6.4.2. Роль фітоценозу у водних екосистемах

Головну роль у формуванні первинної продукції у водних екосистемах відіграють одноклітинні водорості — фітопланктон. На долю вищих рослин припадає незначна частина, помітна лише у прісноводних водоймах у прибережній зоні та на мілководдях. Розповсюдження фітопланктону залежить від властивостей водойм, обумовлених наявністю течій, і глибини. Течії розносять фітопланктон на значні відстані, а глибини визначають інтенсивність фотосинтезу залежно від освітлення.

У той же час формування біомаси фітопланктоном не викликає її значного накопичення. По-перше, як було зазначено, через постійну зміну його просторового розподілу, а по-друге — через короткий термін його існування та інтенсивне споживання консументами. Продуктивність фітопланктону перевищує його фітомасу у сотні разів. За даними В. Г. Богорова (1974), продукція фітопланктону за рік у Світовому океані перевищує загальну його біомасу у 367 разів (табл. 6.3): водорості розмножуються щоденно. Якщо загальна біомаса фітопланктону у Cвітовому океані складає лише 1,5 млрд т, то його продукція сягає 550 млрд т.

Таблиця 6..

Біомаса та продуктивність рослинності Світового океану

(Богоров, 1974)

Водорості	Загальна біомаса, млрд т	Річна продукція, млрд т	Відношення річної продукції до біомаси
Фітопланктон	1,5	550	366,7
Фітобентос	0,2	0,2	1,0
Усього	1,7	550,2	323,6

Відносно фітопланктону фітобентос значно поступається біомасою й особливо продуктивністю. За рік показники продукційного процесу близькі до показників наземних екосистем. Загальна фітомаса морських екосистем складає 1,7 млрд т, а річна продукція — 550,2 млрд т. Порівняно з біомасою водної рослинності Світового океану її споживачі (різні консументи) складають 31,5 млрд т, що перевищує її запаси приблизно у 18 разів. Це пояснює відсутність постійного її накопичення, а консументи існують за рахунок значної продуктивності фітопланктону. Швидкість деструкції фітопланктону обумовлюється значним перевищенням продукції редуцентних бактерій порівняно з фітомасою планк тону (у 46,6 раза).

У результаті впливу різних кліматичних і гідрологічних чинників високопродуктивні за фітопланктоном зони займають близько 10 % акваторії Світового океану, за фітобентосом — до 1 % площі дна. У районах із високою продуктивністю фітопланктону утилізація сонячної енергії складає 0,33 %, із бідною продуктивністю фітопланктону — лише 0,02 %. Середня величина утилізації сонячної енергії фітопланктоном океану дорівнює приблизно 0,04 %.

Найбільшим багатством і різноманіттям відзначається продуктивність фітопланктону в умовах материкових мілин або в шельфових областях океану з глибинами до 200 м. Вода тут добре перемішується, містить значну кількість поживних речовин і найбільше пронизується сонячним світлом. Бурі та

Рис. 6.. Сезонні зміни кількості фітопланктону на різних широтах (Богоров, 1969): 1— високоарктичні полярні моря, 2 — південна частина полярних морів, 3 — північна частина бореальних морів, 4 — південна частина бореальних морів, 5 — субтропічні моря, 6 — тропічні моря; вертикальний масштаб умовний

червоні водорості формують зарості, в яких утворюються умови для заселення їх великою кількістю різноманітних тварин.

Зі збільшенням глибин різко припиняється продуктивність фітопланктону. В абісальній зоні вона повністю відсутня. Тварини та бактерії тут існують за рахунок мертвого органічного опаду та організмів, що потрапляють сюди з верхніх горизонтів, у тому числі і фітопланктону.

Значна продукція фітопланктону становить базу для формування продукції зоопланктону (53 млрд т), зообентосу (3 млрд т) і нектону (6,2 млрд т), які у свою чергу формують продукцію вищих консументів (в основному — рибні ресурси).

Рослинність водних екосистем — важливий фактор створення умов для існування інших компонентів як у водних, так і — через утворення трофічної піраміди — у навколоводних наземних екосистемах.

Інтенсивність продукційного процесу залежить також від сезону, стоку річок, наявності льодового покриву, географіч ного поширення (рис. 6.3).

Рис. 6.. Схема еволюції головних біотичних «будівників» органогенних «будівель» (Осадча, Краснов, 1977)

У процесі первинного продукування Світового океану до біосфери надходить понад 36 млрд т кисню. У процесі мінерального живлення до кругообігу залучається до 4 млрд т нітрогену, 0,5 млрд т фосфору та 1,2 млрд т заліза.

Значну функціональну роль фітопланктон океану відіграє в утворенні донних відкладень. Геологічними та палеонтологічними дослідженнями встановлено, що між еволюцією рослинних організмів та біогенним накопиченням донних відкладів океану існує залежність. У докембрійський період головна роль в утворенні донних відкладів належала одноклітинним рослинним організмам. Ці відклади (особливо на ранніх етапах еволюції) відіграли певну роль у формуванні земної кори.

У минулі часи у процесі еволюції такі систематичні групи, як Cyanophyta, своїми продуктами метаболізму відігравали особливо значну роль в утворенні органогенних порід у верхньому протерозої та у кембрії (рис. 6.4). Потім, із першої чверті ордовіка до кінця крейди, відчутну роль почали відігравати інші групи. Нині особливу активність в утворенні осадових порід виявляють представники червоних водоростей родини Corallinaceae (із початку крейдяного періоду) та з незначною інтенсивністю — уже згадані Cyanophyta й зелені водорості родини Dasycladaceae.

Також велике значення в утворенні підводних рифів мають вапняні водорості. Вони цементують окремі колонії коралів, черепашки молюсків, інші скелети тварин в єдиний масив. Ті ж Corallinaceae, які нині представлені родом літотамініум, виділяють вапно і самостійно утворюють рифи.

Таким чином, рослинні організми Світового океану — важливий функціональний елемент в утворенні первинної продукції автотрофів, збалансуванні кисневого вмісту водного та наземного середовищ, здійсненні масштабного біологічного кругообігу, формуванні основи для трофічної піраміди та формуванні необхідних умов для вторинної продуктивності океану, утворенні умов існування водних і навколоводних консументів, водних редуцентів, породотвірних процесів на планеті.

У прісних континентальних водоймах (особливо лімноподібного типу) спостерігається подібна функція фітопланктону та фітобентосу, яка відіграє, разом із бактеріями, значну роль в утворенні первинного трофічного ланцюга для личинок і молоді риб, і риб-фітопланктонофагів. Значнішої ролі у прісних водоймах набувають мілководні зарості макрофітів (напівзанурені та занурені) — особливо як природна кормова база для багатьох видів консументів.