Биотический круговорот

Основными источниками создаваемо­го в океане первичного органического ве­щества являются фотосинтезирующие рас­тения - автотрофы ( продуценты). Они стоят в начале солнечного излучения, улавливая ее с помощью хлоро­филла и других пигментов. Из простых эле­ментов - углерода, водорода, кислорода, а также питательных солей, соединений азо­та, фосфора биотического круговорота. Растения используют энергию, кремния кальция и др. — авто­трофы вырабатывают сложные органичес­кие соединения.

Консументы (гетеротрофные живот­ные) питаются готовым органическим ве­ществом - растениями, другими животны­ми, органическими остатками, продуктами жизнедеятельности. Первичная продукция растений используется растениеядными животными (консументами первого поряд­ка) в качестве сырья для построения своего тела, а также как источник энергии жизне­деятельности. Хищники (консументы более высоких порядков) пожирают растениеяд­ных животных, чтобы получить материал и энергию для своих нужд.

Структура пищевых связей в конкрет­ных сообществах океана может быть про­стой, в виде одного ряда трофических звеньев, и сложной, когда трофические связи организмов переплетаются в сложную сеть. Примером простой цепочки мо­жет служить известная своей высокой про­дуктивностью экосистема области апвеллинга в Тихом океане у берегов Перу. Обиль­но развивающийся в богатых биогенами водах фитопланктон служит пищей рыбам (анчоусу), которыми в свою очередь кормят­ся многочисленные птицы, образующие на берегу крупнейшие в мире «птичьи базары». Помет этих птиц, благодаря сухому клима­ту, накапливается в огромных количествах, уплотняется и превращается в гуано - цен­ное, богатое фосфором сельскохозяйствен­ное удобрение. Промысел анчоусов в этом районе дает самую большую долю в миро­вом улове рыбы.

Правило 10%.В процессе питания в экосистеме осуществляется передача веще­ства и энергии с одного трофического уров­ня на другой. Часть вещества и энергии при этом теряется. В среднем каждое последу­ющее звено в цепи питания содержит ве­щества и энергии в десять раз меньше, чем предыдущее звено (правило 10% Линдемана). Например, для нагула 1 кг веса круп­ной океанической рыбе требуется около 10 кг мелких рыб, которыми она питается, 100 кг зоопланктона - корма для мелких рыб и 1000 кг фитопланктона - корма для зоо­планктона.

Трофическую структуру можно изоб­разить в виде экологической пирамиды, ос­нованием которой служит первый уровень (уровень продуцентов), а последующие уровни образуют этажи и вершину пирами­ды.

Традиционный способ использования биологических ресурсов океана - рыболов­ство. Объектом промысла в основном слу­жат крупные хищные рыбы, занимающие верхние звенья пищевой цепи. Теория под­сказывает, что такой путь использования биологических ресурсов мало эффективен. Переход на каждую ступень вниз по трофи­ческой цепочке сулит увеличение биомас­сы на порядок. Примером могут служить названный выше анчоус, а также криль - ракообразные планктона приантарктических районов.

Заметим, что в открытом океане пере­распределение энергии питания в экосис­теме принципиально отличается от таково­го на суше. В наземных экосистемах господ­ствуют крупные многолетние растения - деревья, травы, кустарники. Их биомасса составляет более 90% общей биомассы со­общества; на долю животных приходятся единицы процентов. Только незначительная часть растений потребляется растениеядны­ми животными; большая часть разлагается грибами и бактериями. В море только на мелководьях, где распространены заросли крупных морских водорослей и трав, рас­пределение энергии подобно наземному. Экосистема открытого океана полностью основана на первичной продукции однокле­точных водорослей, входящих в состав фи­топланктона. Почти весь фитопланктон быстро выедается мелкими растениеядны­ми животными, входящими в состав зоо­планктона.

Парадокс перевернутой пирамиды объясняется очень высокой продуктивно­стью фитопланктона, который способен уд­ваивать биомассу путем деления клеток в течение одного-двух дней. Свидетельством тому, что одноклеточные водоросли очень эффективно используют жизненное про­странство, является обнаружение их огром­ных скоплений, способных придавать мор­ской воде зеленый, бурый или даже крас­ный цвет (синий цвет воды всегда свиде­тельствует о ее высокой прозрачности и бедности жизнью). Благодаря высокой про­дуктивности автотрофов в Мировом океа­не производится примерно столько же пер­вичной продукции, сколько ее дают все на­земные растения, включая сельскохозяй­ственные угодья. Годовой урожай фито­планктона составляет 550Ч109 т.[2,94c].

Зоопланктон воспроизводит потом­ство в течение двух-трех недель. Годовой урожай зоопланктона 53Ч109 т, нектона - около 0,2Ч109 т.[2,94c]. Та­ким образом трофическая пирамида гидробионтов имеет весьма устойчивое широ­кое основание.