Раздел 3. Водная среда города

123

Скорость потока. Величина скорости оказывает влияние на жизнедея­тельность гидробионтов. При значениях скоростей, равных так называемой лимитирующей скорости, начинается процесс угнетения гидробионтов, а уве­личение скорости до значений больше критических приводит к гибели гид­робионтов (рис. 3.20).

Химические факторы эвтрофирования. Растворенный кислород (РК). Низ­кая концентрация РК в воде приводит к развитию анаэробных процессов. В этом случае основным источником продуцирования становятся анаэробные процессы ферментации, которые приводят к выделению в воду метана и се­роводорода. Концентрация РК изменяется как с глубиной, так и в течение суточного цикла. В дневное время в трофогенном слое происходит увеличе­ние концентрации РК. Однако в темное время суток фотосинтетическая дея­тельность отсутствует и происходит только потребление кислорода. Амплиту­да суточных колебаний РК пропорциональна биомассе первичных продуцен­тов. В эвтрофированных водоемах это может привести к формированию в темное время суток анаэробных условий.

Биогенные элементы. Гидробионтам требуется множество биогенных ве­ществ в определенной пропорции. При нехватке любого из них скорость роста популяции замедляется. В целом, скорость роста популяции зависит от наличия лимитирующего элемента и может быть описана кривой Миха-элиса-Ментен-Моно (рис. 3.21). Как правило, к числу лимитирующих эле­ментов в водных экосистемах относятся фосфор, азот и, значительно реже, углерод. При повышенном поступлении лимитирующих биогенов скорость первичного продуцирования может достичь максимальной величины, что приводит к эвтрофированию.

V лими гир. V критич. V

Рис. 3.20. Зависимость валовой первичной продукции от скорости потока

Рис. 3.21. Зависимость скорости роста популяции от содержания биогена

Биологические факторы эвтрофирования. Большинство организмов могут существовать в определенном диапазоне физических и биохимических воз­действий, который называется диапазоном толерантности. В процессе адап­тации биологические виды могут расширять свой диапазон толерантности. Поскольку со временем условия среды обитания в экосистеме меняются, пре­имущество получают виды, обладающие большей способностью приспосаб­ливаться к новым условиям. Результатом этого является сукцессия сообществ.

С развитием эвтрофирования доминирующими становятся экстре­мальные условия по концентрации РК, освещенности, доступности био-

124 Экология города

г енных веществ. В этих условиях преимущество получают синезеленые водоросли (cianobacteria), которые обладают наибольшей способностью к адаптации благодаря:

• своим относительно крупным размерам, из-за чего они не могут по­ требляться зоопланктоном;

• способности фиксировать растворенный в воде азот, противодействуя, таким образом, условиям его лимитирования;

• способности обходиться меньшим содержанием в воде двуокиси угле­ рода по сравнению с другими водорослями;

• интенсивному развитию при более низком, чем другие водоросли, соот­ ношении азота к фосфору;

• выделению в воду продуктов, приостанавливающих рост других водо­ рослей;

• способности регулировать свою плавучесть, противодействуя неблаго­ приятному влиянию физических факторов.