Исследование Мирового океана

1. Понятие водных масс и биогеографическое районирование

1.1 Типы водных масс

В результате динамических процессов, протекающих в толще океанических вод, в ней устанавливается более или менее подвижная стратификация вод. Эта стратификация приводит к обособлению так называемых водных масс. Водные массы — это воды, отличающиеся присущими им консервативными свойствами. Причем эти свойства водные массы приобретают в определенных районах и сохраняют в пределах всего пространства их распространения.

По В. Н. Степанову (1974), различаются: поверхностные, промежуточные, глубинные и придонные водные массы. Основные типы водных масс могут, в свою очередь, подразделяться на разновидности.

Поверхностные водные массы характеризуются тем, что они формируются при непосредственном взаимодействии с атмосферой. В результате взаимодействия с атмосферой эти водные массы в наибольшей степени подвержены: перемешиванию волнением, изменениям свойств океанической воды (температуры, солености и других свойств).

Толщина поверхностных масс в среднем составляет 200−250 м. Они выделяются также максимальной интенсивностью переноса — в среднем порядка 15−20 см/с в горизонтальном направлении и 10•10−4 — 2•10−4 см/с по вертикали. Они подразделяются на экваториальные (Э), тропические (СТ и ЮТ), субарктические (СбАр), субантарктические (СбАн), антарктические (Ан) и арктические (Ар).

Промежуточные водные массы выделяются в полярных областях с повышенной температурой, в умеренных и тропических областях — с пониженной или повышенной соленостью. Верхняя их граница — это граница с поверхностными водными массами. Нижняя граница лежит на глубине от 1000 до 2000 м. Промежуточные водные массы подразделяются: на субантарктические (ПСбАн), субарктические (ПСбАр), северо-атлантические (ПСАт), северо-индоокеанские (ПСИ), антарктические (ПАн) и арктические (ПАр) массы.

Основная часть промежуточных субполярных водных масс формируется за счет опускания поверхностных вод в зонах субполярной конвергенции. Перенос этих водных масс направлен от субполярных областей к экватору. В Атлантическом океане субантарктические промежуточные водные массы проходят за экватор и распространены примерно до 20° с.ш., в Тихом — до экватора, в Индийском — примерно до 10° ю.ш. Субарктические промежуточные воды в Тихом океане также достигают экватора. В Атлантическом океане они быстро погружаются и теряются.

В северной части Атлантического и Индийского океанов промежуточные массы имеют иное происхождение. Они формируются еще на поверхности в областях высокого испарения. В результате чего образуются избыточно соленые воды. Эти соленые воды испытывают вследствие своей большой плотности медленное погружение. К ним добавляются плотные соленые воды из Средиземного моря (в северной Атлантике) и из Красного моря и Персидского и Оманского заливов (в Индийском океане). В Атлантическом океане промежуточные воды растекаются под поверхностным слоем на север и на юг от широты Гибралтарского пролива. Они распространяются между 20 и 60° с.ш. В Индийском океане распространение этих вод идет на юг и юго-восток до 5−10° ю.ш.

Картина циркуляции промежуточных вод была выявлена В. А. Бурковым и Р. П. Булатовым. Она отличается почти полным затуханием ветровых циркуляций в тропической и экваториальной зонах и небольшим сдвигом субтропических круговоротов в сторону полюсов. В связи с этим промежуточные воды от полярных фронтов распространяются в тропические и в субполярные районы. В эту же систему циркуляции входят подповерхностные экваториальные противотечения типа течения Ломоносова.

Глубинные водные массы образуются преимущественно в высоких широтах. Их образование связано с перемешиванием поверхностных и промежуточных водных масс. Они обычно образуются на шельфах. Охлаждаясь и соответственно приобретая большую плотность, эти массы постепенно сползают по материковому склону и растекаются в направлении к экватору. Нижняя граница глубинных вод располагается на глубине порядка 4000 м. Интенсивность циркуляции глубинных вод изучена В. А. Бурковым, Р. П. Булатовым и А. Д. Щербининым. Она ослабевает с глубиной. В горизонтальном перемещении этих водных масс главную роль играют: южные антициклональные круговороты; циркумполярное глубинное течение в Южном полушарии, которое обеспечивает обмен глубинных вод между океанами. Скорости горизонтального перемещения составляют примерно 0,2−0,8 см/с, а вертикальные 1•10−4 до 7•10О4 см/с.

Глубинные водные массы подразделяются на: циркумполярную глубинную водную массу Южного полушария (ГЦП), северо-атлантическую (ГСАт), северо-тихоокеанскую (ГСТ), северо-индоокеанскую (ГСИ) и арктическую (ГАр).Глубинные северо-атлантические воды отличаются повышенной соленостью (до 34,95%) и температурой (до 3°) и несколько повышенной скоростью перемещения. В их формировании участвуют: воды высоких широт, охлажденные на полярных шельфах и погружающиеся при перемешивании поверхностных и промежуточных вод, тяжелые соленые воды Средиземноморья, достаточно соленые воды Гольфстрима. Их погружение усиливается по мере продвижения в более высокие широты, где они испытывают постепенное охлаждение.

Циркумполярные глубинные воды формируются исключительно за счет охлаждения вод в приантарктических районах Мирового океана. Северные глубинные массы Индийского и Тихого океанов имеют местное происхождение. В Индийском океане за счет стока соленых вод из Красного моря и Персидского залива. В Тихом океане главным образом за счет охлаждения вод на шельфе Берингова моря.

Придонные водные массы отличаются наиболее низкими температурами и наибольшей плотностью. Они занимают всю остальную часть океана глубже 4000 м. Эти водные массы характеризуются очень медленным горизонтальным перемещением, главным образом в меридиональном направлении. Придонные водные массы отличаются несколько большими величинами вертикального перемещения, по сравнению с глубинными водными массами. Эти величины обусловлены притоком геотермического тепла от дна океана. Данные водные массы образуются за счет опускания вышележащих водных масс. Среди придонных водных масс наибольшим распространением пользуются придонные антарктические воды (ПрАн). Эти воды хорошо прослеживаются по наиболее низким температурам и относительно высокому содержанию кислорода. Центром их формирования являются приантарктические районы Мирового океана и в особенности шельф Антарктиды. Кроме того, выделяются северо-атлантическая и северо-тихоокеанская придонные водные массы (ПрСАт и ПрСТ).

Придонные водные массы также находятся в состоянии циркуляции. Они характеризуются преимущественно меридиональным переносом в северном направлении. Кроме того, в северо-западной части Атлантики четко выражено течение южного направления, получающее питание за счет холодных вод Норвежско-Гренландского бассейна. Скорость движения придонных масс несколько возрастает при приближении ко дну.

1.2 Подходы и типы биогеографических классификаций водных масс

Существующие представления о водных массах Мирового океана, областях и причинах их формирования, переносе и трансформации крайне ограничены. Вместе с тем исследования всего того многообразия свойств вод, которое встречается в реальных условиях, необходимо не только для понимания структуры и динамики вод, но также для изучения обмена энергии и веществ, особенностей развития биосферы и других важнейших сторон природы Мирового океана.

Большинство промежуточных, глубинных и придонных водных масс формируется из поверхностных. Опускание поверхностных вод происходит, как уже говорилось, главным образом за счет тех вертикальных перемещений, которые вызываются горизонтальным обращением. Особенно благоприятны условия для образования водных масс в высоких широтах, где развитию интенсивных нисходящих движений по периферии макроциркуляционных циклонических систем способствует более высокая плотность вод и менее значительные вертикальные ее градиенты, чем в остальной части Мирового океана. Границами различных типов водных масс (поверхностных, промежуточных, глубинных и придонных) являются пограничные слои, разделяющие структурные зоны. Однотипные водные массы, расположенные в пределах одной структурной зоны, разделяются океаническими фронтами. Их значительно проще проследить у поверхностных вод, где фронты выражены наиболее ярко. Сравнительно легко подразделить промежуточные воды, заметно отличающиеся своими свойствами друг от друга. Труднее выделить различные виды глубинных и придонных вод при гомогенности и еще довольно слабом представлении об их перемещении. Привлечение новых данных (особенно по содержанию в водах растворенного кислорода и фосфатов), являющихся хорошими косвенными показателями динамики вод, позволило развить ранее разработанную общую классификацию водных масс Мирового океана. При этом по Индийскому океану широко использовалось исследование водных масс, проведенное А. Д. Щербининым. Более слабо изученными пока оказались водные массы Тихого и Северного Ледовитого океанов. На основе всех имеющихся сведений удалось уточнить ранее опубликованные схемы переноса водных масс в меридиональном сечении океанов и построить карты их распространения.

Поверхностные водные массы. Их свойства и пределы распространения определяются зональной изменчивостью обмена энергии и веществ и циркуляции поверхностных вод. В поверхностной структурной зоне формируются следующие водные массы: 1) экваториальные; 2) тропические, подразделяющиеся на северотропические и южнотропические, своеобразной их модификацией являются воды Аравийского моря и Бенгальского залива; 3) субтропические, делящиеся на северные и южные; 4) субполярные, состоящие из субарктических и субантарктических; 5) полярные, включающие антарктические и арктические. Экваториальные поверхностные водные массы образуются в пределах экваториальной антициклонической системы. Их границами служат экваториальный и субэкваториальный фронты. Они отличаются от других вод низких широт самой высокой в открытом океане температурой, минимальной плотностью, пониженной соленостью, содержанием кислорода и фосфатов, а также весьма сложной системой течений, которая, однако, позволяет говорить о преобладающем переносе вод с запада на восток Экваториальным противотечением.

Тропические водные массы создаются в тропической циклонической макроциркуляционной системе. Их границами являются, с одной стороны, тропические океанические фронты, а с другой — в Северном полушарии субэкваториальный фронт, а в Южном — экваториальный. В соответствии с преобладающим подъемом вод толщина занимаемого ими слоя несколько меньше, чем у субтропических водных масс, температуря и содержание кислорода ниже, а плотность и концентрация фосфатов несколько выше.

Воды северной части Индийского океана заметно отличаются от прочих тропических водных масс благодаря своеобразному влагообмену с атмосферой. В Аравийском море из-за преобладания испарения над осадками создаются воды высокой солености до 36,5 — 37,0‰. В Бенгальском заливе в результате большого речного стока и превышения осадков над испарением воды сильно опреснены; соленость от 34,0−34,5‰ в открытой части океана постепенно понижается к вершине Бенгальского залива до 32−31‰. Следовательно, воды северо-восточной части Индийского океана ближе по своим свойствам к экваториальной водной массе, тогда как по географическому положению они являются тропическими.

Субтропические водные массы формируются в субтропических антициклонических системах. Границами их распространения служат тропические и субполярные океанические фронты. В условиях преобладающих нисходящих движений они получают наибольшее развитие по вертикали. Им свойственна максимальная для открытого океана соленость, высокая температура и минимальное содержание фосфатов.

Субантарктические воды, определяя природные условия умеренной зоны южной части Мирового океана, принимают активное участие в образовании промежуточных вод в результате нисходящих движений в зоне субантарктического фронта.

В макроциркуляционных системах за счет вертикальных движений происходит интенсивное смешение промежуточных Антарктических вод с поверхностными и глубинными водами. В тропических циклонических круговоротах трансформация вод настолько значительна, что здесь оказалось целесообразно выделить особую, восточную, разновидность промежуточной антарктической водной массы.

2. Биогеографическое районирование Мирового океана

2.1 Фаунистическое расчленение литорали

Условия обитания в море определяются вертикальным расчленением данного биоцикла, а также наличием или отсутствием субстрата для прикрепления и передвижения. Следовательно, условия расселения морских животных в литоральной, пелагической и абиссальной зонах различны. В силу этого невозможно создать единую схему зоогеографического районирования Мирового океана, что усугубляется еще и весьма широким, нередко космополитным распространением большинства систематических групп морских животных. Вот почему в качестве индикаторов определенных регионов используются роды и виды, ареалы которых изучены недостаточно. К тому же разные классы морских животных дают различную картину распространения. Учитывая все эти аргументы, подавляющее большинство зоогеографов принимают схемы районирования морской фауны отдельно для литорали, пелагиали.

Фаунистическое расчленение литорали. Фаунистическое расчленение литорали проявляется очень четко, так как отдельные области этого биохора достаточно сильно изолированы как сушей и климатическими зонами, так и широкими отрезками открытого моря.

Выделяют центральный Тропический регион и расположенные к северу от него Бореальный, а к югу — Антибореальный регионы. В каждом из них выделяют разное количество областей. Последние в свою очередь подразделяются на подобласти.

Тропический регион. Этот регион характеризуется наиболее благоприятными условиями существования, что обусловило формирование здесь наиболее полной гармонически развитой фауны, не знавшей перерывов в эволюции. Подавляющее большинство классов морских животных имеют в регионе своих представителей. Тропическая зона по характеру фауны четко расчленяется на две области: Индо-Пацифическую и Тропико-Атлантическую.

Индо-Пацифическая область. Данная область охватывает громадное пространство Индийского и Тихого океанов между 40° с. ш. и 40° ю. ш., и только у западного побережья Южной Америки южная граница ее резко сдвинута к северу под влиянием холодного течения. Сюда же относится Красное море и Персидский залив, а также бесчисленные проливы между островами.

Малайского архипелага и Тихого океана. Благоприятные температурные условия, обусловленные большой площадью мелководий, и стабильность среды на протяжении многих геологических периодов привели к развитию здесь исключительно богатой фауны.

Млекопитающие представлены дюгонями (род Halicore) из семейства сиреновых, один вид которых живет в Красном море, другой — в Атлантике, третий — в Тихом океане. Эти крупные животные (3−5 м в длину) обитают в мелких заливах, обильно заросших водорослями, и изредка заходят в устья тропических рек.

Из морских птиц, связанных с побережьями, для Индо-Пацифической области характерны мелкие буревестники и гигантский альбатрос Diomedea exulans.

Морские змеи Hydrophiidae представлены большим количеством (до 50) характерных видов. Все они ядовиты, многие имеют приспособления для плавания.

Рыбы морской фауны чрезвычайно разнообразны. Они чаще всего ярко окрашены, покрыты разноцветными пятнами, полосами и т. п. Из них следует упомянуть сростночелюстных рыб — диодонов, тетрадонов и кузовков, рыб-попугаев Scaridae, у которых зубы образуют сплошную пластинку и служат для откусывания и дробления кораллов и водорослей, а также рыб-хирургов, вооруженных ядовитыми колючками.

Громадного развития в море достигают коралловые рифы, состоящие из зарослей шестилучевых (Madrepora, Fungia и др.) и восьмилучевых (Tubipora) кораллов. Коралловые рифы следует считать наиболее типичным биоценозом Индо-Пацифической литорали. С ними связаны многочисленные моллюски (Pteroceras и Strombus), отличающиеся ярко разрисованными и разнообразными по форме раковинами, гигантские тридакны массой до 250 кг, а также голотурии, служащие предметом промысла (употребляются в пищу в Китае и Японии под названием трепанга).

Из морских кольчатых червей отметим знаменитого палоло. Массы его в период размножения поднимаются на поверхность океана; употребляются в пищу полинезийцами.

Местные отличия фауны Индо-Пацифической области позволили выделить в ней Индийско-Западно-пацифическую, Восточно-пацифическую, Западно-атлантическую и Восточно-атлантическую подобласти.

Тропико-Атлантическая область. Эта область гораздо меньше по протяженности, чем Индо-Пацифическая. Она охватывает литораль западного и восточного (в пределах тропической Атлантики) побережья Америки, воды Вест-Индского архипелага, а также западное побережье Африки в границах тропической зоны.

Животный мир этой области значительно беднее предыдущей, лишь вест-индские моря с их коралловыми рифами содержат богатую и разнообразную фауну.

Морские звери здесь представлены ламантинами (из тех же сиреновых), способными заходить далеко в реки тропической Америки и Африки. Из ластоногих встречаются белобрюхие тюлени, морские львы и галапагосский котик. Морских змей практически нет.

Фауна рыб разнообразна. Она включает гигантских скатов — мант (до 6 м в поперечнике) и крупного тарпона (до 2 м в длину), являющегося объектом спортивного лова.

Коралловые рифы достигают пышного развития лишь в Вест-Индии, но вместо тихоокеанских мадрепор здесь распространены виды рода Acropora, а также гидроидные кораллы Millepora. Чрезвычайно обильны и разнообразны крабы.

Литораль западного побережья Африки отличается самой бедной фауной, почти лишенной коралловых рифов и связанных с ними коралловых рыб.

Область разделяется на две подобласти — Западно-атлантическую и Восточно-атлантическую.

Бореальный регион. Регион расположен к северу от Тропического региона и охватывает северные части Атлантического и Тихого океанов. Он разделяется на три области: Арктическую, Борео-Пацифическую и Борео-Атлантическую.

Арктическая область. К этой области относятся северные побережья Америки, Гренландии, Азии и Европы, расположенные за пределами влияния теплых течений (вне области остаются северные берега Скандинавии и Кольского полуострова, обогреваемые Гольфстримом). Охотское и Берингово моря по температурным условиям и составу фауны также относятся к Арктической области. Последняя соответствует экологической зоне, где температура воды держится на уровне 3−4 °С, а нередко и ниже. Большую часть года здесь сохраняется ледовый покров, даже летом на поверхности моря плавают льдины. Соленость Арктического бассейна относительно низкая из-за массы пресной воды, приносимой реками. Ледяной припай, характерный для данной области, препятствует развитию литорали на мелководьях.

Животный мир беден и однообразен. Наиболее типичными млекопитающими являются моржи, тюлени-хохлачи, полярный, или гренландский, кит, нарвал (дельфин с гипертрофированным в виде прямого рога левым клыком) и белый медведь, основное местообитание которого — плавающие льды.

Птицы представлены чайками (прежде всего розовой и полярной), а также чистиками.

Фауна рыб бедная: обычны сайка из тресковых, навага и полярная камбала.

Беспозвоночные более разнообразны и многочисленны. Малое количество видов крабов компенсируется богатством бокоплавов, морских тараканов и других ракообразных. Из моллюсков для арктических вод типична иольдия Yoldia arctica, очень много актиний и иглокожих. Особенностью арктических вод является то, что здесь на мелководьях живут морские звезды, ежи и офиуры, которые в других зонах ведут глубоководный образ жизни. В ряде районов фауна литорали более чем наполовину состоит из сидящих в известковых трубочках кольчатых червей.

Однообразие фауны данной области на всем ее протяжении делает излишним выделение в ней подобластей.

Борео-Пацифическая область. В пределы области входят прибрежные воды и мелководья Японского моря и омывающие с востока Камчатку, Сахалин и северные Японские острова части Тихого океана, а кроме того, литораль его восточной части — побережье Алеутских островов, Северной Америки от полуострова Аляска до Северной Калифорнии.

Экологические условия в этой области определяются более высокими температурами и их колебаниями в зависимости от времени года. Температурных зон несколько: северная — 5−10°С (на поверхности), средняя-10−15, южная — 15−20°С.

Для Борео-Пацифической области характерны морская выдра, или калан, ушастые тюлени — морской котик, сивуч и морской лев, сравнительно недавно водилась стеллерова морская корова Rhytina stelleri, полностью уничтоженная человеком.

Из рыб типичны минтай, терпуг и тихоокеанские лососи — кета, горбуша, чавыча.

Разнообразны и обильны беспозвоночные литорали. Они нередко достигают очень крупных размеров (например, гигантские устрицы, мидии, камчатский краб).

Многие виды и роды животных Борео-Пацифической области сходны с представителями Борео-Атлантической области либо идентичны им. Это так называемое явление амфибореальности. Данный термин обозначает тип распространения организмов: они встречаются на западе и востоке умеренных широт, но отсутствуют между ними.

Таким образом, амфибореальность представляет собой один из видов разрыва ареалов морских животных. Объясняет этот вид разрыва теория, предложенная Л. С. Бергом (1920). Согласно данной теории, расселение животных бореальных вод через арктический бассейн происходило как из Тихого океана в Атлантику, так и наоборот в эпохи, когда климат был теплее современного, а выход из морей дальнего севера через пролив между Азией и Америкой осуществлялся беспрепятственно. Такие условия существовали в конце третичного периода, именно в плиоцене. В четвертичном периоде резкое похолодание привело к исчезновению бореальных видов в высоких широтах, установилась зональность Мирового океана и сплошные ареалы превратились в разорванные, поскольку связь жителей умеренно-теплых вод через полярный бассейн стала невозможной.

Амфибореальное распространение имеют чистиковые птицы, обыкновенный тюлень, или ларга Phoca vitulina, многие рыбы — корюшка, песчанка, треска, некоторые камбалы. Оно свойственна также ряду беспозвоночных — некоторым моллюскам, червям, иглокожим и ракообразным.

Борео-Атлантическая область. Область включает большую часть Баренцева моря, Норвежское, Северное и Балтийское моря, литораль восточного побережья Гренландии и, наконец, северо-восток Атлантического океана к югу до 36° с.ш. Вся область находится под влиянием теплого течения Гольфстрим, поэтому ее фауна носит смешанный характер, и наряду с северными сюда входят субтропические формы.

Эндемичен гренландский тюлень — лысун. Морские птицы — кайры, гагарки, топорики — образуют гигантские гнездовья (птичьи базары). Из рыб обычны тресковые, среди которых встречается эндемичная пикша. Многочисленны также камбаловые, зубатки, скорпены, морские петухи.

Среди разнообразных беспозвоночных выделяются раки — омар, различные крабы, раки-отшельники; иглокожие — красная морская звезда, красивая офиура «голова медузы»; из двухстворчатых моллюсков широко распространены мидии и сердцевидки. Кораллов много, но рифов они не образуют.

Борео-Атлантическую область обычно разделяют на 4 подобласти: Средиземноморско-Атлантическую, Сарматскую, Атланто-Бореальную и Балтийскую. К первым трем относятся моря СССР — Баренцево, Черное и Азовское.

Баренцево море располагается на стыке теплых атлантических и холодных арктических вод. В связи с этим фауна его носит смешанный характер и отличается богатством. Благодаря Гольфстриму в Баренцевом море почти океаническая соленость и благоприятный климатический режим.

Литоральное население его разнообразно. Из моллюсков здесь обитают съедобные мидии, крупные хитоны, гребешки; из иглокожих — красная морская звезда и еж Echinus esculentus; из кишечнополостных — многочисленные актинии и сидячие медузы Lucernaria; типичны также гидроиды. Колоссальные скопления образует асцидия Phallusia obliqua.

Баренцево море относится к высококормным морям. Здесь широко развит промысел многочисленных рыб — трески, морского окуня, палтуса, пинагора. Из непромысловых рыб обитают колючие бычки, морской черт и др.

Балтийское море из-за мелководности, ограниченной связи с Северным морем, а также из-за впадающих в него рек сильно опреснено. Северная часть его зимой замерзает. Фауна моря бедная и смешанная по происхождению, так как к борео-атлантическим присоединяются арктические и даже пресноводные виды.

К первым относятся треска, сельдь-салака, килька и морская игла. Из арктических видов можно назвать бычка-рогатку и рачка морского таракана. Из пресноводных рыб обитают судак, щука, хариус и ряпушка. Интересно отметить практически полное отсутствие здесь типично морских беспозвоночных — иглокожих, крабов и головоногих моллюсков. Гидроиды представлены Cordylophora lacustris, морские моллюски — морским желудем Ваlanus improvisus, мидией и съедобной сердцевидкой. Встречаются и пресноводные беззубки, а также перловицы.

Черное и Азовское моря по своей фауне относятся к Сарматской подобласти. Это типичные внутренние водоемы, поскольку связь их со Средиземным морем осуществляется лишь через неглубокий пролив Босфор. На глубинах ниже 180 м вода в Черном море отравлена сероводородом и лишена органической жизни.

Фауна Черного моря исключительно бедна. Литоральная зона населена моллюсками. Здесь встречаются блюдечко Patella pontica, черная мидия, гребешки, сердцевидка и устрица; мелкие гидроиды, актинии (из кишечнополостных) и губки. Эндемичен ланцетник Amphioxus lanceolatus. Из рыб обычны губаны Labridae, морские собачки Blennius, скорпены, бычки, султанки, морские коньки и даже два вида скатов. У берегов держатся дельфины — пыхтун и афалина.

Смешанность фауны Черного моря выражается присутствием определенного количества средиземноморских видов наряду с черноморско-каспийскими реликтами и видами пресноводного происхождения. Средиземноморские иммигранты здесь явно преобладают, и «медитерранизация» Черного моря, как установил И. И. Пузанов, продолжается.

Антибореальный регион. К югу от Тропического региона, аналогично Бореальному на севере, располагается Антибореальный регион. К нему относится литораль Антарктиды и субантарктических островов и архипелагов: Южно-Шетландского, Оркнейского, Южной Георгии и других, а также прибрежные воды Новой Зеландии, Южной Америки, юга Австралии и Африки. Именно вдоль тихоокеанского побережья Южной Америки из-за холодного южного течения граница Антибореального региона продвинута далеко на север, до 6° ю. ш.

На основании разобщенности участков литорали региона в нем выделяют 2 области: Антарктическую и Антибореальную.

Антарктическая область. Область включает воды трех океанов, омывающих берега Антарктиды и расположенные вблизи архипелаги. Условия здесь близки к арктическим, но еще более суровы. Граница плавающих льдов проходит примерно между 60−50° ю. ш., иногда несколько севернее.

Фауна области характеризуется наличием ряда морских млекопитающих: гривистого сивуча, южного котика, настоящих тюленей (морской леопард, тюлень Уэделла, морской слон). В отличие от фауны Бореального региона здесь совершенно отсутствуют моржи. Из птиц прибрежных вод следует назвать в первую очередь пингвинов, обитающих громадными колониями по берегам всех материков и архипелагов Антарктической области и питающихся рыбой и ракообразными. Особенно известны императорский пингвин Aptenodytes forsteri и пингвин Адели Pygoscelis adeliae.

Антарктическая литораль весьма своеобразна из-за большого количества эндемичных видов и родов животных. Как это часто наблюдается в экстремальных условиях, сравнительно малому видовому разнообразию соответствует огромная плотность популяций отдельных видов. Так, подводные камни здесь бывают сплошь покрыты скоплениями сидячего червя Cephalodiscus, в большом количестве можно обнаружить ползающих по дну морских ежей, звезд и голотурий, а также скопления губок. Рачки-амфиподы весьма разнообразны, и около 75% их эндемичны. Вообще антарктическая литораль, по данным советских антарктических экспедиций, оказалась намного богаче, чем можно было предположить, судя по суровым температурным условиям.

И среди литоральных, и среди пелагических животных Антарктической области встречаются виды, которые обитают и в Арктике. Такое распространение получило название биполярного. Под биполярностью, как уже отмечалось, подразумевается особый тип дизъюнктивного расселения животных, при котором ареалы сходных или близких видов располагаются в полярных или чаще в умеренно-холодных водах северного и южного полушарий с перерывом в тропических и субтропических водах. При исследовании глубоководной фауны Мирового океана обнаружено, что для организмов, считавшихся ранее биполярными, характерно сплошное распространение. Только в пределах тропической зоны они встречаются на больших глубинах, а в умеренно-холодных водах — в литоральной зоне. Тем не менее, случаи истинной биполярности не так уж редки.

Для объяснения причин, вызвавших биполярное распространение, были предложены две гипотезы — реликтовая и миграционная. Согласно первой, биполярные ареалы были некогда сплошными и охватывали также тропическую зону, в которой произошло вымирание популяций определенных видов. Вторая гипотеза была сформулирована еще Ч. Дарвином и развита Л. С. Бергом. По данной гипотезе, биполярность — результат событий ледникового периода, когда охлаждение коснулось не только арктических и умеренно-холодных вод, но и тропиков, что дало возможность северным формам распространиться до экватора и дальше к югу. Окончание ледникового периода и новое потепление вод тропической зоны вынудило многих животных выселиться за ее пределы к северу и к югу или вымереть. Таким путем образовались разрывы. За время существования в изоляции северные и южные популяции успели преобразоваться в самостоятельные подвиды или даже близкие, но викарирующие виды.

Антибореальная область. Собственно Антибореальная область охватывает побережья южных материков, расположенных в переходной зоне между Антарктической областью и Тропическим регионом. Положение ее аналогично таковому Борео-Атлантической и Борео-Пацифической областей в северном полушарии.

Условия обитания животных этой области по сравнению с условиями других областей значительно лучше, фауна ее достаточно богата. К тому же она постоянно пополняется за счет выходцев из прилежащих частей Тропического региона.

Наиболее типична и богата антибореальная фауна Южно-австралийской подобласти. Морские звери здесь представлены южными котиками (род Arctocephalus), морским слоном, тюленями — крабоедом и морским леопардом; птицы — несколькими видами пингвинов из родов Eudiptes (хохлатым и малым) и Руgoscelis (P. papua). Из беспозвоночных следует назвать эндемичных плеченогих (6 родов), червей Terebellidae и Arenicola, крабов рода Cancer, которые встречаются и в Борео-Атлантической подобласти северного полушария.

Южноамериканская подобласть характеризуется тем, что литоральная антибореальная фауна ее распространена вдоль берегов Южной Америки далеко на север. Один из видов котиков Arctocephalus australis и пингвин Гумбольдта доходят до Галапагосских островов. Продвижение этих и многих других морских животных на север вдоль восточного побережья материка облегчается Перуанским холодным течением и поднятием на поверхность придонных вод. Перемешивание слоев воды обусловливает развитие богатого животного населения. Одних только десятиногих раков здесь свыше 150 видов, и половина из них эндемична. Случаи биполярности известны и в этой подобласти.

Южноафриканская подобласть по площади невелика. Она охватывает атлантическое и индоокеанское побережья Южной Африки. В Атлантике граница ее доходит до 17° ю. ш. (холодное течение!), а в Индийском океане лишь до 24°.

Для фауны этой подобласти характерен южный котик Arctocephalus pusillus, пингвин Spheniscus demersus, масса эндемичных моллюсков, из крупных раков — особый вид омара Homarus capensis, многочисленные асцидни и др.

2.2 Фаунистическое расчленение пелагиали

Открытые части Мирового океана, где жизнь протекает вне связи с субстратом, называются пелагиалью. Выделяют верхнюю зону пелагиали (эпипелагиаль) и глубоководную (батипелагиаль). Эпипелагиальная зона расчленяется по своеобразию фауны на Тропический, Бореальный и Антибореальный регионы, которые, в свою очередь, подразделяются на ряд областей.

Тропический регион Регион характеризуется стабильно высокой температурой верхних слоев воды. Годовые амплитуды ее колебаний в среднем не превышают 2 °C. Температура слоев, располагающихся глубже, гораздо более низкая. В водах региона наблюдается довольно значительное видовое разнообразие животных, но огромных скоплений особей одного вида почти не бывает. Многие виды медуз, моллюсков (крылоногих и других пелагических форм), почти все аппендикулярии и сальпы встречаются только в пределах Тропического региона.

Атлантическая область. Отличается эта область следующими характерными чертами фауны. Китообразные представлены полосатиком Брайда, а из рыб типичны макрели, угри, летучие рыбы, акулы. Из животных плейстона встречаются ярко окрашенная сифонофора — сильно жалящая физалия, или португальский кораблик. Участок тропической Атлантики, названный Саргассовым морем, населен особым сообществом пелагических животных. Кроме уже упоминавшихся при общей характеристике моря обитателей нейстона на свободно плавающих саргассовых водорослях находят приют своеобразные морские коньки Hippocampus ramu-losus и рыба-игла, причудливая рыба-антеннарий (Antennarius mar-moratus), множество червей и моллюсков. Примечательно, что биоценоз Саргассова моря представляет собой, в сущности, литоральное сообщество, размещенное в пелагической зоне.

Индо-Пацифическая область. Для пелагической фауны этой области свойствен вид кита индийский полосатик Balaenoptera indica. Вместе с тем здесь есть и другие более широко распространенные китообразные. Среди рыб обращает на себя внимание парусник Istiophorus platypterus, отличающийся громадным спинным плавником и способностью развивать скорость до 100−130 км/ч; обитает также его родственник меч-рыба (Xiphias gladius) с мечевидной верхней челюстью, которая встречается и в тропических водах Атлантики.

Бореальный регион Данный регион объединяет холодные и умеренно холодные воды Северного полушария. На Крайнем Севере большая часть их зимой покрывается льдами и даже летом всюду видны отдельные льдины. Соленость из-за огромных масс пресной воды, приносимой реками, относительно низка. Животный мир беден и однообразен. Южнее, примерно до 40° с. ш., простирается полоса вод, где их температура сильно колеблется и животный мир сравнительно богаче. Основной район добычи промысловых рыб располагается именно здесь. Акваторию региона можно разделить на 2 области — Арктическую и Эвбореальную.

Арктическая область. Фауна пелагиали данной области бедна, но весьма выразительна. В ней выделяются китообразные: гренландский кит (Balaena mysticetus), финвал (Balaenoptera physalus) и дельфин-единорог, или нарвал (Monodon monocerus). Рыбы представлены полярной акулой (Somniosus microcephalus), мойвой (Mallotus villosus), которой питаются чайки, треска и даже киты, и несколькими формами восточной сельди (Clupea pallasi). Моллюски-клионы и рачки-каланусы, размножающиеся громадными массами, составляют обычную пищу беззубых китов.

Эвбореальная область. Пелагиаль области охватывает северные части Атлантики и Тихого океана к югу от Арктической области и к северу от тропиков. Колебания температуры в водах этой области весьма значительны, что отличает их от арктических и тропических вод. В видовом составе фауны бореальных частей Атлантического и Тихого океанов наблюдаются различия, но число общих видов велико (амфибореальность). Фауна пелагиали Атлантики включает несколько видов китов (бискайский, горбач, бутылконос) и дельфинов (гринда и афалина). Из пелагических рыб обычны атлантическая сельдь Clupea harengus, скумбрия, или макрель, тунец Thynnus thunnus, нередкий и в других частях Мирового океана, меч-рыба, треска, пикша, морской окунь, шпрот, а на юге — сардина и анчоус.

Здесь же встречается гигантская акула Cetorhinus maximus, питающаяся планктоном, подобно усатым китам. Из позвоночных пелагиали отметим медуз — сердцевидку и корнерота. В пелагиали бореальной части Тихого океана кроме амфибореальных видов обитают киты — японский и серый, а также многие рыбы — дальневосточная сельдь Clupea pallasi, сардины (дальне-восточный Sardinops sagax и калифорнийский S. s. coerulea виды), обычны японская скумбрия (Scomber japonicus) и королевские макрели (Scomberomorus), из дальневосточных лососей — кета, горбуша, чавыча, нерка. Среди беспозвоночных широко распространены медузы Chrysaora и Суапеа, сифонофоры, сальпы.

Антибореальный регион К югу от Тропического региона расположен пояс Мирового океана, который выделяется в Антибореальный регион. Подобно своему аналогу на севере, он также характеризуется суровыми условиями среды.

Пелагическая зона этого региона населена единой фауной, так как между водами океанов здесь нет преград. Китообразные представлены южным (Eubalaena australis) и карликовым (Сарегеа marginata) китами, горбачом (Megaptera novaeangliae), кашалотом (Physeter catodon) и полосатиками, которые, как и многие другие киты, широко мигрируют по всем океанам. Среди рыб необходимо назвать биполярных — анчоуса, сардину особого подвида (Sardinops sagax neopilchardus), а также присущих только анти-бореальной фауне нототений — Notothenia rossi, N. squamifrons, N. larseni, имеющих важное промысловое значение.

Как и в литоральной зоне, здесь можно выделить Антибореаль-ную и Антарктическую области, но рассматривать их мы не будем, поскольку фаунистические отличия между ними невелики.

3. Классификация вертикальной структуры связанная с температурой водных масс и содержанием в ней живых организмов

Для водной среды характерен меньший приход тепла, т. к. значительная часть его отражается, и не менее значительная часть расходуется на испарение. Согласуясь с динамикой наземных температур, температура воды обладает меньшими колебаниями суточных и сезонных температур. Более того, водоемы существенно выравнивают ход температур в атмосфере прибрежных районов. При отсутствии ледового панциря моря в холодное время года оказывают отепляющее действие на прилегающие территории суши, летом — охлаждающее и увлажняющее.

Диапазон значений температуры воды в Мировом океане составляет 38° (от -2 до +36 °С), в пресных водоемах — 26° (от -0,9 до +25 °С). С глубиной температура воды резко падает. До 50 м наблюдаются суточные колебания температуры, до 400 — сезонные, глубже она становится постоянной, опускаясь до +1−3 °С (в Заполярье близка к 0 °С). Поскольку температурный режим в водоемах сравнительно стабилен, их обитателям свойственна стенотермность. Незначительные колебания температуры в ту или иную сторону сопровождается существенными изменениями в водных экосистемах.

Примеры: «биологический взрыв» в дельте Волги из-за понижения уровня Каспийского моря — разрастание зарослей лотоса (Nelumba kaspium), в южном Приморье — зарастание белокрыльником стариц рек (Комаровка, Илистая и др.) по берегам которых вырублена и сожжена древесная растительность.

В связи с разной степенью прогревания верхних и нижних слоев в течение года, приливами и отливами, течениями, штормами происходит постоянное перемешивание водных слоев. Роль перемешивания воды для водных обитателей (гидробионтов) исключительно велика, т. к. при этом выравнивается распределение кислорода и питательных веществ внутри водоемов, обеспечивая обменные процессы между организмами и средой.

В стоячих водоемах (озерах) умеренных широт весной и осенью имеет место вертикальное перемешивание, и в эти сезоны температура во всем водоеме становится однородной, т. е. наступает гомотермия. Летом и зимой в результате резкого усиления прогревания или охлаждения верхних слоев перемешивание воды прекращается. Это явление называется температурной дихотомией, а период временного застоя — стагнацией (летней или зимней). Летом более легкие теплые слои остаются на поверхности, располагаясь над тяжелыми холодными (рис. 3). Зимой, наоборот, в придонном слое более теплая вода, так как непосредственно подо льдом температура поверхностных вод меньше +4 °С и они в силу физико-химических свойств воды становятся более легкими, чем вода с температурой выше +4 °С.

В периоды стагнаций четко выделяются три слоя: верхний (эпилимнион) с наиболее резкими сезонными колебаниями температуры воды, средний (металимнион или термоклин), в котором происходит резкий скачок температур, и придонный (гиполимнион), в котором температура в течение года изменяется слабо. В периоды стагнаций в толще воды образуется дефицит кислорода — летом в придонной части, а зимой и в верхней, вследствие чего в зимний период нередко происходят заморы рыбы.

Заключение

Биогеографическое районирование — разделение биосферы на биогеографические регионы, отражающие её основную пространственную структуру. Биогеографическое районирование — раздел биогеографии, суммирующий её достижения в виде схем общего биогеографического деления. Биогеографическое районирование деление рассматривает биоту в целом как совокупность флор и фаун и их биоценотических территориальных комплексов (биомов).

Основным вариантом (базовым) универсального биогеографического районирования является естественного состояния биосферы без учета современных антропогенных нарушений (сведение лесов, распашка, вылов и истребление животных, случайный и намеренный занос иноземельных видов и т. п.). Биогеографическое районирование разрабатываются с учетом общих физико-географических закономерностей распределения биот и их региональных исторически сложившихся обособленных комплексов.

В данной курсовой работе была рассмотрена методика биогеографического районирования Мирового океана, а также этапы биогеографических исследований. Подводя итоги выполненной работы можно заключить, что поставленные цели и задачи были выполнены:

1. Были подробно изучены методы исследований Мирового океана.

2. Подробно рассмотрено районирование Мирового океана.

3. Изучены исследования Мирового океана поэтапно.

1. Абдурахманов Г. М., Лопатин И. К., Исмаилов Ш. И. Основы зоологии и зоогеографии: Учебник для студ. высш. пед. учеб. заведений. — М.: Издательский центр «Академия», 2001. — 496 с.

2. Беляев Г. М., Донная фауна наибольших глубин (ультраабиссали) мирового океана, М., 1966

3. Дарлингтон Ф., Зоогеография, пер. с англ., М., 1966

4. Кусакин О. Г., К фауне Isopoda и Tanaidacea шельфопых зон антарктических и субантарктических вод, там же, т. 3, М. — Л., 1967 [в. 4 (12)]

5. Лопатин И. К. Зоогеография. — Мн.: Вышэйшая школа, 1989

6. Тихий океан, т. 7, кн. 1−2, М., 1967;69. Ekman S., Zoogeography of the sea, L., 1953.

7. http://www.okeanavt.ru/struktura-vod-mirovogo-okeana/33-vodnie-massi-mirovogo-okeana.html — дата доступа [10.03.2013]

8. http://www.zin.ru/animalia/coleoptera/rus/bioreg1.html — дата доступа [10.03.2013]

районирование биогеографический литораль океан