1.2. Водные экосистемы
Морские экосистемы. Морские экосистемы - сложные многоуровневые образования, которые охватывают морское дно и всю многокилометровую толщу воды. В пределах данных экосистем, в результате трофических цепей, активных и пассивных миграций организмов на многие тысячи км, осуществляются огромные потоки энергии и вещества - от микроскопических обитателей водоемов через рыб к птицам и морским млекопитающим. Наиболее активная жизнедеятельность биоты приурочена к зонам апвеллинга, эстуариям больших рек, кромке морского льда, вершинам рельефа дна, районам подводных гидротерм. При разработке мер по сохранению биологического разнообразия морей следует принимать во внимание многолетние изменения морских экосистем, зависящих от климатических флуктуаций и жизненных циклов морской биоты. Достигают больших величин колебания численности отдельных поколений морской фауны. И это наблюдается как у промысловых видов, так и у видов, не подверженных промыслу. Глобальные климатические изменения главным образом оказывают влияние на биопродуктивность морей. Резкие климатические аномалии имеют особую важность для осуществления функций данных экосистем. Именно в эти периоды рассогласовываются пищевые и другие связи, происходящие внутри экосистем. Чрезвычайное значение эти процессы получают сегодня – на фоне нарастания неустойчивости климатической системы Северного полушария.
Болотные экосистемы. Прибрежные болотные системы - это всего лишь около пяти процентов всей площади болот.
Основная доля болот расположена внутриконтинентально, и является пресноводной экосистемой, которая играют главную роль в естественном регулировании водотока рек умеренного пояса. Экосистемы болот неразрывно связаны с биогеоценозами лесов. Почвы болот практически постоянно покрыты водой, потому происходит торфообразование, путем неполного перегнивания растительных остатков. А чем большерост слоя торфа, тем больше болото зарастает сфагновым мхом. И мох, и торф, имеют способность впитывать, накапливать и сохранять влагу. В периоды избытка увлажнения, они собирают воду, а когда наступают времена засушья, постепенно отдают её мелким речкам, ручьям, поддерживая тем самым уровень воды в реках, и уровень грунтовых вод на больших территориях. При этом болота выполняют функцию мощных естественных фильтров для накопленной в них воды, почти полностью очищая её от антропогенных и естественных загрязнителей, например от остатков удобрений, ядохимикатов. Такие крупнейшие реки как Волга, Днепр, Дон, Западная и Северная Двины питаются именно верховыми болотами, которые находятся на Европейской части России. Осушение болот, проведение мелиоративных работ и добыча торфа как естественного удобрения или топлива в конце концов оказываются абсолютно неоправданными, т. к. ведут к разрушению водного режима и гибели лесов.
Экосистема пресного водоема. В пресноводных водоёмах и реках главными лимитирующими факторами для живых организмов являются концентрации растворенного кислорода и питательных веществ.
Развитие фитопланктона и укоренённых водных растений, являющихся основными продуцентами, зависит от количества питательных веществ. Так как для фотосинтеза необходим свет, фитопланктон обычно находится в верхнем слое воды. Поэтому продуктивность всей экосистемы зависит от поступления в этот слой питательных веществ. Они или смываются дождями и талыми водами с берегов, или поднимаются наверх из-за активного перемешивания воды, когда взмучивается ил, то есть осевшие на дно органические остатки. Зоопланктон (микроскопические черви и ракообразные, инфузории, бактерии, одноклеточные жгутиконосцы) питается фитопланктоном и является пищей для рыб и насекомых. Для жизнедеятельности консументов, необходим кислород, который поступает в зависимости от глубины и скорости перемешивания воды. Из этого следует, что перемешивание воды является важнейшим фактором, от которого зависит и поступление питательных веществ для фитопланктона, и концентрация кислорода. Типичная экосистема пресноводного водоёма умеренных широт показана на рисунке (Прил. 1).
В литорали (мелководной прибрежной зоне) обитают многочисленные продуценты – как свободно плавающие, так и укоренённые водные растения. Здесь немало насекомых и их личинок, здесь обитают черепахи, лягушки, млекопитающие и водоплавающие птицы. Здесь же охотничьи угодья аистов и цапель. В пелагиале, в поверхностном слое открытых вод, обитают планктонные организмы и поедающие планктон рыбы. В профундали (слабо освещенная зона) живут хищные и придонные рыбы.Бенталь - покрытое илом дно, на котором обитают многочисленные детритофаги и редуценты (черви, моллюски, раки и личинки насекомых). В нижней части рисунка (Прил. 1) показаны характерные зависимости температуры от глубины. Весной и осенью, когда эти зависимости сменяют друг друга, происходит активное вертикальное перемешивание воды, и верхние слои обогащаются питательными веществами, а профундаль – кислородом. Перемешивание имеет такой сезонный характер в большинстве равнинных водоёмов умеренного климатического пояса. Весной, при таянии льда и снега холодные тяжёлые воды стремятся опуститься на дно, а относительно более тёплые, придонные – подняться наверх. Аналогичный процесс происходит и осенью. Отсюда – весеннее «цветение» воды в прудах, озёрах и водохранилищах. Летом и зимой слои холодной и теплой воды располагаются устойчиво (устойчиваятермическая стратификация), и перемешивание почти отсутствует. Ледяной покров также препятствует растворению кислорода.