6. Количественное распределение жизни в океане

Все три типа зональности определяют макромасштабные особенности рас­пределения жизни в Мировом океане. Общая картина получается при наложении широтной, циркумконтинентальной и вертикальной зональности. Те области, где в эвфотическую зону велик приток биогенов (из-за апвеллингов, зимней конвек­ции), характеризуются высокой первичной продукцией. Развивающийся фито­планктон создает трофическую базу для продукции мезопланктона, что в свою очередь способствует развитию макропланктона и нектона.

Продуктивны высокие широты (полярнее 40°) и прибрежные области. Вследствие гидродинамических причин прибрежные апвеллинги более интенсивны у восточных берегов океанов, что объясняет некоторую асимметрию в распределении первичной продукции в за­падных и восточных частях океанов. Именно у восточных берегов наблюдаются наиболее мощные апвеллинги: Калифорнийский, Перуанский, Канарский, Бенгель ский.

Характерно увеличение продуктивности в экваториальной зоне и снижение ее в центральных аитициклонических круговоротах. Вертикальный подток глу­бинных вод в центральных круговоротах крайне мал, и недостаток биогенов объяс­няет крайне низкие показатели первичной продукции (которая на порядок мень­ше, чем в умеренных водах и в апвеллингах).

Перифитон и его экологические особенности.

К перифитону относят обитателей плотных субстратов за пределами донных субстратов – скалы, откосы, причальные стенки, днища кораблей, стенки водоводов и т.д.)

Состав:

6. Нейстон, его группы и особенности существования.

7. Плейстон и его адаптации.

8. Способы питания гидробионтов. Заглатывание грунта и собирание детрита (детритофагия). Сортируют частицы по энергетической ценности, выбрасывая до 95% комочков. Фильтрация (сестонофагия)

Сильно видоизмененные в связи с прикрепленным образом жизни ракообразные. Тело скрыто в известковом домике, стенки которого образованы несколькими прочно спаянными пластинками, а дно выстлано тонкой кожистой перепонкой. Животное прирастает к стенкам домика. Домик имеет форму усеченного конуса или цилиндра, прирастает к субстрату широким основанием. Сверху входное отверстие домика закрыто крышечкой сложного строения. Рачок лежит в домике на спине, прикрепившись к субстрату затылком, разросшимся в виде подошвы. Приоткрывая крышечку, рачок медленно расправляет свернутые в спираль 6 усиковидных конечностей, а затем резко скручивает эти придатки (фото). Такое характерное хватательное движение напоминает энергичное сжимание в кулак растопыренной кисти руки. Этим способом животное создает направленный ток воды, приносящий ему пищу, - фитопланктон и взвешенное в воде органическое вещество.

Биологическая структура океана отражает закономерности распределения жизни по его поверхности и в глубину, определяемые глобальными факторами (солнечная энергия, конфигурация океана, гравитация и др.). Жизнь в океане распределена очень неравномерно. Биологические закономерности количественного и качественного распределения жизни в океане обобщены Львом Александровичем Зенкевичем (1948). Они во многом обусловлены физико-географическими причинами. Особенности биологической структуры океана проявляются в закономерном изменении видового разнообразия и обилия морских организмов в широтном (температура направленно изменяется от экватора к полюсам) и меридиональном направлениях и с изменением глубины (световым, температурным и гравитационным градиентами). Они определяются также законами биологического продуцирования и зональностью распределения климатических и океанографических характеристик.

Если земной шар и Мировой океан разделить тремя воображаемыми плоскостями симметрии – экваториальной и двумя меридиональными, то обнаружится разная степень асимметрии распределения материковых глыб или соотношения суши и моря (рис. ). Кроме экваториальной плоскости симметрии, которая не идеальна из-за влияния течений, можно выделить две меридиональные: одна — разделяет Тихий и Атлантический океаны на западную и восточную части; другая проходит через материковые массивы, разделяя два океана и отражает черты сходства между ними. Первой плоскости соответствуют явления амфипацифичности и амфиатлантичности, второй — амфибореальности и т. д. Все вместе выражается в сходстве биогеоценотических систем на шельфах обоих океанов и западном и восточном шельфах каждого океана ( рис.).

Общий характер изменения количественного развития и качественного разнообразия жизни в Мировом океане приведен на рис. 5, отражающем равные максимумы количества в умеренных широтах, существенно меньший максимум в экваториальной зоне и два минимума между ними. Области океанических биологических минимумов, включая арктический и антарктический, соответствует пяти халистическим районам циклонических и антициклонических вращений вод и характеризуется слабыми показателями перемешивания (энергоемкости). Кривая видового разнообразия дает единый максимум в экваториальной части, плавно нисходя к полюсам.

Распределение первичной продукции, биомассы зоопланктона, биомассы бентоса и содержание органического вещества в поверхностном слое осадка обнаруживают поразительное сходство (рис. 6). Максимумы показателей приходятся на шельф (сток биогенов, тепло, свет при малых глубинах, близость дна, активный биогеохимический обмен), минимум — на открытые районы океана.

На распределение организмов в широтном направлении оказывает влия­ние вертикальная составляющая (глубина). С глубиной количество температур­ных зон уменьшается, различия между зонами размываются и на глубинах более 2-3 км, где температура около 2-3° С , широтная зональность не проявляется; различия в составе организмов обусловлены другими, нежели температура, факторами (изоляцией, разным возрастом биоценозов и т.д.).

Широтная зональность связана с вполне определенными изменениями температуры поверхностной воды по мере продвижения от экватора к полюсам. В соответствии с этим выделяют экваториальную (тропическую) зону с температурой 30-40° С, северную и южную субтропическую (20-30° С), бореальную и нотальную (8-20° С), арктическую и антарктическую (-2-8° С). В каждой и: них обитают организмы с соответствующими температурными преферендумами, что обуславливает существенные различия в видовом составе и структурно функциональной организации их биоценозов.

1. Качественное (таксономическое, видовое) разнообразие жизни уменьшается в 20-40 раз. Основная причина связана с соответствующим уменьшением акватории и протяженности береговой линии (в 20 раз). Примером могу служить Баренцево море (2 тыс. видов) и Филиппинский архипелаг (более 4 тыс. видов).

2. Количественное развитие отдельных видов увеличивается в 10-50 раз (исключая экосистемы коралловых рифов и планктон пояса экваториального течения). Причина связана с соответствующим уменьшением видового разнообразия и ослаблением конкуренции за ресурсы.

3. Р/В-коэффициент уменьшается в несколько десятков раз; основной фактор — температура.

4. Индивидуальный возраст увеличивается; основной фактор – температура, контролирующая скорость метаболизма организмов.

5. Размеры тела увеличиваются; основной фактор — температура.

6. Темпы роста организмов уменьшаются; основной фактор -— темпера­ тура.

7. Живорождение встречается чаще; факторы — температура, условия питания.

8. Жирность возрастает; факторы — температура, условия питания, се­ зонность развития, требующая внутренних запасов.

9. Свободные личиночные стадии менее выражены, чаще встречаются кладки и живорождение; факторы — температура, условия питания.

10. Плодовитость возрастает; факторы — температура, условия питания и вы­ живания.

11. Пищевые цепи заметно упрощаются; причины множественные — снижение видового разнообразия, низкая годовая первичная продукция, сезонность развития и другие.

Таким образом, акватория Мирового океана и отдельных крупных его частей представляет чередование крупномасштабных циклонических (направленных против часовой стрелки в (северном полушарии, и по часовой стрелке - в Южном) и антициклоклонических (направленных по часовой стрелке в Северном полушарии и против часовой стрелки - в Южном) вод, разделенных переходными зонами между водными с разными физическими свойствами - фронтальными или фронтами. В Северном полушарии различают арктический (между арктическими и среднеумеренными водами), поля (между среднеумеренными и тропическими водами) и тропический (между тропическими и экваториальными водами) (см. рис. 30).

В Северном полушарии потоки теплых вод, направлен низких широт в высокие, имеют большую мощность, чем в Южном полушарии. Именно благодаря такому распределению течений в северном полушарии северные границы бореальной зоны у побережий Европы (под влиянием мощного течения Гольфстрим) смещены далеко к северу (рис. ). В меньшей степени такое смещение проявляется и у арктического побережья Аляски. В результате этого температурные градиенты по западным сторонам бореальной зоны океанов гораздо выше, чем по восточным сторонам, а в экваториальной зоне – наоборот. В южном полушарии в силу тех же причин восточные стороны океанов гораздо более охлаждены, чем западные. Меридиональная асимметрия в распределении широтных зон в значительной степени определяет биогеографическое распределение морских организмов.

Широтный градиент.

Одной из наиболее ярких особенностей биологической структуры океана является широтный градиент в распределении видового богатства. В направлении от полюсов к тропикам общее видовое богатство увеличивается ( рис. ). Эта общая биогеографическая закономерность была установлена еще в первой половине ХIХ века для представителей не только морской, но и континентальной биоты и носит название правила Уоллеса (правильнее Гумбольта)

Видовое богатство - общее число видов фауны. Флоры, биоты или крупного таксона, приуроченные к данному местообитанию. Понятие видовое богатство не является синонимом понятия «видовое разнообразие» - есть функция видового богатства и выравненности, с которой виды распределены по показателям обилия.

Характерно, что в экваториальной плоскости наблюдается биологическая антимерия (Старобогатов, 1986) в широтном распределении видового богатства и числа надвидовых таксонов: на западных сторонах океана широтный градиент выражен более резко.