الكتلة الحيوية الرئيسية للأرض ومحيطات العالم. الكتلة الحيوية لمحيطات العالم وتكوينها والوظائف الكيميائية للمادة الحية

• اذهب إلى: المناطق الطبيعية على الأرض

إجمالي الكتلة الحيوية وإنتاج سكان المحيطات

من المعروف أن المناطق عالية الإنتاجية في المحيط العالمي تشغل 20٪ فقط من مساحة المياه فيه، لأنه هنا، على عكس الأرض، هناك عوامل مقيدة أكثر بكثير، وبالتالي، مساحة مائية أكبر للمناطق منخفضة الإنتاجية. وبالتالي فإن نباتات القاعيات تشغل 1% فقط من إجمالي مساحة قاع المحيط، وحيوانات القاعيات – 6-8%، وتشغل مساحة مناطق الصيد الرئيسية حوالي 2% فقط من إجمالي مساحة المياه في العالم. محيط.

ومن المميزات جدًا وجود اختلافات كبيرة في مسار عملية الإنتاج الحيوي في المحيطات وعلى الأرض. والحقيقة هي أن الكتلة الحيوية للنباتات على الأرض أكبر بأكثر من 1000 مرة من الكتلة الحيوية للحيوانات، وفي المحيط، على العكس من ذلك، فإن الزوماس أكبر 19 مرة من الكتلة النباتية. الحقيقة انه مياه البحركونه مذيبًا ممتازًا، فإنه يخلق ظروفًا مواتية لتكاثر العوالق النباتية، التي تنتج عدة مئات من الأجيال سنويًا.

تقدر الكتلة الحيوية الإجمالية لسكان المنطقة السطحية للمحيط العالمي (بدون البكتيريا والبكتيريا والأوالي) بـ 35-38 مليار طن، منها 30-35٪ منتجون (الطحالب) و65-70٪ مستهلكون للطحالب. مستويات مختلفة. ويقدر إجمالي الإنتاج البيولوجي السنوي في المحيطات العالمية بأكثر من 1300 مليار طن، منها أكثر من 1200 مليار طن من الطحالب و70-80 مليار طن من الحيوانات.

أحد أهم مؤشرات كثافة عملية الإنتاج البيولوجي هي نسبة الإنتاج السنوي إلى متوسط ​​الكتلة الحيوية السنوية (ما يسمى بنسبة السعر إلى القيمة الدفترية). هذا المعامل هو الأعلى بالنسبة للعوالق النباتية (من 100 إلى 200)، بالنسبة للعوالق الحيوانية، يبلغ متوسطه 10-15، بالنسبة للنيكتون - 0.7، بالنسبة للبينثوس - 0.5، وبشكل عام، يتناقص من الروابط السفلية للسلسلة الغذائية إلى الروابط الأعلى.

في الجدول يوضح الجدول 1 متوسط ​​تقديرات الكتلة الحيوية والإنتاج السنوي وقيم معامل السعر إلى القيمة الدفترية للمجموعات السكانية الرئيسية في المحيط العالمي.

الجدول 1. بعض خصائص المجموعات السكانية الرئيسية في المحيط العالمي

المجموعة السكانية / الكتلة الحيوية، مليار طن / المنتجات، مليار طن / معامل السعر إلى القيمة الدفترية
1. المنتجون (الإجمالي) / 11.5-13.8 / 1240-1250 / 90-110
منها: العوالق النباتية / 10-12 / أكثر من 1200 / 100-200
فيتوبينثوس / 1.5-1.8 / 0.7-0.9 /0.5
البكتيريا (البكتيريا والطفيليات) - / 40-50 / -
المستهلكون (المجموع) / 21-24 / 70-80 / 3-5
العوالق الحيوانية / 5-6 /60-70 /10-15
زوبنثوس / 10-12 / 5-6 / 0.5
نيكتون / 6 / 4 / 0.7
منها: الكريل / 2.2 / 0.9 / 0.4
الحبار / 0.28 / 0.8-0.9 / 2.5-3.0
أسماك أعماق البحار / 1.0 / 1.2 / 1.2
الأسماك الأخرى / 1.5 / 0.6 / 0.4
المجموع / 32-38 / 1310-1330 / 34-42

تحتوي أحواض أعماق البحار وخنادق أعماق البحار على الحد الأدنى من الكتلة الحيوية. بسبب صعوبة تبادل المياه، تنشأ هنا مناطق راكدة، ويتم احتواء العناصر الغذائية بكميات ضئيلة.

من المنطقة الاستوائيةبالنسبة إلى القطب الشمالي، يتناقص تنوع الحياة بمقدار 20 إلى 40 مرة، لكن الكتلة الحيوية الإجمالية تزيد بنحو 50 مرة. كائنات المياه الباردة أكثر خصوبة وأكثر بدانة. يمثل نوعان أو ثلاثة أنواع ما بين 80 إلى 90% من الكتلة الحيوية للعوالق.

الأجزاء الاستوائية من المحيط العالمي غير منتجة، على الرغم من أن تنوع الأنواع في العوالق والقاعيات مرتفع للغاية. على نطاق كوكبي المنطقة الاستوائيةمن المرجح أن تكون محيطات العالم متحفًا أكثر من كونها قطاعًا للتغذية.

يتجلى التماثل الزوال بالنسبة للطائرة التي تمر عبر وسط المحيطات في حقيقة أن المناطق المركزية للمحيطات مشغولة بتكاثر حيوي خاص في السطح. إلى الغرب والشرق باتجاه الشواطئ توجد مناطق نيرية لتركيز الحياة. هنا تبلغ الكتلة الحيوية للعوالق مئات، والقاعيات أكبر بآلاف المرات مما هي عليه في المنطقة الوسطى. يتم كسر التماثل الزوالي من خلال عمل التيارات وتقلبات المياه.

إمكانات المحيطات العالمية

تعد محيطات العالم هي البيئة الحيوية الأكثر شمولاً على هذا الكوكب. ومع ذلك، من حيث تنوع الأنواع، فهي أدنى بكثير من الأرض: فقط 180 ألف نوع من الحيوانات وحوالي 20 ألف نوع من النباتات. يجب أن نتذكر أنه من بين 66 فئة من الكائنات الحية الحرة، لم تتطور خارج البحر سوى أربع فئات من الفقاريات (البرمائيات والزواحف والطيور) وأربع فئات من المفصليات (البدائيات الرغامية والعناكب والمئويات والحشرات).

يصل إجمالي الكتلة الحيوية للكائنات الحية في المحيط العالمي إلى 36 مليار طن، وتبلغ الإنتاجية الأولية (التي ترجع أساسًا إلى الطحالب وحيدة الخلية) مئات المليارات من الأطنان من المواد العضوية سنويًا.

نقص الغذاء: الغذاء يجبرنا على اللجوء إلى المحيط العالمي. على مدى السنوات العشرين الماضية، زاد أسطول الصيد بشكل كبير وتحسنت معدات الصيد. وبلغت الزيادات في المصيد 1.5 مليون طن سنويا. وفي عام 2009، تجاوز المصيد 70 مليون طن. تم استرداده (بملايين الأطنان): أسماك البحر 53.37، الأسماك المهاجرة 3.1، أسماك المياه العذبة 8.79، الرخويات 3.22، القشريات 1.68، الحيوانات الأخرى 0.12، النباتات 0.92.

وفي عام 2008، تم صيد 13 مليون طن من الأنشوجة وحدها. ومع ذلك، في السنوات اللاحقة، انخفض المصيد من الأنشوجة إلى 3-4 ملايين طن سنويًا. وقد بلغ حجم الصيد العالمي في عام 2010 بالفعل 59.3 مليون طن، بما في ذلك 52.3 مليون طن من الأسماك. من إجمالي المصيد في عام 1975، تم صيد ما يلي (بملايين الأطنان): 30.4، 25.8، 3.1. من البحار الشماليةتم صيد الجزء الأكبر من إنتاج عام 2010 - 36.5 مليون طن. زاد الصيد في المحيط الأطلسي بشكل حاد، وظهر هنا صيادو التونة اليابانيون. لقد حان الوقت لتنظيم حجم الصيد. لقد تم بالفعل اتخاذ الخطوة الأولى - فقد تم إنشاء منطقة إقليمية تبلغ مساحتها مائتي ميل.

ويعتقد أن القوة المتزايدة لوسائل الصيد التقنية تهدد الموارد البيولوجية للمحيط العالمي. وفي الواقع، فإن شباك الجر القاعية تفسد مراعي الأسماك. كما يتم استغلال المناطق الساحلية، التي تمثل 90 في المائة من المصيد، بشكل أكثر كثافة. ومع ذلك، فإن التحذير من الوصول إلى الحد الأقصى للإنتاجية الطبيعية للمحيطات العالمية لا أساس له من الصحة. منذ النصف الثاني من القرن العشرين، تم حصاد ما لا يقل عن 21 مليون طن من الأسماك والمنتجات الأخرى سنويًا، وهو ما كان يعتبر آنذاك الحد البيولوجي. ومع ذلك، إذا حكمنا من خلال الحسابات، يمكن استخراج ما يصل إلى 100 مليون طن من المحيط العالمي.

ومع ذلك، يجب أن نتذكر أنه بحلول عام 2030، حتى مع تطوير مناطق أعالي البحار، لن يتم حل مشكلة توريد المأكولات البحرية. بالإضافة إلى ذلك، قد تكون بعض الأسماك السطحية (نوتوثينيا، البياض، البياض الأزرق، الغرنادير، الأرجنتين، النازلي، دينتكس، الأسماك الجليدية، سمكة السمور) مدرجة بالفعل في الكتاب الأحمر. على ما يبدو، من الضروري إعادة التوجيه في مجال التغذية، لإدخال الكتلة الحيوية الكريل على نطاق أوسع في المنتجات، احتياطياتها ضخمة في مياه القطب الجنوبي. هناك تجربة من هذا النوع: زيت الجمبري ومعجون المحيط والجبن المرجاني مع إضافة كبيرة من الكريل معروض للبيع. وبطبيعة الحال، نحن بحاجة إلى التحول بشكل أكثر نشاطا إلى إنتاج المنتجات السمكية "المستقرة"، من صيد الأسماك إلى تربية المحيطات. في اليابان، يتم تربية الأسماك والمحاريات في المزارع البحرية لفترة طويلة (أكثر من 500 ألف طن سنويا)، وفي الولايات المتحدة الأمريكية 350 ألف طن من المحار سنويا. في روسيا، يتم تنفيذ الزراعة المخططة في المزارع البحرية في بريموري، البلطيق، الأسود و بحار آزوف. يتم إجراء التجارب في خليج دالني زيلينتسي على بحر بارنتس.

يمكن أن تكون البحار الداخلية عالية الإنتاجية بشكل خاص. وهكذا، في روسيا، الطبيعة نفسها تهدف إلى البحر الأبيض لتربية الأسماك المنظمة. هنا، تم اكتساب الخبرة في تربية مفرخات السلمون والسلمون الوردي، وهي أسماك مهاجرة قيمة. الاحتمالات لا تستنفد بهذا وحده.

تحتل محيطات العالم مكانة رائدة في حياة الإنسان، فهي تحتوي على مخزون كبير من المواد الخام والوقود والطاقة والغذاء، والتي بدونها يواجه الإنسان صعوبات كبيرة في حياته. يعد المحيط أيضًا وسيلة اتصال بين البلدان المختلفة.

الموارد المعدنية والطبيعية

وفي المحيطات، يتم استخدام معظم الموارد عن طريق النفط والغاز، الذي يشكل 90% من الموارد المستخرجة من محيطات العالم. ويقدر العلماء أن ما يصل إلى 50% من احتياطيات النفط العالمية تتركز في الجرف القاري. تطوير العديد من احتياطيات النفط والغاز على الأرض، وارتفاع كبير في تكاليف الإنتاج لاستخراج مصادر الطاقة هذه على الأرض نتيجة الزيادة المستمرة في أعماق الآبار (4-7 كم)، وتحرك التطوير إلى أقصى حد وقد أدت المناطق إلى حقيقة ذلك مؤخراتم تكثيف تطوير حقول النفط والغاز على الرف. بالفعل، توفر مناطق الرفوف أكثر من ثلث إنتاج النفط العالمي. وتقع مناطق الجرف الرئيسية لإنتاج النفط والغاز في الخليج العربي وبحر الشمال، خليج المكسيك، في جنوب كاليفورنيا في الولايات المتحدة الأمريكية، وخليج ماراكايبو في فنزويلا، إلخ.

ضخم الموارد المعدنيةبادئ ذي بدء ، احتياطيات ضخمة من عقيدات الحديد والمنغنيز. المنطقة الأكثر اتساعًا لتوزيعها موجودة في الأسفل المحيط الهادي(16 مليون كم2 أي ما يعادل مساحة روسيا). ويقدر إجمالي الاحتياطيات من عقيدات الحديد والمنغنيز بنحو 2-3 تريليون. ر، منها 0.5 تريليون. ر.متوفرة للتطوير الآن. تحتوي هذه العقيدات، بالإضافة إلى الحديد والمنغنيز، على النيكل والكوبالت والنحاس والتيتانيوم والموليبدينوم ومعادن أخرى. وقد تمت بالفعل المحاولات الأولى لاستغلال عقيدات الحديد والمنغنيز في الولايات المتحدة الأمريكية واليابان وفرنسا وغيرها.

الموارد البيولوجية

منذ العصور القديمة، يعيش السكان في ساحل البحر، تستخدم بعض منتجات المأكولات البحرية (الأسماك، السرطانات، المحار، الأعشاب البحرية) كغذاء. كل هذه المأكولات البحرية، إلى جانب الحيوانات التي تعيش في المحيط، تشكل مجموعة أخرى مهمة من موارد المحيط العالمي - البيولوجية. تضم الكتلة البيولوجية للمحيطات العالمية 140 ألف نوع من النباتات والحيوانات وتقدر بنحو 35 مليار طن، وهذه الكمية من الموارد البيولوجية للمحيطات يمكن أن تلبي الاحتياجات الغذائية لسكان يزيد عددهم عن 30 مليار نسمة. (يعيش حاليا أقل من 6 مليارات شخص على هذا الكوكب).

من إجمالي الموارد البيولوجية، تمثل الأسماك ما بين 0.2 إلى 0.5 مليار طن، وهو ما يمثل حاليًا 85٪ من الموارد البيولوجية التي يستخدمها الإنسان. والباقي سرطان البحر والمحار وبعض الحيوانات البحرية والطحالب. في كل عام، يتم استخراج 70 - 75 مليون طن من الأسماك والمحاريات وسرطان البحر والطحالب من المحيط، والتي توفر 20٪ من استهلاك البروتينات الحيوانية من قبل سكان الأرض.

توجد في المحيط العالمي، وكذلك على الأرض، مناطق أو مناطق ذات إنتاجية عالية من الكتلة البيولوجية ومناطق ذات إنتاجية منخفضة أو خالية تمامًا من الموارد البيولوجية.

90% من عمليات صيد الأسماك وجمع الطحالب تتم في منطقة الرفوف الأكثر إشراقًا ودفئًا، حيث يكون الجزء الأكبر منها العالم العضويمحيط. حوالي ثلثي سطح قاع المحيط العالمي تشغله "الصحاري"، حيث تتوزع الكائنات الحية بكميات محدودة. ونظرا لتكثيف الصيد واستخدام أحدث معدات الصيد، أصبحت إمكانية تكاثر العديد من أنواع الأسماك والحيوانات البحرية والمحاريات وسرطان البحر مهددة. ونتيجة لذلك، فإن إنتاجية العديد من مناطق المحيط العالمي، والتي كانت حتى وقت قريب تتميز بثراء وتنوع الموارد البيولوجية، آخذة في الانخفاض. وأدى ذلك إلى تغيير في موقف الإنسان تجاه المحيط وتنظيم صيد الأسماك على نطاق عالمي.

في العقود الأخيرة، انتشرت تربية الأحياء البحرية (التربية الاصطناعية للأسماك والمحار) في العديد من دول العالم. في بعضها، على سبيل المثال، في اليابان، تم ممارسة هذا الصيد قبل وقت طويل من عصرنا. توجد حاليًا مزارع للمحار ومزارع الأسماك في اليابان والولايات المتحدة الأمريكية والصين وهولندا وفرنسا وروسيا وأستراليا وغيرها.

تمثل مياه البحر الثروة الكبيرة لمحيطات العالم. العالم الروسي A. E. وصف فيرسمان مياه البحر بأنها أهم معدن على وجه الأرض. يبلغ الحجم الإجمالي للمحيط العالمي 1370 مليون كيلومتر مكعب، وهو ما يمثل 94٪ من حجم الغلاف المائي. تحتوي مياه البحر المالحة على 70 عنصرًا كيميائيًا. على المدى الطويل، لن تستخدم مياه البحر كمصدر للعديد من المواد الخام الصناعية فحسب، بل أيضًا للري وإمداد السكان. يشرب الماءنتيجة لبناء محطات تحلية المياه. وتستخدم مياه البحر بالفعل لهذه الأغراض، ولكن على نطاق متواضع.

تتمتع محيطات العالم أيضًا بموارد طاقة هائلة. أولا، نحن نتحدث عن طاقة المد والجزر، والتي حقق استخدامها بعض النجاح بالفعل في القرن العشرين. وتقدر الإمكانات العالمية لهذه الطاقة سنويا بنحو 26 تريليون دولار. كيلوواط ح، وهو ضعف المستوى الحالي لإنتاج الكهرباء في العالم. ومع ذلك، لا يمكن إتقان سوى جزء صغير من هذا المبلغ، استنادا إلى القدرات التقنية الحديثة. لكن هذه الكمية تعادل توليد الكهرباء السنوي في فرنسا. وقد تراكمت في فرنسا ثروة من الخبرة في تسخير طاقة المد والجزر، حيث تم بناء المطاحن في شبه جزيرة بريتاني في القرن التاسع، مدعومة بمصدر الطاقة هذا. كما قامت فرنسا ببناء أول وأكبر محطة لتوليد طاقة المد والجزر في العالم عند مصب نهر رانس في شبه جزيرة بريتاني، بقدرة 240 ألف كيلوواط. تم بناء محطات طاقة المد والجزر ذات الطبيعة التجريبية، والأكثر تواضعا في الطاقة، في روسيا في شبه جزيرة كولا، في الصين، كوريا الشمالية، كندا، الخ.

إن آفاق تسخير طاقة المد والجزر مرتفعة للغاية وتقوم العديد من البلدان بتطوير مشاريع ضخمة في هذا المجال. على سبيل المثال، من المخطط في فرنسا بناء محطة طاقة المد والجزر بقدرة 12 مليون كيلوواط. وقد تم تطوير مشاريع مماثلة في المملكة المتحدة والأرجنتين والبرازيل والولايات المتحدة الأمريكية والهند وغيرها.

مياه المحيطتحتوي على جميع الشروط اللازمة لنشوء الحياة ووجودها. إذا أخذنا في الاعتبار حجم المحيط العالمي فقط، يصبح من الواضح أن هناك مساحة أكبر للكائنات الحية هنا من الأرض. ليس من قبيل الصدفة أن نصف أنواع النباتات في العالم و3/4 دولارات من الحيوانات تعيش في المحيط العالمي. ينقسم عالم المحيط الحي بأكمله إلى الأنواع التالية:

• العوالق(الكائنات الحية العائمة حجم صغير، غير قادر على تحمل تدفق المياه). تشمل العوالق عادة العوالق النباتية والعوالق الحيوانية حجم صغيرالقشريات والطحالب.
• السوابح(مجموعة من الكائنات الحية تطفو بنشاط في عمود الماء). تضم نيكتون أكبر مجموعة من الكائنات الحية - تقريبًا جميع أنواع الأسماك والثدييات وغيرها من الكائنات الحية.
• القاعيات(مجموعة من الكائنات الحية التي تعيش في قاع أعماق المحيطات).

يتم عرض هذه الأنواع من الكائنات الحية بالتفصيل في الشكل 1.

ملاحظة 1

ويبلغ إجمالي الكتلة الحيوية المجمعة لجميع الكائنات الحية في المحيطات حوالي 30 مليار دولار. الأماكن ذات التركيز المتزايد للكتلة الحيوية، وكقاعدة عامة، الأماكن التي تتمتع بأكبر قدر من التنوع البيولوجي في المحيط العالمي هي أماكن وفيرة للتطور وتراكم العوالق.

توزيع الكتلة الحيوية في المحيط العالمي لديه عدد من مواصفات خاصةفريدة من نوعها للمحيط.

يتم تحديد أنواع وأعداد الكائنات الحية في المحيط بشكل أساسي من خلال العوامل المحددة التالية:

• عمق الاختراق أشعة الشمس;
• تركيز الأكسجين المذاب.
• توافر العناصر الغذائية.
• درجة حرارة.

وبطبيعة الحال، فإن الكائنات الحية الحيوانية هي الأكثر وفرة في الطبقات العلياالمحيط (ما يصل إلى 200 دولار أمريكي) هو نتيجة لاعتمادها المباشر أو غير المباشر على الكائنات الحية التي تقوم بالتمثيل الضوئي.

ملاحظة 2

ومن الواضح أنه بفضل المدخلات، بالإضافة إلى تدفق العناصر الغذائية من الرواسب السفلية، من تدفق إضافي يأتي مع الجريان السطحي من الأرض، تتميز النظم الإيكولوجية المائية الساحلية بأعلى إنتاجية.

ويلاحظ في النظم البيئية المائية الساحلية، وكذلك في المياه المفتوحة للمحيطات العالمية على عمق 200 دولار متر. أكبر عددالتنوع البيولوجي الحيواني و النباتية، يمثل دور حيويفي الوظيفة الغذائية ليس فقط مخلوقات البحر، ولكن أيضًا شخصًا. كل يوم، في جميع أنحاء العالم، يتم حصاد ملايين الأطنان من الأسماك من مختلف الأنواع، وكذلك الطحالب والروبيان من هذه المنطقة من المحيط العالمي لغرض الأنشطة الاقتصادية.

في مناطق أعماق البحار، تكون إنتاجية كائنات التمثيل الضوئي محدودة بسبب عدم تطابق الظروف الغذائية (تتركز العناصر الغذائية في القاع) وظروف الإضاءة. ومع ذلك، فإن بعض سكان القاع يمثلون عددًا كبيرًا النشاط الاقتصاديبالنسبة للإنسان فهي حيوانات مثل بلح البحر والكركند وجراد البحر والمحار وغيرها.

الإنتاجية الحيوية والكتلة الحيوية

داخل المحيط المفتوح هناك ثلاث مناطق، الرئيسية الاختلافات المميزةوهي عمق تغلغل ضوء الشمس، ونتيجة لذلك، التركيب الكمي والأنواعي المختلف للكتلة الحيوية:

• منطقة مبهجة(الطبقة السطحية) - يصل عمقها إلى 200 دولار متر، حيث تتم عمليات التمثيل الضوئي بشكل مكثف ويحدث اختلاط مستمر ومكثف للكتل المائية نتيجة تأثير نشاط الرياح والأمواج والأعاصير. تمثل هذه المنطقة أكثر من 90%\$ من إجمالي الكتلة الحيوية للمحيطات وأعلى معامل إنتاجية حيوية.
• منطقة الاستحمام(باتيال) – من 200 دولار إلى 2500 دولار في العمق، بما يتوافق مع المنحدر القاري. تتميز هذه المنطقة بإنتاجية حيوية منخفضة بشكل ملحوظ وتكوين الأنواع بشكل عام.
• منطقة سحيقة(السحيقة) - كقاعدة عامة، أعمق من 2500 دولار متر، والتي تتميز بظلام شبه كامل، وانخفاض حركة المياه، تقريبًا درجة حرارة ثابتةالمياه من $3$ إلى $1^\circ \C$، حيث توجد الكائنات الحية بسبب بقايا النباتات والحيوانات التي تقوم بالتمثيل الضوئي من الطبقات العليا للمحيط العالمي التي تأكلها، وبالتالي توفر الحد الأدنى من الإنتاج البيولوجي.

يوجد في المحيط تناوب للأحزمة ذات الكتلة النباتية المتزايدة والمنقصة. ولكن إذا كان توزيع عدد الكائنات الحية على الأرض يعتمد بشكل أساسي على درجة الحرارة وكمية هطول الأمطار وله طابع مناطقي، فإن الكتلة الحيوية لمنطقة معينة في المحيط تعتمد بشكل أساسي على معدل الدخول العناصر الغذائيةمع تدفقات المياه الصاعدة، أي أنها تعتمد على سرعة حركة أحجام المياه السفلية المشبعة بالمواد المغذية إلى السطح. تحدث هذه الحركة في المناطق التي ترتفع فيها المياه العميقة الباردة إلى السطح، وكذلك في المناطق الضحلة من المحيط (في منطقة الجرف)، حيث يحدث خلط الرياح لطبقة الماء بأكملها.

ملاحظة 3

ومن الأماكن المهمة الأخرى، من وجهة نظر الإنتاجية، الأماكن في المحيط حيث تتشكل الظروف المواتية لتكوين الحياة، وهي الأماكن التي تلتقي فيها تيارات المحيط الباردة والدافئة. إن امتزاج الكتل المائية من التيارات الدافئة والباردة، والتي لها أنظمة حرارية مختلفة وتتميز بدرجات ملوحة متفاوتة، يؤدي إلى ما يحدث الموت الجماعيالكائنات الحية نتيجة تعرضها لظروف معيشية غير مناسبة. ومن خلال تحلل الكائنات الميتة، تثري مياه المحيطات بالمواد المغذية، والتي بدورها تؤدي إلى التطور السريع للحياة في الكائنات الحية الأخرى. يتضح من هذا المثال أن الحياة ملوثة بشكل مكثف في المنطقة مع الحد الأقصى للوفيات.

تتميز مناطق المحيط العالمي التي توجد بها أنظمة الدوران المضادة للأعاصير بانخفاض الإنتاجية الحيوية. تشمل هذه المناطق مناطق محيطية ضخمة، حيث تكون كمية العناصر الغذائية (منتجات التحلل) منخفضة قدر الإمكان في ظل ظروف التأثير السائد للتيارات الهابطة.

تحتوي المناطق الساحلية للمحيطات أيضًا على تركيز كبير من الكتلة الحيوية - مناطق المياه الضحلة الغنية بالمواد المغذية، والتي تمتد من خط المد على الشواطئ إلى الجرف القاريوهو استمرار للجزء القاري تحت سماكة الكتل المائية للمحيطات.

المناطق الساحلية، التي تشغل أقل من 10\%$ من إجمالي مساحة المحيط العالمي، تركز أكثر من 90\%$ من إجمالي الكتلة الحيوية (النباتات والحيوانات في المحيط). هنا يقع أكبر عددمناطق الصيد العالمية. يوجد في المنطقة الساحلية موطن مثل مصب النهر. مصبات الأنهار هي مناطق ساحلية من محيطات العالم حيث تمتزج المياه العذبة من الجداول (الأنهار والجداول والجريان السطحي) مع المياه المالحة من المحيطات. في مصبات الأنهار، تبلغ الإنتاجية الحيوية السنوية الحد الأقصى مقارنة بالنظم البيئية الأخرى.

في المناطق الساحلية للمحيط العالمي الواقعة في المناطق الاستوائية و خطوط العرض شبه الاستوائية، أين نظام درجة الحرارةتتجاوز المياه 20 دولارًا أمريكيًا، وتعيش الشعاب المرجانية. وتتكون عادة من مركبات الكالسيوم غير القابلة للذوبان التي تفرزها الكائنات الحيوانية والطحالب الحمراء والخضراء. الشعاب المرجانيةتلعب دورا حيويا في الحفاظ على التركيبة الملحية للمياه.

ش السواحل الغربيةالقارات تتميز بالرياح التي تهب باستمرار من البر إلى البحر - الرياح التجارية - المياه السطحية من الأنهار والبحيرات وغيرها اجسام مائيةيتم نقلها بعيدًا عن الشاطئ إلى المحيط ويتم استبدالها بمياه قاع باردة وغنية بالمغذيات. وتسمى هذه الظاهرة التقلب. شكرا ل عدد كبيرالعناصر الغذائية القادمة من أعماق الكتل المائية المحيطية، تتشكل إنتاجية حيوية كبيرة في هذه المناطق. لكن، التغيرات الموسميةالمناخ والتيارات لها باستمرار تأثير خافض عليها.

ويفصل المحيط عن المناطق الساحلية مساحة تزداد بشكل حاد في العمق عند حافة الجرف القاري. تمثل حوالي 10\%$ من الكتلة الحيوية للنباتات والحيوانات المحيطية، ويمكن تصنيف المناطق التي لا نهاية لها من الأعماق على أنها مناطق صحراوية عملياً من حيث الكتلة الحيوية، ولكن نظراً لحجمها الهائل فإن المحيط المفتوح هو المورد الرئيسي من الإنتاج البيولوجي الأولي النقي على الأرض.

دور العالم العضوي للمحيطات بالنسبة للإنسان

يلعب العالم العضوي للمحيطات دورًا كبيرًا في حياة الإنسان. تنوع وثراء الممثلين النباتات المائيةوتوفر الحيوانات للإنسانية عنصرًا غذائيًا ثابتًا. تعتبر المأكولات البحرية المصدر الرئيسي للغذاء للعديد من الدول، خاصة الدول الجزرية الآسيوية – اليابان، الفلبين، إندونيسيا وغيرها.

توفر الأماكن الأكثر إنتاجية في المحيط العالمي تنمية مستدامةمصايد الأسماك، وتطوير قاعدة الإنتاج والتجهيز، والصناعات والمجمعات السمكية. وفي فترة العولمة، تعد تنمية قطاع مصايد الأسماك عملية ذات أهمية خاصة، بما في ذلك بالنسبة للاتحاد الروسي.

ومع ذلك، يوجد في روسيا عدد من المشاكل المرتبطة بتجهيز الموارد السمكية ولوجستياتها. بالإضافة إلى ذلك، في روسيا، كما هو الحال في عدد من دول العالم، هناك مشاكل بيئية (الصيد غير المشروع، وتلوث المحيط العالمي، والكوارث التي من صنع الإنسان، وما إلى ذلك)، مما يقلل بشكل حاد من إنتاجية الكتلة الحيوية المائية. تؤدي هذه العوامل إلى زيادة حادة في معدل وفيات الكائنات الحية، مما يسبب ضررا هائلا ليس فقط لمجموعة سكانية معينة، ولكن أيضا للأنواع التي تشكل هذه المجموعات المكون الغذائي الرئيسي لها.

ملاحظة 4

للحفاظ على السكان الكائنات البحريةمن أجل الحفاظ على تنوع الأنواع، وكذلك تزويد البشرية بالغذاء الذي يتم الحصول عليه من مياه المحيط العالمي، من الضروري الحفاظ على الموجود الحالة البيئيةالنظم الإيكولوجية المائية، فضلا عن الإزالة الفورية للعواقب التي من صنع الإنسان والتي لها تأثير سلبي على الإنتاجية البيولوجية للمحيطات.

الكتلة الحيويةأ - الكتلة الإجمالية لأفراد نوع ما أو مجموعة أنواع أو مجتمع كائنات حية، معبرًا عنها عادة بوحدات كتلة المادة الجافة أو الرطبة، المشار إليها بوحدات المساحة أو حجم أي موطن (كجم/هك، جم/م2، جم/م3، كجم/م3، إلخ).

المكتب التنظيمي لجزء الرقابة :أخضر. النباتات - 2400 مليار طن (99.2%) 0.2 6.3. الكائنات الحية والكائنات الدقيقة - 20 مليار طن (0.8%) منظمة. المحيطات:النباتات الخضراء - 0.2 مليار طن (6.3%) حيوانات وكائنات دقيقة - 3 مليار طن (93.7%)

يوفر البشر كثدييات حوالي 350 مليون طن من الكتلة الحيوية بالوزن الحي أو حوالي 100 مليون طن بالكتلة الحيوية الجافة - وهي كمية لا تذكر مقارنة بالكتلة الحيوية للأرض بأكملها.

هكذا, معظمتتركز الكتلة الحيوية للأرض في غابات الأرض. تسود كتلة النباتات على الأرض، وفي المحيطات توجد كتلة من الحيوانات والكائنات الحية الدقيقة. ومع ذلك، فإن معدل نمو الكتلة الحيوية (دورانها) أكبر بكثير في المحيطات.

الكتلة الحيوية لسطح الأرض- هذه كلها كائنات حية تعيش في البيئة الجوية الأرضية على سطح الأرض.

كثافة الحياة في القارات مناطقية، على الرغم من وجود العديد من الحالات الشاذة المرتبطة بالمحلية الظروف الطبيعية(وهكذا يكون أقل بكثير في الصحاري أو الجبال العالية، وفي الأماكن ذات الظروف المواتية يكون أكثر من المناطق). ويكون أعلى عند خط الاستواء، ومع اقترابه من القطبين ينخفض، وهو ما يرتبط بانخفاض درجات الحرارة. ويلاحظ أكبر كثافة وتنوع للحياة في المناطق الرطبة الغابات الاستوائية. الكائنات الحية النباتية والحيوانية، التي ترتبط بالبيئة غير العضوية، تدخل في الدورة المستمرة للمواد والطاقة. الكتلة الحيوية للغابات هي الأعلى (500 طن/هكتار وأكثر في الغابات الاستوائية، حوالي 300 طن/هكتار في الغابات النفضية في المناطق المعتدلة). من بين الكائنات غير المتجانسة التي تتغذى على النباتات، تمتلك الكائنات الحية الدقيقة أكبر كتلة حيوية - البكتيريا والفطريات والفطريات الشعاعية، وما إلى ذلك؛ تصل كتلتها الحيوية في الغابات المنتجة إلى عدة طن/هكتار.

الكتلة الحيوية للتربةهي مجموعة من الكائنات الحية التي تعيش في التربة. يلعبون دورًا مهمًا في تكوين التربة. يعيش عدد كبير من البكتيريا في التربة (يصل إلى 500 طن لكل هكتار)، وتنتشر الطحالب الخضراء والبكتيريا الزرقاء (تسمى أحيانًا الطحالب الخضراء المزرقة) في طبقاتها السطحية. يتم اختراق سمك التربة عن طريق جذور النباتات والفطريات. إنه موطن للعديد من الحيوانات: الشركات العملاقة والحشرات والثدييات وما إلى ذلك. تقع معظم الكتلة الحيوية الإجمالية للحيوانات في المنطقة المناخية المعتدلة على حيوانات التربة ( ديدان الأرض، يرقات الحشرات، الديدان الخيطية، المئويات، العث، الخ). وتبلغ في منطقة الغابات مئات الكيلوجرامات للهكتار، ويرجع ذلك أساسًا إلى ديدان الأرض (300-900 كيلوجرام للهكتار). يصل متوسط ​​الكتلة الحيوية للحيوانات الفقارية إلى 20 كجم/هكتار وما فوق، ولكنها تظل في أغلب الأحيان ضمن نطاق 3-10 كجم/هكتار.

الكتلة الحيوية للمحيطات العالمية– مجمل جميع الكائنات الحية التي تعيش في الجزء الرئيسي من الغلاف المائي للأرض. كما ذكرنا سابقًا، فإن كتلتها الحيوية أقل بكثير من الكتلة الحيوية للأرض، ونسبة الكائنات النباتية والحيوانية هنا هي عكس ذلك تمامًا. في المحيط العالمي، تمثل النباتات 6.3% فقط، وتشكل الحيوانات 93.7%. وذلك لأن استخدام الطاقة الشمسية في الماء لا يتجاوز 0.04%، بينما يصل على الأرض إلى 1%.

في البيئة المائية، يتم تمثيل الكائنات النباتية بشكل رئيسي بواسطة العوالق النباتية أحادية الخلية. الكتلة الحيوية للعوالق النباتية صغيرة، وغالبًا ما تكون أقل من الكتلة الحيوية للحيوانات التي تتغذى عليها. والسبب هو عملية التمثيل الغذائي المكثف والتمثيل الضوئي للطحالب وحيدة الخلية، مما يضمن معدل نمو مرتفع للعوالق النباتية. إن الإنتاج السنوي للعوالق النباتية في المياه الأكثر إنتاجية ليس أقل شأنا من الإنتاج السنوي للغابات، التي تكون كتلتها الحيوية، المرتبطة بنفس المساحة السطحية، أكبر بآلاف المرات.

في أجزاء مختلفة من المحيط الحيوي، كثافة الحياة ليست هي نفسها: أكبر عدد من الكائنات الحية يقع على سطح الغلاف الصخري والغلاف المائي.

أنماط توزيع الكتلة الحيوية في المحيط الحيوي:

1) تراكم الكتلة الحيوية في المناطق ذات الظروف البيئية الأكثر ملاءمة (على الحدود بيئات مختلفة، على سبيل المثال الغلاف الجوي والغلاف الصخري، والغلاف الجوي والغلاف المائي)؛ 2) غلبة الكتلة الحيوية النباتية على الأرض (97%) مقارنة بالكتلة الحيوية للحيوانات والكائنات الحية الدقيقة (3% فقط)؛ 3) زيادة الكتلة الحيوية، وعدد الأنواع من القطبين إلى خط الاستواء، وأكبر تركيز لها في الغابات الاستوائية المطيرة؛ 4) مظهر من مظاهر النمط المحدد لتوزيع الكتلة الحيوية على الأرض، في التربة، في المحيط العالمي. فائض كبير في الكتلة الحيوية الأرضية (ألف مرة) مقارنة بالكتلة الحيوية للمحيط العالمي.

دوران الكتلة الحيوية

يساهم الانقسام المكثف لخلايا العوالق النباتية المجهرية ونموها السريع ووجودها على المدى القصير في الدوران السريع للكتلة النباتية للمحيطات، والذي يحدث في المتوسط ​​خلال 1-3 أيام، في حين يستغرق التجديد الكامل للغطاء النباتي الأرضي 50 عامًا أو أكثر. لذلك، على الرغم من الكمية الصغيرة من الكتلة النباتية للمحيطات، فإن إجمالي إنتاجها السنوي يمكن مقارنته بإنتاج النباتات البرية.

يرجع الوزن المنخفض لنباتات المحيط إلى حقيقة أن الحيوانات والكائنات الحية الدقيقة تأكلها في غضون أيام قليلة، ولكنها يتم استعادتها أيضًا في غضون أيام قليلة.

في كل عام، يتم تشكيل حوالي 150 مليار طن من المواد العضوية الجافة في المحيط الحيوي من خلال عملية التمثيل الضوئي. في الجزء القاري من المحيط الحيوي، الأكثر إنتاجية هي الغابات الاستوائية وشبه الاستوائية، في الجزء المحيطي - مصبات الأنهار (أفواه الأنهار الممتدة نحو البحر) والشعاب المرجانية، وكذلك مناطق ارتفاع المياه العميقة - تقلبات المياه. يعد انخفاض إنتاجية النباتات أمرًا نموذجيًا بالنسبة للمحيطات المفتوحة والصحاري والتندرا.

توفر سهول المرج نموًا سنويًا أكبر الكتلة الحيوية، كيف الغابات الصنوبرية: بمتوسط ​​كتلة نباتية 23 طن/هكتارالإنتاج السنوي 10 طن/هكتار، و الغابات الصنوبريةمع فيتوماس 200 طن/هكتارالإنتاج السنوي 6 طن/هكتار. مجموعات من الثدييات الصغيرة ذات معدلات نمو وتكاثر عالية، متساوية الكتلة الحيويةتعطي إنتاجاً أعلى من الثدييات الكبيرة.

مصب النهر(- مصب النهر المغمور) - مصب نهر ذو ذراع واحدة، على شكل قمع، يمتد باتجاه البحر.

حاليًا، تتم دراسة أنماط التوزيع الجغرافي وإنتاج الكتلة الحيوية بشكل مكثف فيما يتعلق بحل قضايا الاستخدام الرشيد للإنتاجية البيولوجية وحماية المحيط الحيوي للأرض.

ومع ذلك، داخل المحيط الحيوي لا توجد مساحات هامدة على الإطلاق. حتى في أقسى الظروف المعيشية، يمكن العثور على البكتيريا والكائنات الحية الدقيقة الأخرى. في و. عبر فيرنادسكي عن فكرة «وجود الحياة في كل مكان»، فالمادة الحية قادرة على «الانتشار» على سطح الكوكب؛ فهو يلتقط بسرعة هائلة جميع المناطق غير المأهولة من المحيط الحيوي، مما يسبب "ضغط الحياة" على الطبيعة غير الحية.