Каква е биомасата на световните океани? Обща биомаса и производство на океанските популации

Океанските водисъдържат всички необходими условия за възникването и съществуването на живота. Ако вземем предвид само размера на Световния океан, става ясно, че тук има повече място за живи организми, отколкото на сушата. Неслучайно половината от всички видове растения в света и $3/4$ от животните живеят в Световния океан. Целият жив свят на океана е разделен на следните видове:

• планктон(живи, свободно плаващи организми малък размер, неспособни да издържат на потока вода). Планктонът обикновено включва фитоплактон и зоопланктон малък размерракообразни и водорасли.
• нектон(набор от живи организми, активно плаващи във водния стълб). Нектон включва най-голямата група живи организми - почти всички видове риби, бозайници и други обитатели.
• бентос(набор от живи организми, живеещи на дъното на океанските дълбини).

Тези видове живи организми са представени подробно на фиг.1.

Бележка 1

Общата комбинирана биомаса на всички живи организми в океана е приблизително $30 милиарда тона. Местата с повишена концентрация на биомаса и, като правило, местата с най-голямо биоразнообразие в Световния океан са места с изобилно развитие и натрупване на планктон.

Разпределението на биомасата в Световния океан има редица специфични особеностиуникален за океана.

Видовете и числеността на живите организми в океана се определят основно от следните ограничаващи фактори:

• дълбочина на проникване слънчеви лъчи;
• концентрация на разтворен кислород;
• наличие на хранителни вещества;
• температура.

Естествено животинските организми са най-разпространени в горните слоеве на океана (до $200$ метра) - това е следствие от тяхната пряка или косвена зависимост от фотосинтезиращи организми.

Бележка 2

Очевидно е, че поради въвеждането, в допълнение към потока на хранителни вещества от дънните седименти, на допълнителен поток, идващ с отток от сушата, крайбрежните водни екосистеми се характеризират с най-голяма продуктивност.

В крайбрежните водни екосистеми, както и в откритите води на Световния океан до дълбочина от $200$ метра се наблюдава най-голямото числобиоразнообразието на животните и флора, който играе критична роля не само в трофичната функция морски обитатели, но и човек. Всеки ден по целия свят милиони тонове риба от различни видове, както и водорасли и скариди се добиват от тази зона на Световния океан с цел стопанска дейност.

В дълбоководните райони продуктивността на фотосинтезиращите организми е ограничена поради несъответствие на хранителните условия (хранителните вещества са концентрирани на дъното) и условията на осветление. Въпреки това, някои бентосни обитатели представляват голям брой стопанска дейностза човека това са животни като миди, омари, раци, стриди и др.

Биопродуктивност и биомаса

В рамките на открития океан има три зони, основната характерни разликикоито са дълбочината на проникване на слънчевата светлина и, като следствие, различен количествен и видов състав на биомасата:

• евфотична зона(повърхностен слой) - до $200$ дълбочина, където интензивно протичат процеси на фотосинтеза и се получава постоянно и интензивно смесване на водните маси в резултат на влиянието на ветровата активност, вълните и ураганите. Тази зона представлява повече от $90\%$ от общата океанска биомаса и най-високия коефициент на биопродуктивност.
• батиална зона(batial) – от $200$ до $2500$ дълбочина, съответстваща на континенталния склон. Тази зона се характеризира със значително по-ниска биопродуктивност и общ видов състав.
• абисална зона(абисален) - като правило, по-дълбок от $2500$ метра, който се характеризира с почти пълна тъмнина, ниска подвижност на водата, почти постоянна температуравода от $3$ до $1^\circ \C$, където живите организми съществуват благодарение на останките от фотосинтезиращи растения и животни от горните слоеве на Световния океан, които ги изяждат, и следователно осигурява минимално биологично производство.

В океана има редуване на пояси с повишена и намалена фито- и зоомаса. Но ако на сушата разпределението на броя на живите организми зависи преди всичко от температурата и количеството на валежите и има зонален характер, то в океана биомасата на определен район зависи преди всичко от скоростта на навлизане хранителни веществас възходящи водни потоци, т.е. зависи от скоростта на движение на дънните водни обеми, наситени с хранителни вещества, към повърхността. Такова движение се извършва в зони, където студената дълбока вода се издига на повърхността, както и в плитките райони на океана (в шелфовата зона), където се извършва смесване на вятъра на целия слой вода.

Забележка 3

Друго важно от продуктивна гледна точка място в океана, където се формират благоприятни условия за формиране на живот, са местата, където се срещат студени и топли океански течения. Смесването на водни маси от топли и студени течения, които имат различни температурни режими и се характеризират с различна степен на соленост, води до това, което се случва масова смъртживи организми поради излагането им на неблагоприятни условия на живот. Разграждайки се, мъртвите организми обогатяват водите на океаните с хранителни вещества, което от своя страна дава началото на бързото развитие на живот в други организми. От този пример става ясно, че животът е най-интензивно замърсен в зоната с максимална смъртност.

Тези райони на Световния океан, в които са разположени антициклонални циркулационни системи, се характеризират с по-ниска биопродуктивност. Тези области включват огромни океански области, където при условия на преобладаващо влияние на низходящи течения количеството на хранителни вещества (продукти на разлагане) е възможно най-ниско.

Крайбрежните зони на океана също имат значителна концентрация на биомаса - плитки водни зони, богати на хранителни вещества, простиращи се от линията на приливите на бреговете до континентална плоча, което е продължение на континенталната част под дебелината на водните маси на океаните.

Крайбрежните зони, заемащи по-малко от $10\%$ от общата площ на Световния океан, концентрират повече от $90\%$ от общата биомаса (океанска флора и фауна). Тук се намира най-голямото числосветовни риболовни зони. В крайбрежната зона има такова местообитание като естуар. Естуарите са крайбрежни зони на световните океани, където прясна вода от потоци (реки, потоци и повърхностен отток) се смесва със солена вода от океаните. В устията годишната специфична биопродуктивност е максимална в сравнение с други екосистеми.

В крайбрежните зони на Световния океан, разположени в тропическите и субтропични ширини, Където температурен режимвода надхвърля $20^\circ \C$, кораловите рифове живеят. Те обикновено се състоят от неразтворими калциеви съединения, секретирани от животински организми и червени и зелени водорасли. Кораловите рифове играят жизненоважна роля в поддържането на солния състав на водата.

U западни бреговеконтиненти, които се характеризират с ветрове, които постоянно духат от сушата към морето - пасати - повърхностните води от реки, езера и други водни тела се пренасят от брега към океана, те се заменят от студени, богати на хранителни вещества дънни води. Това явление се нарича upwelling. Поради голямото количество хранителни вещества, идващи от дълбините на океанските водни маси, в тези райони се формира значителна биопродуктивност. Въпреки това, сезонни промениклиматът и теченията постоянно оказват редуциращ ефект върху него.

Океанът е отделен от крайбрежните зони от зона с рязко увеличаване на дълбочината на ръба на континенталния шелф. Той представлява около $10\%$ от биомасата на океанската флора и фауна, а безкрайните дълбочини могат да бъдат класифицирани като практически пустинни райони по отношение на биомаса, но поради огромните си размери откритият океан е основният доставчик на чисто първично биологично производство на Земята.

Ролята на органичния свят на океаните за хората

Органичният свят на океаните играе огромна роля в човешкия живот. Разнообразие и богатство на представители водна флораи фауната осигурява на човечеството постоянен трофичен компонент. Морските дарове са основен източник на храна за много страни, особено за азиатските островни страни - Япония, Филипините, Индонезия и др.

Най-продуктивните места в Световния океан осигуряват устойчиво развитиерибарство, развитие на производствена и преработвателна база, рибарски отрасли и комплекси. В периода на глобализация развитието на рибарския сектор е особено актуален процес, включително за Руската федерация.

В Русия обаче има редица проблеми, свързани с преработката на рибните ресурси и тяхната логистика. Освен това в Русия, както и в редица страни по света, има екологични проблеми (бракониерство, замърсяване на Световния океан, причинени от човека бедствия и др.), Които рязко намаляват производителността на водната биомаса. Тези фактори рязко увеличават смъртността на жизнеспособни организми, което причинява огромна вреда не само на конкретна популация, но и на видове, за които тези популации са основният трофичен компонент.

Бележка 4

За да се запазят популациите на морските организми, за да се запази видовото разнообразие, както и да се осигури на човечеството храна, добивана от водите на Световния океан, е необходимо да се поддържа съществуващата екологично състояниеводните екосистеми, както и незабавното премахване на причинените от човека последствия, които имат отрицателно въздействие върху биопродуктивността на океана.

Съвкупността от всички живи организми образува биомасата (или, по думите на В. И. Вернадски, живата материя) на планетата.

По маса това е около 0,001% от масата на земната кора. Но въпреки незначителната обща биомаса, ролята на живите организми в процесите, протичащи на планетата, е огромна. Това е дейността на живите организми, която определя химичния състав на атмосферата, концентрацията на соли в хидросферата, образуването на едни и унищожаването на други скали, почвообразуване в литосферата и др.

Земна биомаса. Най-високата гъстота на живот е в тропическите гори. Тук има повече растителни видове (повече от 5 хиляди). На север и юг от екватора животът става по-беден, неговата гъстота и броят на растителните и животинските видове намаляват: в субтропиците има около 3 хиляди вида растения, в степите около 2 хиляди, следвани от широколистни и иглолистни гории накрая, тундрата, в която растат около 500 вида лишеи и мъхове. В зависимост от интензивността на развитие на живота в различните географски ширини, биологичната продуктивност се променя. Изчислено е, че общата първична продуктивност на земята (биомаса, образувана от автотрофни организми за единица време на единица площ) е около 150 милиарда тона, включително дела на горите глобуспредставлява 8 милиарда тона органична материя годишно. Общата растителна маса на 1 хектар в тундрата е 28,25 тона, в тропическа гора- 524 тона В умерената зона 1 хектар гора годишно произвежда около 6 тона дървесина и 4 тона листа, което е 193,2 * 109 J (~ 46 * 109 кал). Вторичната продуктивност (биомаса, произведена от хетеротрофни организми за единица време на единица площ) в биомасата на насекоми, птици и други в тази гора варира от 0,8 до 3% от растителната биомаса, тоест около 2 * 109 J (5 * 108 кал. ).< /p>

Първичната годишна продуктивност на различните агроценози варира значително. Средната световна производителност в тонове сухо вещество на 1 хектар е: пшеница - 3,44, картофи - 3,85, ориз - 4,97, захарно цвекло - 7,65. Реколтата, която човек събира, е само 0,5% от общата биологична продуктивност на полето. Значителна част от първичната продукция се унищожава от сапрофити – почвени обитатели.

Един от важните компоненти на биогеоценозите на земната повърхност са почвите. Изходен материал за образуване на почвата са повърхностните слоеве на скалите. От тях под въздействието на микроорганизми, растения и животни се образува почвен слой. Организмите концентрират в себе си биогенни елементи: след смъртта на растенията и животните и разлагането на техните останки, тези елементи преминават в състава на почвата, поради което

акумулира биогенни елементи, а също така акумулира и неразградени органични пещи. Почвата съдържа огромен брой микроорганизми. Така в един грам чернозем техният брой достига 25 * 108. По този начин почвата има биогенен произход, състояща се от неорганични, органични вещества и живи организми (едафонът е съвкупността от всички живи същества на почвата). Извън биосферата възникването и съществуването на почвата е невъзможно. Почвата е жизнена среда за много организми (едноклетъчни животни, пръстеновидни и кръгли червеи, членестоноги и много други). Почвата е проникната от корените на растенията, от които растенията абсорбират хранителни вещества и вода. Продуктивността на селскостопанските култури е свързана с жизнената дейност на живите организми в почвата. Добавянето на химикали в почвата често има пагубен ефект върху живота в нея. Ето защо е необходимо почвите да се използват рационално и да се опазват.

Всяка област има свои собствени почви, които се различават от другите по състав и свойства. Образуването на отделните типове почви е свързано с различни почвообразуващи скали, климатични и растителни характеристики. В. В. Докучаев идентифицира 10 основни типа почви, сега има повече от 100. На територията на Украйна се разграничават следните: почвени зони: Полесие, Лесостеп, Степ, Суха степ, както и Карпатските и Кримските планински райони с типовете структура на почвената покривка, присъщи на всеки от тях. Полесието се характеризира с дерново-золови почви, сиви горски. Темносири горски почви, оподзолени черноземи и др. Лесостепната зона има сиви и тъмносири горски почви. Степната зона е представена главно от черноземи. Кафявите горски почви преобладават в Украинските Карпати. В Крим има различни почви (чернозем, кестен и др.), Но те обикновено са чакълести и каменисти.

Биомаса на Световния океан. Световният океан заема повече от 2/3 от повърхността на планетата. Физическите свойства и химичният състав на океанските води са благоприятни за развитието и съществуването на живот. Както и на сушата, в океана плътността на живота е най-голяма в екваториалната зона и намалява с отдалечаването от нея. IN горен слой, на дълбочина до 100 m живеят едноклетъчни водорасли, които изграждат планктона, „общата първична продуктивност на фитопланктона в Световния океан е 50 милиарда тона годишно (около 1/3 от общата първична продукция на биосферата) . Почти всички хранителни вериги в океана започват с фитопланктон, който се храни със зоопланктонни животни (като ракообразни). Ракообразните са храна за много видове риби и усати китове. Птиците ядат риба. Големите водорасли растат главно в крайбрежните райони на океаните и моретата. Най-голямата концентрация на живот е в коралови рифове. Океанът е по-беден на живот от сушата, биомасата на неговите продукти е 1000 пъти по-малка. По-голямата част от образуваната биомаса - едноклетъчни водорасли и други обитатели на океана - умират, утаяват се на дъното и тяхната органична материя се унищожава от разложители. Само около 0,01% от първичната продуктивност на Световния океан достига до хората чрез дълга верига от трофични нива под формата на храна и химическа енергия.

На дъното на океана в резултат на жизнената дейност на организмите се образуват седиментни скали: креда, варовик, диатомит и др.

Биомасата на животните в Световния океан е приблизително 20 пъти по-голяма от биомасата на растенията и е особено голяма в крайбрежната зона.

Океанът е люлката на живота на Земята. Основата на живота в самия океан, основната връзка в сложната хранителна верига е фитопланктон, едноклетъчни зелени морски растения. Тези микроскопични растения се консумират от тревопасния зоопланктон и много видове малки риби, които от своя страна служат като храна за редица нектонни, активно плуващи хищници. В хранителната верига на океана участват и организми от морското дъно - бентос (фитобентос и зообентос). Общата маса на живата материя в океана е 29,9∙109 тона, като биомасата на зоопланктона и зообентоса представлява 90% от общата маса на живата материя в океана, биомасата на фитопланктона - около 3%, а биомасата на нектон (предимно рибен) - 4% (Суетова, 1973; Добродеев, Суетова, 1976). Като цяло океанската биомаса по тегло е 200 пъти по-малка, а на единица повърхност е 1000 пъти по-малка от земната биомаса. Но годишното производство на жива материя в океана е 4,3∙1011 тона.В единици живо тегло то се доближава до производството на земна растителна маса - 4,5∙1011 тона.Тъй като морските организми съдържат много повече вода, тогава в единици сухо тегло това съотношение изглежда като 1:2,25. Съотношението на производство на чиста органична материя в океана е дори по-ниско (като 1:3,4) в сравнение с това на сушата, тъй като фитопланктонът съдържа по-висок процент пепелни елементи от дървесната растителност (Добродеев, Суетова, 1976). Доста високата продуктивност на живата материя в океана се обяснява с факта, че най-простите организми на фитопланктона имат кратък живот, те се обновяват ежедневно, а общата маса на живата материя в океана е средно приблизително на всеки 25 дни. На сушата подновяването на биомасата става средно на всеки 15 години. Живата материя в океана е разпределена много неравномерно. Максималните концентрации на жива материя в открития океан - 2 kg/m2 - се намират в умерените зони на северния Атлантически океан и северозападната част на Тихия океан. На сушата лесостепните и степните зони имат същата биомаса. Средните стойности на биомасата в океана (от 1,1 до 1,8 kg / m2) се намират в районите на умерения и екваториалния пояс; на сушата те съответстват на биомасата на сухите степи на умерения пояс, полупустините на субтропичния пояс. зона, алпийски и субалпийски гори (Добродеев, Суетова, 1976) . В океана разпределението на живата материя зависи от вертикалното смесване на водите, което кара хранителните вещества да се издигат на повърхността от дълбоките слоеве, където протича процесът на фотосинтеза. Такива зони на издигаща се дълбока вода се наричат ​​зони на повдигане; те са най-продуктивните в океана. Зоните на слабо вертикално смесване на водите се характеризират с ниски нива на производство на фитопланктон - първата връзка в биологичната продуктивност на океана и бедност на живота. Друга характерна черта на разпространението на живота в океана е концентрацията му в плитката зона. В райони на океана, където дълбочината не надвишава 200 m, е концентрирана 59% от биомасата на дънната фауна; дълбочините между 200 и 3000 m представляват 31,1%, а зоните с дълбочини над 3000 m представляват по-малко от 10%. От климатичните широтни зони в Световния океан най-богати са субантарктическите и северните умерени зони: тяхната биомаса е 10 пъти по-голяма от тази в екваториалната зона. На сушата, напротив, най-високите стойности на живата материя се срещат в екваториалните и субекваториалните пояси.

Основата на биологичния цикъл, който осигурява съществуването на живот, е слънчевата енергия и хлорофилът на зелените растения, който я улавя. Всеки жив организъм участва в кръговрата на веществата и енергията, като абсорбира едни вещества от външната среда и отделя други. Биогеоценозите, състоящи се от голям брой видове и костни компоненти на околната среда, извършват цикли, през които се движат атоми на различни химични елементи. Атомите постоянно мигрират през много живи организми и скелетни среди. Без миграцията на атомите животът на Земята не би могъл да съществува: растенията без животни и бактерии скоро биха изчерпали запасите си от въглероден диоксид и минерали, а животните от растенията биха били лишени от своя източник на енергия и кислород.

Биомасата на земната повърхност съответства на биомасата на земно-въздушната среда. Тя нараства от полюсите към екватора. В същото време броят на растителните видове се увеличава.

Арктическа тундра – 150 вида растения.

Тундра (храсти и тревисти) - до 500 вида растения.

Горска зона (иглолистни гори + степи (зона)) – 2000 вида.

Субтропици (цитрусови плодове, палми) – 3000 вида.

Широколистни гори (дъждовни тропически гори) – 8000 вида. Растенията растат на няколко нива.

Животинска биомаса. Тропическата гора има най-голямата биомаса на планетата. Такава наситеност на живота предизвиква строг естествен подбор и борба за съществуване и => Приспособяване на различните видове към условията на общо съществуване.

Световният океан е екологична система, единен функционален набор от организми и техните местообитания. Океанската екосистема има физични и химични характеристики, които осигуряват определени предимства за живите организми, живеещи в нея.

Постоянната морска циркулация води до интензивно смесване на океанските води, в резултат на което недостигът на кислород е сравнително рядък в океански дълбини.

Важен фактор за съществуването и разпространението на живота в дълбините на Световния океан е количеството проникваща светлина, според което океанът се разделя на две хоризонтални зони: евфотичен (обикновено до 100-200 m) и афотичен(простира се до самото дъно). Еуфотичната зона е зона на първично производство, характеризира се с влизането тук голямо количество слънчева светлинаи в резултат на това благоприятни условия за развитието на основния източник на енергия в морските хранителни вериги - микропланктона, който включва малки зелени водорасли и бактерии. Най-продуктивната част от еуфотичната зона е зоната на континенталния шелф (която като цяло съвпада със сублиторалната зона). Голямото изобилие от зоопланктон и фитопланктон в тази област, съчетано с високото съдържание на хранителни вещества, измити от земята от реки и временни потоци, както и местното издигане на студени, богати на кислород дълбоки води (зони на повдигане), е довело до фактът, че почти целият широкомащабен търговски риболов е съсредоточен върху континенталния шелф.

Еуфотичната зона се характеризира с по-ниска производителност, главно поради факта, че получава по-малко слънчева светлина и условия за развитие на първата връзка хранителни веригив океана са изключително ограничени.

Друг важен фактор, определящ съществуването и разпространението на живота в Световния океан, е концентрацията на хранителни вещества във водата (особено фосфор и азот, които се усвояват най-активно от едноклетъчните водорасли) и разтворен кислород. Хранителните вещества постъпват във водата главно с речен отток и достигат максимална концентрация на дълбочина 800-1000 м, но основната консумация на хранителни вещества от фитопланктона е концентрирана в повърхностния слой с дебелина 100-200 м. Тук фотосинтезиращите водорасли отделят кислород, който се пренася във водата по време на вертикалната циркулация на водата.дълбините на океана, създавайки условия за съществуване на живот там. Така на дълбочина (100-200 m) с достатъчно количество съдържащи се хранителни вещества и достатъчна концентрация на разтворен кислород се създават условия за съществуване на растителни организми (фитопланктон), които определят размножаването и разпространението на зоопланктона, рибите и други животни.

В Световния океан основното стъпало в пирамидата на биомасата - едноклетъчните водорасли - се делят с висока скорост и произвеждат много висока продукция. Това обяснява, че животинската биомаса е две дузини пъти по-голяма от растителната биомаса. Общата биомаса на Световния океан е приблизително 35 милиарда тона, в същото време животните представляват 32,5 милиарда тона, а водораслите - 1,7 милиарда тона. Въпреки това, общото количество водорасли се променя малко, тъй като те бързо се изяждат от зоопланктона и различни филтърни хранилки (например китове). риба, главоноги, големите ракообразни растат и се размножават по-бавно, но се изяждат още по-бавно от враговете, така че тяхната биомаса има време да се натрупа. Пирамида от биомасав океана се оказва, следователно, с главата надолу. В сухоземните екосистеми скоростта на потребление на растежа на растенията е по-ниска и пирамидата на биомасата в повечето случаи прилича на пирамидата на производството.

Ориз. 4.

Производството на зоопланктон е 10 пъти по-малко от това на едноклетъчните водорасли. Производството на риба и други представители на нектона е 3000 пъти по-малко в сравнение с планктона, което осигурява изключително благоприятни условия за тяхното развитие.

Високата производителност на бактериите и водораслите осигурява преработката на отпадъчни остатъци от голяма биомаса на океана, което в комбинация с вертикалното смесване на водите на Световния океан насърчава разлагането на тези остатъци, като по този начин създава и поддържа окислителни свойства водна среда, които създават изключително благоприятни условия за развитие на живот в цялата дебелина на Световния океан. Само в определени райони на Световния океан в резултат на особено рязко разслояване на водите в дълбоките слоеве се образува редукционна среда.

Условията на живот в океана се характеризират с високо постоянство, поради което обитателите на океана не се нуждаят от специализирани покрития и адаптации, които са толкова необходими за живите организми на сушата, където внезапните и интензивни промени във факторите на околната среда не са необичайни.

Висока плътност морска водаосигурява физическа подкрепа морски организми, в резултат на което организми с голяма телесна маса (китоподобни) перфектно поддържат плаваемост.

Всички организми, живеещи в океана, се делят на три (най-големите) екологични групи(въз основа на начина на живот и местообитанието): планктон, нектон и бентос. Планктон- набор от организми, които не са способни на самостоятелно движение и се пренасят от води и течения. Планктонът има най-висока биомаса и най-голямо видово разнообразие. Планктонът включва зоопланктон ( животински планктон), обитаващ цялата дебелина на океана, и фитопланктон (растителен планктон), живеещ само в повърхностния слой на водата (до дълбочина 100-150 m). Фитопланктонът, главно малки едноклетъчни водорасли, осигурява храна за зоопланктона. Нектон- животни, способни на самостоятелно движение във водния стълб на дълги разстояния. Нектонът включва китоподобни, перконоги, риби, сирениди, морски змии и морски костенурки. Общата биомаса на нектон е приблизително 1 милиард тона, половината от това количество идва от риба. Бентос- набор от организми, които живеят на дъното на океана или в дънните седименти. Животинският бентос са всички видове безгръбначни (миди, стриди, раци, омари, омари); растителният бентос е представен главно от различни водорасли.

Общата биологична маса на Световния океан (общата маса на всички организми, живеещи в океана) е 35-40 милиарда тона. Това е много по-малко от биологичната маса на сушата (2420 милиарда тона), въпреки факта, че океанът има големи размери. Това се обяснява с повечето отокеанските зони са почти безжизнени водни пространства и само периферията на океана и зоните на възход се характеризират с най-голяма биологична продуктивност. Освен това на сушата фитомасата надвишава зоомасата 2000 пъти, а в Световния океан биомасата на животните е 18 пъти по-голяма от биомасата на растенията.

Живите организми в Световния океан са разпределени неравномерно, тъй като тяхното формиране и видово разнообразие се влияят от редица фактори. Както бе споменато по-горе, разпределението на живите организми до голяма степен зависи от разпределението на температурата и солеността в океана по географска ширина. Да, повече топли водисе характеризират с по-високо биоразнообразие (400 вида живи организми живеят в морето на Лаптеви и 7000 вида в Средиземно море), а границата на разпространение на повечето морски животни в океана е солеността с показатели от 5 до 8 ppm. Прозрачността позволява проникването на благоприятна слънчева светлина само до дълбочина от 100-200 m, в резултат на това тази зона на океана (сублиторал) се характеризира с наличие на светлина, голямо изобилие от храна, активно смесване на водни маси - всичко това обуславя създаването на най-благоприятните условия за развитието и съществуването на живот в този район на океана (90% от цялото рибно богатство живее в горните слоеве на океана до дълбочина 500 m). През една година природни условияварират значително в различните региони на Световния океан. Много живи организми са се приспособили към това, като са се научили да извършват вертикални и хоризонтални движения (миграция) на дълги разстояния във водния стълб. В същото време планктонните организми са способни на пасивни миграции (с помощта на течения), а рибите и бозайниците са способни на активни (независими) миграции по време на периоди на хранене и размножаване.

Тези ресурси трябва да се разглеждат цялостно, тъй като включват:

Биологични ресурсиСветовен океан;

Минерални ресурси на морското дъно;

Енергийни ресурси на Световния океан;

Морски водни ресурси.

Биологични ресурси на Световния океан – това са растения (водорасли) и животни (риби, бозайници, ракообразни, мекотели). Общият обем на биомасата в Световния океан е 35 милиарда тона, от които 0,5 милиарда тона са само риба. Рибата съставлява около 90% от търговската риба, уловена в океана. Благодарение на рибите, мекотелите и ракообразните, човечеството си осигурява 20% от животинските протеини. Океанската биомаса също се използва за производство на висококалорични храна за храненеза добитък.

Повече от 90% от световния улов на риба и нерибни видове идва от шелфовата зона. Най-голямата част от световния улов се улавя във водите на умерените и високите ширини на Северното полукълбо. От океаните Тихият океан дава най-голям улов. От моретата на Световния океан най-продуктивните са Норвежкото, Беринговото, Охотското и Японското.

През последните години култивирането на определени видове организми върху изкуствено създадени морски плантации става все по-разпространено в целия свят. Този риболов се нарича марикултура. Развитието му се осъществява в Япония и Китай (перлени стриди), САЩ (стриди и миди), Франция и Австралия (стриди) и средиземноморските страни на Европа (миди). В Русия, в моретата на Далечния изток, се отглеждат морски водорасли (келп) и миди.

Състоянието на водните биологични ресурси и тяхното ефективно управление стават все по-важни както за осигуряване на населението с висококачествени хранителни продукти, така и за доставка на суровини за много индустрии и селско стопанство (по-специално птицевъдство). Наличната информация показва нарастващ натиск върху световните океани. В същото време, поради силното замърсяване, биологичната продуктивност на Световния океан рязко намаля.През 198... gg. Водещи учени прогнозираха, че до 2025 г. световното производство на риба ще достигне 230–250 милиона тона, включително 60–70 милиона тона от аквакултури През 1990 г. ситуацията се промени: прогнозите за морския улов за 2025 г. са намалели до 125-130 милиона тона, докато прогнозите за обема на производството на риба чрез аквакултури са се увеличили до 80 - 90 милиона тона.В същото време се счита за очевидно, че темпът на растеж на населението на Земята ще надхвърли темпа на растеж на рибните продукти. Отбелязвайки необходимостта от изхранване на настоящите и бъдещите поколения, трябва да се признае значителният принос на рибарството за доходите, благосъстоянието и продоволствената сигурност на всички нации и особеното му значение за някои страни с ниски доходи и хранителен дефицит. Осъзнавайки отговорността на живото население за опазването на биологичните ресурси за бъдещите поколения, през декември 1995 г. в Япония 95 държави, включително Русия, приеха Декларацията от Киото и Плана за действие за устойчивия принос на рибарството за продоволствената сигурност. Беше предложено политиките, стратегиите и използването на ресурсите за устойчиво развитие на сектора на рибарството да се основават на следните основни принципи:

Опазване на екологичните системи;

Използване на надеждни научни данни;

Повишаване на социално-икономическото благосъстояние;

Справедливост в разпределението на ресурсите вътре и между поколенията.

Руската федерация, заедно с други страни, се ангажира да се ръководи от следните специфични принципи при разработването на националната стратегия за рибарство:

Признание и оценка важна роляролята, която морският риболов, риболовът във вътрешни водоеми и аквакултурите играят за глобалната продоволствена сигурност чрез доставките на храни и икономическото благосъстояние;

Ефективно прилагане на разпоредбите на Конвенцията на ООН по морско право, Споразумението на ООН за трансгранично разположените рибни запаси и далекомигриращите рибни запаси, Споразумението за насърчаване на международните мерки за опазване и управление на риболовните кораби в открито море и ФАО Кодекс за отговорен риболов и хармонизират националното си законодателство с тези документи;

Развитие и укрепване научно изследванекато основни основи за устойчиво развитие на рибарството и аквакултурите за гарантиране на продоволствената сигурност, както и предоставяне на научна и техническа помощ и подкрепа на държави с ограничен изследователски капацитет;

Оценяване на продуктивността на запасите във води под национална юрисдикция, както вътрешни, така и морски, довеждане на риболовния капацитет в тези води до ниво, сравнимо с дългосрочната продуктивност на запасите, и предприемане на подходящи навременни мерки за възстановяване на запасите, които са прекомерно уловени, до устойчиво състояние, и сътрудничество в съответствие с международното право за предприемане на подобни мерки за запасите, открити в открито море;

Опазване и устойчиво използване на биологичното разнообразие и неговите компоненти във водната среда и по-специално предотвратяване на практики, водещи до необратими промени, като унищожаване на видове чрез генетична ерозия или широкомащабно унищожаване на местообитания;

Насърчаване на развитието на марикултурата и аквакултурата в крайбрежните морски и вътрешни води чрез създаване на подходящи правни механизми, координиране на използването на земята и водата с други дейности, използване на най-добрия и най-подходящ генетичен материал в съответствие с изискванията за опазване и устойчиво използване на външната среда и опазването на биологичното разнообразие, прилагане на оценки на социалното и екологичното въздействие.

Минерални ресурси на Световния океан - Това са твърди, течни и газообразни минерали. Има ресурси на шелфовата зона и ресурси на дълбоководното дъно.

Първо място сред ресурси на шелфовата зонапринадлежи към петрола и газа. Основните райони за производство на петрол са Персийския, Мексиканския и Гвинейския залив, крайбрежието на Венецуела и Северно море. В Берингово и Охотско море има офшорни нефтени и газоносни зони. Общият брой на нефтените и газови басейни, изследвани в седиментните слоеве на океанския шелф, надхвърля 30. Повечето от тях са продължение на земни басейни. Общите запаси на петрол в шелфа се оценяват на 120-150 милиарда тона.

Сред твърдите минерали на шелфовата зона могат да се разграничат три групи:

основни находища на руди от желязо, мед, никел, калай, живак и др.;

крайбрежно-морски разсипи;

фосфоритни находища в по-дълбоките части на шелфа и на континенталния склон.

Първични депозитиМеталните руди се добиват с помощта на мини, поставени от брега или от острови. Понякога такива разработки преминават под морското дъно на разстояние 10-20 км от брега. Желязна руда (край бреговете на Кюшу, в залива Хъдсън), въглища (Япония, Великобритания) и сяра (САЩ) се добиват от подводни недра.

IN крайбрежно-морски разсиписъдържа цирконий, злато, платина, диаманти. Примери за такива разработки включват добив на диаманти - край бреговете на Намибия; цирконий и злато - край бреговете на САЩ; кехлибар - на брега на Балтийско море.

Фосфоритните находища са изследвани предимно в Тихия океан, но досега тяхното промишлено развитие не е извършено никъде.

Основното богатство дълбоко мореокеанско дъно – фероманганови конкреции. Установено е, че нодулите се срещат в горния слой на дълбоководните седименти на дълбочина от 1 до 3 km, а на дълбочина над 4 km те често образуват непрекъснат слой. Общите запаси от конкреции възлизат на трилиони тонове. В допълнение към желязото и мангана, те съдържат никел, кобалт, мед, титан, молибден и други елементи (повече от 20). Най-голям брой нодули са открити в централната и източната част Тихи океан. САЩ, Япония и Германия вече са разработили технологии за извличане на конкреции от океанското дъно.

Освен желязо-манганови конкреции, на океанското дъно се срещат и желязо-манганови кори, покриващи скали в районите на средноокеанските хребети на дълбочина 1 - 3 km. Те съдържат повече манган от нодулите.

Енергийни ресурси – принципно достъпни механични и Термална енергияна световния океан, от който основно се използва приливна енергия. Във Франция има приливни електроцентрали в устието на река Ране, в Русия Кислогубската ТЕЦ на полуостров Кола. Разработват се и се изпълняват частично проекти за ползване енергията на вълните и теченията. Най-големите ресурси на приливна енергия се намират във Франция, Канада, Великобритания, Австралия, Аржентина, САЩ и Русия. Височината на прилива в тези страни достига 10-15 m.

Морска вода също е ресурс на Световния океан. Съдържа около 75 химични елемента. Около... /... се добиват от морските води. добивани в света готварска сол, 60% магнезий, 90% бром и калий. Морските води в редица страни се използват за промишлено обезсоляване. Най-големите производители на прясна вода са Кувейт, САЩ, Япония.

С интензивното използване на ресурсите на Световния океан, неговото замърсяване възниква в резултат на изхвърлянето в реки и морета на промишлени, селскостопански, битови и други отпадъци, корабоплаване и минно дело. Замърсяването и изхвърлянето на нефт в дълбокия океан представляват особена заплаха токсични веществаи радиоактивни отпадъци. Проблемите на Световния океан са проблемите на бъдещето на човешката цивилизация. Те изискват съгласувани международни мерки за координиране на използването на неговите ресурси и предотвратяване на по-нататъшно замърсяване.

Урок 2. Биомаса на биосферата

Анализ на контролна работа и оценяване (5-7 минути).

Устно повторение и компютърно тестване (13 мин.).

Земна биомаса

Биомасата на биосферата е приблизително 0,01% от масата на инертната материя на биосферата, като растенията представляват около 99% от биомасата и около 1% за потребителите и разлагащите вещества. Континентите са доминирани от растения (99,2%), океаните са доминирани от животни (93,7%)

Биомасата на сушата е много по-голяма от биомасата на световния океан, тя е почти 99,9%. Това се обяснява с по-голямата продължителност на живота и масата на производителите на повърхността на Земята. U земни растенияИзползването на слънчевата енергия за фотосинтеза достига 0,1%, а в океана – едва 0,04%.

Биомасата на различните участъци от земната повърхност зависи от климатичните условия – температура, количество на валежите. Тежка климатични условиятундра - ниски температури, вечна замръзналост, късите студени лета са образували уникални растителни съобщества с ниска биомаса. Тундровата растителност е представена от лишеи, мъхове, пълзящи джуджета и тревиста растителност, която може да издържи на такива екстремни условия. Тайга биомаса, след това смесена и широколистни горипостепенно се увеличава. Степната зона отстъпва място на субтропичната и тропическа растителност, където условията за живот са най-благоприятни, биомасата е максимална.

Най-горният слой на почвата има най-благоприятните водни, температурни и газови условия за живот. Растителната покривка осигурява органична материя на всички обитатели на почвата - животни (гръбначни и безгръбначни), гъби и огромен брой бактерии. Бактериите и гъбите са разложители, те играят важна роля в кръговрата на веществата в биосферата, минерализиращорганични вещества. „Великите гробари на природата“ - това е, което Л. Пастьор нарече бактериите.

Биомаса на световните океани

Хидросфера„Водната обвивка“ се формира от Световния океан, който заема около 71% от повърхността на земното кълбо, и сухоземните водни басейни - реки, езера - около 5%. Вътре има много вода подземни водии ледници. Поради високата плътност на водата, живите организми могат нормално да съществуват не само на дъното, но и във водния стълб и на повърхността му. Следователно хидросферата е населена по цялата си дебелина, представени са живи организми бентос, планктонИ нектон.

Бентосни организми(от гръцки бентос - дълбочина) водят дънен начин на живот, живеят на земята и в земята. Фитобентосът се образува от различни растения - зелени, кафяви, червени водорасли, които растат на различни дълбочини: на малка дълбочина, зелени, след това кафяви, по-дълбоко - червени водорасли, които се срещат на дълбочина до 200 м. Зообентосът е представен от животни - мекотели, червеи, членестоноги и др. Много от тях са се приспособили към живот дори на дълбочина над 11 km.

Планктонни организми(от гръцки planktos - скитащи) - обитатели на водния стълб, те не могат да се движат самостоятелно на дълги разстояния, те са представени от фитопланктон и зоопланктон. Фитопланктонът включва едноклетъчни водорасли и цианобактерии, които се намират в морските резервоари до дълбочина до 100 m и са основният производител на органични вещества - те имат необичайно висока степен на възпроизводство. Зоопланктонът е морски протозои, елентерати и дребни ракообразни. Тези организми се характеризират с вертикални ежедневни миграции, те са основният източник на храна за големи животни - риба, усати китове.

Нектонни организми(от гръцки nektos - плаващ) - обитатели на водната среда, способни активно да се движат във водния стълб, покривайки големи разстояния. Това са риби, калмари, китоподобни, перконоги и други животни.

Писмена работа с карти:

1. Сравнете биомасата на производителите и потребителите на сушата и в океана.

2. Как е разпределена биомасата в Световния океан?

3. Опишете сухоземната биомаса.

4. Дефинирайте термините или разширете понятията: нектон; фитопланктон; зоопланктон; фитобентос; зообентос; процент на биомасата на Земята от масата на инертното вещество на биосферата; процент на растителната биомаса от общата биомаса на сухоземните организми; процент растителна биомаса от общата биомаса водни организми.

Карта на дъската:

1. Какъв е процентът на биомасата на Земята от масата на инертната материя в биосферата?

2. Какъв процент от биомасата на Земята идва от растения?

3. Какъв процент от общата биомаса на сухоземните организми е растителната биомаса?

4. Какъв процент от общата биомаса на водните организми е растителна биомаса?

5. Какъв % от слънчевата енергия се използва за фотосинтеза на сушата?

6. Какъв % от слънчевата енергия се използва за фотосинтеза в океана?

7. Как се наричат ​​организмите, които обитават водния стълб и се пренасят от морските течения?

8. Как се наричат ​​организмите, които обитават океанската почва?

9. Какви са имената на организмите, които се движат активно във водния стълб?

Тест:

Тест 1. Биомасата на биосферата от масата на инертната материя на биосферата е:

Тест 2. Делът на растенията от биомасата на Земята е:

Тест 3. Биомаса на растенията на сушата в сравнение с биомасата на земните хетеротрофи:

2. Е 60%.

3. Е 50%.

Тест 4. Растителната биомаса в океана в сравнение с биомасата на водните хетеротрофи:

1. Преобладава и представлява 99,2%.

2. Е 60%.

3. Е 50%.

4. Биомасата на хетеротрофите е по-малка и възлиза на 6,3%.

Тест 5. Средното използване на слънчева енергия за фотосинтеза на сушата е:

Тест 6. Средното използване на слънчева енергия за фотосинтеза в океана е:

Тест 7. Океанският бентос е представен от:

Тест 8. Океанският нектон е представен от:

1. Животни, които се движат активно във водния стълб.

2. Организми, които обитават водния стълб и се пренасят от морските течения.

3. Организми, живеещи на земята и в земята.

4. Организми, живеещи върху повърхностния филм на водата.

Тест 9. Океанският планктон е представен от:

1. Животни, които се движат активно във водния стълб.

2. Организми, които обитават водния стълб и се пренасят от морските течения.

3. Организми, живеещи на земята и в земята.

4. Организми, живеещи върху повърхностния филм на водата.

Тест 10. От повърхността към дълбините водораслите растат в следния ред:

1. Плитко кафяво, по-наситено зелено, по-наситено червено до - 200 m.

2. Плитко червено, по-тъмно кафяво, по-наситено зелено до - 200 m.

3. Плитко зелено, по-наситено червено, по-наситено кафяво до - 200 m.

4. Плитко зелено, по-наситено кафяво, по-наситено червено - до 200 m.