Круговорот биогенных элементов и динамика планктонного сообщества

В водной толще количество проникающего света убывает с глубиной. Соответственно, пелагиаль делят на фотическую зону, куда проникает количество света, достаточное для осуществления фитопланктоном процесса фотосинтеза (создания первичной продукции), и афотическую зону, где света нет и фотосинтез невозможен. Величина первичной продукции зависит от содержания биогенных элементов в фотической зоне. Содержание биогенных элементов с глубиной возрастает и в афотической зоне гораздо выше, чем в фотической. Обогащение фотической зоны биогенными элементами происходит тогда, когда процессы перемешивания захватывают глубинные слои. Такое глубинное перемешивание в умеренных и высоких широтах, как правило, приурочено к осенне-зимнему периоду (осенне-зимняя конвекция).

Весной, с возрастанием количества падающего света и при обеспеченности водорослей биогенными элементами в результате конвекции, начинается активное развитие фитопланктона (весенний пик обилия). Увеличение обилия фитопланктона идет за счет изъятия из среды биогенных элементов, в результате их содержание снижается. Это, в свою очередь, ведет к замедлению роста фитопланктона, а затем и к прекращению роста и началу отмирания водорослей из-за недостатка биогенных элементов. Отмирающие клетки водорослей оседают из фотической зоны и постепенно достигают дна, где либо потребляются бентосными животными, либо разлагаются, при этом в воду поступают растворенные биогенные элементы. Часть отмерших клеток фитопланктона разлагается еще в фотической зоне, и накопление перешедших в воду биогенных элементов ведет к новому росту фитопланктона (летний пик обилия). По аналогичной схеме может формироваться и третий (осенний) пик обилия фитопланктона.

В течение года изменяется не только обилие фитопланктона и первичная продукция, но происходит и смена видового состава фитопланктона. Определенные виды водорослей приурочены к определенному периоду, хотя есть виды водорослей, присутствующие в планктоне практически круглогодично. На обилие фитопланктона существенное влияние оказывает выедание водорослей растительноядным зоопланктоном. Соответственно, поток вещества и энергии идет от первичных продуцентов (фитопланктона) к растительноядному зоопланктону (первичные консументы), потом к хищному зоопланктону и рыбам (вторичные, третичные и т.д. консументы). Оседающие на дно клетки фитопланктона, фекальные пеллеты и трупы планктонных животных связывают пелагиаль и бенталь.

Л.В. Ильяш