3. Темы занятий для выполнения самостоятельных работ. Занятие №1 тема: 1. Гидросфера как среда формирования биологических ресурсов.

Задание. Ознакомиться с особенностями биоресурсов гидросферы, их биоразнообразием, отличием от минеральных ресурсов, основными факторами, влияющими на их формирование и биопродуктивность.

Методические указания. Биологические ресурсы гидросферы в отличие от минеральных – самовозобновляющие, воспроизводящиеся ресурсы и при бережном рациональном использовании могут служить неопределенно долгое время. Они отличаются чрезвычайным разнообразием видового состава как животных, так и представителей растительного мира. Всего в океане обитает 14 тыс. видов растений, более 160 тыс. видов животных, среди которых более 100 тыс. видов моллюсков и ракообразных, почти 22 тыс. видов рыб ( из них 8,3 тыс. видов пресноводных и около 14 тыс. морских) и 100 видов млекопитающих (в том числе 33 вида ластоногих и 58 видов китообразных).

Распределены биологические ресурсы практически во всех географических областях Мирового океана и водоемах суши. На формирование биологической продуктивности океана большое влияние оказывают солнечная радиация, растворенная в воде углекислота и содержание биогенных элементов ( в основном азота, фосфора, кремния.)

Наибольшее количество солнечной энергии Мировой океан получает в тропической зоне – 160 ккал/ см² в год. К северу и югу количество солнечной энергии заметно уменьшается и за 60⁰ северной и южной широт составляет менее 80 ккал/ см² в год. В тропической области количество солнечной энергии равномерно распределяется в течение года, а в высоких широтах солнечная радиация приобретает резко выраженный сезонный характер. Естественно, что процесс фотосинтеза в различных географических районах разных широт неодинаков: в низких широтах этот процесс происходит равномерно в течение года, в высоких умеренных широтах максимум фотосинтеза наблюдается в весенне – летние месяцы, а зимой фотосинтез практически полностью прекращается.

Углекислый газ необходим для образования углекислоты ,которая играет важную роль в питании фитопланктона – основного звена пищевой цепи. Он поступает в океан главным образом из атмосферы в высокоширотных областях Мирового океана, где вследствие низкой температуры воды его растворимость наиболее высокая. Кроме того, он поступает в воду при дыхании организмов, при извержении подводных вулканов, при растворении известковых пород дна, а также выносится в океан водами, стекающими с материков. Почти весь углекислый газ в воде находится в свободном состоянии и только 1% его связан с водой в виде углекислоты.

Из всех биогенных элементов только три элемента – азот, фосфор и кремний наиболее дефицитны в морях и океанах и являются факторами, ограничивающими процесс фотосинтеза. Процесс фотосинтеза в море охватывает поверхностный слой в несколько десятков метров ( обычно от поверхности до 50-70 м), а основная масса биогенных элементов концентрируется на больших глубинах в отличие от суши, где дефицитны биогенные элементы, а процесс фотосинтеза охватывает слой в несколько метров и поступление биогенных элементов в больших количествах с толщи почвы не происходит.

В поверхностных горизонтах Мирового океана биогенные элементы расходуются очень быстро, поэтому только в тех случаях, когда наблюдается выход глубинных вод на поверхность в результате: вертикального перемешивания водных масс, сгонных ветровых течений, вызывающих восходящее движение воды – аппвелинги, дивергенции в экваториальной и антарктической области, систем циклонических течений, подъема водных масс при встрече течений с подводными возвышенностями и др. В местах выхода глубинных вод возникают высокопродуктивные зоны, где наблюдается активное развитие фитопланктона и на его базе всех последующих пищевых цепей.

На биологическую продуктивность Мирового океана оказывает большое влияние зональность: вертикальная, широтная и циркумконтинентальная. При рассмотрении вертикальной зональности обычно выделяют: поверхностную, промежуточную и глубинные зоны. В качестве нижней границы поверхностной зоны (зона фотосинтеза) принимают обычно глубину, где интенсивность освещения уменьшается до 1% ее значения на поверхности. Положение ее нижней границы зависит от географической широты, времени года и суток, прозрачности вод и волнения. В среднем глубина этой зоны составляет 200 м. Поверхностная зона – наиболее высокопродуктивная зона океана, создающая исходную базу органического вещества обеспечивающего функционирование всей жизни в океане. Основные промысловые запасы придонных морских рыб, беспозвоночных животных и растений, сосредоточены в этой зоне, где ведется их активный промысел.

Промежуточная (ниже поверхностной – до глубины 700 -1000 м) и глубинная (ниже 1000 м) имеют гораздо меньшее промысловое значение. Сообщества организмов этих зон представлены животными, существующими за счет энергии, поступающей с поверхностного слоя. Более 2/3 биомассы животных Мирового океана сосредоточены в верхнем фотическом слое.

Широтная физико – географическая зональность определяется в основном климатическими факторами. Процесс продуцирования органического вещества и его использования конкурентами связан с сезонными изменениями освещенности и температуры воды поверхностного слоя. В тесной связи с широтным распределением солнечной радиации и происходит распределение первичной продукции фитозоопланктона, что сказывается на биопродуктивности водоемов и, в конечном итоге, на величине мировых уловов. Так, в 2000 г. наиболее значительные годовые уловы и рыбопродуктивность были отмечены в умеренных водах бореальной зоны (улов – 40 млн. т., рыбопродуктивность – 760 кг/км²); в значительно меньшей степени эти показатели отличались в нотальной и тропической областях (годовые уловы составляли соответственно20 и 25 млн. т. при рыбопродуктивности 214 и 179 кг/км² ) и совсем незначительные уловы отмечались в Антарктических водах.

Общей установленной закономерностью является тот факт, что тропическая область (зона) отличается очень большим видовым составом фауны и флоры по сравнению с другими зоогеографическими районами, но в количественном отношении (рыбопродуктивности) представители этой области уступают умеренным областям.

Для каждой зоны зоогеографической области океана характерен свой промыслово – географический комплекс рыб. Так, для арктической и антарктической областей соответствует промыслово – географический комплекс холодных вод ( с профилирующими промысловыми видами рыб в антарктической зоне – белокровные рыбы, антарктическая серебрянка и др.); бореальной области соответствует промыслово – географический комплекс умеренно – холодных вод северного полушария (атлантические и тихоокеанские сельди, тресковые, мойва, атлантическая скумбрия, камбаловые и др); нотальной области соответствует промыслово – географический комплекс умеренно – холодных вод южного полушария (южная путассу, мерлузы, макрурусы, нототеневые и др.), тропической области соответствует экваториально – тропический комплекс (сардинеллы, тунцы, тропические скумбрии, тропические сельди и др.). Наибольшее число промысловых видов рыб обитает, как правило, в зоне шельфовых вод, содержащих пелагические и придонные виды; для прибрежно – солоноватых вод характерны преимущественно морские придонные и проходные (диадромные), а для открытых вод – пелагические рыбы.

Циркумконтинентальная зональность определяется степенью связи процессов, происходящих в океане, с прямым и косвенным воздействием условий. Она может оказывать существенное воздействие на биологическую продуктивность морей и океанов, омывающих континенты, и вносить поправки в широтную зональность. Можно говорить о нескольких видах циркумконтинентальной зональности, в частности в районах впадения крупных рек, в областях прибрежных аппвелингов, в зонах ледового разноса и др.

Циркумконтинентальная зональность играет важную роль в размещении рыболовства и в его привязанности к прибрежным районам (например, промысел перуанской ставриды в ЮВТО-ЮЗТО и криля в АЧА).

Контрольные вопросы

1. Дайте определение понятиям биологические ресурсы гидросферы и сырьевая база рыбной промышленности; чем они отличаются друг от друга.

2. Охарактеризуйте основные отличия биоресурсов гидросферы от минеральных ресурсов.

3. Охарактеризуйте многообразие биоресурсов гидросферы.

4. Какими основными факторами определяется интенсивность жизни в воде и каков механизм их проявления.

5. Охарактеризуйте значение вертикальной зональности для экологии гидробионтов; какие зоны выделяют при рассмотрении вертикальной зональности.

6. Каково значение поверхностной зоны гидросферы для формирования биопродукции и биопродуктивности гидробионтов в Мировом океане, от каких факторов зависит положение нижней границы поверхностной зоны.

7. Что такое промежуточная зона Мирового океана. Какими особенностями она характеризуется и какова ее основная фауна.

8. Охарактеризуйте особенности формирования биопродуктивности Мирового океана в глубинной зоне; какими способами здесь формируется кормовая база для гидробионтов.

9. Какие основные области выделяют в широтной физико – географической зональности Мирового океана в зависимости от широты и температуры поверхностных слоёв воды и каковы особенности формирования биопродуктивности в этих зонах.

10. Охарактеризуйте зависимость мировых уловов и рыбопродуктивности от широтного распределения температуры поверхностного слоя воды в Мировом океане.

11. Перечислите профилирующие промысловые виды рыб в отдельных зоогеографических областях Мирового океана.

12. Почему видовой состав холодноводных рыб Арктики и Антарктики резко различен.

13. Что такое циркумконтинентальная зональность и её значение для рыболовства.

ЛИТЕРАТУРА [3, 4, 14, 18, 19, 20]