ГЛАВА 1. ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКОЕ
РАЙОНИРОВАНИЕ ОКЕАНОВ
Вертикальное районирование
Существуют 3 основных
подхода к районированию океана: вертикальное,
горизонтальное и целостное.
Вертикальное
районирование океана.
Впервые о наличии
вертикальных зон указывал Лев Семенович
Берг. Различают следующие зоны: прибрежная,
мелководная, материковый склон, абиссальная.
В ее вертикальной
структуре океана очень большую рель играет
подводный рельеф. Индикатором вертикального
строения являются донные отложения, они
зависят от широт и рельефа дна. На шельфе,
материковом склоне и материковом подножии преобладают
терригенные отложения; дно океана на
глубине 3-5 тыс. м. покрыто в основном карбонатными
отложениями; глубже 5 км – красными глинами
и радиоляриевыми илами.
Вертикальные
слои ВМ.
Слой – поверхностный
активный слой. Его вертикальная мощность
– 5 см, но внутри него – целый ряд микрослоев
(от нескольких мм до молекулярного). Здесь
происходит аккумуляция активных органических
соединений ответственных за пену на воде.
концентрация органического вещества
на порядок выше, чем в нижележащих слоях.
В то же время концентрация фосфатов намного
ниже. Этот слой отличается повышенным
содержанием кислорода, характерны значительные
перепады температуры (1 см – 20), солености.
Здесь сконцентрирован плейстон. С географической
точки зрения эти 5 см особого значения
не имеют. Для практической жизни человека
они очень важны, так как именно здесь
концентрируется нефтяное загрязнение
океана.
Активный слой мощностью
до 100 м. Это слой высокоупорядоченных
структурных элементов, связанных в сложные
органические комплексы. Этот слой максимально
насыщен жизнью. Физические, химические
и биологические процессы в слое зависят
от температуры воды и географической
широты. В этом слое происходят основные
процессы синтеза органического вещества,
хотя присутствуют и процессы его деструкции
(распада).
Переходный слой мощностью
до 1 км. В нем наблюдаются значительные
перепады всех показателей: температуры,
солености, жизни. Бывают линзы воды с
повышенной температурой – термоклины,
повышенной соленостью – галлоклины.
В верхней чати слоя наблюдаются сезонные
колебания температуры, выражены ее широтные
особенности. В нижней части слоя этого
нет.
Глубинный квазиинертный
слой. Его мощность – вся толща океанических
вод (несколько км). Для слоя характерна
малая изменчивость свойств, малая упорядоченность
структур. Все процессы замедлены. В основном
характерны процессы распада. Из живых
организмов преобладают микроорганизмы
группы минерализаторов, которые питаются
мертвым органическим веществом, поступающим
сверху, разлагая его до неорганических
веществ.
Пограничный придонный
слой мощностью в несколько десятков метров.
Повышается насыщенность жизнью. Синтез
преобладает над деструкцией, но организмы
в основном питаются мертвой органикой.
Фотосинтеза нет, а есть хемосинтез.
Структура
океан по Ф. М. Милькову.
Мильков предложил
выделять критические точки на гипсографической
кривой, на которых происходит резкое
изменение свойств воды.
Уровень океана (0 м),
ниже аквальные ландшафты, выше – наземные.
Уровень 200 м. – материковая отмель (шельф)
переходит в материковый склон, глубже
него располагаются глубинные батиальные
ландшафты. Это нижний предел для фотосинтеза.
Уровень 3000 м – изобата
ограничивающая внешний край материкового
подножия. Ниже будут находиться абиссальные
ландшафты, до этой глубины развиваются
склоновые процессы и формируются терригенные
отложения. Уровень 4-5 тыс. м. – уровень
внутриабиссального минимума температур
- уровень, который разделяет природные
комплексы с преобладанием карбонатных
грунтов от абиссального комплекса, где
карбонатных грунтов нет. Уровень 6000 м
– ниже него располагаются ультраабиссальные
ПК. Классификация вертикальной структуры
связанная с температурой ВМ и содержанием
в ней живых организмов.
Типы
ВМ :
Верхняя ВМ – поверхностная
до 75-100 м. Биомасса зообентоса до 1000 гр/м2.
Подповерхностная
до глубины 300 м, биомасса 200 гр/м2.
Промежуточная масса
до глубины 500-1000 м, биомасса 20 гр/м2.
Глубинная до глубины
1200-5000 м., биомасса от 10 до 1 гр/м2.
абиссаль (3-3,5 до 6 тыс. м) – делится
на верхнюю абиссаль (3-4,5 тыс. м) и нижнюю
абиссаль (4,5-6 тыс. м);
ультраабиссальная (глубины больше 6 км – это глубоководные желоба).
Горизонтальное
районирование
ГЛАВА 2.
ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКОЕ РАЙОНИРОВАНИЕ
АТЛАНТИЧЕСКОГО ОКЕАНА
Жизнь океана в свете современных
представлений рассматривается как экосистема
(биогеоценоз, по терминологии В. Н. Сукачева,
1960; Л. А. Зенкевича, 1970), взаимосвязанная
и взаимообусловленная геофизическими
и геохимическими процессами и явлениями
глобального масштаба. Действительно,
все водные животные и растения, их ареалы,
формы существования, биологические циклы,
размеры, длительность жизни отдельных
особей, их энергетический баланс, биопродукция
связаны с абиотическими факторами, являющимися
производными геофизических процессов
планеты. В свою очередь биологические
процессы имеют огромное значение в формировании
планеты в пределах, охваченных жизнью.
От наземных экосистем экосистема океана
отличается рядом принципиальных черт,
из которых две представляются особенно
значительными. Продуценты (растения)
наземных экосистем неразрывно связаны
корневой системой с биогенным фондом,
формирующимся в результате жизнедеятельности
растений. Продуценты водных экосистем
(водоросли) разобщены с основным биогенным
фондом водоемов, будь то океан, озеро,
водохранилище и даже пруд. В фотаческом
слое, который даже при очень большой прозрачности
океана не превышает нескольких десятков
метров, биогенных солей, и, прежде всего
фосфатов, недостаточно, но они лимитируют
формирование органического вещества.
Биогенные же элементы находятся на глубине,
куда свет не проникает и откуда они выносятся
в освещенный слой моря в результате вертикального
перемешивания водных масс в итоге теплового
и механического взаимодействия атмосферы
и гидросферы. В наземных экосистемах
растения — важнейший компонент пищи
многих животных, поэтому распространение
их связан с растительной ассоциацией.
В морской среде наблюдается разобщенность
животного населения (консументов) и полей
фитопланктона (продуцентов). Большая
часть водных биоценозов существует без
прямого контакта с живой растительностью,
сосредоточенной в тонком приповерхностном
трофогенном слое. Масса животных живет
ниже массы растений, используя продукты
деструкция растительных организмов.
С глубиной количество пищи уменьшается:
2/3 биомассы животных океана находятся
в слое до 500 м. На большой глубине ощущается
недостаток пищевых ресурсов и уменьшение
биомассы ихтиоцена. Таким образом, жизнь
большинства морских животных протекает
в сумеречном освещении, а на больших глубинах
— в полной темноте. Недостаток пищи обусловливает
разреженное существование глубоководных
организмов. У многих представителей глубинной
фауны имеются органы свечения, а у некоторых
видов рыб существуют самцы, живущие на
теле самок, — приспособление, исключающее
необходимость трудных встреч в полной
темноте при разреженном распространении.
В жизни гидросферы важное значение имеет
также группа редуцентов, или восстановителей.
Они питаются мертвыми остатками животных
и растений, причем минерализуют эти остатки,
доводя их до углекислоты, аммиака и воды,
делая их доступными лая автотрофных растений
— продуцентов. Итак, в отношении имеющихся
и образующихся в воде пищевых органических
веществ все водное население объединяется
в три большие группы: продуценты, консументы
и редуценты. Океан населяют около 200 тыс.
видов растений и животных, и исследователи
моря никогда не смогли бы разобраться
в их взаимосвязи, если бы ведущее значение
в жизни океана не принадлежало бы всего
нескольким тысячам видов, которые являются
по биомассе и продукции основными. Все
животные и растения объединяются в три
больших комплекса: планктон, представители
которого дрейфуют с водными массами;
бентос, представители которого живут
на грунте. И нектон, к которому относятся
активно плавающие животные— рыбы, головоногие
моллюски и млекопитающие — ластоногие,
дельфины, киты.
Помимо животных и растений,
составляющих постоянный комплекс планктона,
в него входят личинки моллюсков, червей,
иглокожих, а также и мальки рыб. Значительную
массу планктона составляют ракообразные—амфиподы
и эуфаузииды, представляющие важный компонент
питания многих видов рыб. Значительную
массу планктона составляют ракообразные—амфиподы
и эуфаузииды, представляющие важный компонент
питания многих видов рыб. Особенно многочисленны
эуфаузииды в области полярного фронта,
а также в водах, омывающих Антарктиду,
где особенно многочислен криль (Euphasia
superba), главный источник питания усатых
китов.
В состав бентоса входят моллюски,
иглокожие, черви, питающиеся детритом,
находящимся в илах. По характеру вертикального
распределения на грунте животные бентоса
объединяются в эпифауну, инфауну. Животные
бентоса проникают в глубины океана на
несколько тысяч метров. В числе животных
бентоса многие виды представляют хозяйственную
ценность — это, прежде всего мидии, устрицы,
лангусты, омары.
Большую часть биомассы нектона
составляют рыбы, общее количество видов
которых превышает 15 тыс. Биомасса их достигает
80—85% от всей биомассы нектона. На втором
месте стоят головоногие моллюски (около
600 видов), около 15% от биомассы нектона.
Китов и ластоногих насчитывается около
100 видов. Они составляют в общей биомассе
нектона менее 5%.
Большой практический интерес
представляют данные, характеризующие
продуктивность первоисточника пищи —
фитопланктона и консументов. Продуктивность
фитопланктона громадна по сравнению
с его биомассой. Соотношение продукции
к биомассе достигает у фитопланктона
200—300 единиц. Для зоопланктона это отношение
составляет 2—3 единицы. У бентоса она
снижается до 1/3, а у большинства рыб—до
1 5. При этом у рыб с коротким жизненным
циклом это отношение может быть равно
1/2, а у медленно растущих рыб с поздним
наступлением половой зрелости может
достигать 110.
Детализацию ряда особенностей
жизни океана мы постараемся показать
при характеристике отдельных районов
Атлантического океана.
2.1 Биогеоценотические
особенности Атлантического океана
Атлантический океан обладает
рядом геоморфологических, гидрологических
и гидрохимических особенностей, определяющих
его жизнь, распределение и миграции его
гидробионтов, трофические системы, биопродукцию.
Из всех океанов он имеет наибольшую
по меридиану протяженность—около 8,5
тыс. миль. Северной границей его считается
Фарерско-Исландский порог, но воды его
в поверхностной толще не только доходят
до Новой Земли и Шпицбергена, но и проникают
в Ледовитый океан, образуя там теплую
прослойку воды, открытую еще Нансеном
во время дрейфа на «Фраме».
Важное значение в гидрологии
Атлантического океана играет приток
полярных вод, образующий холодное Восточно-Гренландское
течение, дающее начало фронтальной зоне
Северной Атлантики, простирающейся далеко
на юг вдоль берегов Северной Америки,
и образующее ответвление к юго-востоку
по направлению к Фарерским островам.
Три моря—Баренцево, Гренландское
и Норвежское — общей площадью более 8,5
млн. км2, формально входящие в границы
Ледовитого океана, по своей природе неразрывно
связаны с Атлантическим океаном. Воды
атлантического происхождения образуют
в них мощный теплый приповерхностный
слой, в котором протекает жизнь. Ареалы
важнейших промысловых рыб — трески, пикши,
сельдей, морских окуней, обыкновенного
и синекорого палтусов — захватывают
северные воды Атлантического океана
и названные моря. Потоки атлантических
вод представляют собой миграционные
пути этих и многих других видов рыб и
приводят их от мест размножения к местам
нагула.
Все это заставляет в данной
главе, где рассматриваются жизнь, трофические
системы и биологические ресурсы Атлантического
океана, коснуться хотя бы в краткой форме
биологии этих морей, представляющих собой
своеобразный биогеоценоз, отличающийся
от Тихого и Ледовитого океанов и в то
же время носящий в себе черты того и другого.
В жизни этого региона важную
роль играют подводные хребты, пересекающие
его по широте и оказывающие влияние на
его гидрологический режим.
Для северной половины Атлантического
океана характерен развитый шельф: на
востоке — Северное и Ирландское моря,
на западе — ньюфаундлендское мелководье.
Весьма значительное по площади
мелководье имеется у берегов Аргентины,
на нем располагаются Фолклендские (Мальвинские)
острова.
Солнечная радиация, минимальная
на Крайнем Севере и юге, составляет 60—65
ккал-см2/год и возрастает на экваторе
до 160 ккал.
Резко отличается продолжительность
дня и ночи, увеличиваясь от экватора к
северу и югу, превращается у полюсов в
сплошную ночь и непрерывный день в течение
полугода. Для Атлантического океана характерен
большой приток речных вод, сравнительно
равномерно распределенный по широте:
на западе — Св. Лаврентия, Миссисипи,
Амазонка, Ла-Плата, на востоке — реки
Балтийского бассейна, Нигер, Конго.
Важной особенностью Атлантического
океана являются средиземные моря — Мексиканский
залив и Карибское море на западе, и Средиземноморский
бассейн на востоке, вдающийся на тысячи
километров в глубь материка,
Для Атлантического океана
велико разнообразие механизмов, обогащающих
фотический слой биогенными элементами
глубинных вод: больших по площади и значительных
по активности анвеллингов у берегов Португалии,
Северо-Западной и Юго-Западной Африки,
конвективное перемешивание в зонах смешения
атлантических вод и вод Полярного бассейна,
простирающееся на юг Исландии и к Ньюфаундленду.
Локальные зоны смешения наблюдаются
также в Северном море, у южных берегов
Норвегии, у Южной Америки вдоль Фолклендского
течения. Обогащение фотического слоя
биогенными элементами имеет место в ряде
районов в результате обтекания неровностей
береговой линии и подводных возвышенностей.
Несомненную роль в обогащении афотического
слоя в тропической зоне играет Экваториальное
подповерхиостное противотечение Ломоносова.
Наконец, известная роль принадлежит и
биогенному стоку с речными водами.