Экологические сообщества пелагиали
В пелагиали Мирового океана выделяют неритическую (прибрежную) и океаническую зоны. В океанической зоне сообщества пелагиали часто существуют в пределах крупных круговоротов вод. В неритической зоне обитает большое количество гетеротопных (обитающих на разных стадиях жизненного цикла в разных биотопах - участках среды, например, в толще воды или у дна). Для пелагиали, наоборот, характерны монотопные формы.
Флора океана
Флора Мирового океана состоит из фитопланктона и фитобентоса. Из 33 классов растений в Мировом океане представлены 15,в том числе 5 классов типично морских.
Фитопланктон, составляющий по биомассе 99% всей морской растительности, на 90-95% представлен диатомовыми и перидиниевыми водорослями, присутствуют также кокколитофориды и зеленые водоросли.
Большую роль во флоре океана играют также бурые, красные и сине-зеленые водоросли.
В пелагиали флора кроме водорослей представлена также бактериями. Основная масса фитопланктона сосредоточена в слое воды от поверхности до глубины 100-150 м. Характерно, что в умеренных и высоких широтах наибольшая концентрация водорослей - в самом поверхностном слое воды, а в тропиках - на глубине 10-15 м.
Фитобентос, составляющий около 1% всей водной растительности в океане, представлен крупными растениями - анфельцией, багрянкой, из которой получают агар и агароид, ламинарией (морской капустой), порфирой (из нее делают приправу к пище) и т. д.
|
|
|
Таким образом, фитобентос является объектом промыслового использования.
Всего мелких форм растительности (микрофитов) насчитывается около 2 тыс. видов, крупных форм (макрофитов) - около 8 тыс.
Биологическое продуцирование в Мировом океане
В результате роста и развития гидробионтов в Мировом океане постоянно идет процесс новообразования биомассы.
Этот процесс называется биологическим продуцированием, а вновь создаваемая биомасса - биологической продукцией.
Биологическая продукция бывает первичная и вторичная.
Продуценты создают первичную продукцию, а последующие звенья пищевой (трофической) цепи - консументы - вторичную. В общих чертах процесс биологического продуцирования в Мировом океане идет следующим образом.
На первом уровне биопродуцирования под воздействием солнечной энергии содержащиеся в морской воде так называемые “биогенные” химические элементы (такие, например, как углерод, кальций, фосфор, азот и другие) при участии хлорофилла, содержащегося в фитопланктоне (организмах-продуцентах), преобразуются в органические вещества с выделением кислорода и большого количества тепловой энергии. Это - процесс первичного продуцирования, в результате которого образуется первичная продукция и наращивается биомасса фитопланктона.
|
|
|
На втором уровне первичные консументы (зоопланктон), используя в качестве пищи фитопланктон, наращивают свою биомассу, выделяя тепловую энергию и, в качестве отходов, неживое органическое вещество.
На третьем уровне вторичные консументы (или зоофаги) питаются зоопланктоном, также выделяя при этом тепловую энергию и неживую органику.
На четвертом уровне третичные консументы (хищники) питаются предыдущим звеном пищевой цепи (вторичными консументами), как и они выделяя при этом теплоту и, в качестве отходов, - органические вещества.
Пятый уровень пищевой (трофической) цепи - человек. Этот уровень называется промысловой продукцией, и здесь при использовании морепродуктов в пищу выделяется органика и теплота.
При переходе с низшего уровня до высшего, таким образом, теряется большое количество вещества и энергии. Величина этих потерь чрезвычайно велика.
Общая продукция первого уровня (фитопланктон, бактерии) в Мировом океане составляет около 1250 млрд. т.
Продукция второго - четвертого уровней (консументов) оценивается величиной в 40-50 млрд. т.
|
|
|
Что касается промысловой продукции, то она может быть потенциальной (максимально возможное годовое изъятие без ущерба для воспроизводства биомассы) и фактической (фактическое годовое изъятие биомассы через промысел). Потенциальная промысловая продукция в Мировом океане оценивается в 260 млн. т, фактическая (1982 год) составляет 89 млн. т. (см. разд. “Понятие о потенциальной промысловой продуктивности)”.
Таким образом, между первичной продукцией и потенциальной промысловой продукцией теряется 99,8% вещества в результате рассеяния энергии и отходов органического вещества.
Эти отходы биопродукционного процесса на различных уровнях с помощью микроорганизмов-редуцентов разлагаются на изначальные неорганические соединения и элементы, которые возвращаются в водную среду, замыкая биопродукционный цикл.
Пространственное распределение биопродуктивности в Мировом океане. Биомасса и продукция фито- и зоопланктона, бентоса и нектона
Фитопланктон
Общая продукция фитопланктона в Мировом океане оценивается величиной около 1200 млрд. т в год. По акватории океана фитопланктон распределен неравномерно: больше всего его в северной и южной частях океана, к северу от 40-й параллели северной широты и к югу от 45-й параллели южной широты, а также в узкой экваториальной полосе. Больше всего фитопланктона в прибрежной неритической зоне. В Тихом и Атлантическом океанах наиболее богатые фитопланктоном участки сосредоточены в их восточной части, на периферии крупномасштабных круговоротов вод, а также в зонах прибрежного апвеллинга (подъема глубинных вод).
|
|
|
В то же время обширные центральные части крупномасштабных океанических круговоротов вод, где происходит их опускание, бедны фитопланктоном.
По вертикали фитопланктон в океане распределен следующим образом: его можно обнаружить лишь в хорошо освещенном слое от поверхности до глубины 200 м, а наибольшая биомасса фитопланктона - от поверхности до глубины 50-60 м. В водах Арктики и Антарктики он встречается лишь вблизи поверхности воды.
Характерно, что для развития фитопланктона важно, с какой глубины поднимаются к поверхности водные массы. Так, в Субантарктике воды поднимаются с глубины около 2000 м и насыщены всеми биогенными веществами (фосфатами, силикатами и др.). В то же время в тропиках подъем вод идет с глубин 400-600 м, со слоев, богатых фосфатами, но бедных кремнием, поэтому фитопланктон здесь не может достаточно интенсивно развиваться.
Зоопланктон
Годовая продукция зоопланктона в Мировом океане составляет около 53 млрд. т., биомасса - 21,5 млрд. т.
90% видов планктонных животных сосредоточено в тропических, субтропических и умеренных водах океана, 10% - в арктических и антарктических водах.
Распределение зоопланктона в Мировом океане и его морях соответствует распределению фитопланктона: его много в субарктических, субантарктических и умеренных водах (в 5-20 раз больше, чем в тропиках), а также над шельфами у берегов, в зонах смешения водных масс различного происхождения и в узкой экваториальной зоне.
Интенсивность выедания фитопланктона зоопланктоном чрезвычайно велика. Например, в Черном море зоопланктон выедает ежесуточно 80% суточной продукции фитопланктона и 90% продукции бактерий; это характерный случай высокой сбалансированности данных звеньев трофической цепи.
В слое воды от поверхности океана до глубины 500 м сосредоточено 65% всей биомассы зоопланктона, остальные 35% - в слое 500-4000 м. На глубинах 4000-8000 м биомасса зоопланктона в сотни раз меньше, чем в слое от поверхности до 500 м.
Бентос
Фитобентос опоясывает всю береговую линию океана. Число входящих в него видов превышает 80 тыс., биомасса составляет 1,5 - 1,8 млрд. т. Распространен фитобентос в основном до глубины 20 м (гораздо реже - до 100 м). Он является пищей для рыб-фитофагов, субстратом для нереста рыб, зоной обитания молоди, где она прячется от хищников. Фитобентос - объект промысла: агар и агароид извлекают из анфельции, багрянок и др., ламинарию (морскую капусту) широко употребляют в пищу, даже разводят на специальных подводных фермах. Порфиру также выращивают и используют в качестве приправы к пище. Ежегодно (данные 1992 г.) добывают более 6 млн. т водорослей (в сухом весе).
Зообентос - это прикрепленные, зарывающиеся или малоподвижные животные. Это моллюски, ракообразные, иглокожие (морские звезды, офиуры, морские ежи), черви, губки и др.
Распределение бентоса в океане зависит в основном от нескольких основных факторов: глубины дна, типа грунта, температуры воды, наличия биогенных элементов.
В состав зообентоса (без рыб) входит около 185 тыс. видов морских животных, из них 180 тыс. являются типично шельфовыми, 2 тыс. видов обитают на глубинах более 2000 м, 200-250 видов - глубже 4000 м. Таким образом, 98% видов зообентоса являются мелководными.
Общая биомасса бентоса в Мировом океане оценивается в 10-12 млрд. т, из них около 58% сосредоточено на шельфах, 32% - в слое 200-3000 м и лишь 10% - глубже 3000 м.
Объем ежегодной продукции зообентоса составляет 5-6 млрд. т.
Биомасса бентоса в Мировом океане наиболее высока в умеренных широтах, значительно ниже - в тропических водах. В наиболее продуктивных районах (Баренцево, Северное, Охотское, Берингово моря, Большая Ньюфаундлендская банка, залив Аляска и др.) биомасса бентоса достигает 500 г/м2.
Около 2 млрд. т бентоса ежегодно используется в пищу рыбами.
Нектон
Нектон, в общих чертах, включает в свой состав всех рыб, крупных пелагических беспозвоночных, в том числе кальмаров и криля, морских черепах, ластоногих и китообразных млекопитающих. Именно нектон является основой промыслового использования гидробионтов Мирового океана и морей.
Общая биомасса нектона в Мировом океане оценивается в 4-4,5 млрд. т, в том числе 2,2 млрд. т рыб (из них 1 млрд. т мелких мезопелагических), 1,5 млрд. т антарктического криля, более 300 млн. т кальмаров.
Рассмотрим каждую из основных групп нектона более подробно.
Рыбы
Из 22 тыс. видов рыб, обитающих на Земле, около 20 тыс. обитают в морях и океанах.
По привязанности к определенным местам размножения и нагула морских и океанических рыб подразделяют на несколько экологических групп.
1. Шельфовые рыбы - это виды рыб, размножающихся и постоянно живущих в водах шельфа.
2. Шельфо-океанические рыбы размножаются в пределах шельфа или в прилегающих континентальных или островных пресноводных водоемах, но большую часть жизненного цикла проводят в океане вдали от берегов.
3. Собственно океанические рыбы и размножаются, и постоянно живут в открытых районах морей и океанов, в основном над абиссальными глубинами.
Основная масса видов рыб обитает в прибрежной зоне на шельфе и вблизи берегов (шельфовые рыбы). Основу этой группы составляют рыбы из пелагических семейств сельдевых (сельди, сардины, сардинеллы, шпроты), анчоусовых, ставридовых и скумбриевых, а из донных и придонных семейств - камбаловых, скорпеновых, тресковых, мерлузовых (в умеренных зонах океана), спаровых, лутьяновых, горбылевых и др. (в субтропических и тропических зонах океана).
Ко второй экологической группе (шельфо-склоновые) относятся некоторые тресковые (путассу, минтай) и др.
К третьей группе (собственно океанические) относятся многие виды летучих рыб, широко распространенных в тропических и субтропических водах всех океанов, ряд видов акул и тунцов, а также рыб мезо-, бати- и абиссопелагиали и обитателей океанической бентали.
Биомасса рыб достигает максимума в шельфовых биопродуктивных зонах, то есть там же, где существует изобилие фито-, зоопланктона и бентоса. Именно на шельфах ежегодно добывается 90-95% мирового вылова рыбы. Особенно богаты рыбой шельфы наших дальневосточных морей, северной части Атлантического океана, атлантический шельф африканского континента, юго-восточная часть Тихого океана, Патагонский шельф. Наибольшая биомасса мелких мезопелагических рыб - в водах так называемого Южного океана, омывающего Антарктиду, Северной Атлантики и в узкой экваториальной зоне, а также на периферии круговоротов вод.
Антарктический криль (сем. эвфаузиевых)
Euphausea superba (антарктический криль) обитает в водах Южного океана, образуя скопления в слое воды от поверхности до глубины 500 метров, наиболее плотные - от поверхности до 100 м.
Северная граница наиболее массовых концентраций криля проходит примерно по 60-й параллели южной широты и приблизительно совпадает с границей распространения дрейфующих льдов. Продукция криля в этих районах составляет в среднем 24-47 г/м2 и играет важную роль в питании китов, тюленей, птиц, рыб, кальмаров и других водных животных.
Биомасса криля в водах Южного океана в среднем оценивается в 1,5 млрд. т.
Криль является объектом промысла, основные добывающие его страны - Россия, в меньшей степени - Япония. Максимально достигнутый годовой улов составил 530 тыс. т (1982 г.), в последние годы улов снизился (1992 г. - 297 тыс. т).
Основные районы промысла криля сосредоточены в атлантическом секторе Южного океана.
Аналогом антарктического криля в северном полушарии является так называемый “северный криль” - капшак, или черноглазка.
Кальмары
Несколько массовых видов кальмаров широко распространены в тропических, субтропических и бореальных районах пелагиали и неритических зон Мирового океана. Биомасса пелагических кальмаров оценивается более чем в 300 млн. т. Кашалоты, основные потребители кальмаров, ежегодно выедают от 180 до 300 млн. т этих моллюсков. Сами кальмары потребляют в пищу зоопланктон и мелких рыб - анчоусов, сардин, макрелещуку и мезопелагических рыб.
Поэтому массовые скопления кальмаров тесно связаны с распределением биопродуктивных участков океана и массовых скоплений рыб.
Кальмары в основном относятся к шельфо-океанической группе гидробионтов (например, аргентинский и североамериканский короткоперый кальмары-иллексы и лолиго). К группе собственно океанических кальмаров относятся кальмары-дозидикусы, привязанные к биопродуктивным зонам апвеллинга, фронтов водных масс, круговоротов вод.
Наиболее важными объектами промысла в настоящее время являются кальмар-стрелка и шельфо-океанические короткоперые кальмары, в частности, аргентинский кальмар и кальмар-лолиго. Ежегодно добывается более 530 тыс. т японского кальмара-стрелки, более 210 тыс. т кальмаров-лолиго и около 220 тыс. т короткоперых кальмаров.
Китообразные и ластоногие
Китообразные и ластоногие морские животные в прошлые века были чрезвычайно широко распространены в Мировом океане, особенно в умеренных и приполярных водах.
Однако за столетие интенсивного промысла (с 1868 по 1966 г) запасы этих гидробионтов основательно истощились. Всего за этот период их было добыто более 2 млн. шт. общей массой 174 млн. т. Например, усатых китов (синих, горбатых, финвалов и сейвалов) за это столетие было добыто более 1 млн. шт., их суммарный вес составляет около 74 млн. т.
Такая нерегулируемая “охота” за китами привела практически к их полному уничтожению в северном полушарии и резкому истощению запасов в южном, в результате чего промысел был запрещен.
Усатые киты являются основными потребителями криля в водах Антарктики. Так, за сутки один синий кит массой 80-100 т выедает около 4 т зоопланктона, криля. В годы, когда численность усатых китов в Антарктике была высокой, они ежегодно выедали более 150 млн. т криля.
В настоящее время в Мировом океане обитает лишь около 500 тыс. усатых китов и кашалотов, их промысел пока запрещен ввиду медленного темпа восстановления запасов.
Кроме китов в Мировом океане обитает в настоящее время около 250 млн. т ластоногих - ушастых и обычных тюленей, а также несколько миллионов дельфинов. Ластоногие обычно питаются зоопланктоном (в частности, крилем), а также рыбами и кальмарами.
Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 503; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!