CC BY
82НАУКИ О ЗЕМЛЕ
УДК 504.75
ОСОБЕННОСТИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ БИОМАССЫ НА СУШЕ И В МИРОВОМ ОКЕАНЕ
Васин Денис Викторович Головина Екатерина Сергеевна
г. Москва,
Московский государственный областной университет
Vasin Denis Viktorovich Golovina Ekaterina Sergeevna
Moscow,
Moscow state regional University DOI: 10.31618/nas.2413-5291.2020.1.53.156
Аннотация
В данной публикации рассматриваются вопросы распределения биомассы и биологической продуктивности на суше и в Мировом океане. Приводятся статистические данные о количестве фитомассы и зоомассы, объясняется их зональное распределение.
Также в статье указываются причины, влияющие на зональное распределение живого вещества. Ключевые слова: зональность, живое вещество, биомасса, фитомасса, зоомасса, биологическая продуктивность биосфера.
Живое вещество распределено на Земле очень неравномерно, при этом его масса в целом увеличивается от полюсов к экватору. Необходимо отметить, что живое вещество принимает поток солнечной энергии и осуществляет ее превращение, перераспределение и поэтому является главнейшим фактором, определяющим облик ландшафтов Земли. [1.]
В.И. Вернадский утверждал, что живое вещество выражается нам в окружающей природе во всюдности жизни, в захвате ею, если этому не
препятствуют непреодолимые препятствия, всякого свободного пространства биосферы. Область жизни — вся поверхность планеты. [5.]
Количество живого вещества составляет биомассу. Биомасса — выраженное в единицах массы (веса) количество живого вещества, приходящееся на единицу площади или объема, при этом различают фитомассу, зоомассу и бактериомассу. На суше преобладает биомасса зеленых растений (фитомасса) — 99,2%, а в океане — животные и микроорганизмы (93,7%) (табл. 1).
Таблица 1.
Распределение живого вещества на Земле
Показатель Суша Океан
Площадь 149х106 км2 (29%) 361х106 км2 (71%)
Биомасса 2420х109т (99,87%) 3,2х109т (0,13%)
Растения 99,2% 6,3%
Животные 0,8% 93,7%
В настоящее время по видовому составу на Земле преобладают животные (более 2 млн. видов) над растениями (0,5 млн.). Запасы фитомассы составляют 99% запасов живой биомассы Земли, поэтому геохимическая роль живого вещества может быть оценена геохимической работой зеленых растений [2.] Биомасса суши более чем в 1000 раз превышает биомассу океана. На суше биомасса и количество видов организмов в целом увеличиваются от полюсов к экватору, хотя есть исключение в виде субтропических и тропических пустынь.
В.И Вернадский был одним из первых, кто в 20-х и 30-х годах дал подсчёты биомассы суши для растительности [3.] Масса живого вещества леса по Вернадскому составляет 1011-1012 т, а травяной растительности 1010-1011 т. Также он предположил, что биомасса концентрируется на контакте контрастных сред(почвы, воды и воздуха) и места наибольшей концентрации организмов в биосфере В. И. Вернадский назвал «пленками жизни». Общая структура биосферы представлена на рис. 1
Абиосфера
Рис. 1 Общая структура биосферы [4.]
Как было уже отмечено, распределение жизни в биосфере отличается крайней неравномерностью. В арктических, субтропических и тропических пустынях, в тропических зонах океана, вдалеке от вод континентального шельфа, а также на больших глубинах океана и высокогорьях концентрация жизни невысока.
Биопродуктивность - это скорость продуцирования (прироста) биомассы за определенное время. Биомасса производится продуцентами - организмами, которые посредством фото- или хемосинтеза способны образовывать органические вещества из неорганических, а также консументами - организмами, которые питаются
Биомасса разных
органическими веществами, созданными продуцентами. Первичной продуктивностью называется биомасса, которую продуценты создают за единицу времени в процессе фотосинтеза, и которая накапливается в экосистемах и используется в дальнейшем редуцентами и консументами. Вторичной продуктивностью называется биомасса, созданная консументами за единицу времени. Наиболее высокими показателями биомассы и продуктивности характеризуются в первую очередь влажные тропические леса, а минимальными показателями обладают сухие пустыни скалы и ледники (табл. 2).
Таблица 2.
типов экосистем [4.]
Тип экосистем Площадь, в 106 км Биомасса растений, кг/м2 Мировая величина
колебания в среднем Биомасса растений, в 109т Биомасса животных, в 109т
Влажные тропические леса 17,0 6-80 45 765 330
Тропические сезонно-зеленые леса 7,5 6-80 35 260 90
Вечнозеленые леса умеренного пояса 5,0 6-200 35 175 50
Листопадные леса умеренного пояса 7,0 6-60 30 210 110
Тайга 12,0 6-40 20 240 57
Лесо-кустарниковые сообщества 8,5 2-20 6 50 40
Саванна 15,0 0,2-15 4 60 220
Лугостепь 9,0 0,2-5 1,6 14 60
Тундра и высокогорье 8,0 0,1-3 0,6 5 35
Пустыни и полупустыни 18,0 0,1-4 0,7 13 8
Сухие пустыни, скалы, ледники 24,0 0-0,2 0,02 0,5 0,02
Культивируемые земли 14,0 0,4-12 1 14 6
Болота и марши 2,0 3-50 15 30 20
Озера и водотоки 2,0 0,01 0,02 0,05 10
Материковые экосистемы в целом 149 - 12,3 1837 1005
Открытый океан 332,0 0-0,005 0,003 1,0 800
Зоны апвеллинга 0,4 0,005-0,1 0,02 0,008 4
Континентальный шельф 26,6 0,001-0,04 0,01 0,27 160
Заросли водорослей и рифы 0,6 0,04-4 2 1,2 12
Эстуарии 1,4 0,01-6 1 1,2 21
Морские экосистемы в целом 361 - 0,01 3,9 997
Общая биомасса Земли 510 - 3,6 1841 2002
Недостаточно изучено распределение биомассы в океане (особенно в удаленных его частях), при этом было обнаружено ее неоднородное распределение по вертикали и горизонтали.
Главная контактная зона географической оболочки, формирующаяся на границе суши, океана и атмосферы характеризуется мощным слоем живых организмов, который составляет здесь от нескольких метров до нескольких десятков метров и больше и самым разнообразным видовым составом организмов.
Как уже было отмечено, по величине сухого органического вещества, материки существенно превосходят океаны.
Как на суше, так и в океане наблюдается горизонтальная зональность в распределении живого вещества. На земной поверхности максимальное количество биомассы растений приходится на экваториальный,
субэкваториальный и умеренный пояса, а Мировом океане максимальные запасы зоопланктона на единицу площади находятся в субарктическом и северном умеренном поясах. Необходимо выделить главную закономерность в распределении живого вещества и для суши и для океана: везде тропические пояса характеризуются
минимальными величинами биомассы.
На суше величина биомассы зависит в первую очередь от климатических и гидрологических показателей, при этом максимальные значения характерны для лесных экосистем (табл. 2), особенно для влажных тропических лесов и тропических сезонно-зеленых лесов, где практически оптимальное сочетание температуры и влаги. От вечнозелёных тропических лесов биомасса начинает постепенно убывать, что связано с наличием лимитирующего фактора (либо недостаток тепла, либо нехватка влаги). Биомасса центральных районов Антарктиды, Гренландии и островной Арктики имеет очень низкие показатели.
В океане зональность в распределения биомассы проявляется в уменьшении значений от
прибрежных зон (континентальный шельф) к центральным частям океанов, что объясняется уменьшением количества органических соединений и минеральных элементов в воде. Высокое содержание органических веществ усиливает биологическую активность, что изменяет прозрачность и цвет воды. Максимальные показатели биомассы характерны для умеренного пояса в северной части Атлантического и Тихого океанов, а минимальные в центральной части Северного Ледовитого океана, а также в тропических широтах Атлантического, Тихого и Индийского океанов
Таким образом, биомасса и продуктивность суши и океанов имеют очень значительные различия, на что влияют многие причины. Главная из них состоит в том, что микроскопические продуценты погружены в воду и удалены друг от друга. Кроме того, солнечное излучение в большей мере поглощается водой, чем поверхностью суши.
Список литературы:
1. Вернадский В.И. Очерки геохимии. 2-е русское изд., Л., 1934
2. Базилевич Н.И, Родин Л.Е. Географические закономерности продуктивности и круговорота химических элементов в основных типах растительности Земли. Сборник общие теоретические проблемы биологической продуктивности, Изд-во «Наука», Л.:, 1969, стр 2433
3. Ковда В.А. Проблема биологической и хозяйственной продуктивности суши. Сборник общие теоретические проблемы биологической продуктивности, Изд-во «Наука», Л.:, 1969, стр. 824
4. РеймерсН.Ф. Природопользование. Словарь-справочник -М.: Изд-во «Мысль», 1990, 639 стр.
5. Вернадский В.И. Биосфера и ноосфера. - М.: Изд-во «Айрис Пресс», 2004, 142 стр.
