Ecology of bottom biocoenoses in the possjet bay (the Sea of Japan) and the peculiarities of their distribution in connection with physical and chemical conditions of the habitat

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Kurzfassung

Verbreitung und Zusammensetzung der Fauna und Flora der reichbesiedelten, oberen marinen Wasserzonen sind nur ungenügend bekannt, weil große Forschungsschiffe mit geeigneten Einrichtungen zum Sammeln und zur Datenverarbeitung in küstennahen Gewässern wegen der geringen Wassertiefe nicht arbeiten können. Die Anwendung autonomer Tauchausrüstungen hat es uns ermöglicht, direkte Beobachtungen an litoralen Biozönosen durchzuführen. Je nach Größe und Besiedlungsdichte der angetroffenen Organismen haben wir Areale von 100 m2 bis zu 1/100 m2 untersucht. Qualität und Quantität der Boden-organismen hängen nicht nur von der Beschaffenheit des Untergrundes ab, sondern auch von physiko-chemischen Umweltfaktoren sowie vom Nahrungsangebot und dem „biozönotischen Hintergrund“ (biotischen Faktoren). In Ästuarien und Lagunen beeinflußt der Salzgehalt in starkem Maße die artliche Zusammensetzung der Biozönose, wobei der Salzgehaltseinfluß in der Endofauna geringer ist als im Phytal und bei der Epifauna — ein Umstand, der vermutlich mit dem relativ höheren Salzgehalt innerhalb des Bodens zusammenhängt. Verbreitung, Komposition und biographische Struktur der Biozönosen werden primär von der Wassertemperatur (absolute Intensität und Fluktuationsmuster) beeinflußt. In halb abgeschlossenen Meeresbuchten und flachen Litoralgebieten neigen die Biozönosen immer mehr zu kleinflächigen Verbreitungsmustern. Diese Veränderungen hängen möglicherweise zusammen mit (a) intensiveren Fluktuationen der physiko-chemischen Verhältnsse, (b) deren zunehmende Variabilität und (c) beschleunigter Sukzession. Die Verbreitung der Organismen ist sehr eng gebunden an die Positionen bestimmter Wassermassen. Bei der Durchführung biogeographischer Studien sollten — zusätzlich zu Vergleichen ähnlicher Vertikalzonen — bionomisch ähnliche Gebiete analysiert werden. Die Einwanderung von Warmwasserorganismen von einer Warmwasserzone in die andere erfolgt vermutlich während Perioden, in denen die intermediären Gebiete starken Oberflächenerwärmungen ausgesetzt sind.

Summary

1. By employing autonomous diving techniques, direct observations on the biocoenoses of the upper marine zones were carried out. The population of each biotope was studied quantitatively in areas from 100 m2 to 1/10 or 1/100 m2 depending on size and density of the organisms studied.

2. The quality and quantity of bottom organisms depend not only on the nature of the ground, other physico-chemical environmental factors or the quantity of food available, but also on the “biocoenotic background”, i. e. conditions created by aggregations of certain species whose presence create additional, new niches.

3. In estuaries and lagoons, salinity greatly affects biocoenosis composition. The effect of salinity changes increases from phytal and epifauna to infauna elements, a fact which may be associated with the relatively higher salinity inside the bottom substratum.

4. The most highly effective force in determining distribution, composition and biogeographical structure of biocoenoses is the water temperature (absolute values as well as fluctuations).

5. In half-closed areas of bays the patchiness of biocoenoses tends to increase and the territories occupied become smaller. These changes may be associated with (a) higher fluctuations of physico-chemical conditions, (b) their increased variety and (c) accelerated succession.

6. There is the closest connection between the distribution of organisms and the position of the layers of definite water masses in the system of vertical marine zones. In the Bay of Possjet the low border of the particular vertical zone lies at a depth of 5 m (0 to 5 m); its location is determined by the position of the upper layer of the surface Japanese marine water mass.

7. When carrying out biogeographical studies, in addition to comparing similar vertical zones, one should consider bionomically similar areas.