La biomasse animale est la biomasse totale des océans. Conférence "biomasse de la biosphère"

La biomasse de la biosphère représente environ 0,01 % de la masse de la substance inerte de la biosphère, les plantes représentant environ 99 % de la biomasse et environ 1 % pour les consommateurs et les décomposeurs. Les continents sont dominés par les plantes (99,2%), les océans sont dominés par les animaux (93,7%)

La biomasse des terres est bien supérieure à la biomasse des océans de la planète, elle atteint près de 99,9 %. Cela s'explique par une espérance de vie plus longue et la masse de producteurs à la surface de la Terre. Utilisation dans les plantes terrestres énergie solaire pour la photosynthèse atteint 0,1%, et dans l'océan - seulement 0,04%.

"2. Biomasse terrestre et océanique"

Thème : Biomasse de la biosphère.

1. Biomasse terrestre

Biomasse de la biosphère – 0,01% de la matière inerte de la biosphère,99% proviennent des plantes. La biomasse végétale domine sur terre(99,2%), dans l'océan - animaux(93,7%). La biomasse terrestre est de près de 99,9 %. Cela s'explique par la plus grande masse de producteurs à la surface de la Terre. L'utilisation de l'énergie solaire pour la photosynthèse sur terre atteint 0,1%, et dans l'océan - seulement0,04%.

La biomasse de la surface terrestre est représentée par la biomassetoundra (500 espèces) , taïga , mélangé et forêts de feuillus, les steppes, subtropicales, déserts Ettropiques (8000 espèces), où les conditions de vie sont les plus favorables.

Biomasse du sol. La couverture végétale fournit de la matière organique à tous les habitants du sol : animaux (vertébrés et invertébrés), champignons et grande quantité bactéries. « Les grands fossoyeurs de la nature », c'est ainsi que L. Pasteur appelait les bactéries.

3. Biomasse de l'océan mondial

– Benthique organismes (du grecbenthos- profondeur) vivent au sol et dans le sol. Phytobenthos : les algues vertes, brunes et rouges se trouvent jusqu'à 200 m de profondeur. Le zoobenthos est représenté par des animaux.

– Organismes planctoniques (du grecplanctos - errant) sont représentés par le phytoplancton et le zooplancton.

– Organismes nectoniques (du grecnectos - flottants) sont capables de se déplacer activement dans la colonne d'eau.

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"Biomasse de la biosphère"

Leçon. Biomasse de la biosphère

1. Biomasse terrestre

La biomasse de la biosphère représente environ 0,01 % de la masse de matière inerte de la biosphère, les plantes représentant environ 99 % de la biomasse et environ 1 % pour les consommateurs et les décomposeurs. Les continents sont dominés par les plantes (99,2%), les océans sont dominés par les animaux (93,7%)

La biomasse des terres est bien supérieure à la biomasse des océans de la planète, elle atteint près de 99,9 %. Cela s'explique par une espérance de vie plus longue et la masse de producteurs à la surface de la Terre. Dans les plantes terrestres, l'utilisation de l'énergie solaire pour la photosynthèse atteint 0,1 %, et dans l'océan, elle n'est que de 0,04 %.

La biomasse des différentes zones de la surface de la Terre dépend des conditions climatiques - température, quantité de précipitations. Grave conditions climatiques toundra - basses températures, le pergélisol, des étés courts et froids ont formé des communautés végétales avec peu de biomasse. La végétation de la toundra est représentée par des lichens, des mousses, des arbres nains rampants, une végétation herbacée capable de résister à de tels des conditions extrêmes. La biomasse de la taïga, puis des forêts mixtes et feuillues augmente progressivement. La zone steppique cède la place à la zone subtropicale et végétation tropicale, là où les conditions de vie sont les plus favorables, la biomasse est maximale.

La couche supérieure du sol présente les conditions d’eau, de température et de gaz les plus favorables à la vie. Le couvert végétal fournit de la matière organique à tous les habitants du sol : animaux (vertébrés et invertébrés), champignons et un grand nombre de bactéries. Les bactéries et les champignons sont des décomposeurs ; ils jouent un rôle important dans le cycle des substances dans la biosphère, minéralisant substances organiques. « Les grands fossoyeurs de la nature », c'est ainsi que L. Pasteur appelait les bactéries.

2. Biomasse des océans du monde

Hydrosphère La « coquille d'eau » est formée par l'océan mondial, qui occupe environ 71 % de la surface. globe et les réservoirs terrestres - rivières, lacs - environ 5 %. Il y a beaucoup d'eau dedans eaux souterraines et les glaciers. En raison de la forte densité de l’eau, les organismes vivants peuvent normalement exister non seulement au fond, mais aussi dans la colonne d’eau et à sa surface. L’hydrosphère est donc peuplée sur toute son épaisseur, les organismes vivants sont représentés benthos, plancton Et necton.

Benthique organismes(du grec benthos - profondeur) mènent une vie de fond, vivant au sol et dans le sol. Le phytobenthos est formé de diverses plantes - des algues vertes, brunes, rouges, qui poussent à différentes profondeurs : à faible profondeur, des algues vertes, puis brunes, plus profondes - rouges, que l'on trouve jusqu'à 200 m de profondeur. animaux - mollusques, vers, arthropodes, etc. Beaucoup se sont adaptés à la vie même à une profondeur de plus de 11 km.

Organismes planctoniques (du grec planctos - errant) - habitants de la colonne d'eau, ils ne sont pas capables de se déplacer de manière indépendante sur de longues distances, ils sont représentés par le phytoplancton et le zooplancton. Le phytoplancton comprend les algues unicellulaires et les cyanobactéries, que l'on trouve dans les eaux marines jusqu'à une profondeur de 100 m et qui sont le principal producteur de substances organiques - elles ont une grande vitesse la reproduction. Le zooplancton est composé de protozoaires marins, de coelentérés et de petits crustacés. Ces organismes se caractérisent par des migrations quotidiennes verticales, ils constituent la principale source de nourriture des grands animaux - poissons, baleines à fanons.

Organismes nectoniques(du grec nektos - flottant) - habitants Environnement aquatique, capable de se déplacer activement dans la colonne d’eau et de parcourir de longues distances. Ce sont des poissons, des calmars, des cétacés, des pinnipèdes et d'autres animaux.

Formalités administratives avec des cartes :

Comparez la biomasse des producteurs et des consommateurs sur terre et dans l'océan.

Comment la biomasse est-elle distribuée dans l’océan mondial ?

Décrire la biomasse terrestre.

Définir les termes ou développer les concepts : necton ; le phytoplancton ; le zooplancton ; le phytobenthos; le zoobenthos; pourcentage de la biomasse terrestre par rapport à la masse de matière inerte de la biosphère ; pourcentage de biomasse végétale par rapport à la biomasse totale des organismes terrestres ; pourcentage de biomasse végétale par rapport à la biomasse totale des organismes aquatiques.

Carte au tableau :

Quel est le pourcentage de la biomasse terrestre par rapport à la masse de matière inerte de la biosphère ?

Quel pourcentage de la biomasse terrestre provient des plantes ?

Quel pourcentage de la biomasse totale des organismes terrestres est constitué de biomasse végétale ?

Quel pourcentage de la biomasse totale des organismes aquatiques est constitué de biomasse végétale ?

Quel % de l’énergie solaire est utilisé pour la photosynthèse sur terre ?

Quel pourcentage de l’énergie solaire est utilisé pour la photosynthèse dans l’océan ?

Quels sont les noms des organismes qui habitent la colonne d’eau et qui sont transportés par les courants marins ?

Quels sont les noms des organismes qui habitent le sol océanique ?

Comment appelle-t-on les organismes qui se déplacent activement dans l’eau ?

Test:

Essai 1. La biomasse de la biosphère à partir de la masse de matière inerte de la biosphère est :

Essai 2. La part des plantes dans la biomasse terrestre est de :

Essai 3. Biomasse des plantes terrestres comparée à la biomasse des hétérotrophes terrestres :

C'est 60%.

C'est 50%.

Essai 4. Biomasse végétale de l’océan comparée à la biomasse des hétérotrophes aquatiques :

Prévaut et représente 99,2%.

C'est 60%.

C'est 50%.

La biomasse des hétérotrophes est moindre et s'élève à 6,3 %.

Essai 5. L’utilisation moyenne de l’énergie solaire pour la photosynthèse sur terre est de :

Essai 6. L’utilisation moyenne de l’énergie solaire pour la photosynthèse dans l’océan est de :

Essai 7. Le benthos océanique est représenté par :

Essai 8. Le necton océanique est représenté par :

Animaux qui se déplacent activement dans la colonne d’eau.

Organismes qui habitent la colonne d’eau et sont transportés par les courants marins.

Organismes vivant au sol et dans le sol.

Organismes vivant à la surface de l'eau.

Essai 9. Le plancton océanique est représenté par :

Animaux qui se déplacent activement dans la colonne d’eau.

Organismes qui habitent la colonne d’eau et sont transportés par les courants marins.

Organismes vivant au sol et dans le sol.

Organismes vivant à la surface de l'eau.

Essai 10. De la surface jusqu’aux profondeurs, les algues se développent dans l’ordre suivant :

Brun peu profond, vert plus profond, rouge plus profond jusqu'à - 200 m.

Rouge peu profond, brun plus foncé, vert plus profond jusqu'à - 200 m.

Vert peu profond, rouge plus profond, brun plus profond jusqu'à - 200 m.

Vert peu profond, brun plus foncé, rouge plus profond - jusqu'à 200 m.

La totalité de tous les organismes vivants forme la biomasse (ou, selon les mots de V.I. Vernadsky, la matière vivante) de la planète.

En masse, cela représente environ 0,001 % de la masse de la croûte terrestre. Cependant, malgré la biomasse totale insignifiante, le rôle des organismes vivants dans les processus qui se déroulent sur la planète est énorme. C'est l'activité des organismes vivants qui détermine la composition chimique de l'atmosphère, la concentration des sels dans l'hydrosphère, la formation des uns et la destruction des autres. rochers, formation du sol dans la lithosphère, etc.

Biomasse terrestre. La plus forte densité de vie se trouve dans les forêts tropicales. Il y a plus d'espèces végétales ici (plus de 5 000). Au nord et au sud de l'équateur, la vie s'appauvrit, sa densité et le nombre d'espèces végétales et animales diminuent : dans les régions subtropicales, il y a environ 3 000 espèces végétales, dans les steppes environ 2 000, suivies par les feuillus et forêts de conifères et enfin, la toundra, dans laquelle poussent environ 500 espèces de lichens et de mousses. En fonction de l'intensité du développement de la vie sous différentes latitudes géographiques, la productivité biologique change. On estime que la productivité primaire totale des terres (biomasse formée par les organismes autotrophes par unité de temps et par unité de surface) est d'environ 150 milliards de tonnes, dont 8 milliards de tonnes pour les forêts mondiales. matière organique dans l'année. La masse végétale totale par hectare dans la toundra est de 28,25 tonnes, en forêt tropicale- 524 tonnes. En zone tempérée, 1 hectare de forêt par an produit environ 6 tonnes de bois et 4 tonnes de feuilles, soit 193,2 * 109 J (~ 46 * 109 cal). La productivité secondaire (biomasse produite par les organismes hétérotrophes par unité de temps par unité de surface) de la biomasse d'insectes, d'oiseaux et autres de cette forêt varie de 0,8 à 3 % de la biomasse végétale, soit environ 2 * 109 J (5 * 108 cal ).< /p>

La productivité annuelle primaire des différentes agrocénoses varie considérablement. La productivité mondiale moyenne en tonnes de matière sèche par hectare est : blé - 3,44, pommes de terre - 3,85, riz - 4,97, betteraves sucrières - 7,65. La récolte qu'une personne récolte ne représente que 0,5% de la productivité biologique totale du champ. Une partie importante de la production primaire est détruite par les saprophytes, habitants du sol.

Les sols sont l’un des composants importants des biogéocénoses de surface. Le matériau de départ pour la formation du sol est constitué par les couches superficielles des roches. À partir d'eux, sous l'influence de micro-organismes, de plantes et d'animaux, une couche de sol se forme. Les organismes concentrent en eux-mêmes des éléments biogéniques : après la mort des plantes et des animaux et la décomposition de leurs restes, ces éléments entrent dans la composition du sol, grâce à quoi

il accumule des éléments biogènes, ainsi que des pechs organiques incomplètement décomposés. Le sol contient un grand nombre de micro-organismes. Ainsi, dans un gramme de chernozem, leur nombre atteint 25 * 108. Ainsi, le sol est d'origine biogénique, constitué de substances inorganiques, organiques et d'organismes vivants (l'édaphon est la totalité de tous les êtres vivants du sol). En dehors de la biosphère, l’émergence et l’existence du sol sont impossibles. Le sol est un milieu de vie pour de nombreux organismes (animaux unicellulaires, annélides et vers ronds, arthropodes et bien d'autres). Le sol est pénétré par les racines des plantes, à partir desquelles les plantes absorbent les nutriments et l'eau. La productivité des cultures agricoles est associée à l'activité vitale des organismes vivants du sol. L’ajout de produits chimiques au sol a souvent un effet néfaste sur la vie. Il est donc nécessaire d’utiliser rationnellement les sols et de les protéger.

Chaque zone possède ses propres sols, qui diffèrent des autres par leur composition et leurs propriétés. La formation de types individuels de sols est associée à différentes caractéristiques des roches formatrices du sol, du climat et des plantes. V.V. Dokuchaev a identifié 10 principaux types de sols, il y en a maintenant plus de 100. On distingue les zones de sol suivantes sur le territoire de l'Ukraine : Polésie, steppe forestière, steppe, steppe sèche, ainsi que les régions montagneuses des Carpates et de Crimée. avec les types de structure du sol inhérents à chacune d’elles. La Polésie se caractérise par des sols gazeux-zoliques, des forêts grises. Sols forestiers de Temnosiri, chernozems podzolisés, etc. La zone Forêt-steppe présente des sols forestiers de siri gris et foncés. La zone steppe est principalement représentée par les chernozems. Les sols forestiers bruns prédominent dans les Carpates ukrainiennes. En Crimée, il existe différents sols (chernozem, châtaigniers, etc.), mais ils sont généralement graveleux et rocheux.

Biomasse de l'océan mondial. Les océans du monde occupent plus des 2/3 de la superficie de la planète. Les propriétés physiques et la composition chimique des eaux océaniques sont favorables au développement et à l’existence de la vie. Comme sur terre, dans l’océan, la densité de vie est la plus élevée dans la zone équatoriale et diminue à mesure qu’on s’en éloigne. Dans la couche supérieure, à une profondeur allant jusqu'à 100 m, vivent les algues unicellulaires qui composent le plancton, « la productivité primaire totale du phytoplancton dans l'océan mondial est de 50 milliards de tonnes par an (environ 1/3 de la production primaire totale de la biosphère). Presque toutes les chaînes alimentaires de l'océan commencent par le phytoplancton, qui se nourrit d'animaux zooplanctoniques (comme les crustacés). Les crustacés constituent la nourriture de nombreuses espèces de poissons et de baleines à fanons. Les oiseaux mangent du poisson. Les grandes algues poussent principalement dans les zones côtières des océans et des mers. La plus grande concentration de vie se trouve dans les récifs coralliens. L'océan est plus pauvre en vie que la terre ; la biomasse de ses produits est 1 000 fois moindre. La plupart de la biomasse formée - algues unicellulaires et autres habitants de l'océan - meurt, se dépose au fond et leur matière organique est détruite par les décomposeurs. Seulement environ 0,01 % de la productivité primaire de l'océan mondial grâce à longue chaine les niveaux trophiques atteignent les humains sous forme de nourriture et d’énergie chimique.

Au fond de l'océan, du fait de l'activité vitale des organismes, se forment des roches sédimentaires : craie, calcaire, diatomite, etc.

La biomasse animale dans l'océan mondial est environ 20 fois supérieure à la biomasse végétale, et elle est particulièrement importante dans la zone côtière.

L'océan est le berceau de la vie sur Terre. La base de la vie dans l’océan lui-même, le principal maillon d’une chaîne alimentaire complexe est le phytoplancton, des plantes marines vertes unicellulaires. Ces plantes microscopiques sont mangées par le zooplancton herbivore et de nombreuses espèces de petits poissons, qui à leur tour servent de nourriture à une gamme de prédateurs nectoniques et nageant activement. Les organismes des fonds marins - le benthos (phytobenthos et zoobenthos) participent également à la chaîne alimentaire océanique. La masse totale de matière vivante dans l'océan est de 29,9∙109 tonnes, la biomasse du zooplancton et du zoobenthos représentant 90 % de la masse totale de matière vivante dans l'océan, la biomasse du phytoplancton - environ 3 % et la biomasse de necton (principalement poisson) - 4 % (Suetova, 1973 ; Dobrodeev, Suetova, 1976). En général, la biomasse océanique en poids est 200 fois inférieure et par unité de surface 1 000 fois inférieure à la biomasse terrestre. Cependant, la production annuelle de matière vivante dans l'océan est de 4,3∙1011 tonnes. En unités de poids vif, elle est proche de la production de masse végétale terrestre - 4,5∙1011 tonnes. Puisque les organismes marins contiennent beaucoup plus d'eau, alors en unités de poids sec, ce rapport ressemble à 1:2,25. Le rapport de production de matière organique pure dans l'océan est encore plus faible (1:3,4) que sur terre, car le phytoplancton contient un pourcentage plus élevé d'éléments de cendre que la végétation ligneuse (Dobrodeev, Suetova, 1976). La productivité assez élevée de la matière vivante dans l'océan s'explique par le fait que les organismes phytoplanctoniques les plus simples ont court terme la vie, ils se renouvellent quotidiennement, et la masse totale de matière vivante dans l'océan est en moyenne tous les 25 jours environ. Sur terre, le renouvellement de la biomasse se produit en moyenne tous les 15 ans. La matière vivante dans l’océan est répartie de manière très inégale. Les concentrations maximales de matière vivante en haute mer - 2 kg/m2 - se situent dans les zones tempérées de l'Atlantique Nord et du Nord-Ouest du Pacifique. Sur terre, les zones forêt-steppe et steppe ont la même biomasse. Les valeurs moyennes de la biomasse dans l'océan (de 1,1 à 1,8 kg/m2) se retrouvent dans les zones des zones tempérées et équatoriales ; sur terre elles correspondent à la biomasse des steppes sèches de la zone tempérée, semi-déserts de la zone subtropicale zone, forêts alpines et subalpines (Dobrodeev, Suetova, 1976) . Dans l'océan, la répartition de la matière vivante dépend du mélange vertical des eaux, qui fait remonter les nutriments à la surface depuis les couches profondes, où se déroule le processus de photosynthèse. De telles zones de levage Eaux profondes appelées zones d'upwelling, ce sont les plus productives de l'océan. Les zones de faible mélange vertical des eaux sont caractérisées par de faibles niveaux de production de phytoplancton, premier maillon de la productivité biologique de l'océan, et par la pauvreté de la vie. Un autre trait caractéristique de la répartition de la vie dans l'océan est sa concentration dans la zone peu profonde. Dans les zones de l'océan où la profondeur ne dépasse pas 200 m, 59 % de la biomasse de la faune des fonds marins est concentrée ; les profondeurs comprises entre 200 et 3 000 m représentent 31,1 % et les zones avec des profondeurs supérieures à 3 000 m représentent moins de 10 %. Parmi les zones latitudinales climatiques de l'océan mondial, les plus riches sont les zones subantarctiques et septentrionales. zone tempérée: leur biomasse est 10 fois supérieure à celle de la ceinture équatoriale. Sur terre, au contraire, les valeurs les plus élevées de matière vivante se produisent dans les ceintures équatoriales et subéquatoriales.

La base du cycle biologique qui assure l’existence de la vie est l’énergie solaire et la chlorophylle des plantes vertes qui la capte. Chaque organisme vivant participe au cycle des substances et de l'énergie, en absorbant certaines substances de l'environnement extérieur et en en libérant d'autres. Les biogéocénoses, constituées d'un grand nombre d'espèces et de composants osseux de l'environnement, effectuent des cycles par lesquels se déplacent des atomes de divers éléments chimiques. Les atomes migrent constamment à travers de nombreux organismes vivants et environnements squelettiques. Sans la migration des atomes, la vie sur Terre ne pourrait pas exister : les plantes sans animaux ni bactéries épuiseraient bientôt leurs réserves de dioxyde de carbone et minéraux, et les animaux des plantes seraient privés de leur source d'énergie et d'oxygène.

La biomasse de surface correspond à la biomasse du milieu terre-air. Elle augmente des pôles jusqu'à l'équateur. Parallèlement, le nombre d’espèces végétales augmente.

Toundra arctique – 150 espèces de plantes.

Toundra (arbustes et herbacées) - jusqu'à 500 espèces végétales.

Zone forestière (forêts de conifères + steppes (zone)) – 2000 espèces.

Subtropicales (agrumes, palmiers) – 3000 espèces.

Forêts de feuillus (forêts tropicales humides) – 8 000 espèces. Les plantes poussent sur plusieurs niveaux.

Biomasse animale. La forêt tropicale possède la plus grande biomasse de la planète. Une telle saturation de la vie provoque une sélection naturelle stricte et la lutte pour l'existence et => Adaptation des diverses espèces aux conditions d'une existence commune.

Leçon 2. Biomasse de la biosphère

Analyse des travaux de test et notation (5-7 min).

Répétition orale et tests informatiques (13 min).

Biomasse terrestre

La biomasse des terres est bien supérieure à la biomasse des océans de la planète, elle atteint près de 99,9 %. Cela s'explique par une espérance de vie plus longue et la masse de producteurs à la surface de la Terre. Dans les plantes terrestres, l'utilisation de l'énergie solaire pour la photosynthèse atteint 0,1 %, et dans l'océan, elle n'est que de 0,04 %.

La biomasse des différentes zones de la surface de la Terre dépend des conditions climatiques - température, quantité de précipitations. Les conditions climatiques difficiles de la toundra - basses températures, pergélisol, étés courts et froids - ont formé des communautés végétales uniques avec une faible biomasse. La végétation de la toundra est représentée par des lichens, des mousses, des arbres nains rampants et une végétation herbacée capable de résister à des conditions aussi extrêmes. La biomasse de la taïga, puis des forêts mixtes et feuillues augmente progressivement. La zone steppique est remplacée par une végétation subtropicale et tropicale, où les conditions de vie sont les plus favorables et la biomasse est maximale.

Biomasse des océans du monde

Hydrosphère La « coquille d'eau » est formée par l'océan mondial, qui occupe environ 71 % de la surface du globe, et les masses d'eau terrestres - rivières, lacs - environ 5 %. Une grande quantité d'eau se trouve dans les eaux souterraines et les glaciers. En raison de la forte densité de l’eau, les organismes vivants peuvent normalement exister non seulement au fond, mais aussi dans la colonne d’eau et à sa surface. L’hydrosphère est donc peuplée sur toute son épaisseur, les organismes vivants sont représentés benthos, plancton Et necton.

Organismes benthiques(du grec benthos - profondeur) mènent une vie de fond, vivant au sol et dans le sol. Le phytobenthos est formé de diverses plantes - des algues vertes, brunes, rouges, qui poussent à différentes profondeurs : à faible profondeur, des algues vertes, puis brunes, plus profondes - rouges, que l'on trouve jusqu'à 200 m de profondeur. animaux - mollusques, vers, arthropodes, etc. Beaucoup se sont adaptés à la vie même à une profondeur de plus de 11 km.

Organismes planctoniques(du grec planctos - errant) - habitants de la colonne d'eau, ils ne sont pas capables de se déplacer de manière indépendante sur de longues distances, ils sont représentés par le phytoplancton et le zooplancton. Le phytoplancton comprend des algues unicellulaires et des cyanobactéries, que l'on trouve dans les réservoirs marins jusqu'à une profondeur de 100 m et qui sont le principal producteur de substances organiques - elles ont un taux de reproduction inhabituellement élevé. Le zooplancton est composé de protozoaires marins, de coelentérés et de petits crustacés. Ces organismes se caractérisent par des migrations quotidiennes verticales, ils constituent la principale source de nourriture des grands animaux - poissons, baleines à fanons.

Organismes nectoniques(du grec nektos - flottant) - habitants du milieu aquatique, capables de se déplacer activement dans la colonne d'eau, parcourant de longues distances. Ce sont des poissons, des calmars, des cétacés, des pinnipèdes et d'autres animaux.

Travail écrit avec cartes :

1. Comparez la biomasse des producteurs et des consommateurs sur terre et dans l'océan.

2. Comment la biomasse est-elle distribuée dans l'océan mondial ?

3. Décrire la biomasse terrestre.

4. Définir les termes ou développer les concepts : necton ; le phytoplancton ; le zooplancton ; le phytobenthos; le zoobenthos; pourcentage de la biomasse terrestre par rapport à la masse de matière inerte de la biosphère ; pourcentage de biomasse végétale par rapport à la biomasse totale des organismes terrestres ; pourcentage de biomasse végétale par rapport à la biomasse totale des organismes aquatiques.

Carte au tableau :

1. Quel est le pourcentage de la biomasse terrestre par rapport à la masse de matière inerte de la biosphère ?

2. Quel pourcentage de la biomasse terrestre provient des plantes ?

3. Quel pourcentage de la biomasse totale des organismes terrestres est constitué de biomasse végétale ?

4. Quel pourcentage de la biomasse totale des organismes aquatiques représente la biomasse végétale ?

5. Quel pourcentage de l’énergie solaire est utilisé pour la photosynthèse sur terre ?

6. Quel pourcentage de l’énergie solaire est utilisé pour la photosynthèse dans l’océan ?

7. Quels sont les noms des organismes qui habitent la colonne d’eau et qui sont transportés par les courants marins ?

8. Quels sont les noms des organismes qui habitent le sol océanique ?

9. Quels sont les noms des organismes qui se déplacent activement dans la colonne d’eau ?

Test:

Essai 1. La biomasse de la biosphère à partir de la masse de matière inerte de la biosphère est :

Essai 2. La part des plantes dans la biomasse terrestre est de :

Essai 3. Biomasse des plantes terrestres comparée à la biomasse des hétérotrophes terrestres :

2. Soit 60 %.

3. Soit 50 %.

Essai 4. Biomasse végétale de l’océan comparée à la biomasse des hétérotrophes aquatiques :

1. Prévaut et représente 99,2 %.

2. Soit 60 %.

3. Soit 50 %.

4. La biomasse des hétérotrophes est moindre et s'élève à 6,3 %.

Essai 5. L’utilisation moyenne de l’énergie solaire pour la photosynthèse sur terre est de :

Essai 6. L’utilisation moyenne de l’énergie solaire pour la photosynthèse dans l’océan est de :

Essai 7. Le benthos océanique est représenté par :

Essai 8. Le necton océanique est représenté par :

1. Animaux se déplaçant activement dans la colonne d’eau.

2. Organismes qui habitent la colonne d’eau et sont transportés par les courants marins.

3. Organismes vivant au sol et dans le sol.

4. Organismes vivant à la surface de l’eau.

Essai 9. Le plancton océanique est représenté par :

1. Animaux se déplaçant activement dans la colonne d’eau.

2. Organismes qui habitent la colonne d’eau et sont transportés par les courants marins.

3. Organismes vivant au sol et dans le sol.

4. Organismes vivant à la surface de l’eau.

Essai 10. De la surface jusqu’aux profondeurs, les algues se développent dans l’ordre suivant :

1. Brun peu profond, vert plus profond, rouge plus profond jusqu'à - 200 m.

2. Rouge peu profond, brun plus foncé, vert plus profond jusqu'à - 200 m.

3. Vert peu profond, rouge plus foncé, brun plus foncé jusqu'à - 200 m.

4. Vert peu profond, brun plus foncé, rouge plus profond - jusqu'à 200 m.

Le phytoplancton, en fixant le CO 2 lors de la photosynthèse et en formant de la matière organique, est à l'origine de toutes les chaînes alimentaires de l'océan. Analyse de diverses données sur la quantité de phytoplancton dans différentes zones de l'océan mondial (avec fin XIX siècles calculés à partir des estimations de transparence disponibles, et depuis le début des années 1980 obtenus à distance, avec vaisseau spatial) montre que sa biomasse a diminué au cours du siècle dernier à un rythme d'environ 1 % par an. La diminution la plus notable a été observée dans les régions oligotrophes centrales de l’océan. Bien que ces zones se caractérisent par une très faible productivité, elles occupent une superficie immense et leur contribution totale à la production et à la biomasse du phytoplancton océanique est donc très importante. La plupart cause probable réduction de la biomasse - une augmentation de la température de la couche superficielle de l'océan, entraînant une diminution de la profondeur de mélange et une réduction de l'apport d'éléments nutritionnels minéraux provenant des couches sous-jacentes.

Environ la moitié de la production primaire totale de notre planète (c'est-à-dire la matière organique produite par les plantes vertes et autres organismes photosynthétiques) provient de l'océan. Les principaux producteurs de l'océan sont les algues microscopiques et les cyanobactéries en suspension dans les couches supérieures de la colonne d'eau (ce que l'on appelle collectivement le phytoplancton). Des études quantitatives à grande échelle sur la production et la biomasse du phytoplancton dans l’océan mondial ont débuté dans les années 1960 et 1970. Les chercheurs (dont ceux de l'Institut d'océanologie de l'Académie des sciences de l'URSS) se sont alors appuyés sur une méthode basée sur l'absorption par le phytoplancton de l'isotope radioactif du carbone 14 C. L'isotope a été marqué avec du dioxyde de carbone CO 2 ajouté à des échantillons d'eau contenant du phytoplancton. soulevé à bord du navire. À la suite de ces travaux, des cartes de la répartition du phytoplancton dans tout l'océan mondial ont été construites (voir, par exemple : Koblentz-Mishke et al., 1970). Dans les centrales, occupant grande surface Dans certaines zones océaniques, la biomasse phytoplanctonique et sa production sont très faibles. Les valeurs élevées de biomasse et de production sont confinées aux zones côtières et d'upwelling (voir : Upwelling), où les eaux profondes riches en éléments nutritifs minéraux remontent à la surface. Il s’agit tout d’abord du phosphore et de l’azote dont le manque limite la croissance du phytoplancton dans la plupart des eaux océaniques.

Une nouvelle étape dans l'étude quantitative de la répartition du phytoplancton dans l'océan mondial a débuté à la toute fin des années 1970, après l'avènement des méthodes à distance (à partir de satellites) pour détecter les eaux de surface et en déterminer la teneur en chlorophylle. Bien que pas plus de 10 % des photons de lumière, réfléchis par l'eau et transportant des informations sur sa couleur, atteignent les appareils situés à la limite supérieure de l'atmosphère, cela suffit pour calculer la quantité de chlorophylle et, par conséquent, la biomasse du phytoplancton (Fig. 1). Les valeurs de la biomasse peuvent également être utilisées pour juger de la production de phytoplancton, qui a été vérifiée au cours d'études spéciales comparant les données satellitaires avec les résultats des estimations de production obtenues expérimentalement. sur place sur les navires de recherche. Bien sûr, différents appareils donnent des données légèrement différentes, mais grande image La répartition spatiale du phytoplancton et sa dynamique (saisonnière et interannuelle) est très détaillée. Il suffit de dire que l'appareil Sea WiFS (Sea-viewing Wide Field-of-view Sensor) scanne les océans du monde entier en deux jours.

Une énorme quantité de données accumulées au cours des 30 dernières années a permis d'identifier certains oscillations périodiques biomasse phytoplanctonique, notamment associée à El Niño, ou plus précisément à la « Southern Oscillation » (El Niño-Southern Oscillation). En analysant ces matériaux, les chercheurs ont suggéré l'existence de changements à plus long terme dans la biomasse du phytoplancton, mais ils étaient difficiles à détecter en raison du manque de données pour la période précédant les mesures satellitaires. Une tentative de résoudre au moins partiellement ce problème a été récemment faite par des spécialistes de l'Université canadienne Dalhousie à Halifax (Université Dalhousie, Halifax, Nouvelle-Écosse). La biomasse du phytoplancton il y a 50, voire 100 ans peut être jugée par des estimations de transparence, valeur régulièrement mesurée lors d'expéditions de recherche depuis la fin du XIXe siècle.

Un instrument de mesure de la transparence de l'eau, extrêmement simple mais très utile, a été inventé en 1865 par l'astronome italien (et en même temps prêtre) Angelo Secchi, chargé de dresser une carte de la transparence de la mer Méditerranée pour le flotte papale. L'appareil, appelé « disque Secchi » (voir fig. 2), est un disque de métal blanc d'un diamètre de 20 ou 30 cm, qui est descendu dans l'eau au moyen d'une corde marquée. La profondeur à laquelle l'observateur cesse de voir le disque est la transparence Secchi. Étant donné que la principale partie des matières en suspension qui affectent la transparence de l'eau est le phytoplancton, tout changement dans la valeur de transparence. en règle générale, ils reflètent bien les changements dans la quantité de phytoplancton.

Sur la base d'estimations standardisées de transparence disponibles depuis 1899, et sur les résultats d'une comparaison récente des valeurs de transparence avec les concentrations de chlorophylle, les chercheurs ont obtenu, d'abord, une image de la répartition de la biomasse phytoplanctonique dans les océans (Fig. 3), et Deuxièmement, les changements dans la biomasse du phytoplancton sur une période de cent ans (Fig. 4). Au total, ils disposaient des résultats de plus de 455 000 mesures, couvrant la période de 1899 à 2008. Dans le même temps, les données directement liées à la zone côtière (à moins de 1 km de la côte et à des profondeurs inférieures à 25 m) n'ont délibérément pas été incluses dans l'échantillon, car dans de tels endroits l'influence du ruissellement du rivage est très perceptible. . La plupart des mesures ont été effectuées après 1930 dans les régions septentrionales des océans Atlantique et Pacifique. La principale conclusion à laquelle arrivent les auteurs est une diminution progressive de la biomasse totale du phytoplancton au cours du siècle dernier, passant de vitesse moyenne environ 1% par an.

Pour évaluer les tendances locales, l'ensemble de la zone d'eau de l'océan mondial a été divisé en une grille avec des cellules mesurant 10° × 10°, et toutes les valeurs ont été calculées sous forme de moyennes par cellule. Une diminution de la biomasse phytoplanctonique a été observée dans 59 % des cellules pour lesquelles des données suffisamment fiables étaient disponibles. La plupart de ces cellules se trouvent dans des latitudes élevées (plus de 60° de latitude). Cependant, pour certaines zones de l'océan, une augmentation de la biomasse a été constatée - en particulier dans la partie orientale Océan Pacifique, ainsi que dans le nord et régions du sud océan Indien. Les régions oligotrophes centrales des océans ont en fait élargi les zones d'eau occupées et, dans ces zones, malgré faible productivité, environ 75 % de toute la production primaire de l'océan mondial est désormais constituée.

Pour imaginer les changements à l'échelle de grandes régions, l'ensemble de la zone océanique a été divisé en 10 régions (Fig. 5) : l'Arctique, l'Atlantique Nord, Équatorial et Sud, les parties nord et sud de l'océan Indien, l'Atlantique Nord, Équatorial. et le Pacifique Sud et l'océan Austral. L'analyse des données moyennes pour ces grandes régions a montré qu'une augmentation significative a été constatée uniquement pour la partie sud de l'océan Indien et une augmentation statistiquement peu fiable pour la partie nord de l'océan Indien. Pour toutes les autres régions, il est marqué une réduction significative biomasse phytoplanctonique.

Discuter raisons possibles changements observés, les auteurs s'intéressent principalement à l'augmentation de la température de la couche superficielle de la colonne d'eau. Elle recouvrait la quasi-totalité de l'océan et entraînait une diminution de l'épaisseur de la couche mélangée. En conséquence, l'afflux d'éléments nutritionnels minéraux (principalement des phosphates et des nitrates) provenant des couches sous-jacentes est réduit. Cependant, les auteurs admettent qu’une telle explication n’est pas adaptée aux hautes latitudes. Là, le réchauffement de la couche supérieure devrait augmenter, plutôt que diminuer, la production et la biomasse de phytoplancton. De toute évidence, les mécanismes qui déterminent les changements à grande échelle dans la biomasse phytoplanctonique nécessitent une étude plus approfondie.

L'océan mondial est un système écologique, un ensemble fonctionnel unique d'organismes et de leurs habitats. L'écosystème océanique possède des caractéristiques physiques et chimiques qui offrent certains avantages aux organismes vivants qui y vivent.

La circulation marine constante entraîne un mélange intense des eaux océaniques, de sorte que le manque d'oxygène est relativement rare dans les océans. profondeurs océaniques.

Un facteur important dans l'existence et la répartition de la vie dans les profondeurs de l'océan mondial est la quantité de lumière pénétrante, selon laquelle l'océan est divisé en deux zones horizontales : euphotique ( généralement jusqu'à 100-200 m) et sombre(s'étend jusqu'en bas). La zone euphotique est une zone de production primaire, elle se caractérise par l'entrée ici grande quantité lumière du soleil et, par conséquent, des conditions favorables au développement de la principale source d'énergie des chaînes alimentaires marines : le microplancton, qui comprend de minuscules algues vertes et des bactéries. La partie la plus productive de la zone euphotique est la zone du plateau continental (qui coïncide généralement avec la zone sublittorale). La grande abondance de zooplancton et de phytoplancton dans cette zone, combinée à la teneur élevée en nutriments emportés par les rivières et les cours d'eau temporaires, ainsi qu'à la montée locale d'eaux profondes froides et riches en oxygène (zones d'upwelling), a conduit à le fait que presque toutes les pêcheries commerciales à grande échelle sont concentrées sur le plateau continental.

La zone euphotique est moins productive, principalement parce qu’elle reçoit moins de lumière solaire et que les conditions pour le développement du premier maillon des chaînes alimentaires dans l’océan sont extrêmement limitées.

Aux autres facteur important, qui détermine l'existence et la répartition de la vie dans l'océan mondial, est la concentration d'éléments biogéniques dans l'eau (en particulier le phosphore et l'azote, qui sont absorbés le plus activement par les algues unicellulaires) et d'oxygène dissous. Les nutriments pénètrent dans l'eau principalement avec le ruissellement des rivières et atteignent leur concentration maximale à une profondeur de 800 à 1 000 m, mais la principale consommation de nutriments par le phytoplancton est concentrée dans la couche superficielle de 100 à 200 m d'épaisseur. Ici, les algues photosynthétiques libèrent de l'oxygène, qui est transporté dans l'eau lors de la circulation verticale de l'eau dans les profondeurs de l'océan, créant les conditions nécessaires à l'existence de la vie. Ainsi, à une profondeur (100-200 m) avec une quantité suffisante de nutriments contenus et une concentration suffisante d'oxygène dissous, des conditions sont créées pour l'existence d'organismes végétaux (phytoplancton), qui déterminent la reproduction et la répartition du zooplancton, des poissons et d'autres animaux.

Dans l'océan mondial, l'étape principale de la pyramide de la biomasse est constituée d'algues unicellulaires, qui sont divisées en grande vitesse et donnent une production très élevée. Cela explique que la biomasse animale soit deux douzaines de fois supérieure à la biomasse végétale. La biomasse totale de l'océan mondial est d'environ 35 milliards de tonnes, tandis que les animaux représentent 32,5 milliards de tonnes et les algues 1,7 milliard de tonnes. Cependant total Les algues changent peu car elles sont rapidement mangées par le zooplancton et divers filtreurs (par exemple les baleines). Poisson, céphalopodes, les gros crustacés grandissent et se reproduisent plus lentement, mais sont mangés encore plus lentement par les ennemis, leur biomasse a donc le temps de s'accumuler. Pyramide de la biomasse dans l'océan, il s'avère donc à l'envers. DANS écosystèmes terrestres le taux de consommation de la croissance végétale est plus faible et la pyramide de la biomasse ressemble dans la plupart des cas à la pyramide de production.

Riz. 4.

La production de zooplancton est 10 fois inférieure à celle des algues unicellulaires. La production de poissons et autres représentants du necton est 3000 fois inférieure à celle du plancton, ce qui offre des conditions extrêmement favorables à leur développement.

La productivité élevée des bactéries et des algues assure le traitement des restes de l'activité vitale d'une importante biomasse de l'océan, ce qui, en combinaison avec le mélange vertical des eaux de l'océan mondial, favorise la décomposition de ces restes, créant ainsi et le maintien des propriétés oxydantes du milieu aquatique, qui créent des conditions extrêmement favorables au développement de la vie dans toute l'épaisseur de l'océan mondial. Ce n'est que dans certaines régions de l'océan mondial qu'un environnement réparateur se forme en raison d'une stratification particulièrement forte des eaux dans les couches profondes.

Les conditions de vie dans l'océan sont caractérisées par une grande constance, c'est pourquoi les habitants de l'océan n'ont pas besoin de couvertures spécialisées et d'adaptations si nécessaires aux organismes vivants sur terre, où des changements soudains et intenses des facteurs environnementaux ne sont pas rares.

Haute densité eau de mer fournit un soutien physique aux organismes marins, grâce auquel les organismes dotés de masses corporelles importantes (cétacés) maintiennent parfaitement leur flottabilité.

Tous les organismes vivant dans l'océan sont divisés en trois (le plus grand) groupes environnementaux(basé sur le mode de vie et l'habitat) : plancton, necton et benthos. Plancton- un ensemble d'organismes incapables de se déplacer de manière indépendante et transportés par les eaux et les courants. Le plancton possède la biomasse la plus élevée et la plus grande diversité d’espèces. Le plancton comprend le zooplancton (plancton animal), qui habite toute l'épaisseur de l'océan, et le phytoplancton (plancton végétal), qui ne vit que dans la couche superficielle de l'eau (jusqu'à une profondeur de 100 à 150 m). Le phytoplancton, principalement de minuscules algues unicellulaires, fournit de la nourriture au zooplancton. Necton- des animaux capables de se déplacer de manière indépendante dans la colonne d'eau sur de longues distances. Necton comprend les cétacés, les pinnipèdes, les poissons, les sirénidés, serpents de mer Et tortues de mer. La biomasse totale du necton est d'environ 1 milliard de tonnes, dont la moitié provient du poisson. Benthos- un ensemble d'organismes qui vivent au fond des océans ou dans les sédiments des fonds marins. Le benthos animal comprend tous les types d'invertébrés (moules, huîtres, crabes, homards, homards) ; le benthos végétal est représenté principalement par diverses algues.

La masse biologique totale de l'océan mondial (la masse totale de tous les organismes vivant dans l'océan) est de 35 à 40 milliards de tonnes. C'est bien inférieur à la masse biologique des terres émergées (2 420 milliards de tonnes), malgré le fait que l'océan a grandes tailles. Ceci s'explique par la plupart de les zones océaniques sont des espaces aquatiques presque sans vie, et seule la périphérie de l'océan et les zones d'upwelling se caractérisent par la plus grande productivité biologique. De plus, sur terre, la phytomasse dépasse la zoomasse de 2 000 fois, et dans l'océan mondial, la biomasse animale est 18 fois supérieure à la biomasse végétale.

Les organismes vivants dans l'océan mondial sont inégalement répartis, car leur formation et la diversité des espèces sont influencées par un certain nombre de facteurs. Comme mentionné ci-dessus, la répartition des organismes vivants dépend en grande partie de la répartition de la température et de la salinité de l'océan par latitude. Oui, plus eaux chaudes se caractérisent par une biodiversité plus élevée (400 espèces d'organismes vivants vivent dans la mer de Laptev et 7 000 espèces en Méditerranée), et la limite de répartition de la plupart des animaux marins dans l'océan est la salinité avec des indicateurs de 5 à 8 ppm. La transparence ne permet la pénétration de la lumière solaire favorable que jusqu'à une profondeur de 100 à 200 m. En conséquence, cette zone de l'océan (sous-littoral) se caractérise par la présence de lumière, une grande abondance de nourriture, un mélange actif des masses d'eau. - tout cela détermine la création des conditions les plus favorables au développement et à l'existence de la vie dans cette zone océanique (90 % de toutes les richesses halieutiques vivent dans les couches supérieures de l'océan jusqu'à une profondeur de 500 m). Pendant un an conditions naturelles varient sensiblement selon les différentes régions de l’océan mondial. De nombreux organismes vivants s’y sont adaptés, ayant appris à effectuer des mouvements verticaux et horizontaux (migration) sur de longues distances dans la colonne d’eau. Dans le même temps, les organismes planctoniques sont capables de migrations passives (avec l'aide des courants), et les poissons et les mammifères sont capables de migrations actives (indépendantes) pendant les périodes d'alimentation et de reproduction.

La biomasse animale est la biomasse totale des océans. Conférence "biomasse de la biosphère"

"2. Biomasse terrestre et océanique"

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