морские экосистемы арктики

МОРСКИЕ ЭКОСИСТЕМЫ
АРКТИКИ
Лекция 2
проф. Л.В. Ильяш
Консументы во льду. Простейшие (одноклеточные)
Церкозои
Консументы. Многоклеточные животные
коловратки
Рачки
турбеллярии
нематоды
гидроид
Консументы подо льдом
бокоплавы
бокоплав гаммарус
калянус
Бокоплавы подо льдом
Рыбы подо льдом
сайка
Сайка подо льдом
Бентос
Видовой состав: более 3880
видов животных
Одиночный гидроид
Морские звезды
Актинии
По числу видов
преобладают
членистоногие
(ракообразные и др.):
около
1317 видов
Бокоплавы
Морская козочка
Бентос по размеру делят на:
Микробентос < 32 (100) мкм
Мейобентос > 32 (100) мкм - 1 мм
Макробентос > 1 мм
Актинии
Голожаберный
моллюск
Морские ежи
Видовой состав мейобентоса
Фораминиферы
Раковинки из минерального или
органического вещества, выделенного
самим организмом, или из песчинок и
обломков скелетов других организмов,
склеенных выделяемым клейким
веществом
Видовой состав макрозообентоса
моллюск
полихета
актиния
Животные, живущие на поверхности грунта –
эпифауна:
неподвижные
Гигантский восьмилучевой коралл
умбеллула (представитель морских
перьев), стебель которого возвышается
над грунтом иногда на 2 м
передвигающиеся
Морской паук пикногон
Животные, живущие в грунте – инфауна
полихета
Двустворчатый моллюск
макома
Основные источники пищи:
Макробентос и микробентос
Планктон (фито- и зоо-)
Детрит - мелкие (несколько мкм
- несколько см) частицы
растительных и животных
организмов или их выделений.
На частицах детритах – много
бактерий
Взвесь
(сестон)
Способы питания (преобладающий способ питания):
• Фитофаги (поедают макрофиты)
Морской еж,
поедающий
ламинарию
Преобладающий способ питания:
Усоногие рачки балянусы
• Фильтраторы эпифауны
(отфильтровывают взвесь
– планктон и детрит)
Двустворчатые моллюски:
Мидии
Исландский
гребешок
Преобладающий способ питания:
• Фильтраторы эпифауны
Мшанки
Губки
Морские
лилии
Рачок дулихия
Фото А. Семенова
Преобладающий способ питания:
• Фильтраторы инфауны
Ensis arcuatus
Моллюск макома
грунтоеды
Детритофаги:
собирающие детрит
Моллюск макома
Голотурия
(морской
огурец)
Леда
обыкновенная
Моллюск портландия арктика
Полихета пескожил
брахиоподы
Хижник: голожаберный
моллюск корифелла
Жертва:
колониальный
гидроид
эктоплевра (сам
питается
планктоном)
Фото А. Семенова
Хищники
Морские звезды
Офиуры
Всеядные
Морские ежи
Офиуры
Полихеты
Голожаберные моллюски
Биомасса макробентоса, г/м2
Море Бофорта. Биомасса макробентоса, г/м2.
Сезонная динамика состава и обилия бентоса
выражена в гораздо меньшей степени, чем
планктона и ледовой биоты. Причины:
• Меньшая скорость роста бентосных
организмов
• Гораздо большая продолжительность
жизни (некоторые моллюски – до 6 – 8 лет)
Межгодовая изменчивость распределения биомассы
зообентоса.
Баренцево море.
1924-1932 гг
1968-1970 гг.
Редуценты. Бактерии, археи
бактерии
вирусы
Число видов:
бактерии 4500 –
450000
археи до 5000
Биомасса бактерий и их активность в водах Арктики
гораздо меньше, чем в более теплых водах. (В умеренных
водах бактерии перерабатывают > 50% продукции
фитопланктона).
Большая часть органического вещества,
образованного в толще воды (в
планктоне) поступает на дно – более
высокая биомасса бентоса.
МОРСКИЕ ПТИЦЫ И
МЛЕКОПИТАЮЩИЕ
АРКТИКИ
М.Ю. Соловьев,
каф. зоологии
позвоночных животных
МОРСКАЯ ЭКОСИСТЕМА АРКТИКИ
ОСНОВНЫЕ ГРУППЫ МОРСКИХ ПТИЦ
АРКТИКИ
Наиболее общей характеристикой всех морских птиц
служит то, что они кормятся в море
ОСНОВНЫЕ ЧЕРТЫ ЭКОЛОГИИ
МОРСКИХ ПТИЦ АРКТИКИ



Кормятся в море
Колониальное
гнездование
большинства видов
Низкая
продуктивность: 1-3
яйца
РАЗМЕР КОЛОНИЙ КАЙР
ОСНОВНЫЕ ГРУППЫ МОРСКИХ
МЛЕКОПИТАЮЩИХ
Разные группы морских млекопитающих принципиально
различаются по адаптации к водному образу жизни
 Китообразные
(Cetacea)
 Ластоногие (Pinnipedia)
 Хищные (Carnivora)
ОСНОВНЫЕ ЧЕРТЫ ЭКОЛОГИИ
МОРСКИХ КИТООБРАЗНЫХ
Гренландский кит Balaena mysticetus
 Белуха Delphinapterus leucas
 Нарвал Monodon monoceros

МИГРАЦИЯ ГРЕНЛАНДСКОГО
КИТА
ОСНОВНЫЕ ЧЕРТЫ ЭКОЛОГИИ
МОРСКИХ ЛАСТОНОГИХ
Кольчатая нерпа Pusa hispida

й заяц Erignathus barbatus
 Морж Odobenus rosmarus

ОСНОВНЫЕ ЧЕРТЫ ЭКОЛОГИИ
БЕЛОГО МЕДВЕДЯ Ursus maritimus
ПОПУЛЯЦИИ БЕЛОГО МЕДВЕДЯ
ПЛОЩАДЬ АРКТИЧЕСКОГО ЛЬДА
ПРОГНОЗ ИЗМЕНЕНИЯ ОБИЛИЯ САЙКИ
Boreogadus saida
Условие:
отступление
границы
морского льда
со скоростью 5
км в год
Пищевая цепь морской
экосистемы Арктики
Л.В Ильяш
Пищевая цепь морской экосистемы Арктики
«Мощность» потоков вещества и энергии
(толщина стрелок)
Изменение климата Арктики
и сценарии изменения
морской экосистемы
Глобальное потепление климата Земли:
средняя глобальная (относящаяся ко всему Земному шару)
температура у поверхности земли с конца XIX до начала XXI века
возросла на 0,8°C, причем с 1990-го до 2006 года, — на 0,33°C.
Основная причина рост содержания в атмосфере парниковых
газов, прежде всего углекислого газа (СО2),
который выбрасывается при сжигании
топлива. За год в результате деятельности
человека в атмосферу попадает около
9 Гт (миллиардов тонн) углерода.
Примерно 4 Гт остается в атмосфере,
остальное поглощается океаном и
экосистемами суши
Уменьшение площади и толщины ледового
покрова Арктики, увеличение
продолжительности безледного периода
тыс. км3
месяц
сентябрь
апрель
«Спираль смерти» Арктики
Возраст льдов Арктики
Февраль. Среднее за 1985 - 2000 гг.
Возраст льдов
Февраль 2008 г.
Объем льда в сентябре
Уменьшение
ледового покрова →
уменьшение
отражения
солнечных лучей →
еще большее
возрастание
температуры
поверхностного слоя
воды →
еще большее таяние
льда
Прогнозы:
Арктика станет свободной ото льда к концу столетия
Арктика станет свободной ото льда к 2030 г.
Ледовый покров в Арктике все же сохранится, если ограничить
выброс парниковых газов (СО2) в атмосферу
Изменения абиотических условий, обусловленных потеплением
(помимо уменьшения объема льда и увеличения проникающего в
водную толщу света):
• Повышение уровня океана
• Увеличение объема речного стока
• Снижение солености поверхностного слоя
• Изменение объема входящих атлантических и тихоокеанских вод
(увеличение или уменьшение?)
• Повышение кислотности воды
• Увеличение силы и частоты штормов
Изменения абиотических условий приведет к изменениям на
всех трофических уровнях морских экосистем
КАКИМ??
Трудности прогноза. Причины:
• Недостаточность знаний
• Межгодовая изменчивость
Прогноз. Отклик фитопланктона:
Увеличение количества света, поступающего в
воду
Увеличение продукции фитопланктона
0
5
10
0
2
4
6
НО!
Больший пресный сток – более сильная стратификация.
глубина, м
8
10
12
14
16
Увеличение продукции будет ограничивать
недостаток биогенных элементов
18
20
Биогенные
элементы
пикноклин
15
Баренцево море. Расчеты по моделям
Первичная продукция фитопланктона
снижение
увеличение
первичной продукции фитопланктона
в 2020 г. С/(м2 год)
Биомасса зоопланктона
снижение
увеличение
биомассы зоопланктона
в 2020 г. С/(м2 год)
В целом по морю величины первичной продукции фитопланктона и
биомассы зоопланктона возрастут
Прогноз. Отклик зоопланктона:
• Увеличение биомассы
• Проникновение дальше на север атлантических и тихоокеанских
видов
• Размножение атлантических и тихоокеанских видов в водах
Арктики
• Возможно, смена доминирующих видов
Прогноз. Отклик бентоса:
• Снижение биомассы, особенно двустворчатых моллюсков
• Проникновение дальше на север атлантических и тихоокеанских
видов
• Размножение атлантических и тихоокеанских видов в водах
Арктики
• Изменение видового состава бентоса и, возможно, смена
доминирующих видов
• Увеличение зараженности организмов паразитами
«Мощность» потоков вещества и энергии
(толщина стрелок)
при современном
ледовом покрове
при уменьшении
ледового покрова
При освобождении арктического шельфа ото льда станут
доступны для добычи залежи нефти и газа на шельфе
Арктики – усиление антропогенного воздействия
Потенциал
добычи нефти
Спасибо за внимание!