מערכת אקולוגית ימית

תפוקה ביולוגית

התפוקה הראשונית היא הקצב שבו האנרגיה מומרת על ידי אוטוטרופים פוטו-סינתטיים וכימוסינטטיים לחומרים אורגניים. הסכום הכולל של הפריון באזור או מערכת הוא התפוקה הראשונית הגולמית. כמות מסוימת של חומר אורגני משמשת לקיום חיי היצרנים; מה שנותר הוא הפרודוקטיביות נטו. התפוקה העיקרית הימית נטו היא כמות החומרים האורגניים הזמינים לתמיכה בצרכני הים (אוכלי עשב וקרניבורים) של הים. היבול העומד הוא סך הביומסה (משקל) של הצמחייה. רוב התפוקה העיקרית מתבצעת על ידי הפיטופלנקטון אוקיינוס, לא צמחים קרקעית הים.

מרבית היצרנים הראשוניים דורשים חנקן וזרחן, הזמינים באוקיינוס ​​כחנקה, ניטריט, אמוניה וזרחן. שפע המולקולות הללו ועוצמת האור ואיכותם משפיעות רבות על שיעורי הייצור. שתי הקטגוריות העיקריות של יצרנים (אוטוטרופים) בים הם פיטופלנקטון פלגני ומיקרו-אצות מקלותיות ומקרו-אצות. צמחי benthic לגדול רק בשולי האוקיינוסים בעולם מוערכים לייצר רק 5 עד 10 אחוזים של החומר הצמחי ימי הכולל בשנה. Chemoautotrophs הם המפיקים של פתחי האוויר העמוקים.

התפוקה הראשונית נקבעת בדרך כלל על ידי מדידת ספיגת הפחמן הדו-חמצני או תפוקת החמצן. שיעורי הייצור מתבטאים בדרך כלל כגרמים של פחמן אורגני ליחידה ליחידת זמן. הפריון של האוקיאנוס כולו מוערך בכ- 16 × 10 ¹⁰ טון פחמן בשנה, שהוא פי שמונה מזה של הארץ.

שרשרת המזון הפלאגית

שרשראות המזון במי החוף בעולם מוסדרות בדרך כלל על ידי ריכוזי תזונה. ריכוזים אלה קובעים את שפע הפיטופלנקטון, אשר בתורו מספקים מזון לצרכנים הראשיים, כמו פרוטוזואה וזואופתנקטון, שאותם צרכני הטרף הגבוהים - דגים, דיונונים ויונקים ימיים - טורפים אותם. נהוג היה לחשוב כי פיטופלנקטון בטווח הגודל של 5- עד 100 מיקרומטר אחראי לרוב הייצור העיקרי בים וכי גידולים כמו קודקודים שולטים במספר הפיטופלנקטון. עם זאת, הנתונים שנאספו מאז 1975 מצביעים על כך שהמערכת מורכבת בהרבה מזו. כיום נהוג לחשוב שמרבית הייצור העיקרי במים ימיים בעולם מתבצע על ידי פוטו-תאים חד-תאיים של 0.5 עד 10 מיקרומטר (חיידקים ופרוטוטים). יתרה מזאת, פרוטסטים הטרוטרופיים (פרוטסטים פגוטרופיים) נחשבים כיום כבקרים הדומיננטיים של חיידקים וייצור ראשוני בים כאחד. המודלים הנוכחיים של שרשראות המזון הימי הפלאגיים מציגים אינטראקציות מורכבות ברשת מזון מיקרוביאלית. מטאזואנים גדולים יותר נתמכים על ידי ייצור תאים אוטוטרופיים והטרוטרופיים.

התהוות

המים היצרניים ביותר בעולם נמצאים באזורים של דיור. דירה במי החוף מביאה חומרים מזינים אל פני השטח. פיטופלנקטון מתרבים במהירות בתנאים אלה, וגם זואופלנקטון מרעה מתרבה ומספק אספקת מזון בשפע לנטקטון. כמה מהדגים העשירים בעולם נמצאים באזורים של גבהים - לדוגמא, המים הממוזגים מול פרו וקליפורניה. אם הווי הנגמר נכשל, ההשפעות על בעלי חיים התלויים בו עלולות להיות הרות אסון. גם הדייג סובל בתקופות אלה, כפי שמעידים התמוטטות ענף האנשובי הפרואני בשנות השבעים. עוצמת ומיקום הדירה מושפעת משינויים במחזור האטמוספרי, כפי שמדגים השפעת תנאי אל ניניו.

מחזורי ייצור עונתיים

מחזורי ייצור הפלנקטון משתנים בקווי רוחב שונים מכיוון שדפוסי האור והטמפרטורה העונתיים משתנים באופן דרמטי עם קו הרוחב. בתנאים הקיצוניים בקטבים, אוכלוסיות הפלנקטון מתרסקות במהלך החשיכה המתמדת של החורף ופורחות בקיץ עם שעות אור ארוכות ונסיגת שדה הקרח. במים טרופיים השונות באור השמש והטמפרטורה היא קלה, חומרים מזינים קיימים בריכוזים נמוכים, ומכלולים פלנקטוניים אינם עוברים תנודות גדולות בשפע. עם זאת ישנם מחזורי רבייה מהירים ושיעורי רעייה וטורפים גבוהים המביאים למחזור מהיר של פלנקטון ויבול נמוך. באזורים ממוזגים שפע פלנקטון שיא באביב ככל שהטמפרטורה ואורך האור ועוצמתו מתגברים. יתר על כן, סערות חורף עונתיות מערבבות בדרך כלל את עמוד המים, ויוצרות חלוקה אחידה יותר של חומרים מזינים, המאפשרת את צמיחת הפיטופלנקטון. ייצור שיא של זוינפלנקטון בדרך כלל מפגר אחריו של פיטופלנקטון, בעוד שצריכת פיטופלנקטון על ידי זואנפלנקטון ופרוטיסטים פגוטרופיים נחשבת כמפחיתה את שפע הפיטופלנקטון. שיאים משניים בשפע מתרחשים בסתיו. פסגות העונה של פלנקטון מסוימים בולטות מאוד, והרכב הפלנקטון משתנה במידה ניכרת. באביב ובתחילת הקיץ דגים וחסרי חוליות רבים משריצים ומשחררים ביצים וזחלים לתוך הפלנקטון, וכתוצאה מכך המרכיב המירופלנקטוני של הפלנקטון גבוה יותר בזמנים אלה. דפוסים כלליים של שפע פלנקטון עשויים להיות מושפעים עוד יותר מהתנאים המקומיים. גשמים כבדים באזורי החוף (במיוחד באזורים בהם מנצרים מונסונים) יכולים לגרום לכריכים עכורים עשירים בחומרים מזינים (כלומר, פלומות נחל נחל או נהר) הנמשכים למים של המדף היבשתי. לכן, שינויים בייצור עשויים להיות תלויים בעונה, בסמיכות למים מתוקים, ותזמון ומיקום ההתקוממות, הזרמים ודפוסי ההתרבות.