Чёрное море

ПИЩЕВЫЕ ЦЕПИ И ПРОДУКТИВНОСТЬ

ПИЩЕВЫЕ ЦЕПИ

Термин „пищевая цепь" означает ряды организмов, одни из которых служат пищей для других. Пищевые цепи большинства водных животных начинаются с живой растительной клетки или с продуктов ее распада. Первоисточником пищи всех водных животных являются органические вещества, созданные водными растениями. Растительный планктон является главной пищей одной части животного планктона и молоди рыб. Другая часть животного планктона и большинство бентосных беспозвоночных и рыб потребляют животную пищу. Таким образом, органические вещества, созданные растениями, проходят через различные организмы и после смерти и сгнивания конечного потребителя превращаются в минеральные соединения, которые становятся пищей растительных организмов.

И в Черном море, и в Мировом океане основным потребителем фитопланктона становится зоопланктон, а точнее, веслоногие рачки. Они отлавливают из воды фитопланктонные организмы, а также бактерии и мельчайший детрит, а сами служат пищей для рыб.

В пелагиали Черного моря различают два сообщества: эпипланктонное — в тонком слое воды выше термоклина и батипланктонное—в значительно более мощном слое воды ниже термоклина. Все организмы планктонных сообществ можно разделить на шесть трофических уровней: 1) первичных продуцентов и сапрофагов, 2) растительноядных организмов, 3) потребителей смешанной (растительной и животной) | пищи, 4) хищников I порядка, 5) хищ- I ников II порядка, 6) хищников III порядка.

Основной поток вещества и энергии , в эпипланктонную систему проходит | через мелкие и средние организмы всех , трофических уровней. Водоросли размером до 50 мкм и животные организмы размером до 1,5 мм имеют ничтожную биомассу, однако темп образования вещества и энергетический обмен их высок.

Площадь кругов пропорциональна средней суточной биомассе жизненных форм. Толщина залитых стрелок пропорциональна суточной относительной скорости потребления той или иной пищи. Пунктирные стрелки, обозначающие процессы выделения растворенного органического вещества и потребления детрита, указывают на отсутствие количественных данных.

Трофический уровень объединяет в одну группу все организы, тип питания и состав пищи которых одинаковы независимо от таксономической принадлежности организмов. Все трофические уровни представляют собой звенья одной пищевой цепи, в которой организмы последующего звена поедают организмы предыдущего звена, имеющего больший запас энергии. В каждом сообществе Черного моря абсолютная величина потока энергии от первого трофического уровня к последнему уменьшается в 20 раз.

В пелагиали и бентали Черного моря существуют- пищевые цепи трех-, четырех- и пятичленные, например, цепь фитопланктон — зоопланктон— хамса — пеламида или фитопланктон — зоопланктон — шпрот — скумбрия — тунец. Начальным звеном большинства цепей служат продуценты (фитопланктон и фитобентос). Последним звеном пищевых цепей в море оказываются рыбы или морские млекопитающие, которые используются человеком. Только в редких случаях последним звеном становится животное, не употребляющееся в пищу остальными животными или человеком. Пищевые цепи могут быть длинными и сложными, но известны и очень короткие, как, например, водоросли — человек. Вопрос о пищевых цепях имеет большое практическое значение. С хозяйственной точки зрения, наиболее выгодны короткие цепи с малым числом звеньев.

В морях известны три класса животных, имеющих большое пищевое значение,— ракообразные, моллюски и кольчатые черви. Они служат основной пищей для рыб и в Черном море.

Знать пищевые взаимоотношения между рыбами, ценными в промысловом отношении, весьма важно для рыбной разведки, которая обеспечивает успешный лов рыбы. С этой целью изучают количественное распределение планктонных и бентосных организмов, прямо или косвенно служащих пищей для рыб. Такие исследования необходимы, когда надо придать определенную направленность рыбному хозяйству в данном море. Их использовал академик Л. А. Зенкевич при решении вопроса о реконструкции фауны Каспийского моря — в Каспийское море из Черного были перенесены многощетинковые черви, а затем кефали, которые нашли там хорошие условия питания.

О пищевой базе и ее использовании рыбным населением бассейна судят по пищевому спектру, т. е. меню каждого вида рыб. Подробные исследования такого рода в Черном море и приморских озерах выполнили болгарские ученые.

Они установили пищевой спектр для различных возрастных групп самых

важных морских и озерных рыб в зависимости от сезонов года.

Планктон Черного моря — самое богатое и быстрее всего восстанавливающееся звено пищевых цепей. Планктон, как и детрит, служит пищей множеству основных групп морских животных — губкам, значительной части сидячих многощетинковых червей, большинству низших ракообразных, двустворчатым моллюскам, оболочникам и др. Самыми мелкими фитопланктонными организмами (нанопланктоном) питаются только что выклюнувшиеся личинки рыб, поэтому наличие или отсутствие нанопланк- тона в морях в периоды размножения рыб отражается на развитии нового поколения.

Зоопланктоном питаются планктоно- ядные рыбы (черноморско-азовская сельдь, шпрот, хамса и др.).

Хищниками в Черном море являются стрекательные животные, ресничные черви, свободно живущие многощетин- ковые черви, некоторые виды ракообразных, улитки и иглокожие, щетинкоче- люстные и другие беспозвоночные, а также и большинство видов рыб — осетровые, камбаловые, скумбриевые, луфаре- вые и др. Значительное число видов многощетинковых червей, а также голотурий и змеехвосток в Черном море, поглощая песок и ил, использует содержащиеся в них гниющие органические вещества, бактерии, микроскопические водоросли и мелких беспозвоночных.

Кефали в море объедают обрастания скал, а в озерах питаются богатым водорослями поверхностным слоем ила, низшими животными и детритом. Многие беспозвоночные животные (некоторые виды многощетинковых червей, улитки, большинство видов высш'их ракообразных) всеядны.

Каждый вид животных является звеном какой-либо пищевой цепи. Растительный и животный мир в водной массе и на дне Черного моря связан в одно целое: растения (водоросли), производящие живое вещество и являющиеся продуцентами, потребляются животными — консументами, которые превращают их в другие органические вещества, в конечном счете минерализирующиеся микроорганизмами — редуцентами. Так в море осуществляется вечный круговорот органических веществ, в котором особую роль играют освобожденные при минерализации биогенные соли, а от них зависит количественное развитие фитопланктона и фито- бентоса.

Таким способом поддерживается равновесие в динамике жизни моря. Круговорот органических веществ не замкнутая система — некоторая часть органических веществ переходит в донные осадки.

ПРОДУКТИВНОСТЬ

Представление о том, что жизнь в Черном море качественно однообразна и количественно бедна, зародилось в середине прошлого века при сравнении черноморской фауны с богатой и разнообразной фауной Средиземного моря, а также с исключительно богатой фауной рыб Азовского моря. Это представление утвердилось после открытия сероводорода в безжизненных глубинах Черного моря и доминировало в науке до 50-х годов.

Качественные исследования в Черном море в конце прошлого и в начале нашего века способствовали увеличению списка представителей его флоры и фауны. Позднее были проведены и количественные исследования растительного и животного планктона и бентоса, а также и рыбного населения.

Исследования русских и советских ученых опровергли неверное представление о качественной и количественной бедности жизни в Черном море. Особые заслуги в выяснении этого важного в теоретическом и практическом отношении вопроса имеет советский ученый член- корреспондент АН УССР В. А. Водя- ницкий (1954). На основании исследований бактериального населения, фитопланктона, фитобентоса, зообентоса, а также рыбного населения Черного моря он сделал следующий вывод о биологической продуктивности Черного моря: по сравнению с другими морями Черное море не имеет признаков ослабления продукционных процессов; по продуктивности оно занимает^одно из первых мест.

В подтверждение своих выводов он приводит составленную В. Г. Дацко (1954) таблицу, в которой помещены данные о биомассе и продукции черноморских организмов.

Проблема биологической продуктивности водоемов, возникшая в начале нашего столетия, и поныне имеет значение в хозяйственной деятельности людей.

Термин „биологическая продуктивность данного моря" сравним с термином „плодородие почвы". Под воздействием жизнедеятельности организмов и почва, и морская вода постепенно превращаются в природную среду с условиями, необходимыми для биологического продуцирования.

При оценке продукционных свойств моря употребляют термины „биомасса" и „биологическая продукция". Под биомассой понимается масса живых организмов, обитающих в определенный момент на единице поверхности или в единице объема местообитания. Прирост биомассы за определенное время (сутки, месяц, год) представляет собой биологическую продукцию, изменение которой отражает ход биологических процессов в водоеме. Существуют три вида продукции: первичная — органические вещества, являющиеся продуктом жизнедеятельности фотосинтезирующих морских растений (фитопланктон и фито- бентос); вторичная — органическое вещество животных, которое они усвоили из растений; конечная — та часть первых двух видов продукции, которую потребляют люди (рыба, млекопитающие и другие организмы растительного и животного происхождения). Ценные виды конечной продукции образуют биологические ресурсы водоема.

По количеству первичной продукции судят о „плодородии" воды, ее продукционных свойствах.

Величина первичной продукции определяется путем учета фотосинтеза водных растений, но интенсивность фотосинтеза нельзя идентифицировать с количеством первичной продукции. Интенсивность первичного продуцирования выражается двумя величинами: валовой первичной продукцией (количество органического вещества, образованного при фотосинтезе) и чистой первичной продукцией (часть органического вещества, не расходуясь на обмен растений; накапливается в них или выделяется ими -в воду).

Первичная продукция образуется в поверхностном слое моря, где освещение и наличие биогенных солей обеспечивают протекание процессов фотосинтеза в растительных организмах. В Черном море имеются предпосылки для развития богатой первичной продукции: „живой слой" воды (0—200 м) получает значительное количество биогенных солей из речного стока и при вертикальном обмене.

Творцами органического вещества в море являются микроскопические одноклеточные водоросли — в основном диатомовые, пирофитовые (динофлагеля- ты) и некоторые другие. По величине их продукции определяют величину вторичной и конечной продукции водоема. Одна часть чистой первичной продукции растительных организмов включается э пищевые цепи животных и накапливается в них, образуя вторичную продукцию, другая часть минерализируется.

Типичными потребителями первичной продукции в Черном море служат представители зоопланктона — веслоногие рачки.

Подобно первичной, вторичная продукция также бывает валовой и чистой — равной приросту водных животных. Вторичная продукция рассчитывается, как и первичная, на единицу объема или на единицу площади водоема.

Ее количество выражается в массе сырого или сухого вещества, в калориях, в количестве белков, жиров и углеводов.

Для оценки суммарной чистой продукции водоема используют предложенный Л. А. Зенкевичем Р/В-коэффи- циент — отношение годовой продукции (Р) организмов к их средней годовой биомассе (В). Произведение биомассы морских животных на их Р/В-коэффи- циент равняется общей чистой вторичной продукции моря. Этот коэффициент для различных обитателей Черного моря различен (см. таблицу Моисеева, 1969): для фитопланктона — 300, зоопланктона — 15, зообентоса — 2,5, фитобенто- са—1, рыб — 0,5, для дельфинов — 0,35.

Промысловые водные организмы составляют биологические ресурсы водоема, которые, в отличие от полезных ископаемых, самовоспроизводятся. Биологические ресурсы океанов и морей определяются не количеством ценных в промысловом отношении организмов, а приростом их, т. е. продукцией.

Биомасса фитопланктона Черного моря до глубины 50 м оценивается 3,6 млн. т, а до глубины 100 м — 4,3 млн. т, продукция фитопланктона на тех же глубинах составляет соответственно 1080 и 1290 млн. т сырого вещества. В биологических процессах Черного моря особенно важную роль играют бактерии, продукция которых в слое до 200 м составляет 1330 млн. т, а во всем море — около 19 млрд. т (Лебедева, 1953). Биомасса и продукция фитобентоса равны 10 млн. т сырого вещества. По последним данным, биомасса зоопланктона оценивается 21 млн. т, а годовая продукция — 315 млн. т; биомасса зообентоса — 29 млн. т, а пищевая часть — лишь 10 млн. т с соответствующей годовой продукцией этой части — 25 млн. т сырого вещества.

Продуктивность любого бассейна отражается на добыче рыбы. Черное море — одно из самых продуктивных. Данные биомассы и продукции черноморских рыб в таблице П. А. Моисеева занижены. Согласно В. А. Водяницкому (1954), который использует данные В. Г. Дацко, биомасса рыб в Черном море достигает 5,7 млн. т, а продукция их 2,85 млн. т. Р/В-коэффициент для рыб реальнее принимать равным 0,65, вместо 0,50, рассчитанного советскими исследователями (Иванов, 1976). В последние годы улов рыбы в Черном море постоянно увеличивается.

По общей биологической продуктивности и добыче рыбы Черное море при сравнении его со Средиземным, Мраморным, Азовским, Каспийским и Аральским морями должно занимать второе место после Азовского моря, известного высокой продуктивностью.

Современный интенсивный лов рыбы может подорвать биологические ресурсы любого водоема, в том числе и ресурсы Черного моря. Международные конвенции по регламентированию уловов предусматривают ряд охранных мер: ограничение сроков и сезонов лова в зависимости от размножения промысловых видов рыб, ограничение улова в периоды достижения половой зрелости рыб или промысловых размеров, определение размера ячеи рыболовных сетей для вылова молодых особей и определение допустимого размера улова разновозрастных рыб. Между СССР, НРБ, СРР существует такая конвенция.

Кроме ограничения вЫлова, необходимо искать способы сохранения и повышения биологической продуктивности моря.

С помощью современной морской науки и техники люди могут не только черпать биологические ресурсы моря, но и воспроизводить их.

Во многих районах земного шара организуются морские хозяйства, где

разводят рыб. В ' Черном море также начали опытное искусственное разведение лососевых и мидий, чтобы в будущем создать промысловое хозяйство. Подобные опыты проводятся и в Болгарии.

Так, разведение форели в морской воде при интенсивном искусственном питании дало удовлетворительные результаты. Также проводятся опыты про' мышленного разведения мидий на подводных конструкциях. В будущем в защищенных заливах Черного моря появятся современные хозяйства для разведения и выращивания рыб, креветок и водорослей.