Зеленая энергия - популярно об экологии, химии, технологиях

  • Увеличить размер шрифта
  • Размер шрифта по умолчанию
  • Уменьшить размер шрифта
Home Библиотека Биогеография с основами экологии 6.1. Биогеография океанов и морей

6.1. Биогеография океанов и морей

Экологические области и сообщества организмов океана. Хотя океан представляет собой непрерывную водную оболочку Земли, окружающую материки и острова и обладающую общностью солевого состава, он подразделяется на несколько экологических зон, или областей, с различным набором условий существования организмов.

Прежде всего, различают толщу воды — пелагиаль (от греч. pelagos — море) — область распространения организмов в толще воды или на ее поверхности, и дно океана - - бенталь (от греч. benthos — глубина), которая

заселена организмами, обитающими на грунте или в грунте.

Бенталь подразделяется на супралитораль, литораль, сублитораль, батиаль, абиссаль и ультраабиссаль.

Супралитораль — это побережье океана, расположенное выше уровня воды в самый высокий прилив и подверженное только эпизодическому воздействию океанических вод при нагонах и штормах. Здесь обитают как наземные, так и морские организмы.

Литораль (от лат. litoralis — береговой, прибрежный) представляет собой прибрежную часть морского дна, затапливаемую во время приливов и осушаемую при отливах. Она покрывается водой и освобождается от нее дважды в сутки. В зарубежной океанографической литературе нижняя граница литорали иногда определяется глубиной действия волн (40—50 м) или распространения растений (200 м).

Растительный мир литорали состоит в основном из синезеленых, зеленых, бурых и красных водорослей, прикрепленных ко дну. На каменистых грунтах он богаче, чем на илистых. Максимального развития флора литорали достигает в умеренном поясе.

Фауна наиболее разнообразна в тропиках, по направлению к полюсам она становится все беднее. Для животных литораль  служит  зоной,   промежуточной  между сушей и морем, и определяет переход от наземного к морскому образу жизни. Многие виды могут в течение того или иного периода оставаться на воздухе, поскольку имеют различные приспособления, защищающие от высыхания во время отлива. Так, морские желуди плотно закрывают раковину, хитоны и морские блюдечки присасываются к камням, актинии и голожаберные моллюски сильно сжимаются и покрываются слизью. Кроме названных животных на скалах обитают устрицы, мидии, литорины, на водорослях и среди них — гидроиды, мшанки, асцидии, в мягких грунтах — многие черви и роющие двустворчатые моллюски. Во время прилива появляются рыбы, охотящиеся за обильной пищей.

Сублитораль является зоной развития жизни на дне океана от уровня воды при самом низком отливе до нижней границы распространения донной растительности. Ей свойственна четкая вертикальная дифференциация водорослей: верхние горизонты занимают зеленые, средние — бурые и самые нижние — красные водоросли. Донная флора (фитобентос) включает несколько видов травянистых   цветковых   растений:   зостеру, посейдонию, талассию и др. Донная фауна (зообентос) сублиторали чрезвычайно обильна и разнообразна. Особенно многочисленны иглокожие, моллюски, черви и ракообразные, а в тропических широтах — кораллы. В сублиторали сосредоточены основные промысловые запасы морских придонных рыб (палтус, камбала и др.).

Батиаль (от греч. bathys— глубокий) занимает материковый склон на глубинах от 200 до 2500—3000 м. Для нее характерно почти полное отсутствие света, значительное давление (до 24,5 МПа), небольшие сезонные колебания температуры и плотности вод, несплошной покров осадков. Растительный мир чрезвычайно беден. Преобладают разнообразные представители зообентоса; много рыб, переходных к абиссальным формам.

Абиссаль (от греч. abyssos — бездонный) —это зона наибольших морских глубин. Области дна океана с глубинами свыше 6000 м выделяются как ультраабиссаль. В воде полностью отсутствует солнечный свет, много углекислого газа, температура постоянно низкая (1—2 °С, в полярных областях ниже 0 °С), огромное давление (до 107,8 МПа) и слабая подвижность воды. Грунты полужидкие, органогенного или  минерального происхождения.

Растительный мир представлен только некоторыми бактериальными формами. Ультраабиссальные животные отличаются резко выраженным эндемизмом и древностью. Пищей им служат бактерии, а также «дождь трупов» и оседающий органический детрит. По этой причине все глубоководные животные — детритоеды и хищники. Они слепы или имеют очень развитые глаза, часто телескопические. У многих рыб и головоногих моллюсков есть органы свечения — фотофоры. У некоторых видов светится или вся поверхность тела или ее участки. Окраска животных темная, при отсутствии пигментации тело белесоватое. Скудные запасы пищи - - причина малых размеров животных, а низкая температура и обилие углекислого газа — обызвествления скелетов и желеобразности тканей. Уплощенное тело не позволяет животному погружаться в ил, а длинные конечности - - ходули, иглы и стебли удерживают его над дном.

Среди глубоководных рыб имеются виды со специальными приспособлениями для ловли добычи (например, рыбы-удильщики с отростками-приманками, снабженными фотофорами). У некоторых рыб (мешкороты и большероты) огромные пасти, часто с острыми, загнутыми вовнутрь длинными зубами (хаумюд и тактостом). Живоглоты, у которых стенки тела и желудок сильно растягиваются, способны заглатывать добычу, по размерам в 2—3 раза большую самих хищников. Интересно, что глубоководные удильщики, живущие на глубинах, где отсутствуют свет и какие-либо сезонные изменения, размножаются весной и летом.

Абиссальные глубины еще мало изучены. Постоянство глубоководной океанической среды на протяжении длительного геологического времени позволило выжить довольно большому количеству древнейших организмов, среди которых рыба латимерия, десятиногие раки, стебельчатые морские лилии и др.

В зависимости от степени освещенности пелагиаль по вертикали делится на три области: эвфотическая (хорошо освещенная), дисфотическая (сумеречная) и афотическая (света недостаточно для фотосинтеза растений или он полностью отсутствует).

В пелагиали выделяются неритическая и океаническая зоны. Неритическая располагается в пределах шельфа и ограничена глубинами 200 м. Она прерывается пространствами с сильно опресненной и даже пресной водой у устьев больших рек. Многие морские обитатели (ластоногие, пингвины, прибрежные виды китообразных, некоторые виды крабов и раков-отшельников) связаны с берегами. Неритическую зону населяют также животные, личинки которых ведут бентосный образ жизни, а взрослые особи — пелагический, и наоборот. В ней сосредоточены основные районы рыболовства. Океаническая зона включает всю толщу воды, кроме неритической.

В целом в толще воды прослеживаются следующие зоны: поверхностная (эпипелагиаль), переходная (мезопелагиаль) и глубоководная, в которую входят батипелагиаль, абиссопелагиаль и ультраабиссаль (см. рис. 6.1).

Толща воды населена представителями планктона (переносимые морскими течениями и волнами), нектона (активно плавающие), плейстона (обитающие на поверхности воды), нейстона (прикрепленные к поверхностной пленке воды снизу или сверху) и гипонейстона (живущие непосредственно под водной поверхностью).

Ареалы морских животных и растений. Ареалы морских организмов различной систематической принадлежности определяются не только термической однородностью водной среды, но и течениями. Среди них встречаются таксономические категории циркумполярного, биполярного и циркумокеанического распространения. Для многих океанических видов характерно амфибореальное (от греч. amphi  - по обе стороны) распространение: амфиатлантическое — вдоль западного и восточного побережий бореальной части Атлантического океана и амфипацифическое - вдоль западного и восточного побережий Тихого океана. В Арктике виды с такими ареалами отсутствуют.

Ряду представителей животных и растений Мирового океана, которые встречаются в бореальной области Северного полушария и в нотальной (аналог бореальной, от греч. notos — юг) Южного полушария, свойственно биполярное распространение. К ним относятся ламинариевые, фукусы (из бурых водорослей), обыкновенные тюлени, котики, несколько видов китов, некоторые акулы, разнообразные рыбы (кильки, сардины) и многочисленные беспозвоночные.

Для объяснения такой дизъюнкции ареалов были выдвинуты различные гипотезы от древнего космополитического распространения до исходного существования в глубине тропических вод. Наиболее вероятная из них принадлежит Л. С. Бергу.

По Л. С. Бергу (1934), биполярность представителей морской фауны и флоры есть следствие охлаждения вод Мирового океана в четвертичный период. В этот период могла осуществиться миграция перечисленных представителей органического мира из одного полушария в другое через тропические и экваториальные воды, особенно там, где расстояние между холодными течениями полушарий невелико (Перуанское, Калифорнийское у западного побережья Америки, Бенгальское и Канарское у западного побережья Африки). Причем северные виды были более активны и сыграли большее значение в возникновении биполярности. Однако в ледниковый период понижение температуры тропических и экваториальных вод было достаточным, чтобы только некоторые представители морской фауны умеренных широт смогли переселиться из одного полушария в другое. Кратковременный характер незначительного охлаждения океанических вод не позволил большинству арктических и антарктических представителей фауны расширить свои ареалы. Последующее потепление климата и вызвало биполярные разрывы ареалов.

Реликты фауны. Как среда, в которой развивается и распространяется жизнь, Мировой океан резко отличается от суши. Отличия связаны в основном с тем, что это водная среда с относительно постоянным солевым составом, мало изменяющимся в пространстве и во времени.

Это свойство обусловило сохранение в Мировом океане представителей древнейших геологических эпох, особенно на больших глубинах с низкой температурой воды. Таковы, например, морские звезды, ежи и стебельчатые морские лилии, обитавшие еще в палеозое. В 1952 г. датское судно «Галатея» подняло с глубины 3950 м моллюска неопилину (Neopilina chulumnae), очень близкого к кембрийскому роду триблидиум. Научной сенсацией стала первая поимка у берегов Южной Африки в 1938 г. латимерии (Latimeria chulumnae), принадлежащей к древним целикантовым рыбам. Палеонтологические остатки целикантовых, от которых произошли наземные позвоночные, неизвестны в слоях моложе мелового возраста. Целикантовые рыбы живут только у островов Ан-жуан и Большой Комор, где они изредка попадаются местным рыбакам.

Биологическая структура океана и распространение промысловых зон. Жизнь в океане чрезвычайно богата. Морская флора насчитывает около 10 тыс. видов растений: многообразны водоросли, травы, мангровые деревья и кустарники, бактерии, беднее представлены низшие грибы. Повсеместно распространены только бактерии и некоторые низшие грибы. Они участвуют в круговороте веществ, усваивая содержащиеся в воде и донных осадках продукты жизнедеятельности других организмов и будучи пригодными для использования рядом животных. Остальные растительные организмы населяют лишь эвфоти-ческую зону. Водоросли являются основными продуцентами в Мировом океане, производя ежегодно около 100 млрд т органического вещества из общей продукции морской растительности, составляющей 550 млрд т. Среди высших растений обильны травы (около 50 видов) из семейства рдестовых и водокрасовых, образующие настоящие подводные луга на глубинах до. 100 м. Как отмечалось, особенно распространены зостера, посейдония и талассия.

Морская фауна включает около 160 тыс. видов: простейшие (фораминиферы, радиолярии, жгутиковые и инфузории) (10 тыс. видов), губки (5 тыс.), кишечнополостные (9 тыс.), многощетинковые и другие черви (более 7 тыс.), плеченогие и мшанки (свыше 4 тыс.), моллюски (примерно 80 тыс.), ракообразные (более 20 тыс.), иглокожие (6 тыс.), оболочники (1 тыс.), рыбы (16 тыс.), черепахи и змеи (50 видов). С океаном и морем связана жизнь более 100 видов млекопитающих, главным образом китообразных и ластоногих, и 240 видов птиц (пингвинов, альбатросов, чаек и др.).

Жизнь в океане распространена довольно неравно^ мерно. Впервые концепция биологической структуры океана была сформулирована В. И. Вернадским в 1926 г. Согласно этой концепции, жизнь в океане сконцентрирована   в   «пленках» — географических   пограничных слоях различного масштаба. Причем ее максимальная концентрация («сгущение») приходится на районы сближения многих пограничных слоев. По мнению ученого, лишь около 2% общей массы океана занято «сгущениями» жизни, а вся остальная содержит рассеянную жизнь. Он выделил четыре постоянных «скопления» жизни: две «пленки» — планктона и донную и два «сгущения» — прибрежное и саргассовое. Прибрежному «сгущению» жизни В. И. Вернадский придавал наибольшее значение, рассматривая его в качестве «области мощной химической активности».  Позднее,  когда интересы гидробиологии стали   фокусироваться   на   первичной   продуктивности и рыбопродуктивности верхнего слоя океана, концепция В. И. Вернадского относительно глобального распределения жизни и ее биохимической активности в океане отошла на второй план.

В 40—50-е гг. Л. А. Зенкевичем была разработана другая концепция биологической структуры океана. В соответствии с ней все явления в биотической и абиотической средах распространяются в зависимости от положения относительно трех плоскостей симметрии: одной экваториальной и двух меридиональных, проходящих через «середины» океанов и материков. Экваториальная плоскость представляет собой плоскость широтной симметрии, по обе стороны от которой сменяют друг друга четыре зоны специфического температурного режима и связанных с ним биологических особенностей. Экваториальная зона, сравнительно богатая жизнью, сменяется двумя (по одной в северном и южном направлении) субтропическо-тро-пическими зонами биологического минимума, далее следуют две зоны умеренных широт биологического максимума и две полярные зоны биологического минимума. Меридиональная симметрия выражается в возрастании биомассы планктона (в десятки раз) и бентоса, изменении видового состава организмов и их вертикального распространения от середины океанов к шельфу и нерити-ческой зоне. Нарушения меридиональной симметрии (асимметрия) закономерны и связаны с наличием океанических течений и других явлений в водной среде. Концепция Л. А. Зенкевича подтвердила значение береговой границы раздела и прибрежного сгущения жизни.

Концепции биологической структуры океана, предложенные В. И. Вернадским и Л. А. Зенкевичем, не исключают, а дополняют друг друга. Первая из них, подчеркивающая биохимическую активность организмов, оказалась весьма важной в связи с загрязнением водной среды. Вторая больше ориентирована на изучение распределения жизни в океанах, его видового разнообразия и биологической продуктивности.

Жизнь в Мировом океане сконцентрирована около берегов, где наиболее благоприятны условия питания живых организмов. По сравнению с прибрежными водами и лиманами большая часть открытого океана представляет собой «пустыню». Однако и в прибрежных районах жизнь распространена довольно неравномерно. Максимальная ее концентрация приурочена к коралловым рифам и эстуариям.

Большую роль в распределении жизни в океане играет процесс, названный апвеллингом. Он происходит там, где ветры постоянно отгоняют поверхностную воду от крутого берегового склона (рис. 6.2). В результате на поверхность поднимается холодная глубинная вода, богатая биогенными элементами. Как правило, апвеллинги расположены у западных берегов континентов, которые нередко заняты пустынями. Образование пустынь связано с тем, что ветры, формирующие апвеллинги, дуют большей частью с суши, унося влагу. Во многих случаях только частые морские туманы поддерживают развитие своеобразной растительности (вельвичия удивительная в пустыне Намиб).

В противоположность пустынным берегам зоны апвеллинга характеризуются колоссальными популяциями рыб и птиц и являются наиболее продуктивными океаническими областями. В коротких пищевых цепях, что также свойственно зонам апвеллинга, доминируют диатомовые водоросли и сельдевые рыбы. Большие популяции морских птиц на берегах и островах откладывают бесчисленные тонны гуано, богатого нитратом и фосфатом. Осадки на  морском  дне  также  содержат много  фосфата  и органических веществ.  Изменение направления ветра, когда в бескислородной водной среде происходит цветение ядовитых водорослей динофлагеллат, вызывает массовую гибель рыбы. Наиболее часто подобные катастрофы происходят в зоне перуанского апвеллинга (Одум, 1986).

Биогеографическое районирование. При биогеографическом районировании Мирового океана, которое носит зональный характер, А. Г. Воронов (1987) использовал схему зоогеографического районирования, предложенную В. Г. Гептнером (1936) В результате были выделены семь биогеографических областей: Арктическая, Бореально-Тихоокеанская, Бореально-Атлантическая, Тропико-Индо-Тихоокеанская, Тропико-Атлантическая, Нотально-Антарктическая (Субантарктическая) и Антарктическая (рис. 6.3).

Эти области являются общими для неритической и океанической водной среды, но не учитывают своеобразие жизни в бентали и пелагиали, других экологических зонах Мирового океана. В частности, в зоогеографическом районировании Мирового океана по донной фауне материковая отмель разделена на три царства: холодных и умеренных морей Северного полушария, тропическое, холодных и умеренных морей Южного полушария, а абиссаль на три области: Тихоокеанско-Северо-Индийскую, Атлантическую и Антарктическую.

Арктическая область. Ее южная граница между Северной Америкой и Европой проходит от острова Ньюфаундленд в направлении архипелага Шпицберген к северо-западной оконечности Кольского полуострова, а между Азией и Северной Америкой — по северной части Берингова моря. В области постоянно низкая температура воды (около 0°С), соленость ниже средней для океана (результат таяния льда и выноса пресных вод реками). Зимой и летом преобладающая часть акватории покрыта ледовым панцирем, встречаются полыньи и разводья.

Растительность более холодных вод отличается преобладанием бурых водорослей, а теплых — зеленых. Красные водоросли представлены сравнительно равномерно.

Летом у кромки тающих льдов образуется массовое скопление планктона, которое определяет богатое разнообразие водных обитателей от крылоногих моллюсков лимацин до нарвалов и белух (из китообразных), а также чаек и чистиков. Среди чаек эндемична белая, Бореально-Тихоокеанская (Бореально-Пацифическая) и Бореально-Атлантическая области. Эти области имеют значительное сходство. Им свойственны резкие сезонные колебания температуры воды — от 3 до 15° и более. Большинство организмов, обитающих здесь, эвритермны. По световому режиму бореальные области океана отличаются от Арктической круглогодичной ежесуточной сменой дня и ночи, что позволяет растительным организмам вегетировать большую часть года.

Границы областей неодинаковы для организмов, обитающих в пелагиали на разных глубинах. Если в районировании учитывать сублиторальную фауну, то южная граница пройдет между 30 и 40° с.ш. и почти совпадет со среднегодовой изотермой 15 °С. Система теплых и холодных течений у восточных берегов как Северной Америки, так и Азии клинообразно суживает акваторию областей.

По видовому разнообразию бореальные флора и фауна значительно превосходят арктическую, но уступают тропической. Наибольшее обилие организмов приурочено к литорали и сублиторали.

Для Бореально-Тихоокеанской области особенно характерны бурые водоросли (макроцистис и нереоцистис). Среди моллюсков обычны устрицы, мидии, морские гребешки, тихоокеанский кальмар и осьминог Дофлейна. Ракообразные представлены вислоногими (каланус тихоокеанский) и десятиногими раками (камчатский краб, креветки чилимы). Из иглокожих наиболее распространен трепанг. Рыбы (кета, горбуша, чавыча, нерка, иваси и др.) имеют большое промысловое значение. Из птиц особенно много чистиковых. Разнообразны млекопитающие: морской котик, сивуч, калан, японский кит, серый кит, дельфин, белокрылая морская свинья.

В Бореально-Атлантической области обильны бурые водоросли (ламинария, алярия, фукусы) и красные (анфельция). Ракообразные представлены вислоногими раками, креветками, лангустами, омарами, рыбы — треской, пикшей, сайдой, кефалью, камбалой и зубаткой.

Среди птиц много чаек, чистиков, кайр, гагарок, ластоногих — хохлачей, серых и гренландских тюленей, китообразных — гринд.

Некоторые представители фауны (серый дельфин и обыкновенная морская свинья, обыкновенный тюлень, чистики, сельдевая акула, морские сельди, треска и др.) имеют амфибореальное распространение у берегов Евразии и Северной Америки. Они отсутствуют в морях, омывающих северные побережья этих континентов. Л. С. Берг объяснил эту разорванность ареалов тем, что температура воды полярных морей в плиоцене была значительно более высокой и многие виды морских животных могли проникнуть из Северной Атлантики через полярные моря, омывающие северное побережье Евразии, в северную часть Тихого океана, и наоборот. Наступившее в антропогене похолодание вызвало резкое понижение температуры в полярных морях, и многие виды вымерли. В более южных широтах понижение температуры воды было не столь значительным, что способствовало сохранению формирующейся амфибореальной фауны.

Тропико-Атлантическая и Тропико-Индо-Тихоокеанская области. Для них также характерны общие черты природных условий и биоты. Прежде всего, постоянно высокая температура поверхностных слоев воды (выше 20 °С) с незначительными годовыми колебаниями (не более 2°), а также контрастные температурные различия между поверхностными и глубинными горизонтами. Северная граница этих областей совпадает с годовой изотермой воды 15 °С, а южная (в Южном полушарии) — 17 °С.

Только в этих областях распространены сообщества мангров и коралловых рифов. Из водорослей следует отметить саргассовые (саргассум и турбинария).

В водах тропических областей обитает подавляющее большинство видов планктонных фораминифер, крылоногих и киленогих моллюсков, сифонофор, кольчатых червей, сальп и аппендикулярий. В тропических областях обычны крупные акулы, летучие рыбы, меч-рыбы, парусники, скаты, морские черепахи, морские змеи, лангусты, жемчужницы. С тропическими морями связаны птицы фаэтоны и фрегаты, большую часть жизни проводящие в поисках пищи над водной поверхностью. Из млекопитающих обычны белобрюхие тюлени, кашалоты, дюгони и ламантины. Хотя в целом фауна тропических областей океана отличается большим разнообразием, она имеет значительно меньшую, чем в других поясах, численность отдельных видов. Только в районах апвеллингов наблюдаются массовые скопления животных.

Нотально-Антарктическая область. По условиям существования жизни эта область сходна с бореальными. Для нее характерны те же резкие сезонные колебания температуры, подъемы глубинных вод, обогащенных биогенными веществами, и обилие жизни.

Кроме биполярно распространенных представителей флоры и фауны (бурые водоросли, несколько видов китов, котики, обыкновенные тюлени, кильки, сардины и др.) следует отметить: из млекопитающих — гривистого сивуча, южного котика, южного и карликового китов, морского слона и морского леопарда, из рыб — представителей семейства нототениевых, а птиц — королевского альбатроса.

Антарктическая область. Как и Арктической, ей свойственны постоянно низкие температуры воды и развитие ледового покрова. Кроме того, условия существования жизни ограничены многочисленными айсбергами, которые, как бы перепахивая приливно-отливную полосу, уменьшают обилие жизни в литорали.

Антарктические воды более благоприятны для живых организмов, чем суша, и по этой причине их фауна несравненно разнообразнее. Морские беспозвоночные — криль (планктонные ракообразные из семейства Euphausiлетом в поверхностных слоях воды образуют огромные скопления, служащие кормом для ряда видов рыб, птиц и млекопитающих. Из рыб распространено семейство белокровных щук. Летом многочисленны буревестники и поморники, нередко встречаются крачки, альбатросы и качурки. Наиболее типичные представители области — пингвины. У берегов Антарктиды, близ островов и среди дрейфующих льдов обитают настоящие тюлени (Уэдделла, Росса, крабоед, морской леопард, морской слон). Довольно многочислен морской котик. Массовое скопление криля привлекает большие стада китов (синего, финвала, горбача, сейвала, полосатика и др.). Встречаются кашалоты, касатки и бутылконосы.

Своеобразна донная фауна Антарктической области. Обильны губки и иглокожие. Масса медуз достигает 156 кг.

К сожалению, флора и фауна Мирового океана в значительной мере испытали на себе разрушительное воздействие антропогенного фактора. Не только уменьшилась численность их представителей, но и полностью уничтожены отдельные виды, загрязнены нефтью, нефтепродуктами, бытовыми стоками и разнообразными токсичными веществами промышленного происхождения воды.

 

Интересно знать

Департамент энергетики США отобрал 37 исследовательских проектов в области хранения энергии, энергии биомассы, захвата диоксида углерода и ряда других направлений. Среди них - новые металловоздушные батареи на основе ионных жидкостей с плотностью энергии превышающей в 6-20 раз плотность энергии обычных литиевых аккумуляторов, а так же проект по получению бензина непосредственно из солнечного света и CO2 используя симбиоз двух микроорганизмов.

купить мобил 1 10w40 мобил 1 10w40 интернет магазин автомасел
 
Килим салону велюр (чер.) купить запчасть 5P8061675A041 Skoda Audi Volkswagen Seat
 
http://myhitmp3.top/mp3/atb+feat+strawberries+let+u+go
 
bitcoin mixer