы [ править | править код ]

Промежуточное положение между морскими и пресноводными экосистемами занимают лиманы. Лиманы — это полузамкнутые прибрежные водоемы, соединенные с открытым морем, но морская вода в них заметно опреснена за счет материкового стока.

С точки зрения геоморфологии различают пять типов лиманов:

1. Лиманы в затопленных речных долинах. Они наиболее распространены вдоль береговой линии.
2. Лиманы типа фиордов. Это глубокие U-образные выемки берега, образовавшиеся в результате вклинивания ледника в сушу. Примером могут служить фиорды Норвегии и Аляски. 3. Лиманы, ограниченные мелями или барьерными островами, разделенными проливами, благодаря которым сохраняется связь с морем. Они образовались за счет береговых отложений или береговых дюн в связи с повышением уровня моря (побережье Мексиканского залива).
3. Лиманы, образованные тектоническими процессами в результате геологических сдвигов или локальных опусканий суши (залив Сан-Франциско).
4. Лиманы речных дельт, которые образовались в устьях больших рек (Нил, Миссисипи). В них часто наблюдается солевая стратификация, когда более плотная морская соленая вода находится внизу, а речная пресная — сверху. Это имеет место, когда речной сток превышает прилив. А когда они уравновешены, то за счет турбулентности происходит перемешивание и образуется слабосоленый лиман.

Лиманы характеризуются рядом важных свойств. Во- первых, они обычно очень продуктивные за счет биогенов, которые попадают сюда во время приливов. Во-вторых, в них круглый год идет образование первичной продукции за счет продуцентов трех типов: 1) макрофиты; 2) фитобентос; 3) фитопланктон. В-третьих, лиманы служат местом откорма многочисленных морских промысловых видов рыб, животных и птиц. В связи с этим лиманы играют большую роль в биосфере и поэтому их нельзя нарушать.

Источник