Географические особенности количественного распределения жизни в океане. Продолжение

Биологическую структуру океана легко показать на примере центральной части Тихого океана. Если мы сопоставим количество зоопланктона, мелких рыб и бентоса на различных широтах, то получим следующие две картины — рис. 6 (А и В). Эти графики построены по данным, полученным в экспедиции на «Витязе» в 1957—1958 гг. во время плавания от Владивостока до Новой Зеландии по меридиану 174° з. д.

Как видим, на севере и на юге, где существует значительное сезонное перемешивание вод за счет зимнего охлаждения поверхностных вод, биомассы планктона и рыб небольшие. Увеличение биомассы планктона и рыб наблюдается и в Межпассатной зоне (зоне экваториального противотечения) за счет мощной экваториальной дивергенции, подымающей к поверхности богатые питательными солями глубинные воды.

Закономерная цепь процессов, совершающихся в фотосинтезирующем слое, влияет на обилие жизни на всех глубинах (рис. 6-В). В результате проведенных исследований количество планктона на одинаковых глубинах в слое 100—1000 м в экваториальном районе беднее, чем в субтропических зонах (30— 40° с. ш.), в 16--30 раз. В слое 1000—2000 м беднее в 22—55 раз. В слое 2000—4000 м в 80 раз, а в слоях глубже 4000 м беднее более чем в 100 раз. Следовательно, с глубиной обеднение быстро возрастает. Единственным прямым или косвенным источником питания животных на дне в удаленных от берегов районах океана являются планктон и его остатки.

Рис. 6. Количество жизни в центральной части Тихого океана:
А — среднее количество планктона в 0 - 100 м и рыб в 0—1000 м в различных районах центральной части Тихого океана на меридиональном разрезе от 40° N до 40⁰ S в мг/м³;
В — биомасса планктона (вверху) в мг/м³ во всей толще воды и биомасса бентоса (внизу) на том же разрезе в мг/м³

В приэкваториальных районах центральной части океана увеличенная биомасса планктона в поверхностном слое не может обеспечить пищей обилие бентоса на дне. В теплых водах опускающиеся остатки (детрит) быстро разлагаются бактериями или будут съедены различными организмами толщи воды. В силу этого на всем пространстве центральной части океана в Тропической области обитает малое количество бентоса. Зато на этих же широтах к востоку, где биомасса планктона очень велика, до дна доходит много органики и количество бентоса увеличивается.

Сравнение на рис. 6-В арочных изопланкт с зеркально обратным изображением изобенты наглядно показывает зависимость количества бентоса от источника питания— планктона. Более того, из всех ныне известных районных отличий в условиях обитания абиссального бентоса (температура, соленость воды и другие физико-химические свойства) на глубинах свыше 5000 м наибольшее различие наблюдается в количестве пищи, поступающей на дно из продуцирующей зоны. Оценивая абиотические и биотические различия в условиях обитания абиссального бентоса для многих районов приходится отдать предпочтение биотическим, точнее, трофическим (пищевым) различиям. Помимо различных остатков организмов илы в богатых планктоном районах содержат много органических веществ.

От поверхности до дна масса организмов убывает очень резко. Фитопланктон обитает преимущественно в верхних 100 метрах воды. Основная масса зоопланктона — 65%—живет от поверхности до глубины 500 м. На абиссальных глубинах в 5 – 6 км масса животных в тысячи раз меньше, чем в поверхностных водах. Известно, что течения воды на различной глубине переносят планктон и его остатки (детрит) в разных направлениях. Однако в высокопродуктивных по планктону районах на одинаковых глубинах обитает большее количество зоопланктона, нектона и бентоса на дне. Также и количества органических веществ в донных отложениях больше в этих районах.

Биомасса бентоса (Л. А. Зенкевич и др., 1960) на шельфе (0—200 м) в среднем составляет 200 г на 1 м². На материковом склоне от 200 до 3000 м глубины биомасса бентоса в 10 раз меньше. На глубинах свыше 3000 м биомасса в тысячу раз, а в центральных районах на абиссали океана — в десятки тысяч раз меньше, чем на шельфе. В бедных планктоном центральных областях океанов биомасса бентоса измеряется миллиграммами на квадратный метр площади, т. е. в сотни тысяч раз меньше, чем в прибрежных водах, где на дне растут макрофиты, эпифитные микроводоросли и много фитопланктона.

Обилие рыб, кальмаров, китов и других представителей нектона зависит от обилия планктона или бентоса, которые прямо пли косвенно служат им пищей. Поэтому за пределами шельфа главнейшей пищей нектона служат планктон, планктофаги или последующие звенья пищевой цепи. Показателем изменения количества нектона могут служить данные, приводимые Г. В. Мартинсеном (1967). Так, он указывает, что рыбопродуктивность в районе шельфа равна 1450 кг на 1 км², в районе материкового склона — 33 кг, в пелагиали—12 кг. С этими особенностями связан и характер мировых уловов. В 1965 г. 85% всех уловов добыто на глубинах до 200 м, реже до 500 м. На склоне — только 4%. В пелагиали над большими глубинами — 8%. Все это отражает количественное распределение нектона в океане.

Подводя итоги географических особенностей количественного распределения жизни в Мировом океане (включая моря), можно считать, что районы с высокой продукцией фитопланктона составляют около 10% акватории океана, зоопланктона около 20%, пелагического нектона (рыбы и другие) около 25%. Высокопродуктивные районы фитобентоса занимают только 1% акватории океана, зообентоса около 10%. Акватории с высокими концентрациями рыб занимают около 12% площади Мирового океана. Различие в площади, занимаемой фитопланктоном, зоопланктоном и рыбой, связано с пространственным «растеканием» этих взаимосвязанных пищевых звеньев (К. В. Беклемишев, 1957; М. Е. Виноградов и Н. М. Воронина, 1964); см. рис. 5.

Рис. 5. Подъем вод и распределение жизни: стрелки — подымающиеся к поверхности глубинные воды, несущие питательные соли; точки — фитопланктон; рачки — зоопланктон; рыбы — нектон

Биологическая продуктивность очень сильно меняется в течение года. Появляются и исчезают различные виды, образуются споры водорослей, появляются личинки животных. Изменяется и общее количество (биомасса), особенно планктона, и т. д.

Если в Тропической области вегетация возможна круглогодично, то в высоких широтах она ограничена изменяющейся в течение года интенсивностью света, стабильностью воды, отношениями продуцентов и консументов. Можно было бы составить просто календарное, по месяцам, изменение состава и количества растительного и животного населения обитателей моря. Однако более целесообразно разделить годичный календарь на сопоставимые биологические сезоны. В жизни моря биологические сезоны различаются в составе и количестве планктона, и особенно по соотношению количества фито- и зоопланктона (В. Г. Богоров, 1941).

Развитие биологических сезонов и переход из одного сезонного состояния в другое обусловливаются, с одной стороны, внутренними биологическими причинами (изменениями состава и количества планктона; физиологическим состоянием организмов, особенно способностью к размножению, и т. д.) и, с другой стороны, изменениями внешних условий (интенсивностью освещения, наличием льдов, количеством питательных солей, температурой воды, стоком пресных вод и т. п.).

Мы имеем возможность составить сезонную схему изменения количества фитопланктона и зоопланктона (см. рис. 7) на разных широтах. Поскольку это схема, то вертикальный масштаб кривых для различных морей взят условный, только для того, чтобы проследить появление максимумов развития в различное время года на различных широтах.

Рис. 7. Сезонное изменение количества планктона на различных широтах (римские цифры — месяцы). Сплошная линия — фитопланктон, прерывистая лития — зоопланктон:
1. Высокоарктические моря
2. Нижнеарктические моря (Баренцево море)
3. Норвежское море
4. Северное море
5. Субтропические моря
6. Тропические моря

Для большинства широт характерны два максимума количественного развития сначала фитопланктона, а затем зоопланктона. Появление первого максимума соответствует биологической весне, второй максимум — биологической осени. Время между этими максимумами — биологическому лету и биологической зиме.