Tazar.kg - подводный мир

Подводный мир - природный и искуственный

Солнечная радиация, необходимая фитопланктону

То обстоятельство, что фитопланктон обитает у самой поверхности или в приповерхностных слоях, объясняется его потребностью в солнечной энергии.

Солнечные лучи, достигающие поверхности воды, частично отражаются от нее. Когда солнце находится в зените, а море спокойно, потери составляют 5 %, но когда на море волнение и когда солнечные лучи падают на поверхность воды наклонно, как это и бывает большую часть времени, эти потери возрастают до 25—30 %. Существенное влияние на увеличение отражения солнечных лучей оказывают и все те факторы, от которых зависит прозрачность атмосферы (облачность, туман, пыль). Наконец, количество солнечной радиации, проникающей в толщу воды, снижается и за счет мутности самой морской воды. Напомним здесь, что первые измерения поглощения световых лучей водной толщей производились с помощью диска Секки, который представляет собой белую круглую пластину диаметром 30 см. Диск медленно опускают в воду в горизонтальном положении. Глубина, на которой диск становится невидимым, позволяет сделать приблизительные оценки поглощения света морской водой. Так, например, в период сильного развития планктона в Саргассовом море диск Секки виден на глубине до 0,66 м, а в мелководном Азовском море с мутной водой—на глубине до 0,12 м. Согласно Стрикланду (Strickland, 1958) глубина d эвфотического слоя (т. е. глубина, на которой возможен фотосинтез) в 2,5 раза больше глубины D, на которой становится невидимым диск Секки.
Небольшое отступление, если Вам нужно быстро и качественно отремонтировать ноутбук, пройдите по ссылке ремонт macbook pro и убедитесь в компетентности и ответственности компании, которая гарантирует свои результаты.
В настоящее время изучение поглощения солнечной радиации морской водой ведется с помощью весьма совершенных приборов — фотометров, люксметров, альфаметров и т. д. Благодаря этим приборам, в частности, было точно доказано, что первые 10 см воды на 50 % ослабляют ультрафиолетовое излучение, наиболее опасное для живых существ (лучи света с длиной волны от 210 до 300 нм). При слабом развитии фитопланктона в прозрачные океанские воды глубже всего — до 130 м — проникают световые лучи голубой части спектра (длина волны около 480 нм). Красные же и зеленые лучи проникают в океанские воды гораздо слабее: всего лишь 1/100 часть красного спектра световых лучей проникает на глубину до 15 м и 1/100 часть лучей зеленого спектра на глубину до 30 м.

В прибрежных же водах глубже всего проникают лучи зеленой и желтой части спектра: 1/100 этих лучей доходит до 50-метровой глубины.

Планктонные водоросли, например диатомовые, используют главным образом лучи голубой части спектра. Слишком сильный, богатый красными лучами свет тормозит фотосинтез. Поэтому наиболее интенсивно процесс фотосинтеза идет на тех глубинах, где освещенность составляет до 1 /3 от освещенности поверхности моря (рис. 1.4). Вот почему летом в морях умеренных широт, а в тропиках — круглый год максимальное количество фитопланктона приходится на 25—30-метровые глубины. И по этой же самой причине в тех же морях умеренных широт в зимний период и летом во время сильной облачности фитопланктон поднимается ближе к поверхности — он стремится снова попасть в комфортный слой с оптимальной освещенностью.

Оптимальная освещенность приходится на слой воды, лежащий между поверхностью и компенсационной глубиной (т. е. такой глубиной, где количество кислорода, поглощаемого водорослями при дыхании, равно количеству кислорода, выделяемого этими же водорослями в процессе фотосинтеза). Обычно этот слой располагается между глубинами 20—120 м — в зависимости от местных условий (прозрачность воды, количество света, видовой состав водорослей). Именно здесь и образуется вся масса растительной, или первичной, продукции океана. Океанологи и биологи называют этот слой эвфотическим. Его антиподом является зона полного мрака, или афотический слой, океанов. Верхнюю границу афотической зоны определить довольно трудно, так как предельная глубина, на которую проникает солнечный свет (зеленые лучи в прибрежной зоне и голубые в открытом океане), сильно зависит от географического местоположения и времени года. Глубина эта определяется в момент прохождения солнца через зенит — обычно она располагается где-то между 300 и 900 м. Между эвфотической и афотической зонами находится промежуточный «сумеречный слой», называемый также олигофотическим (от греческого oligos—мало и phos— свет). Пелагические водоросли какое-то время могут находиться в сумеречном слое, но их метаболический баланс в этой зоне становится отрицательным. Именно здесь они расходуют запасные вещества, накопленные во время пребывания в эвфотической зоне, где их метаболический баланс всегда положителен. Это означает, что количество выделенного ими кислорода превышает количество выделяемого углекислого газа (т. е. фотосинтез протекает более интенсивно, чем дыхание). Растения, попавшие в сумеречный слой, расположенный примерно между глубинами 120—600 м, как правило, погибают. Выжить они могут только в том случае, если изменятся условия вертикальной циркуляции воды и они вновь поднимутся выше компенсационной глубины. Причиной подъема могут быть конвекция воды, образующаяся вследствие резко выраженного зимнего охлаждения поверхностных вод, или апвеллинг — подъем глубинных вод, вызванный сгоном поверхностных слоев воды ветрами, дующими с берега.

В афотической зоне океанов могут существовать только животные, гетеротрофные бактерии и, по-видимому, некоторые формы кокколитофорид, приспособившиеся к гетеротрофному питанию.