Краткий ответ: потому что «биомасса» — это не то же самое, что «производство», и на суше растения накапливают огромную массу (в основном в древесине и других структурных тканях) и живут очень долго, тогда как в океане первичные продуценты (фитопланктон) — мелкие, быстро размножающиеся организмы с очень быстрым оборотом. Из-за этого при одинаковой или даже большей продуктивности в море стоящая фитомасса может быть низкой, а зоомасса — высокой.

Подробно (почему так выходит)

1) Разница между «стоячей биомассой» и «производством»

• Стоячая биомасса (B) — масса живых организмов в данный момент (тонн C, кг и т.п.).

• Первичное производство (P) — скорость, с которой продуценты фиксируют солнечную энергию / углерод (маса/время).
  При стационарном состоянии между ними действует простая идея:
  B = P / k, где k — скорость обновления (оборот, в единицах 1/время).
  Если у фитопланктона k очень большой (быстрое деление — дни/недели), то при той же P его B будет маленькой. У деревьев k очень мал (годы—века), поэтому при относительно невысоком годовом P их B огромна.

2) На суше растения — крупная, долговечная, «непотребляемая» структура

• Большая часть наземной растительной биомассы — древесина, кора, корни, лигнифицированные ткани. Эти ткани долго сохраняются и плохо перевариваются (лигнин, целлюлоза), поэтому большая часть растительного углерода недоступна травоядным.

• Наземные растения часто имеют физические и химические защиты (шипы, токсичные вещества), снижающие долю биомассы, которую травоядные реально потребляют.

• Таким образом наземная биомасса аккумулируется и медленно возвращается в пищевую цепь — высокое B растений и относительно низкая B животных.

3) В океане — крошечные, быстро растущие продуценты

• Фитопланктон — одно- или многоклеточные микроскопические организмы с очень коротким временем жизни и быстрым делением (оборот — дни/недели). Они могут иметь очень высокое P, но маленькую B.

• Зообентос/зоопланктон и крупные потребители обычно имеют более медленный оборот (недели—месяцы), поэтому при высокой P зоомасса может быть больше стоящей фитомассы. По формуле выше: при большой P и малом k для потребителей получается большая B потребителей по сравнению с малой B продуцентов.

• Кроме того, в океане есть быстрые «микробные и микрозоопланктонные» циклы (микробный цикл, микроградинные поедатели), которые перераспределяют и передают органическое вещество вверх по цепи питания очень эффективно.

4) Эффективность трофических переходов и «микробный цикл»

• Трофическая эффективность (доля энергии/углерода, переходящая от уровня к уровню) в среднем невысока (порядка 10 %), но в море за счёт коротких цепочек, микробного питания и быстрых потоком органики часть энергопотока проходит напрямую к зоопланктону и микротребителям.

• В океане значительная доля органики циркулирует в растворённом/коллоидном виде и быстро перерабатывается морскими микробами; это поддерживает высокий уровень зоопланктона при малой видимой фитомассе.

5) Простая иллюстрация числом (интуиция, не точные данные)

• Предположим, в некоторой зоне P = 100 единиц углерода в год.

  • Если у фитопланктона k = 10/год (оборот 0.1 года = ~36 дней), их B ≈ 100 / 10 = 10 единиц.

  • Если у зоопланктона k = 0.5/год (оборот 2 года), их B ≈ 100 / 0.5 = 200 единиц.
    Получается B_зоопланктона >> B_фитопланктона при одинаковом P. Это упрощённый пример, но показывает, как разница в обороте меняет картину.

6) Другие важные отличия (сравнение экосистем)

• Пространственная структура: на суше продукция распределена по большой массе и объёму (леса с толстым слоем древесины), в море продукция сосредоточена в верхнем тонком слое воды.

• Доступность: большая часть наземной биомассы «не в меню» травоядных (древесина), тогда как фитопланктон полностью доступен для поедания.

• Размерные соотношения: мелкие организмы (фитопланктон) имеют большую площадь поверхности/массу и способны очень быстро использовать питательные вещества и свет; это даёт высокий P при малой B.

Короткое резюме

1. На суше растения накапливают массу в структуре (древесина) и имеют медленный оборот → большая стоячая биомасса растений и относительно малая биомасса животных.

2. В океане фитопланктон быстро растёт и быстро исчезает (высокое производство — низкая стоячая биомасса), а зоопланктон и другие потребители имеют медленнее обновление → при высоком притоке энергии их биомасса может быть в десятки раз больше фитомассы.

3. Поэтому важнее смотреть не только на «сколько сейчас», но и на «сколько производится в единицу времени» и на скорость оборота биомассы.