Охрана окружающей среды пособие 1 модуль (1135359), страница 6
Текст из файла (страница 6)
Планктонные сообщества – сообщества организмов,приспособившихся к жизни в толще воды, не сопротивляясь течениям (от греческогоplanktos – влекомый течениями), в отличие от нектона – активных пловцов (рыбы,кальмары). Планктон – это и вирусы, и бактерии, и простейшие, и многоклеточныеживотные. Традиционно планктон подразделяется по принадлежности к трофическомууровню на фитопланктон – автотрофных организмов (автотрофный – способный«прокормить себя сам») и зоопланктон – гетеротрофных, чаще всего растительноядныхи хищных организмов. Размеры планктонных организмов варьируют от микронов дометров, по размеру планктон делится на пикопланктон, нанопланктон, микропланктон,мезопланктон и макропланктон. В разных системах границы размерных классовпроводят по разному, мы будем рассматривать традиционно наиболее изученныегруппы, вносящие наибольший вклад в круговорот веществ в океане: фитопланктон (от1 мкм до первых миллиметров), и мезозоопланктон (0,1 – 5 мм).
В последниедесятилетия в фокусе исследований находится микропланктон и бактерии, чей вклад вкруговорот может быть очень большим, на лекции этот вопрос будет рассматриватьсяотдельно.Поскольку основная масса органического вещества в океане синтезируетсярастительными клетками (часть синтезируется хемосинтетическими бактериями, этоспецифические сообщества – сообщества гидротерм и холодных высачиваний),32главным фактором, лимитирующим распространение жизни в океане, становится свет.Вода обладает наибольшей проницаемостью для лучей видимой части солнечногоспектра – «синее окно».
Тем не менее, проницаемость воды светом все же очень мала,слой, где процесс фотосинтеза возможен, как правило, ограничивается 200 метрами.Слой, где возможен фотосинтез, называют эуфотическим слоем, а солнечную энергию,необходимую для фотосинтеза – фотосинтетически активной радиацией (ФАР).
Дляизмерения ФАР используют датчики освещенности, но есть и старый простой метод –использование диска Секки. Глубина по диску Секки практически совпадает с 1%освещенности – границей эуфотического слоя.Помимо света, для реакции фотосинтеза необходимы «строительные материалы»для создания биологических молекул. Углекислого газа всегда хватает в воде врастворенном виде или в виде ионов угольной кислоты. Лимитирующими могутвыступать другие вещества.
Такие соединения получили сводное название «биогены»- это, в основном, соединения азота, фосфора и кремния. Азот присутствует в воде ввиде растворенного газа, но в таком виде его используют только немногие бактерии –азотфиксаторы. Доступные растениям формы азота – это мочевина, нитраты и нитриты.Фосфор присутствует в виде фосфатов, кремний – в виде кремнекислоты Si(OH)4.Помимо биогенов, для нормальной жизнедеятельности растениям необходимымикроэлементы – железо, магний, цинк, медь, кобальт, сера, хром и пр.
Поскольку вверхнем, эуфотическом слое воды, все эти вещества активно потребляются растениями,распределение их по вертикали неоднородно: с глубиной их концентрации возрастают.Как же поддерживается ежегодное цветение фитопланктона в разных районахМирового океана?Растения, помимо синтеза органики, также и перерабатывают питательныевещества, дышат, поэтому одного знания глубины фотосинтетической активности мало– необходимо знать глубину компенсации, на которой синтез и деструкцияорганического вещества сообществом автотрофов равны между собой.
В зависимостиот температуры, состава сообщества, доступности минерального питания глубинакомпенсации будет меняться, поэтому важно измерять комплекс параметров –содержание кислорода, содержание в воде биогенов, биомассу хлорофилла,интенсивность флуоресценции, первичную продукцию. Первичная продукция – этобиомасса, произведенная сообществом за единицу времени.
Измерить первичнуюпродукцию можно только in situ – непосредственно на месте. Существует несколькометодов измерения, основной – с использованием радиоактивного изотопа углерода.Поскольку судовое время очень дорого, у этого метода есть множество модификаций,33основанных на различных допущениях. В лекции мы рассмотрим наиболее популярныеи простые решения.Синтезированное растительным сообществом органическое вещество тут жевступает в биохимический круговорот – поступает на следующий трофическийуровень, представленный растительноядным планктоном. Эффективность переносаэнергии между трофическими уровнями оценивается примерно в 20%. С учетомразницы в размерах организмов на разных трофических уровнях, по потребляемойбиомассе строится трофическая пирамида.
Из нее следует, к примеру, что длянаращивания 1 кг массы синему киту (150 тонн) нужно съесть 20 кг зоопланктона, дляполучения которых потребуется 400 кг фитопланктона. Однако наличная биомассафитопланктона в любой точке отбора всегда значительно меньше биомассызоопланктона. Парадокс разрешается, если посмотреть на скорость продукции наразных трофических уровнях. Фитопланктон при благоприятных условиях удваиваетбиомассу за сутки, зоопланктон – за недели – месяцы, рыбы и киты – за годы. Дляудобства сравнения продукцию, как первичную (у растений), так и вторичную (приростмассы тела, производство потомства у животных), измеряют в пересчете на углерод.Для построения моделей и прогнозирования развития сообществ в тех или иныхусловиях требуется знание содержания углерода в различных организмах. Методыизмерения углерода кратко будут рассмотрены в лекции.Водные массы находятся в постоянном движении, однако в них существуютустойчивые планктонные сообщества.
Устойчивость в геологическом временидостигается за счет синхронизации жизненных циклов с изменениями среды. Разныеорганизмы используют разные стратегии. Понимание стратегий планктонныхорганизмов помогает выявлять критические моменты в жизненных циклах, наиболееуязвимые к внешним воздействиям. Жизненные циклы будут рассмотрены на примеретрех видов растительноядных рачков из рода Calanus.Список литературы:1.Стив Нешиба «Океанология» Москва, Мир, 19912.Л.А. Зенкевич «Фауна и биологическая продуктивность моря. Т. 1Мировой Океан» Сов. наука,195134Лекция 4.
Донные сообщества: типы сообществ, их роль в функциональнойструктуре океана.Цетлин Александр БорисовичЦель лекции: снабдить слушателя информацией о разнообразии донныхсообществ, зонировании сообществ по вертикали, удаленности от побережья, вширотном направлении, о роли донных сообществ в функционировании океаническихэкосистемЗадачи лекции: сформировать у слушателей системные представления офункциональнойструктуре донных сообществ; основных компонентах донныхсообществ (мега-, макро- мейо- микробентос, демерсальных формах); разнообразиидонных сообществ, зонировании сообществ в зависимости от глубины, удаленности отпобережья, климатических и широтных зон; устойчивости разных типов донныхсообществ к различным возмущениям; основных методах изучения донных сообществ.В результате освоения материала лекции обучающийся должен знать основныедостижения ипроблемы в изучении функциональной итрофической структурыдонных сообществ; иметь представления о разнообразии и зонировании донныхсообществ, об особенностях донных сообществ в морских арктических экосистемах;познакомиться с современными методами получения натурных данных о донныхсообществах и уметь применить полученные знания для решения практических задач.Основные термины: мега-, макро-,мейо-, микробентос, эпифауна, инфауна,обрастатели, типы личиночного развития, литораль, сублитораль, бенталь абиссаль,гидротермальные сообщества.Содержание лекцииДонные сообщества и их роль в биологической структуре океана.
Историяизучения донных сообществ. Качественный и количественный подходы, Современныеметоды выделения и картирования, функциональная структура донных сообществ.Классификация донныхсообществ.Сообщества инфауныиэпифауны.Сообщества смешанных грунтов. Интерстициаль. Агрегированное распределениежизни в донных сообществах, зависимость сидячих морских животных от субстрата.Основные факторы, определяющие характер сообщества – рельеф, характер субстратаи придонная гидродинамика.Широтная зональность, вертикальная зональность, удаленность от побережья.Особенности разных типов донных сообществ.
Сообщества литорали. Илистая,песчаная, каменисто – илистая литораль, скалистая литораль, действие прибоя,зонирование сообществ литорали, население грунтовых соленых вод. Роль макрофитов35в сообществах литорали. Действие многолетних и сезонных льдов на литораль. Зимовкаживотных на литорали.Сообщества сублиторали (шельф): илистые, песчаные,валунные скалистыесообщества, макрофиты, распределение флоры (макрофитов) в сублиторали.Особенности функциональной структуры сублиторальных сообществ.Коралловые рифы.
Распределение в океане, рост кораллов, механизмывозобновления рифов, устойчивость к действию различных внешних факторов. Какрифы реагируют на поднятие или опускание дна (уровня океана).Массивные постройки других животных. Сабеллариидные, спионидные,верметидные рифы.Сообщества батиали, сообщества абиссали, гидротермальные сообщества.Функциональные связи в донных сообществах.
Как поддерживается структура исостав донных сообществ. Стабильность в донных сообществах. Регенерация(самовосстановление) донных сообществ после действия различных факторов. Рольпелагических и донных личинок, а также демерсальных миграций в поддержанииструктуры донных сообществ.Эфемерные донные сообщества. Морской снег.Список литературы:1. Жирков И.А. Жизнь на дне. Био-экология и биогеография бентоса.
М. КМК.2010. 453 с.2. Нинбург Е.А.. Введение в общую экологию. М.: ТНИ КМК, 2005.3. Мокиевский В.О. Экология мейобентоса. М. КМК. 2009. 235 с.4. Бурковский И.В. Морская биоценология. Организация сообществ и экосистем.Москва. КМК. 2006. 285 с.5.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
