Биологическая структура океана

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Из 510 млн. кв. км площади земного шара на Мировой океан приходится 361 млн. кв. км, или почти 71% (южное полушарие более океаническое - 81%, чем северное -61%). Океаническая часть земной поверхности - наиболее крупный горизонтальный компонент географической оболочки. Сам факт существования глобальной неоднородности (материковость - океаничность) в сочетании с географической широтой и высотой определяет главнейшие особенности природы Земли. Кроме того, суша и океан распределены по поверхности Земли неравномерно. Асимметрия суши и океана влечет за собой асимметрию в распределении всех остальных компонентов природы: климата, почв, животного и растительного мира; оказывает влияние на характер хозяйственной деятельности человека. Таким образом, познание географических объектов, явлений, процессов невозможно без изучения природы Мирового океана.

Средняя глубина Мирового океана - около 4 тыс. м - это всего только 0, 0007 радиуса земного шара. На долю океана, учитывая, что плотность его воды близка к 1, а плотность твердого тела Земли - около 5, 5, приходится лишь малая часть массы нашей планеты. Но если обратиться к географической оболочке Земли тонкому слою в несколько десятков километров, то большую ее часть составит именно Мировой океан. Поэтому для географии он важнейший объект исследования. В системе наук о Земле важное место занимает океанология, охватывающая всю сумму знаний о Мировом океане и его взаимосвязях с материковой частью Земли и атмосферой. Современная океанология опирается на достижения физики, химии, биологии, геологии и сама вносит существенный вклад в развитие этих наук.

1. Понятие Биологической структуры океана

Биологическая структура океана - совокупность наиболее общих особенностей организации и распределения жизни в океане. Определяется основными законами биогеографии: законом широтной зональности, законом вертикальной зональности (поясности), законом биологической симметрии и законом циркумконтинентальности. Закон широтной зональности отражает степень прогрева вод океана (наиболее прогреты экваториальные воды и наименее - полярные), а также распределение циклонических и антициклонических циркуляций поверхностных вод. Зоны повышенной продуктивности (а значит, и количественного обилия жизни) приурочены к циклоническому режиму течений, где происходит подъем глубинных вод, обогащенных биогенными элементами. Закон вертикальной зональности определяет распределение жизни в океане по вертикали, которое связано прежде всего с тем, что фотосинтез (и соответственное использование солнечной энергии) может осуществляться только в самых верхних слоях воды, куда проникает свет (до глубины 50 м, а при высокой прозрачности воды до 200 м). Закон биологической симметрии определяет некоторое сходство в распределении жизни в Северных и Южных полушариях. Закон циркумконтинентальности характеризует сгущение жизни вокруг континентов или островов и уменьшение ее в сторону открытого океана. Наблюдается заметное уменьшение продуктивности от шельфовых зон к центральной части океана, от мелководий в глубину (биомасса планктона уменьшается в тысячи раз, бентоса - в миллионы раз). Выявление Б.С.О. имеет важное значение, во-первых, как обобщение распределения продуктивных свойств океанов, во-вторых, как основа для разработки его хозяйственного освоения. Впервые учение о Б.С.О. разработано советскими учеными В. Г. Богоровым и Л. А. Зенкевичем.

океан мировой океанология жизнедеятельность

2. Изучение биологической структуры Мирового океана

Биогеография, изучающая состав, распределение и жизнедеятельность организмов на Земле, - одна из неотъемлемых частей океанологии. Нельзя составить полного представления о природе Мирового океана, не зная законов, управляющих жизнью и географическим распространением ее обитателей (гидробионтов).

Мировой океан (океаносфера) - наиболее обширная по площади и мощная по объему часть биосферы. Жизнь зародилась и на протяжении миллиардов лет развивалась в океане. Океаносфера предоставляет почти в 80 раз больше пространства для жизни, чем наземный мир.

В общем круговороте вещества и энергии видная роль принадлежит организмам. Как показал В. И. Вернадский, вещество всех наружных оболочек Земли и литосферы (осадочные породы), и атмосферы, и гидросферы многократно проходит через тело живых существ, которые ассимилируют минеральные вещества, воду, газы и вновь возвращают их в преобразованном виде в окружающую среду. Наиболее значительной является средообразующая функция: способность морских организмов стабилизировать химическую систему океана, влиять на газовый состав атмосферы, осадочные породы и т.п.

В изучении биологической структуры и функций живого вещества в Мировом океане важное место принадлежит географическому подходу. Его значение определяется присущей современной географии интегрирующей способности объединять частные океанологические исследования (физические, химические, геологические, биологические и т.п.) на базе представлений о природных комплексах (ПК) водных и подводных, "...критерий географичности, - пишет А.Ф. Плахотник (1977), - состоит в изучении своего объекта на двух уровнях организации одновременно - компонентном и комплексном".

В океанологии исследования ведутся преимущественно на компонентном уровне. Однако, как подчеркивал один из первых энтузиастов применения географического подхода в океанологии ВТ. Богоров (1960), логика исследования океана на компонентном уровне неизбежно ведет к синтезированию разнородного материала, выяснению причинности явлений и их взаимных связей. Разрабатывая учение о биологической структуре океана, Л А. Зенкевич и В.Г. Богоров использовали концепцию докучаевской географии. Поэтому закономерен их вывод об обусловленности биологической структуры океана его географической структурой.

Структура и функции биологической системы Мирового океана определяются характером свойственного ему физико-географического процесса, который рассматривается в данном случае как комплекс разнообразных экологических факторов. Основным результатом действия последних является регионализация океана на широтные (зональные), глубинные (поясные) и азональные природные комплексы аквальные (водные) и донные. Особую категорию представляют ландшафты водные и подводные и единицы внутриландшафтного подразделения. Природные комплексы любой размерности обладают своими биогеографическими особенностями.

Идея связать распределение жизни в океане с природными комплексами имеет свою предысторию. Еще в 1887 г. К. Мебиус на примере устричной банки в Северном море показал, как в результате взаимодействия биотических и абиотических факторов на морском дне формируется целостная природная система, для обозначения которой он ввел термин биоценоз. Понятие "биоценоз" быстро вошло в научный обиход, так как отражало созревшее стремление естествоиспытателей рассматривать совокупности организмов как целостные системы.

Важный шаг на пути сближения биоценологии с ландшафтоведением (наукой о природных комплексах - геосистемах) сделал С. А. Зернов (1913) в классическом труде "К вопросу об изучении жизни Черного моря". Для обозначения участков дна, однородных по природным условиям, занятых характерными сообществами морских организмов, С.А. Зернов впервые употребил термин "фация".

В последние десятилетия наблюдается плодотворное и взаимообогащающее развитие новых идей на стыке географии, биогеографии и экологии. По справедливому замечанию В. Б. Сочавы (1970), биогеограф-эколог, как и географ-ландшафтовед, ведет исследования в трех измерениях: планетарном, региональном, топологическом.

Планетарный экологический фон представлен региональными вариациями, а последние в свою очередь включают многочисленные топологические подразделения, вплоть до элементарных экосистем. Биосфера адекватна географической оболочке, биоценозы -внутриландшафтным природным комплексам.

В морской экологии определился ландшафтно-биономичский = ландшафтно-экологический подход к изучению жизни в океане. Его сущность можно раскрыть на примере полицентрического и биоцентрического взглядов на геосистему (рис. 0.1).

По упрощенной схеме геосистема представляет биотоп (сочетание биотопов) + биоценоз (сочетание биоценозов). Другими словами, с позиций гидробиолога ландшафты, например подводные, сформировавшиеся на мелководье, являются определенными биономическими типами морского дна, характеризующимися своими биоценотическими особенностями. Характеристика бентоса через познание ландшафтной структуры позволяет наиболее глубоко уяснить связь донных биоценозов с условиями местообитания, определить закономерности их распределения, выявить участки с типичными чертами биологической структуры.

Учитывая зависимость донного населения от природных условий, Е. Ф. Гурьянова (1959) и Г У Линдберг (1959) с успехом применили метод составления карт подводных ландшафтов к изучению закономерностей распределения донных биоценозов. Л. А. Зенкевич (1967, 1970) отметил родство общих идей В. В. Докучаева о природном комплексе, В. И. Вернадского о биосфере, В. Н. Сукачева о биогеоценозе и подчеркнул их значение для изучения биологической структуры океана. Ландшафтно-экологический подход при изучении морских мелководий раскрыт в работах К.М. Петрова (1989), К.М. Петрова и В.Б. Поздеева (1992), В.А. Мануйлова (1990), КС. Арзамасцева и Б.В. Преображенского (1990), Л. А. Беспаловой (1997) и др.

Связь биогеографии с океанологией особенно ярко проявляется в общности подходов к изучению как глобальных закономерностей, так и особенностей структуры и функционирования природных систем на региональном и топологическом уровнях.

Назовем четыре главных аспекта, лежащих в основе океанологических и биогеографических исследований: 1) эволюционный (естественно-исторический) подход к объяснению разнообразия океанических структур; 2) изучение массо-энергообмена как основы целостности и относительной устойчивости природных систем; 3) применение методов районирования и ландшафтно-экологического картографирования для отображения пространственной неоднородности океаносферы; 4) разработка рекомендаций по рациональному природопользованию и охране природы Мирового океана.

Заключение

Из всех планет Солнечной системы только на Земле есть океан. Вероятно, океан образовался из воды, освободившейся при разогреве водосодержащих минералов в конце периода формирования Земли как планеты.

Человек разносторонне использует ресурсы океана (как органического, так и неорганического происхождения). Ежегодно в мире добывается около 60 млн. т морских продуктов, что составляет около 1% потребляемой человеком пищи. Большую часть этих продуктов составляет рыба.

Океан играет большую роль в жизни нашей планеты. Он аккумулирует большое количество тепла в экваториальной и умеренной зоне и течениями переносит это тепло в приполярные районы Земли, тем самым значительно смягчая климат полярных областей.

К сожалению, Мировой океан, особенно в последнее время, подвергается сильному загрязнению. В океане можно обнаружить пластики, нефть, ДДТ и всевозможные отходы хозяйственной деятельности человека. Проблема загрязнения океана может возникнуть в будущем, если использование энергии и ресурсов будет возрастать и дальше.

Размещено на Allbest.ru