Рыбы открытого океана

В пределах каждого крупномасштабного круговорота набор водных масс по вертикали специфичен, а это означает, что в каждом круговороте имеется своя структура вод. Принято различать поверхностную, подповерхностную, промежуточную, глубинную и придонную водные массы, которые разделены слоями воды с повышенными градиентами свойств (в пределах каждой массы свойства не меняются или меняются очень постепенно). Выделяют два главных типа гидрологических структур — тропические, расположенные в тропиках и субтропиках, и субполярные, расположенные в умеренных широтах.

Для тропических структур характерны следующие водные массы и слои раздела между ними. Сверху находится поверхностный однородный (изотермический) слой, который характеризуется высокой температурой (20— 30°), мало меняющейся по глубине. Толщина этого слоя в среднем равна 50 — 100 м (в центральных частях субтропических круговоротов до 200 — 250 м). Под изотермическим слоем температура воды сравнительно резко падает, и ее градиент до глубины 400 — 500 м имеет порядок 0,1 град/м. Одновременно резко возрастает плотность воды. Под слоем повышенного градиента температура продолжает понижаться, хотя и более медленно. До глубины около 1000 — 1500 м (в зависимости от структуры) это понижение происходит, однако, быстрее, чем на еще больших глубинах. Этот слой называют «главным термоклином», и его нижняя граница выражена не очень четко. Глубже него вода отличается низкой температурой (около 2°), мало меняющейся с глубиной. Это так называемые «глубинные однородные воды».

Резкое расслоение толщи воды по температуре, а следовательно, и по плотности чрезвычайно характерно для тропиков. Плотность воды зависит, однако, и от солености, а в большей части тропической зоны выражен промежуточный слой повышенной солености на глубине нескольких сот метров, т. е. в верхней части главного термоклина. В результате главный термоклин распадается на два слоя: слой максимума солености до глубин 200 — 400 м и слой между ним и границей глубинных однородных вод, обозначаемый обычно как промежуточный минимум солености.

В субполярных водах весь столб воды сравнительно однороден по температуре. Главного термоклина там практически нет, и набор водных масс существенно отличается от характерного для тропической зоны. Поверхностный изотермический слой может нагреваться летом выше 10° (при толщине около 50 м) и охлаждаться зимой до 0 — 5° (иногда и до отрицательных значений температуры). Под этим слоем летом может существовать промежуточный холодный слой, в котором температура удерживается на уровне ее минимального зимнего значения; он может достигать глубины около 300 м. Промежуточный теплый слой с температурой на 1 — 2° выше, чем в предыдущем, располагается примерно до глубины 2000 м. Глубинные однородные воды мало отличаются по своим характеристикам от глубинных вод в тропических структурах.

Рассматривая вертикальную термическую структуру Мирового океана, нередко придают особое значение противопоставлению теплого поверхностного и холодного глубинного объемов водной толщи, называемых соответственно «термосферой» и «психросферой». Автор этих терминов — датский океанолог и ихтиолог А. Бруун принимал за границу таких слоев изотермическую поверхность 10°. Таким образом, в высоких широтах термосфера, естественно, отсутствует, в умеренных широтах она имеет сезонный характер, а в тропической зоне постоянна, но варьирует по толщине от 100 м в восточных районах океанов, характеризующихся подъемом глубинных вод, до 700 м в западных.

Каждый участок дна омывается водами того или иного слоя водной толщи, и поэтому дно по вертикали может подразделяться на те же участки, что и пелагиаль (тонкий слой воды у самого дна изучен недостаточно, и о его характеристиках судят в основном по характеристикам основного объема соответствующей водной массы). На дне океана выделяются, кроме того, участки (зоны), различающиеся режимом и скоростью осадконакопления, размерами частиц грунта и содержанием в нем органических веществ.

Почти все органическое вещество в океане первично продуцируется в приповерхностной зоне — в освещенных (эвфотических) слоях, где возможен фотосинтез, а затем разными путями проникает вглубь и служит той пищей, которая обеспечивает существование населения в лишенных света слоях воды и на дне. Роль органического вещества, создаваемого в лишенных света глубинах океана за счет первичных хемосинтетических процессов, невелика: оно составляет лишь доли процента от синтезируемого растениями.

Продукция фитопланктона определяется целым рядом факторов — интенсивностью солнечной радиации, содержанием биогенных солей (фосфатов, нитратов, силикатов), толщиной верхнего однородного слоя, прозрачностью воды и т. д. Главным лимитирующим показателем практически везде служит все же концентрация в эвфотической зоне биогенных солей, основной запас которых находится в более глубоких слоях воды. Распределение этих солей в открытом океане обусловлено в первую очередь динамическими факторами, вызывающими подъем глубинных вод в верхний слой. В соответствии с этим районы наибольшей первичной продукции расположены в умеренных широтах, где обогащение поверхностных слоев питательными веществами происходит в результате зимнего конвективного перемешивания, а также в некоторых районах тропической области, характеризующихся наиболее интенсивным подъемом «свежих» глубинных вод. К ним относятся районы поднятия вод (апвеллингов) в зонах действия сгонных ветров у берегов, дивергенции течений (особенно субэкваториальная дивергенция) и центральные участки некоторых локальных круговоротов. Наименьшими показателями продукции фитопланктона отличаются обширные по площади области опускания вод в антициклонических субтропических круговоротах. Ежегодная суммарная величина первичной продукции составляет, по современным представлениям, не менее 60 млрд т углерода. Продукция фитопланктона, представляющего собой самый низший трофический уровень в пищевых взаимосвязях населения пелагиали, служит основой общей биологической продуктивности океана и в конечном счете его промысловой продуктивности. Дальнейшее перераспределение органического вещества, синтезированного водорослями-продуцентами, осуществляется животными-консументами — растительноядным и хищным зоопланктоном, а затем нектоном — и проходит, таким образом, через несколько трофических уровней. При переходе на каждый последующий уровень расходуется большая часть энергии (такие потери часто достигают 90%), и это ограничивает число уровней: в холодных водах их 3 — 5, в тропиках — до 7. В одних пелагических сообществах, (их называют сбалансированными по трофическим циклам) продукция, ежегодно создаваемая на каждом уровне, нацело выедается хищниками следующего уровня, в других (несбалансированных) эта продукция длительно и существенно превышает выедание и ее избыток выносится течениями в другие участки или попадает на дно. Наименьшей сбалансированностью отличаются неритические сообщества, а максимальное приближение к сбалансированности имеет место в тропической части открытого океана, где наблюдается высокая стабильность в количественном соотношении организмов, стоящих на разных трофических уровнях.

Количественное распределение и продукция зоопланктона в океане в общих чертах соответствуют обилию растительной жизни. Наибольшая биомасса среднеразмерного зоопланктона («сетного» зоопланктона, или мезопланктона) наблюдается летом в умеренных и высоких широтах (прежде всего во фронтальных зонах), а также в экваториальных районах и районах глобальных подъемов вод в восточных частях океанов, наименьшая биомасса — в зонах антициклонических субтропических круговоротов, так называемых «океанических пустынях». Наибольшая продукция мезопланктона также создается в субполярных водах обоих полушарий и в водах прибрежных и экваториальных апвеллингов, а иногда и в районах локальных продуктивных пятен.

Распределение биомассы океанического макропланктона и нектона тоже подчинено широтной и циркумконтинентальной зональности. Прослеживаются три полосы повышенной биомассы — в северных умеренных, экваториальных и южных умеренных широтах, причем в экваториальной зоне количественные показатели обилия снижаются в направлении с востока на запад в Тихом и Атлантическом океанах и с северо-запада на восток — в Индийском океане. Эти полосы перемежаются четырьмя полосами пониженной биомассы — арктической, двумя центральными (субтропическими) и антарктической, в которой биомасса все же значительно выше, чем в трех других. Во всех океанах значительная биомасса консументов высших трофических уровней (главным образом рыб) приурочена к нерито-океанической зоне, переходной между прибрежными и океанскими районами. В этих участках максимальная биомасса нектона наблюдается на западных окраинах океанов в зоне полярных фронтов и на их восточной периферии мористее районов пассатных апвеллингов и вдоль прилегающих фронтальных разделов. В Индийском океане, где северного полярного фронта и северо-восточного апвеллинга нет, повышенная биомасса наблюдается мористее районов Аравийского и Сомалийского сезонных апвеллингов. В экваториальных широтах количество макропланктона и нектона особенно велико на востоке океанов (продуктивные зоны Гвинейского и Панамского заливов и прилегающих вод) и в районах локальных апвеллингов Карибского моря — Мексиканского залива и австрало-азиатских морей.

Все перечисленные выше (а также некоторые другие) особенности открытого океана оказывают непосредственное влияние на пространственное распределение обитающих в его водах организмов, в том числе и рыб. Участки, различающиеся по своему населению, могут иметь границы, совпадающие с изобатами, изотермами, изогалинами, линиями равного содержания растворенного кислорода, первичной продукции, биомассы мезопланктона и т. д., однако чаще всего эти границы соответствуют разделам дискретных водных масс, на которые подразделяется водная толща. Поэтому многие исследователи считают, что деление океана на крупномасштабные биотопы — участки, имеющие однородное население, — в первую очередь определяется именно расчлененностью его объема (так называемая «гипотеза водных масс»).

Границы водных масс в придонных горизонтах неплохо совпадают с основными формами рельефа дна. В вертикальном плане океан подразделяется поэтому на следующие зоны: верхнюю (от поверхности до глубины 100— 200 м), среднюю (до глубины 1000 — 1500 м), нижнюю (до глубины 3000 м), глубинную (до глубины 6000 м) и сверхглубинную (рис. 1). В классификации участков океанической среды обитания наибольшее значение имеет их разделение на пелагические биотопы, с одной стороны, и донно-придонные — с другой. В пелагиали верхняя зона соответствует поверхностным и подповерхностным водам, средняя — промежуточным, нижняя — глубинным, глубинная — придонным, а сверхглубинная — водам глубоководных желобов; на дне (в бентали) верхняя зона более или менее совпадает с (шельфом; средняя и нижняя — с материковым склоном, глубинная — с ложем океана, а сверхглубинная — с дном желобов. При этом нужно иметь в виду, что приведенные примерные глубины не могут рассматриваться как абсолютные показатели границ вертикальных зон: их положение сильно варьирует в разных районах Мирового океана.