Почему изменяется плотность жизни в различных частях биосферы?

Из-за того, что условия среды и потоки энергии/веществ неоднородны. Плотность жизни (биомасса, число видов, численность организмов) меняется там, где меняются лимитирующие факторы и доступность ресурсов.

1. Энергия и первичная продукция

• Свет: в океане основная жизнь сконцентрирована в эвфотическом слое; ниже света нет — падает продукция и численность. В лесу — «ярусность»: максимум листовой массы в кронах, меньше — у подлеска.

• Температура: биохимия ускоряется в умеренных пределах, поэтому обычно чем теплее (до определённого порога), тем выше продуктивность и плотность организмов; отсюда широтный градиент — тропики богаче тундры.

• Вода: в пустынях мало влаги — низкая первичная продукция и разреженные популяции; в увлажнённых зонах — наоборот.

2. Питательные вещества и химия среды

• Азот, фосфор, железо и др. часто лимитируют рост. Их приток неравномерен: у берегов и в апвеллингах океана — «оазисы» высокой плотности жизни; в олиготрофных открытых водах — биомасса ниже.

• Солёность, pH, кислород: только виды с соответствующей толерантностью способны поддерживать плотные популяции (пример: болотные кислые воды, солончаки, гипоксичные донные слои).

3. Физические факторы и субстрат

• Давление, ветер, течение, волновой режим, тип почвы/донных отложений определяют, кто вообще может закрепиться и сколько энергии уйдёт на поддержание организма (скалы vs. песок, глинистые плодородные почвы vs. бедные песчаные и т.д.).

• Высота над уровнем моря: с ростом высоты падают температура и парциальное давление O₂ — продукция и плотность снижаются, возникает высотная поясность.

4. Биотические взаимодействия

• Конкуренция, хищничество, паразитизм и мутуализм перераспределяют биомассу. Там, где сильна конкуренция за редкий ресурс, численность каждого вида может быть ниже, чем в местах с нишевым разделением. Хищники способны удерживать жертв на умеренном уровне и поддерживать видовое разнообразие («топ-даун» контроль).

• Ключевые виды и экосистемные инженеры (корали, рифообразующие организмы, бобры) локально увеличивают пригодность среды и плотность сообществ.

5. История и география

• Барьеры расселения (океаны, горы, пустыни) и история климата/ледников формируют разную «длину времени» для накопления видов и биомассы. Тропики дольше стабильны — успевает возникнуть больше видов и более плотные сети взаимодействий.

• Островная биогеография: чем больше площадь и ближе к «материку», тем выше иммиграция и емкость среды → выше плотность и богатство.

6. Динамика и нарушения

• Сукцессия: после пожара/вырубки сначала мало видов и низкая биомасса, затем растут и то и другое, позже — стабилизация.

• Режим нарушений: умеренная частота может повышать разнообразие и суммарную плотность (создаёт мозаичность ниш), слишком частые или слишком редкие — понижают.

7. Человек

• Землепользование, рыболовство, эвтрофикация, загрязнение, урбанизация — локально и регионально меняют лимитирующие факторы: где-то резко снижают плотность (вырубка лесов, траление), где-то повышают (перенос удобрений в водоёмы — цветения водорослей).

Коротко: плотность жизни — это функция доступной энергии, лимитирующих ресурсов и диапазонов толерантности организмов, модифицированная биотическими взаимодействиями, историей расселения и режимом нарушений. Где условия ближе к оптимуму и ресурсы поступают стабильно, там жизнь плотнее; где фактор выходит за пределы выносливости или ресурс ограничен, плотность падает.