Основы биологической продуктивности

Содержание

Слайд 2

Понятие биологической продуктивности Биологическая продуктивность - это экологическое и общебиологическое понятие,

Понятие биологической продуктивности

Биологическая продуктивность - это экологическое и общебиологическое понятие, обозначающее

воспроизведение биомассы растений, микроорганизмов и животных, входящих в состав экосистемы.
Мера биологической продуктивности – продукция за единицу времени на единицу площади или объема.
Биомасса непригодна в качестве общей меры биологической продуктивности.
Слайд 3

Типы продукции Первичная продукция – продукция автотрофов, способных к хемо- и

Типы продукции

Первичная продукция – продукция автотрофов, способных к хемо- и фотосинтезу.
Вторичная

продукция – продукция гетеротрофных организмов (консументов).
Промежуточная – продукция, потребляемая другими членами экосистемы (вещество вновь возвращается в круговорот).
Конечная – продукция, в той или иной форме отчуждаемая от экосистемы.
Слайд 4

Биологическая продуктивность Мирового океана Продукция 1 уровня (фитопланктон, бактерии) – 1250

Биологическая продуктивность Мирового океана

Продукция 1 уровня (фитопланктон, бактерии) – 1250 млрд.

т/год
Продукция 2-4 уровней (консументы) – 40-50 млрд. т/год
Потенциальная промысловая продукция – 260 млн. т/год
Фактическая промысловая продукция – 89 млн. т/год
Слайд 5

Распределение и продукция фитопланктона Общая продукция – 1200 млрд. т/год Распределен

Распределение и продукция фитопланктона

Общая продукция – 1200 млрд. т/год
Распределен неравномерно
По вертикали:

в слое от поверхности до глубины 200 м
Наибольшая биомасса: от поверхности до глубины 50-60 м
В водах Арктики и Антарктики – лишь вблизи поверхности.
Слайд 6

Распределение и продукция зоопланктона Продукция – около 53 млрд. т/год Биомасса

Распределение и продукция зоопланктона

Продукция – около 53 млрд. т/год
Биомасса – 21,5

млрд. т
90% видов сосредоточены в тропических, субтропических и умеренных водах.
Распределение соответствует распределению фитопланктона.
65% биомассы сосредоточено в слое от поверхности до глубины 500 м,
35 % - в слое 500-4000 м.
Слайд 7

Распределение и продукция бентоса (фитобентос) Опоясывает всю береговую линию Более 80

Распределение и продукция бентоса (фитобентос)

Опоясывает всю береговую линию
Более 80 тыс. видов
Биомасса

1,5-1,8 млрд. т
Распространен до глубины 20 м
Пища для рыб-фитофагов, субстрат для нереста рыб, зона обитания молоди
Объекты промысла, объекты культивирования:
- агар, агароид (анфельция, багрянки и др.)
- Ламинария (употребляется в пищу)
- Порфира (приправа к пище)
Слайд 8

Распределение зообентоса Прикрепленные, зарывающиеся или малоподвижные животные Включает 185 тыс. видов

Распределение зообентоса

Прикрепленные, зарывающиеся или малоподвижные животные
Включает 185 тыс. видов животных, из

них
180 тыс. – типично шельфовые
2 тыс. обитают на глубине более 2000 м
200-250 видов – на глубине более 4000 м.
Биомасса – 10-12 млрд. т, из них:
58% - на шельфах
32% - в слое 200-3000 м
10% - глубже 3000 м
Распределение в океане зависит от:
- Глубины дна,
- Типа грунта,
- Температуры воды,
- Наличия биогенных элементов
Слайд 9

Продукция зообентоса Продукция – 5-6 млрд. т/год Наиболее продуктивные районы: -

Продукция зообентоса

Продукция – 5-6 млрд. т/год
Наиболее продуктивные районы:
- Баренцево море
- Северное

море
- Охотское море
- Берингово море
- Большая Ньюфаундлендская банка
- Залив Аляска
Около 2 млрд. т бентоса ежегодно используется в пищу рыбами.
Слайд 10

Распределение и продукция нектона Нектон включает в свой состав: всех рыб,

Распределение и продукция нектона

Нектон включает в свой состав: всех рыб, крупных

пелагических беспозвоночных, в том числе кальмаров и криля, морских черепах, ластоногих и китообразных млекопитающих.
Нектон является основой промыслового использования гидробионтов Мирового океана и морей.
Биомасса: 4-4,5 млрд. т, в том числе
- 2,2 млрд. т рыб (из них 1 млрд. т мелких мезопелагических),
- 1,5 млрд. т арктического криля,
- более 300 млн. т кальмаров.
Слайд 11

Экологические группы рыб Шельфовые рыбы (размножаются и постоянно живут в водах

Экологические группы рыб

Шельфовые рыбы (размножаются и постоянно живут в водах шельфа):
основная

масса рыб;
основу группы составляют рыбы из пелагических семейств сельдевых, анчоусовых, ставридовых и скумбриевых, из донных и придонных семейств – камбаловых, скорпеновых, тресковых, мерлузовых, спаровых, лутьяновых, горбылевых и др.
Шельфово-океанические рыбы (размножаются в пределах шельфа или прилегающих континентальных или островных т в океане вдали от берегов).
- некоторые тресковые (путассу, минтай)
Собственно океанические рыбы (размножаются и постоянно живут в открытых районах морей и океанов, в основном над абиссальными глубинами).
- многие виды летучих рыб, ряд видов акул и тунцов, а также рыб мезо-, бати- и абиссопелагиали и обитателей океанической бентали.
Слайд 12

Антарктический криль Антарктический криль (Euphausea superba) обитает в водах Южного океана,

Антарктический криль

Антарктический криль (Euphausea superba) обитает в водах Южного океана, образуя

скопления в слое воды от поверхности до глубины 500 м, наиболее плотные – от поверхности до 100 м.
Продукция криля составляет в среднем 24-47 г/м2 и играет важную роль в питании китов, тюленей, птиц, кальмаров и других водных животных.
Биомасса криля в водах Южного океана в среднем оценивается в 1,5 млрд. т.
Является объектом промысла (Россия, Япония)
Максимально достигнутый годовой улов составил 530 тыс. т.
Слайд 13

Кальмары Широко распространены в тропических, субтропических и бореальных районах пелагиали и

Кальмары

Широко распространены в тропических, субтропических и бореальных районах пелагиали и неритических

зон Мирового океана.
Биомасса пелагических кальмаров - более чем 300 млн. т. Основные потребители кальмаров - кашалоты, ежегодное выедание: 180 - 300 млн. т.
Массовые скопления кальмаров тесно связаны с распределением биопродуктивных участков океана и массовых скоплений рыб.
Наиболее важные объекты промысла : кальмар-стрелка и шельфово-океанические короткоперые кальмары.
Ежегодно добывается
более 530 тыс. т японского кальмара-стрелки,
более 210 тыс. т кальмаров-лолиго
около 220 тыс. т короткоперых кальмаров.
Слайд 14

Китообразные и ластоногие морские животные Запасы истощены вследствие интенсивного промысла: Всего

Китообразные и ластоногие морские животные

Запасы истощены вследствие интенсивного промысла:
Всего было

добыто более 2 млн. шт. общей массой 174 млн. т.
Нерегулируемая охота за китами привела к практически полному их уничтожению в северном полушарии и резкому истощению запасов в южном.
Усатые киты являются основными потребителями криля в водах Антарктики.
В настоящее время в Мировом океане обитает лишь около 500 тыс. усатых китов и кашалотов, их промысел пока запрещен ввиду медленного темпа восстановления запасов.
В Мировом океане обитает около 250 млн. т ластоногих – ушастых и обычных тюленей, а также несколько миллионов дельфинов.
Ластоногие обычно питаются зоопланктоном (в частности, крилем), а также рыбами и кальмарами.
Слайд 15

Общая биомасса и продукция населения Мирового океана Высокопродуктивные районы - 20%

Общая биомасса и продукция населения Мирового океана

Высокопродуктивные районы - 20% акватории

Мирового океана:
- фитобентос - 1% общей площади дна океана,
- зообентос – 6-8%,
- площадь основных промысловых районов - 2%всей акватории.
Имеют место существенные различия в ходе процесса биопродуцирования в океане и на суше.
Слайд 16

Общая биомасса и продукция населения Мирового океана Биомасса населения пелагиали (без

Общая биомасса и продукция населения Мирового океана

Биомасса населения пелагиали (без микрофлоры):

35-38 млрд. т,
Из них:
30-35% - продуценты
65-70% - консументы различных уровней
Продукция: более 1300 млрд. т/год
Более чем 1200 млрд. т/год дают водоросли
70-80 млрд. т/год - животные
Слайд 17

Понятие P/B-коэффициента P/B-коэффициент – является одним из важнейших показателей интенсивности процесса

Понятие P/B-коэффициента

P/B-коэффициент – является одним из важнейших показателей интенсивности процесса биологического

продуцирования; рассчитывается как отношение годовой продукции к среднегодовой биомассе.
Р/В для фитопланктона - от 100 до 200,
Р/В для зоопланктона - 10-15,
Р/В для нектона – 0,7,
Р/В для бентоса - 0,5.
В целом Р/В-коэффициент понижается от нижних звеньев трофической цепи к высшим.
Слайд 18

Слайд 19

Понятие потенциальной промысловой продуктивности Потенциальная промысловая продуктивность водоема – это потенциально

Понятие потенциальной промысловой продуктивности

Потенциальная промысловая продуктивность водоема – это потенциально возможное

годовое изъятие из него промысловых гидробионтов без ущерба для их воспроизводства.
Зависит от воспроизводительной способности запаса гидробионта (с учетом темпов размножения, роста и убыли по различным причинам).
Воспроизводительную способность запаса гидробионта отражает P/B-коэффициент.
Принято считать, что промысел без ущерба для запаса может изымать:
- около половины годовой продукции,
- около 0,3 среднегодовой биомассы.
Слайд 20

Оценка возможного годового изъятия основных промысловых гидробионтов Планктоноядные и хищные пелагические

Оценка возможного годового изъятия основных промысловых гидробионтов

Планктоноядные и хищные пелагические и

донные рыбы:
0,3B=0,5 млрд. т
0,5P=0,3 млрд. т, где B-биомасса, P-продукция
Среднее значение – 0,4 млрд. т
Мелкие мезопелагические рыбы:
0,3В=0,3 млрд. т
0,5Р=0,6 млрд. т
Среднее значение – 0,45 млрд. т
Криль:
0,3В=0,66 млрд. т
0,5Р=0,45 млрд. т
Среднее значение – 0,55 млрд. т
Кальмары:
0,3В=84 млн. т
0,5Р=425 млн. т
Среднее значение – 255 млн. т
Слайд 21

Биологическая мелиорация океана Методы «биологической мелиорации» направлены на улучшение (с позиций

Биологическая мелиорация океана

Методы «биологической мелиорации» направлены на улучшение (с позиций человека)

состояния многовидовой экосистемы, ее видового состава, соотношения биомасс популяций населяющих ее гидробионтов.
Один из методов: целенаправленный промысел определенных видов.
Слайд 22

Задачи целенаправленного вылова определенных видов с целью мелиорации сокращение биомассы и

Задачи целенаправленного вылова определенных видов с целью мелиорации

сокращение биомассы и

численности многих животных, являющихся в данной экосистеме так называемыми «кормовыми тупиками»;
изменение в нужную для человека сторону количественного соотношения видов гидробионтов в том или ином водоеме;
обеспечение лучших условий для существования наиболее важных для промысла популяций;
вселение в водоемы видов, полезных для человека (ценные в пищевом отношении, использующие нетронутые ресурсы, являющиеся ценными кормовыми объектами и т.п.).