Розділ 11. Екосистеми океану

Вид материала

Документы

Содержание 11.2. Екологічні області океану

Подобный материал:

• Реферат на тему: Взаємозв’язок між живими організмами, 66.48kb.
• Ресурси Світового океану І рекреаційні ресурси Ресурси Світового океану, 49.75kb.
• Екологія та охорона природного середовища Вплив кислотних опадів на екосистеми Короткі, 53.62kb.
• До робочої програми навчальної дисципліни "Наземні екосистеми та методи біомоніторингу", 124.64kb.
• Америка південна географічне положення, 508.19kb.
• Конспект урока по географии в 6 классе Тема: Путешествие по Мировому океану, 48.65kb.
• Архітектура арабських країн та країн Близького І Середнього сходу (VII – XVIII століття), 182.93kb.
• План розділ Вихідні дані Розділ Розрахункові таблиці Розділ Висновки та пропозиції, 376.26kb.
• Розділ І. Основні напрями діяльності Правління аму в 2007 2008 роках Розділ ІІ. Розбудова, 3615.06kb.
• Розділ І. Характеристика області та її місце у господарському комплексі країни Розділ, 1818.09kb.

11.2. Екологічні області океану

В океані виділяється кілька типів областей з різними екологічними умовами (рис.56).





Рис. 56. Екологічні області океану


Насамперед розрізняють товщу води - пелагіаль, область поширення пелагічних тварин, і дно океану - бенталь, заселену бентосом тобто організмами, що живуть на ґрунті або в товщі ґрунту.

Бенталь підрозділяють на супралітораль, літораль, сублітораль, батіаль, абісаль. Супралітораль - узбережжя океану, розташоване вище літоралі, тобто вище рівня води в найвищий приплив, але ще піддане епізодичному впливу океанічних вод при нагонах і штормах. Тут живуть як наземні, так і морські організми.

Літораль - прибережна зона морського дна, що осушується під час відливу. Розташовується між рівнями води в найнижчий відлив і в найвищий приплив. Мешканці літоралі двічі в добу покриваються водою й двічі в добу звільняються від її; вони живуть при різких змінах температури й солоності води, при дії прибою, на прямому сонячному світлі. Деякі тварини, що прикріплюються до скель, можуть поселятися так високо, що покриваються водою лише два рази на місяць, при максимальному сізигійному припливі. Значне число видів поза цією смугою існувати не можуть. Тільки з нею пов'язані угруповання мангрів. У приполярних країнах у смузі літоралі життя вкрай збіднене, тому що значну частину року льоди впливають на неї негативно. Літораль простирається до глибини 40-50 м.

Сублітораль - прибережна частина океану, що безпосередньо примикає до літоралі й розташовується на глибинах від 40-50 м до 200 м, рідше глибше, що простирається від рівня води при найнижчому відливі до нижньої границі поширення донної рослинності. Із сублітораллю пов'язані багаті промисли безхребетних. Мілководдя океану розташовуються головним чином у межах неритичної (неритової) області. Для неї характерні: більша рухливість води, мінливість температури, значне проникнення світла, велика розмаїтість рослинного й тваринного світу.

Ця область тісно пов'язана із сушею: велика кількість органічної речовини доставляється ріками, що поліпшує трофічні умови. Багато мешканців (ластоногі, прибережні види китоподібних, пінгвіни, види крабів і раків-пустельників тощо) пов'язані з берегами або ріками. Є багато видів, що населяють товщу води, личинки яких живуть на дні, і, навпаки, видів, що ведуть у личинковому стані пелагічний спосіб життя, а в дорослому стані входять до складу бентосу. У неритичній області лежать основні райони рибальства.

Виділяються мілководдя з м'яким і твердим ґрунтом. На м'якому ґрунті особливо чисельні властиві тільки мілководдям водорості й квіткові рослини. З водоростей на мілководних ділянках переважають зелені й бурі, у тому числі ламінарії й фукуси, а на більш великих глибинах — червоні водорості (багрянки). Із квіткових рослин переважають види рупієвих, наприклад рупія, зостера, яких називають морською травою або камкою, та деякі інші. На відміну від водоростей, що легко прикріплюються й до скельного ґрунту, квіткові рослини віддають перевагу м'якому (мулистому або піщаному) ґрунту, у який легко проникають їх коріння. В заростях прикріплених до ґрунту рослин знаходять притулок багато тварин. На м'якому ґрунті мілководь живуть хробаки, краби, офіури_; морські зірки, багато молюсків. Нерідко, особливо в умовах піщаного ґрунту, особин, які живуть на поверхні ґрунту, буває значно менше, ніж тих, що живуть у його товщі. Деякі мешканці здатні зариватися на глибину до 50 см, віддаючи перевагу піщаному ґрунту над мулистим, оскільки останній через значну кількість гниючих органічних залишків зазвичай характеризується нестачею або відсутністю кисню. Тому мулистий ґрунт, що часто характеризується анаеробними умовами, заселений слабкіше піщаного.

Мілководдя зі скелястим ґрунтом характеризуються твердістю субстрату, що перешкоджає проникненню в нього багатьох тварин. Тут є свердлувальні організми, що активно вгризаються в скелі та камінь. Вусоногі раки, що живуть на поверхні субстрату, молюски мають міцні раковини й міцно прикріплюються до ґрунту, що не дозволяє хвилям відірвати їх.

У печерах і тріщинах, характерних для скельних ґрунтів, поселяються головоногі молюски, а також деякі інші безхребетні й риби (наприклад, мурени).

Розповсюджені в мілководдях тропічних морів коралові рифи характеризуються винятковим багатством і різноманіттям життя. Серед гілок коралів багато яскраво пофарбованих рибок зі стислим з боків тілом, чисельні молюски, багатощетинкові хробаки, ракоподібні. Коралові поліпи перебувають у мутуалістичних відносинах з певними видами зелених водоростей. Водорості доставляють поліпам кисень, необхідний для дихання, а самі знаходять у тілі коралів притулок від ворогів. Тому поліпи не можуть розвиватися на глибинах з недостатньою для існування цих водоростей кількістю світла. В останні роки морська зірка Acanthaster, що поїдає поліпи, нанесла рифам значний збиток у багатьох районах океану. Думають, що широке поширення цього виду зірки пов'язане з антропогенним забрудненням вод неритичної області, що сприяє її процвітанню.

Для неритичної області в цілому характерна її переривчастість. Вона розвинена уздовж роз'єднаних друг від друга островів; уздовж континентів вона переривається передгирловими просторами з їх сильно опрісненою, а інколи навіть прісною водою. У зв'язку із цим і ареали мешканців неритичної області розбиті на окремі ділянки.

Хоча неритична область, якщо обмежити її площу материковою обмілиною до глибини 200 м, становить усього 8% площі океану (29 млн км²), вона більш багата у фауністичному й флористичному відношенні в порівнянні з іншими областями океану.

Батіаль розташовується на материкових схилах на глибинах 200-2000 м між неритичною областю й абісаллю. Батіаль характеризується слабкою освітленістю у верхній частині і повною відсутністю видимих променів спектра в нижній. Для неї характерні незначні коливання температури й солоності. На відміну від неритичної області, на якій відкладаються переважно галечник й черепашники, у батіалі переважають мули.

Абісаль — область найбільших морських глибин, що перевищують 2000 м, яка відповідає ложу Світового океану. Характеризується надзвичайно повільним пересуванням води від полюсів до екватора, постійно низькими температурами (близько 0°), практично майже повною відсутністю світла. Тут зовсім не зустрічаються зелені рослини. Накопичуються переважно органогенні (у тому числі радіолярієві й глобигерінові) мули.

Пелагіаль. У товщі води - пелагіалі - виділяють епіпелагіаль - освітлені шари води до глибини 200 м і глибоководну пелагіаль. Остання у свою чергу підрозділяється на батіпелагіаль, що лежить на глибинах 200-2000 м, і абісопелагіаль - глибше 2000 м.

У товщі води - пелагіалі - живуть представники чотирьох груп організмів: нектону, планктону, плейстону й нейстону. Нектон - сукупність активно плаваючих організмів, що живуть у водній товщі. Основні представники нектону - пелагічні риби. Види планктону - організми, що живуть у товщі води й переносяться морськими течіями і хвилями, тому що самі пересуватися дуже повільно. Плейстон і нейстон - це невелике число видів відповідно рослин і тварин, які живуть на поверхні води.

Основу всього життя пелагіалі представляє планктон, до складу якого входить рослинний планктон (фітопланктон) і зоопланктон. Мала швидкість руху планктону ні в якій мері не може протистояти руху води. У видів планктону, як і в представників нектону, є пристосування, що перешкоджають їхньому зануренню у товщу вод. До числа таких пристосувань відносяться: зменшення питомої ваги за рахунок вироблення речовин, що мають малу питому вагу (у першу чергу жирів) і за рахунок насичення тканин й порожнин тіла водою (так, у деяких медуз вода становить 99 % від ваги тіла). Деякі види мають спеціальні повітряні камери, що зменшують їх питому вагу. Полегшенню ваги сприяє скорочення або навіть зникнення кістякових утворень. Можливість існування у зваженому стані зростає за рахунок зміни форми тіла - утворення виростів, що збільшують площу тіла, його сплощення. У деяких видів планктону є спеціальні органи руху - війки й ін. До фітопланктону відносяться майже винятково мікроскопічні одноклітинні організми, що мають хлорофіл і здатні до асиміляції. Вони і є основою життя океану, джерелом первинної продукції. Значно меншу роль щодо цього відіграють зелені рослини, прикріплені до дна, - різні водорості й квіткові рослини, а також хемотрофи.

За підрахунками В. Г. Богорова, біомаса фітопланктону (у сирому виді) становить у Світовому океані 1,5 млрд т, а його продукція - 559 млрд т, а біомаса й продукція фітобентосу відповідно 0,2 і 0,2 млрд т. Таким чином, продукція фітопланктону перевищує його біомасу в 366 разів. Іншими словами, маса фітопланктону подвоюється приблизно щодоби. В цілому водорості у Світовому океані (включаючи фітопланктон) створюють органічної речовини (у сухій вазі) близько 74% від світової продукції. «Урожайність» водоростей становить 1,3-2,0 т сухої речовини на 1 га поверхні водної товщі в рік.

Як фітопланктон, так і зелені прикріплені до дна рослини можуть жити тільки в освітлених частинах океану.

Зоопланктон представлений в океані як мікроскопічними, так й більш великими організмами - медузами й сифонофорами з кишковопорожнинних, сальпами й апендикуляріями з хордових.

Неосвітлена область океану, що охоплює батіаль і абісаль, має деякі загальні особливості, які зумовлені песимальними умовами існування.

Недолік світла починає позначатися із глибин у кілька десятків метрів, але достатня для асиміляції кількість світла проникає до глибин океану близько 200 м, а інколи й глибше - до 550 м залежно від кута падіння сонячних променів і прозорості води. До цих глибин поширені фотосинтезуючі рослини, хоча й на глибини 1000-1500 м проникають сліди світла.

Абісаль займає близько 80% морського дна й основну товщу морської води, значно перевершуючи за площею неритичну область, а за обсягом освітлену пелагіаль. При цьому безсумнівно абісальний бентос є похідним від бентосу освітленої області океану, а населення абісальної пелагіалі походить від мешканців освітленої пелагіалі.

Поряд з відсутністю світла на доборі глибоководних форм позначаються високий тиск і низькі температури, характерні для глибин і які утворюють тут песимальні умови існування.

Про зменшення числа видів із глибиною свідчать хоча б дані океанологічної експедиції на кораблі «Челленджер». Нею були виявлені на різних глибинах наступні кількості видів крабів: до 36 м - 190, від 36 до 180 м - 75; 180-360 м - 28; 360-900 м - 21; 900-1800 м - 3; 1800-3600 м - 2. Та ж закономірність простежена й для числа видів найпростіших - форамініфер, що дорівнює на глибинах до 100 м - 138, а на глибинах 5000- 6000 м - усього 19.

Повна відсутність живих рослин в абісалі — причина відсутності в цій області океану рослиноїдних форм. Зі членів ланцюгів харчування тут є тільки консументи 2-го й 3-го порядків, тобто споживачі тваринної їжі, і редуценти — сапрофаги. Роль сапрофагів-детритоїдів - споживачів мертвої органічної речовини - в абісалі велика. Органічні залишки - трупи тварин, мертві рослини, у тому числі мертві особини фітопланктону, опускаються в абісаль із освітлених шарів океанічної пелагіалі. Із глибиною потужність цього потоку зменшується, тому що мешканці менш глибоких шарів води перехоплюють його частину.

Відсутність продуцентів і зменшення біомаси редуцентів-детритоїдів погіршує умови харчування на глибинах і приводять до зменшення загальної біомаси тваринного населення.

В абісалі спостерігається певна залежність біомаси й продукції від відповідних показників в освітленій частині пелагіалі: чим бідніше життям поверхневі освітлені води, тим бідніше життя в розташованих під ними ділянках абісалі. Для абісальної бенталі характерний розвиток потужних покривів мулу. Значна потужність мулу зумовлена практично повною відсутністю руху води в цій області. Мул, як було зазначено, може мати різне походження. На максимальних глибинах часто розвивається так званий червоний мул вулканічного походження. Особливо характерний він для максимальних глибин Тихого океану. Нерідко мул абісалі представляє відкладення панцирів або раковинок організмів, часто мікроскопічних. Мули, утворені найпростішими (радіоляріями) і водоростями (діатомеями), відповідно радіолярієвий і діатомовий мули є кремнеземними, а мули, утворені раковинками найпростіших (інфузорій глобигерін) і молюсків (птеропод), - відповідно глобигеріновий і птероподовий мули, складаються з вуглекислого кальцію.

Мул представляє рихлу масу, у яку тварини, що живуть на дні, можуть легко поринути. Тому для мешканців абісальної бенталі характерні сплощені форми (у морських їжаків) або розвиток виростів тіла й кінцівок, що перешкоджають зануренню (у голотурій і морських лілій з голкошкірих, а також у мешканців глибоководної бенталі із числа ракоподібних, губок, поліпів, плечоногих).

Найбільша своєрідність мешканців абісалі пов'язане з відсутністю світла.

Розвиток мешканців абісалі йшло у двох протилежних напрямках. Одні з них втратили зір або зір їх різко ослаблений. Для цих видів характерний розвиток високочутливих органів дотику: подовжених променів плавців і спеціальних чутливих ниток у риб, антен у ракоподібних. Розвиток таких виростів тіла в мешканців абісалі можливий, тому що рух води тут майже повністю відсутній.

Інші мешканці абісалі здатні самі виробляти світло. Значення цього світла, найчастіше дуже яскравого, звичайно переривчастого, що дає різкі спалахи, видимо, багатостороннє. Висвітлюючи простір, що оточує тварину, на більшу або меншу глибину, це світло дозволяє розглянути, а інколи й залучити здобич, він може й залучати особини свого виду. Про можливість залучення особин свого виду свідчить та обставина, що їхнє фарбування й сила світла, що випускається, специфічні для різних видів. Гіпертрофія органів зору, що нерідко перебувають на особливих стеблинках, властива не тільки світним організмам, але й деяким зрячим мешканцям абісалі, які самі не світяться.

Здобич в абісалі попадається нечасто. І цим зумовлений розвиток у хижаків величезного, здатного сильно розтягуватися шлунка в сполученні з дуже широким ротом. Це дозволяє таким хижакам проковтувати здобич, що перевищує розміри самого мисливця. Хоча в абісалі є релікти, інколи досить древні, наприклад тріасового і юрського віку, однак дивна одноманітність умов існування в цій області є причиною крайньої повільності процесу видоутворення й значної кількості тут широко розповсюджених видів як із числа представників бентосу, так і пелагічих. Такі особливості основних екологічних областей океану.

В останні десятиліття відбувається інтенсивне забруднення-океану в результаті антропогенної діяльності. В океан зносяться ріками, надходять із атмосфери ртуть, свинець, кадмій й інші важкі метали, різні токсичні органічні речовини, наприклад ДДТ. Вони розчиняються у воді, накопичуються в донних відкладеннях, надходять у тіла мешканців океану. Найбільш потужні забруднення пов'язані з нафтою. Нафтовою плівкою покриті 32% поверхні вод Червоного моря, 40% — Середземного моря. Максимальна її концентрація була встановлена в північній частині Атлантичного океану біля Гібралтарської протоки — 2000 мг/м². При аваріях нафтоналивних судів величезні кількості нафти викидаються в океан. Це позначається на зменшенні продукції мешканців океану, їх загибелі, мутагенезі й канцерогенезі.

Це послужило основою для прогнозування швидкої загибелі всього життя в океані. З таким прогнозом виступив, наприклад, учений і мандрівник Тур Хейердал.

Охорона життя в океані від загибелі - одна з істотних і невідкладних завдань біогеографів світу.

Біогеографічні області Світового океану, пов'язані із тропічними, субтропічними, помірковано теплими, помірковано холодними й приполярними водами, розрізняються за екологічними умовами. Про це буде сказано далі.