Концентрация живого вещества в различных структурах биосферы

По характеру, организации и условиям жизнедеятельности организмов следует различать два основных структурных типа биосферы: континентальный и океанический.

Континентальная часть биосферы - суша занимает 148 млн км2 или 29 %, океаническая - 361 млн км2 или 71 %. В океанической части биосферы сосредоточено 98 % природных вод земной коры. Только 2 % гидросферы приходится на пресные воды, из которых большая часть заключена в ледниках. Особенностью наземной части биосферы является ее крайняя неоднородность, выражающаяся в наличии широтной и высотной зональности.

Широтная зональность определяется тем, что, кроме солнечной энергии, CO2 и минеральных веществ для развития растений, образующих первичное органическое вещество, необходимы вода (влага) и тепло. В разных зонах планеты соотношение между величинами получаемого тепла и влаги различно, что и положено в основу выделения 20 главных типов природных ландшафтов (зоны тундры, тайги, смешанных лесов и т. д.). Высотная зональность определяется высотой местообитания над уровнем моря. Хлорофиллоносные растения не могут жить выше 6000 м. Этот предел частично определяется недостатком жидкой воды, а частично - низким содержанием в атмосфере диоксида углерода, а также низкой температурой.

Океаническая часть биосферы имеет свои особенности. Условия жизни для водных организмов - гидробионтов - весьма специфичны, так как вода имеет значительные плотность, вязкость, теплопроводность, подвижность, обладает способностью расширяться при замерзании, растворять химические вещества и газы. Световой режим и давление по вертикальному профилю водоемов различны, что подразделяет живые организмы на глубоководных и живущих в поверхностных слоях. Различия в условиях существования в разных зонах как континентальной, так и океанической частей биосферы определяют особенности формирования таксономического состава биогеоценозов и уровня развития живого вещества.

Уровень развития живого вещества выражают двумя показателями - биомассой и продукцией. Биомасса (Б) - выраженное в единицах массы количество живого вещества, приходящееся на единицу площади или объема местообитания (г/м2, кг/га, г/м3 и т. п.). Продукция (П) - прирост биомассы на единице пространства за единицу времени (например, г/м2 в сутки). Важным показателем скорости, с которой воспроизводится единица биомассы, является отношение продукции к биомассе за единицу времени (П/Б-коэффициент). Так, П/Б = 2 за сутки означает, что биомасса живого вещества увеличилась за сутки в 2 раза. В таблице ниже приведены суммарные величины биомасс продуцентов первичного органического вещества (зеленые растения) и консументов (зообиомасса и биомасса микроорганизмов) в континентальной и океанической частях биосферы:

Биомасса организмов Земли (млрд т сухой массы)
Сухое вещество Тонны, 109 Проценты
Континенты Зеленые растения 2400 99,2
Животные и микроорганизмы 20,0 0,8
Всего 2420 100
Океан Зеленые растения 0,2 6,3
Животные и микроорганизмы 3,0 93,7
Всего 3,2 100
Итого 2423,2

Из таблицы видно, что на континентах преобладают растения (99,2 %), в океане - животные (93,7 %). Основная биомасса живого вещества планеты сосредоточена в зеленых растениях суши. Организмы, не способные к фотосинтезу, составляют менее 1 %. Биомасса наземных растений по абсолютной величине на четыре порядка больше, чем водных. Однако количества образованной ими первичной продукции за год на суше и в океане весьма близки между собой: 2/3 первичной продукции образуется на континентах и 1/3 - в водных экосистемах. Это связано с высокими величинами П/Б-коэффициентов водных автотрофных цианобактерий и зеленых растений, в основном представленных микроскопическими планктонными водорослями, и напротив, с низкой скоростью продуцирования растений суши, представленных в основном деревьями. Ежегодно в биосфере в процессе фотосинтеза образуется около 150-200 млрд т сухого органического вещества. В континентальной части биосферы самыми продуктивными являются тропические (П около 3 кг/м2 за год) и субтропические (П около 2,5 кг/м2 за год) леса, а также леса умеренной зоны (2 кг/м2 за год), зоны подъема глубинных вод - апвеллинг (1 кг/м2 за год). Большая часть земного шара покрыта океанами и пустынями с низкой продуктивностью живого вещества (до 0,1 кг/м2 в год).

Читать далее