Единое окно доступа к образовательным ресурсам

Экология и биологическая продуктивность океана: Учебное пособие

Голосов: 5

На базе современных научных воззрений и собственных многолетних экспедиционных исследований приводятся основные сведения об экологии Мирового океана; даются понятия о биосфере, биоценозе, экосистеме, биотопе, трофической цепи, биологической продуктивности океана. Приводится необходимая информация о фито- и зоопланктоне, фито- и зообентосе, нектоне и др. Рассматривается процесс биологического продуцирования в океане, даются современные оценки биомассы и продукции населения океана по экологическим группам. Даны понятия о биологической мелиорации океана, о марикультуре и об антропогенном загрязнении океана. Приведены также сведения об экологии рыб как важнейших представителей океанических гидробионтов, об их взаимоотношениях с абиотическими и биотическими факторами окружающей среды. Рассматривается современное состояние биоресурсов Мирового океана и отдельных его регионов, а также современный уровень и перспективы их эксплуатации человеком. Предназначено для студентов-географов со специализацией "география океана", а также для студентов-биологов, ихтиологов, экологов.

Приведенный ниже текст получен путем автоматического извлечения из оригинального PDF-документа и предназначен для предварительного просмотра.
Изображения (картинки, формулы, графики) отсутствуют.
    КАЛИНИНГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ




              В.И. САУСКАН


 ЭКОЛОГИЯ И БИОЛОГИЧЕСКАЯ
  ПРОДУКТИВНОСТЬ ОКЕАНА




                 Калининград
                    1996


КАЛИНИНГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ




              В.И. САУСКАН


 ЭКОЛОГИЯ И БИОЛОГИЧЕСКАЯ
  ПРОДУКТИВНОСТЬ ОКЕАНА

              Учебное пособие




                 Калининград
                    1996


    УДК 574.5 (26)

     Саускан В.И. Экология и биологическая продуктивность океана: Учебное пособие
/ Калинингр. ун-т. - Калининград, 1996. - 72 с. - ISBN 5-88874-008-Х.


    На базе современных научных воззрений и собственных многолетних экспедици-
онных исследований приводятся основные сведения об экологии Мирового океана;
даются понятия о биосфере, биоценозе, экосистеме, биотопе, трофической цепи, биоло-
гической продуктивности океана. Приводится необходимая информация о фито- и зоо-
планктоне, фито- и зообентосе, нектоне и др. Рассматривается процесс биологического
продуцирования в океане, даются современные оценки биомассы и продукции населе-
ния океана по экологическим группам.
    Даны понятия о биологической мелиорации океана, о марикультуре и об антропо-
генном загрязнении океана.
    Приведены также сведения об экологии рыб как важнейших представителей океа-
нических гидробионтов, об их взаимоотношениях с абиотическими и биотическими
факторами окружающей среды.
    Рассматривается современное состояние биоресурсов Мирового океана и отдель-
ных его регионов, а также современный уровень и перспективы их эксплуатации чело-
веком.
    Предназначено для студентов-географов со специализацией “география океана”, а
также для студентов-биологов, ихтиологов, экологов.



    Печатается по решению редакционно-издательского Совета Калининградского го-
сударственного университета.


    Библиография: 10 назв.

    Рецензент: доктор биологических наук, заведующий кафедрой ихтиологии и эко-
логии КГТУ В.А. Шкицкий.




    ISBN 5-88874-008-X                     © Калинииградский государственный
                                               университет, 1996


             Владимир Ильич Саускан

Экология и биологическая продуктивность океана

                 Учебное пособие

        Лицензия № 020345 от 27.12.1991 г.
               Редактор Л.Г. Ванцева.
 Подписано в печать 27.05.96 г. Формат 60×90 1/16.
Бумага для множительных аппаратов. Усл. печ. л. 4,5.
     Уч.-изд. л. 4,7. Тираж 250 экз. Заказ   .

  Калининградский государственный университет,
  236041, г. Калининград обл., ул. А. Невского, 14.


                                                      Содержание

   Раздел 1. Экология и общая оценка биологической продуктивности
Мирового океана ............................................................................................. 5
   1.1. Основные экологические понятия ...................................................... 5
   1.2. Подразделения экологии ..................................................................... 5
   1.3. Понятия биосферы, биоценоза и экосистемы .................................... 5
   1.4. Классификация экосистем и биоценозов (сообществ) ....................... 6
   1.5. Развитие биоценозов ........................................................................... 6
   1.6. Понятие и структурная схема пищевой цепи ..................................... 6
   1.7. Понятие биологической и промысловой продуктивности ................ 7
   1.8. Реакция фотосинтеза - основа первичной продуктивности .............. 7
   1.9. Экологические сообщества населения океана .................................... 8
   1.10. Общие сведения о планктоне ............................................................ 8
   1.11. Общие сведения о нектоне ................................................................ 9
   1.12. Общие сведения о бентосе ................................................................ 9
   1.13. Понятие о гидробиоценозах ............................................................. 9
   1.14. Экологические сообщества пелагиали ............................................ 10
   1.15. Флора океана ................................................................................... 10
   1.16. Биологическое продуцирование в Мировом океане ...................... 11
   1.17. Пространственное распределение биопродуктивности
в Мировом океане. Биомасса и продукция фито- и зоопланктона,
бентоса и нектона .......................................................................................... 12
   1.18. Общая биомасса и продукция населения океана ............................ 16
   1.19. Понятие о потенциальной промысловой продуктивности
Мирового океана ........................................................................................... 17
   1.20. Понятие о биологической мелиорации океана .............................. 18
   1.21. Марикультура, или морская аквакультура ..................................... 19
   1.22. Антропогенное загрязнение океана ................................................ 20

   Раздел 2. Экология и биология рыб как важнейших представителей
океанических гидробионтов .......................................................................... 23
   2.1. Экологические особенности формы тела и движения рыб .............. 23
   2.2. Эколого-биологическая классификация рыб ................................... 26
   2.3. Экологические особенности жизненных циклов рыб ...................... 28
   2.4. Рыбы и внешняя среда ....................................................................... 32

   Раздел 3. Региональная экология. Биоресурсы Мирового океана
и их использование человеком ...................................................................... 35
   3.1. Общая промыслово-биологическая характеристика
Мирового океана ........................................................................................... 35
   3.2. Промыслово-экологическая характеристика Атлантического
океана ............................................................................................................. 40
   3.3. Северо-восточная Атлантика (СВА) ................................................. 42

                                                                                                                          3


   3.4. Северо-западная Атлантика (СЗА) ................................................... 48
   3.5. Центрально-восточная Атлантика (ЦВА) ........................................ 49
   3.6. Юго-восточная Атлантика (ЮВА) ................................................... 50
   3.7. Юго-западная Атлантика (ЮЗА) ...................................................... 51
   3.8. Центрально-западная Атлантика (ЦЗА) ........................................... 52
   3.9. Антарктическая часть Атлантики (АЧА) .......................................... 53
   3.10. Краткая промыслово-экологическая характеристика
Тихого океана ................................................................................................. 54
   3.11. Северо-западная часть Тихого океана (СЗТО) ............................... 55
   3.12. Юго-восточная часть Тихого океана (ЮВТО) ................................ 62
   3.13. Краткая промыслово-экологическая характеристика
Индийского океана ........................................................................................ 64
   3.14. Биоресурсы эпи-, мезо-, бати-, абиссопелагиали и бентали
открытой части Мирового океана и возможности их использования ........ 67

     Список рекомендуемой литературы ........................................................ 71




4


   РАЗДЕЛ 1. ЭКОЛОГИЯ И БИОЛОГИЧЕСКАЯ ПРОДУКТИВНОСТЬ
                     МИРОВОГО ОКЕАНА

                   1.1 Основные экологические понятия

     Слово “экология” было впервые использовано немецким ученым Э. Геккелем
в 1866 году. Происходит оно от двух греческих слов: ойкос (дом) и логос (нау-
ка).
     В современном понимании экология - наука о местообитании живых орга-
низмов, в том числе и человека.
     Существует множество определений экологии, но большинство современных
экологов понимает под экологией науку, изучающую условия существования
живых организмов и взаимосвязи между организмами и средой, в которой они
обитают.
     Экология и биология океана изучает биологическую продуктивность океана,
его обитателей в связи со средой их обитания, воздействие человека на океан и
гидробионтов (обитателей гидросферы - водной оболочки Земли).

                        1.2. Подразделения экологии

   Аутэкология изучает взаимоотношения организмов - представителей какого-
либо вида с окружающей их средой: биотической (живой) и абиотической (не-
живой).
   Синэкология изучает отношения между особями разных видов какой-либо
группировки животных.
   Демэкология - это экология популяций, или популяционная экология.

              1.3. Понятия биосферы, биоценоза и экосистемы

   Биосфера - пространство, занимаемое всеми живыми организмами нашей
планеты. В природе существуют два основных типа объединений организмов:
   - общественные группировки (у позвоночных);
   - необщественные группировки (скопления, сообщества, биоценозы).
   Скопления особей одного или нескольких видов носят временный характер
(нерестовые, кормовые, привлекаемые на источник света и др.).
   Биоценоз, или сообщество, (термин предложен Мебиусом в 1877 году) - объ-
единение организмов, которые связаны друг с другом взаимозависимостью и
образуют группировку, относительно стабильную во времени и пространстве.
   Биоценозы могут быть устойчивыми или циклическими. В современной эко-
логии под биоценозом понимается группировка живых организмов, формируе-
мая в определенных более или менее устойчивых условиях внешней среды, ха-
рактеризуемая определенным видовым составом и наличием взаимозависимо-
стей между входящими в нее видами.


                                                                           5


    Биоценоз занимает пространство, именуемое биотопом. Размеры и продол-
жительность существования биоценоза могут быть весьма различными. Сино-
нимами биоценоза можно считать ассоциацию или сообщество.
    Экосистема - это система, состоящая из биотопа и населяющего его биоце-
ноза. Экосистема обычно относительно однородна по рельефу, климату, видо-
вому составу населения, физическим и химическим свойствам биотопа. Интен-
сивность обмена веществ и энергии между компонентами экосистемы, как пра-
вило, относительно стабильна.
    Экосистемы обычно складываются в процессе длительной эволюции и явля-
ются адаптацией видов к окружающей их среде обитания. Они обладают свойст-
вом саморегуляции и способны противостоять изменениям окружающей среды и
резким колебаниям численности и плотности составляющих их популяций или
их группировок.
    Экосистема обычно включает в себя:
    - биотические органические и неорганические вещества среды обитания жи-
вых организмов;
    - автотрофные организмы-продуценты, способные синтезировать органи-
ческие вещества за счет неорганической среды;
    - гетеротрофные организмы-консументы, питающиеся продуцентами или
другими консументами;
    - редуценты (или биоредукторы, или деструкторы), разлагающие органиче-
ские вещества на неорганические составляющие.

          1.4. Классификация экосистем и биоценозов (сообществ)

    Экосистемы подразделяют на:
    - микроэкосистемы (например, ствол погибшего дерева);
    - мезоэкосистемы (например, лес, пруд);
    - макроэкосистемы (например, океан);
    Сообщества могут быть наземными, морскими, пресноводными и т. п.

                         1.5. Развитие биоценозов

   Одно из важнейших свойств биоценозов - это их динамизм, развитие. В сво-
ем развитии каждый биоценоз проходит ряд этапов, смена которых называется
сукцессией биоценоза. Это закономерный, направленный процесс, который мож-
но прогнозировать. Он заканчивается образованием завершающего развитие
климаксового биоценоза, характеризующегося максимальной величиной био-
массы, наибольшим видовым разнообразием, развитием многочисленных связей
между живыми организмами. Такой биоценоз максимально защищен от нега-
тивного воздействия внешних факторов и находится в состоянии, именуемом
гомеостазом (относительно устойчивым динамическим равновесием).

              1.6. Понятие и структурная схема пищевой цепи


6


   Пищевая (или трофическая) цепь - это последовательный ряд групп живых
организмов, в котором организмы каждого последующего звена питаются орга-
низмами предыдущего, а сами, в свою очередь, являются объектами питания
следующего звена и т. д.
   В самом начале пищевой цепи в океанах и морях находятся хлорофиллосо-
держащие планктонные водоросли (так называемый фитопланктон), широко
распространенные в океанах и морях. Под влиянием излучения Солнца они на-
капливают химическую энергию и синтезируют из неорганических веществ ор-
ганические (углеводы, жиры, белки и др.). Это звено гидробионтов (обитателей
гидросферы - водной оболочки Земли) называют продуцентами.
   Следующее звено - это первичные консументы. Сюда входит, например, зоо-
планктон, мелкие планктонные животные (планктон - парящий, лат.), питаю-
щиеся продуцентами, фитопланктоном; фитофаги.
   Вторичные консументы - третье звено пищевой цепи, сюда входят гидро-
бионты, питающиеся первичными консументами, фитофагами. В океане это так
называемые планктофаги.
   Четвертое звено - это хищники, питающиеся обычно другими крупными гид-
робионтами.
   И конечное, пятое, звено - это деструкторы. Деструкторами являются мик-
роорганизмы (бактерии, дрожжи, некоторые грибы), которые разлагают органи-
ческие вещества и вновь приводят их в первоначальное неорганическое состоя-
ние. Органическое вещество растений обычно разлагают грибы, органику жи-
вотных - бактерии.
   На этом пищевая цепь замыкается, и начинается новый цикл.
   Микроорганизмы кроме роли деструкторов могут выполнять и другие функ-
ции, в частности, быть ингибиторами (пример - антибиотики) или стимулятора-
ми (пример - некоторые витамины).

       1.7. Понятие биологической и промысловой продуктивности

   Биологическая продуктивность может быть первичной и вторичной. Про-
дуктивность хлорофиллоносных растений - продуцентов, или фитопланктона,
называют первичной, продуктивность консументов и деструкторов - вторичной.
   Промысловой продуктивностью называют максимально допустимое годовое
изъятие гидробионтов из какого-либо водоема или участка океана без ущерба
для их воспроизводства.

       1.8. Реакция фотосинтеза - основа первичной продуктивности

   Суть реакции фотосинтеза следующая: под воздействием лучистой солнеч-
ной энергии углекислота, вода, ферменты и хлорофилл, химически взаимодейст-
вуя, преобразуются в протоплазму, состоящую из различных органических ве-
ществ; при этом происходит выделение кислорода.


                                                                          7


    Первичную продуктивность можно оценить с помощью непосредственного
измерения фотосинтеза. Для этого применяют метод Стиманна-Нильсена, осно-
ванный на использовании изотопа углерод-14, или метод Рилея (по количеству
выделяемого кислорода). Измерения показали, что средняя первичная продук-
тивность Мирового океана составляет 0,15 г/м2 в сутки, то есть около 15 млрд. т
углерода в год.
    За год в Мировом океане образуется около 30 млрд. т органического вещест-
ва, что эквивалентно 12 млн. ккал. Общая первичная продуктивность биосферы
(океанов и суши) оценивается в 61 млрд. т.

              1.9. Экологические сообщества населения океана

    В океанах и морях существуют два основных биотопа: пелагиаль (pelagos -
открытые воды) и бенталь (benthos - дно, глубина).
    Соответственно пелагос - это обитатели пелагиали, а бентос - население бен-
тали.
    Пелагобентосом называют формы, которые на разных этапах жизни ведут
пелагический и бентический образ жизни.
    Различные формы обрастаний на предметах и живых организмах в воде на-
зывают перифитоном.
    Все население пелагиали подразделяют на планктон (planktos - парящий,
лат.) и нектон (nektos - плавающий, лат.).
    Планктон - это гидробионты, либо не способные к самостоятельному пере-
движению в водной среде, либо не способные противостоять течениям и перено-
симые ими.
    Плейстон (plein - плавать, лат.) - пелагические гидробионты, часть тела ко-
торых находится в воде, а часть выступает над ее поверхностью. Например, это
медуза-сифонофора (физалия, или, как ее еще называют, “португальский кораб-
лик”, кстати, способная парализовать человека в воде).
    К нектону относятся крупные гидробионты, способные активно двигаться в
воде и преодолевать течения. Это рыбы, головоногие моллюски (кальмары, ось-
миноги, каракатицы), водные млекопитающие, черепахи и др.
    Нейстон - это гидробионты, жизненная среда которых (в основном) - по-
верхностная пленка воды.
    Детрит, или сестон - совокупность взвешенных в воде органических и ми-
неральных частиц.

                     1.10. Общие сведения о планктоне

    В зависимости от размеров планктонные организмы подразделяют на:
    - мегалопланктон (гидробионты размером более 1 м длиной);
    - макропланктон (1-100 см);
    - мезопланктон (1-10 мм);
    - микропланктон (0,05-1 мм);

8



    
Яндекс цитирования Яндекс.Метрика