3. Пресноводные экосистемы

Составляя весьма малую часть от всех экосистем биосферы (например, в любой отрезок времени в атмосфере воды содержится в 10 раз больше, чем во всех реках мира), пресноводные экосистемы для человека имеют непреходящее значение, вследствие того, что они практически единственный источник для бытовых и промышленных нужд. Пресные воды на поверхности континентов образуют реки, озера, болота, заполняют искусственные пруды и крупные водохранилища. Значит, пресные воды могут находиться в текучем, в относительно неподвижном стоячем и промежуточном состояниях.

В связи с этим пресноводные местообитания подразделяются на:

- лентические экосистемы – озёра и пруды – стоячие воды;

- лотические экосистемы – родники, ручьи, реки – текучие воды;

- заболоченные участки, с колеблющимся уровнем по сезонам и годам – марши и болота.

Лимитирующие факторы водной среды - температура, прозрачность, течение, соленость и др. Многие водные животные - стенотермны - для них опасно даже небольшое тепловое загрязнение. Для жизни в водоёмах очень важна прозрачность воды. Прозрачность - глубина зоны, в которой возможен фотосинтез при проникновении солнечного света. Течение влияет на распространение организмов и содержание газов и солей. Важнейшим лимитирующим фактором является концентрация кислорода. Лимитирующие из биогенных солей - нитраты и фосфаты. Разница в концентрации солей у гидробионта с окружающей водной средой может повышать или понижать давление жидкости в теле рыбы, и то и другое ведет к ее гибели. Поэтому пресноводные рыбы не могут жить в море, а морские - в пресноводном водоеме. Но есть рыбы со специальным механизмом осмотической регуляции, способные жить в обеих средах (лосось и др.), потому что у них есть специальные механизмы осмотической регуляции.

Пищевые цепи в водоемах хорошо развиты и представлены организмами всех трофических уровней. Продуценты представлены автотрофами, консументы – полным набором от растительноядных и хищников до паразитов, редуценты – отличаются разнообразием, так как связаны с природой субстрата. Водные организмы, с экологических позиций, классифицируются по местообитанию в водоеме: бентос - организмы, живущие на дне; перифитон – животные и растения, прикрепленные к стеблям водных растений или к другим выступам над дном водоема; планктон - организмы плавают в поверхностном слое воды; нектон - свободно перемещающиеся в воде организмы.

Особое значение имеет распределение организмов по трем зонам водоема. Литоральная зона - толща воды, где солнечный свет доходит до дна. Лимническая зона - толща воды до глубины, куда проникает всего один процент от солнечного света и где затухает фотосинтез. Эвфотической зоной называют всю освещенную толщу воды в литоральной и лимнической зонах. Профундальная зона - дно и толща воды, куда не проникает солнечный свет. В проточных водоемах последние три зоны не выражены, хотя их элементы встречаются - перекаты и плесы.

Лентические экосистемы. Озера - естественные пресноводные водоемы. Наличие у большинства озер профундальной зоны сказывается на температурном режиме водной толщи, на ее «перемешивании» и распределении кислорода в ней. Эти процессы сезонны, как и стратификация озера по температурному режиму. Известно, что наибольшую плотность, равную 1 г/см³, вода имеет при 4° С, а выше и ниже этой отметки плотность ее понижается. В весенний и осенний периоды, когда вода на поверхности водоема имеет температуру + 4° С, происходит ее перемешивание, а в летний и зимний периоды - наступают стратификация водоема и периоды стагнации. Цветение фитопланктона приурочено к перемешиванию, когда в фотической (освещенной) зоне появляются воды, обогащенные биогенными компонентами. С точки зрения продуктивности озера подразделяются на две группы:

1) олиготрофные (малокормные);

2) эвтрофные (кормные).

Водохранилища создаются человеком при возведении гидроэнергетических и гидромелиоративных комплексов. Это уже не природная экосистема, а природно - техническая система. Распределение тепла и биогенов в ней зависит от типа плотины. Если вода сбрасывается придонная, то в этом случае водохранилище аккумулирует тепло и экспортирует биогенные вещества. Если сброс идет поверх плотины, то экспортируется тепло и аккумулируются биогены. Через глубоководные шлюзы в реку поступает и более соленая вода, а биогены вызывают эвтрофикацию участка реки.

Лотические экосистемы - реки - отличаются от стоячих водоемов тремя основными условиями:

1) течение - важный лимитирующий и контролирующий фактор;

2) обмен между водой и сушей значительно более активен;

3) распределение кислорода более равномерно, так как практически отсутствует стратификация. В больших реках наблюдается продольная зональность: в верховьях - сообщества перекатов, в низовьях - плесов, между ними местами возникают и те и другие. К низовьям видовой состав рыб обедняется, но увеличиваются их размеры.

Заболоченные угодья и болота. Болота по своему происхождению бывают верховые и низинные. Низинные питаются подземными водами и образуются при зарастании озер, речных стариц и других водоемов, а верховые - атмосферными осадками и могут возникнуть в любом понижении, даже на склонах гор. Болота покрыты водными макрофитами, болотными растениями и кустарниками. Болотные почвы и торфяники содержат много углерода (14 - 20%). Их сельскохозяйственная обработка приводит к выделению в атмосферу большого количества углекислого газа.