Контрольные вопросы и задания

1.Дайте определение понятию «экосистема».

2.Что называется биогеоценозом? В чем различие понятий «биогеоценоз» и «экосистема»?

3.По какому признаку классифицируют наземные экосистемы?

4.Дайте определение понятию «ландшафт».

5.Какие факторы оказывают влияние на распределение экосистем по земной поверхности?

4. ВОДНЫЕ ЭКОСИСТЕМЫ

Водные экосистемы делятся на пресноводные (стоячие – ленти-

ческие; текучие – лотические; заболоченные участки) и морские эко-

системы (коралловые рифы; зоны апвеллинга, которые характеризуются интенсивным подъёмом со дня питательных веществ, привлекающих в большом количестве рыб; эстуарии – бухты, проливы, устья рек, солёные марши).

Факторами, определяющими условия существования живых организмов в водных экосистемах, являются температура, прозрачность, течение, соленость воды, количество растворенного кислорода. Водные организмы в зависимости от их места обитания классифицируют на бентос – обитатели придонных слоев; перифитон – животные и растения, прикрепленные к листьям и стеблям водных растений или другим выступам над дном водоема; планктон – организмы, плавающие на поверхности под действием ветра, течения или самостоятельно; нектон – свободно перемещающиеся в толще воды организмы.

4.1.Пресноводные экосистемы

Вводоёмах выделяют три зоны: литоральную – толща воды, в которой солнечный свет доходит до дна; лимническую – слои воды, до которых доходит всего 1% падающего на поверхность солнечного света, где практически уже не происходит фотосинтез; профундальную – дно водоема и толща воды, куда не проникает солнечный свет. При этом всю литоральную и верхнюю часть лимнической зоны относят к эвфотической зоне, здесь еще достаточно света для осуществления фотосинтеза; дисфотосферой (сумеречной зоной) называют нижнюю часть лимнической зоны, афотической зоной называют не-

31

освещенные нижние слои водоема. В проточных водоёмах выделяют также перекаты – мелководные участки с быстрым течением, отсутствием ила на дне, преимущественно прикрепленные формы перифитона и бентоса. Плёсы - глубоководные участки с медленным течением, дно покрыто илом, в котором обитают роющие животные.

Пресноводные экосистемы составляют незначительную по площади часть водных экосистем, но для человека имеют важнейшее значение, так как это источник пресной воды для бытовых и промышленных нужд.

Лентические экосистемы (озера, пруды) в литоральной (прибрежной) зоне содержат растительность двух видов: цветковые растения, укрепившиеся на дне, и плавающие на поверхности зеленые водоросли. Растения, укрепленные на дне, образуют три концентрические зоны: 1) зона надводной вегетации (камыши, рогоз), у которых фотосинтезирующая часть растения находится над водой, а биогенные элементы растения извлекают из донных осадков; 2) зона укрепленных в дне растений с плавающими по воде листьями (кувшинки), они могут затенять нижние слои воды; 3) зона подводной вегетации – растения полностью находятся под водой (рдестовые и харовые водоросли) – фотосинтез и обмен веществ происходят в воде.

Литоральная зона наиболее богата животными: перифитон – моллюски, коловратки, мшанки, личинки насекомых; нектон – лягушки, саламандры, черепахи – дышат кислородом атмосферного воздуха, рыбы большую часть жизни проводят в литорали, дышат растворенным в воде кислородом; зоопланктон представлен рачками, дафниями, которые являются кормом для рыб.

Для лимнической зоны характерны фитопланктон, который осуществляет фотосинтез на поверхности воды; зоопланктон – ракообразные, коловратки; нектон – разнообразные рыбы.

Профундальная зона населена организмами, которые могут обходиться без солнечного света. В ней отсутствуют фотосинтезирующие организмы. В илистом дне, где накапливается органический материал, обитают редуцирующие бактерии и грибы, бентос представлен личинками, моллюсками, кольчатыми червями. Чем сильнее стоячий водоем загрязнен сточными водами, тем больше в нем популяция кольчатых червей.

Озера – естественные пресноводные водоемы, их возраст составляет несколько десятков тысяч лет (за исключением озер в глубоких геологических разрезах, таких как Байкал, чей возраст – несколь-

32

ко миллионов лет). В озерах умеренного пояса в летнее время выделяют три температурных зоны: эпилимнион – верхний слой, в котором происходит циркуляция воды под действием ветра и других факторов; термоклина – промежуточная зона, в которой вода не смешивается с водой верхней зоны; гиполимнион – область холодной воды, где циркуляция воды отсутствует. Разделение водоема на температурные зоны получило название стратификации. Из-за отсутствия перемешивания слоев воды и фотосинтеза, так как на такую глубину солнечный свет уже не проникает, в двух нижних зонах запасы кислорода истощаются, наступает период летней стагнации (застой, загнивание). Осенью температура верхнего и нижних слоев выравнивается, происходит перемешивание слоев и обогащение гиполимниона кислородом. Зимой температура нижнего слоя становится +4 оС, а верхние слои охлаждаются до 0 оС, плотности слоев снова становятся различными, перемешивание слоев прекращается, начинается зимняя стагнация. Весной верхние слои воды прогреваются до +4 оС, плотность воды увеличивается, слои вновь перемешиваются. Эта схема справедлива для водоемов Евразии и Северной Америки. В субтропиках перемешивание происходит только раз в году, зимой, а в тропиках – постоянно или нерегулярно. Массовое развитие фитопланктона происходит в период перемешивания, когда слои, обогащенные органическим веществом, поднимаются в верхний слой. В зависимости от количества органического вещества выделяют олиготрофные (малокормные) и эвтрофные (кормные) слои.

Пруды – естественные водоёмы, образующиеся в различных понижениях рельефа, часто временно пересыхают летом или в засушливые годы. Имеют хорошо развитую литоральную зону, в прудах явление стратификации не наблюдается. Животные, обитающие в прудах, могут переживать сухие периоды в состоянии покоя или перебираются в соседние водоёмы (земноводные).

Искусственные пруды и водохранилища являются антропоген-

ными экосистемами.

Лотические экосистемы – реки, ручьи – имеют свои отличительные особенности: 1) течения; 2) активный обмен между водой и сушей; 3) распределение кислорода более равномерно, стратификация практически отсутствует. Скорость течения влияет на распределение рыб. Они могут жить и под камнями, и в заводях, под перекатами. Разные виды приспособлены к различным условиям существования. С прилегающей суши в реку поступает большое количество органи-

33

ческого вещества, поэтому много организмов, питающихся детритом. Содержание кислорода в реках достаточно большое и не изменяется в зависимости от времени года. Поэтому организмы, обитающие в реках, не могут переносить значительные колебания содержания кислорода в отличие от обитателей озер. На перекатах поселяются организмы, способные прикрепляться к субстрату (нитчатые водоросли), или хорошо плавающие организмы (форель). На глубоководных участках плеса сообщества близки к обитателям прудов.

Заболоченные участки – низинные и верховые болота. Низинные болота подпитываются подземными водами (высокий уровень грунтовых вод, таяние вечной мерзлоты), верховые болота питаются за счет атмосферных осадков. Верховые могут встречаться в любом понижении рельефа, низинные возникают при зарастании озер и речных стариц. Болотные почвы содержат много углерода, в основном в виде торфа, для них характерна кислая реакция почвы.

4.2. Морские экосистемы

Морские экосистемы (моря, океаны, дельты рек, эстуарии, соленые марши) занимают более 70% поверхности земного шара. Глубина океана огромна, жизнь встречается во всех его уголках, но больше всего биоразнообразие вблизи материков и островов. Циркуляция воды происходит за счет мощных течений и ветров. Явление апвеллинга

– подъем холодной воды с глубины океана, обогащенной органическим веществом, привлекает в эти зоны большое число рыб. Явление привноса в океан органического вещества с суши, прибрежных районов называется аутвеллингом. На жизнь обитателей прибрежных районов большое влияние оказывают морские приливы, которые обусловливают периодичность в жизни этих сообществ.

Средняя соленость морских и океанических вод – 35 г/л. По химическому составу это в основном хлорид натрия, сульфаты, карбонаты и бромиды калия, кальция и магния. Многие из растворенных солей подвергаются гидролизу, поэтому рН морской воды смещен в щелочную сторону и составляет в среднем 8,2 единицы рН.

В морских экосистемах выделяют горизонтальную и вертикальную зональности. По горизонтали выделяют неритическую (прибреж-

ную) и океаническую зоны. Мелководье называется материковым шельфом, именно над ним расположена неритическая зона. Далее располагается материковый склон, который резко уходит в глубину. Рез-

34

кий спуск переходит в почти горизонтально расположенное материко-

вое подножие, которое постепенно переходит в абиссальную равнину.

Встречаются в пределах материкового подножия и абиссальной равнины и рвы, каньоны, хребты. В пределах шельфа находится литоральная зона. Материковому склону и его подножию соответствует батиальная зона. Область абиссальной равнины находится на глубине от 2000 до 5000 м, а глубина впадин и ущелий достигает 6000 м.

Обитатели морей и океанов также разделяются на планктон, нектон и бентос. Планктон и нектон, обитающие в открытых водах, образуют пелагическую зону. Подавляющее число крупных обитателей морских глубин – хищники. В морских экосистемах выделяют еще и группу сессильных (прикрепленных) организмов.

Область континентального шельфа ограничена глубиной до 200 м, составляет до 8% всей площади океанов. По разнообразию видов богаче даже экосистемы дождевых вечнозеленых лесов.

Область апвеллинга расположена вдоль пустынных берегов континентов. Богата рыбой и птицами, живущими на островах и питающимися рыбой. При изменении ветра поступление органических веществ прекращается, снижается количество планктона, наблюдается массовая гибель рыб.

Лиманы – полузамкнутые прибрежные водоемы, переходная зона между пресноводными и морскими экосистемами. Обычно входят в литоральную зону и подвержены приливам и отливам. Богаты органическим веществом, в них происходит откорм рыбной молоди.

Океанические области бедны биогенными элементами, они более пустынны по сравнению с прибрежными водами. Арктические и антарктические воды богаче по количеству планктона, поэтому фауна рыб и китообразных в этих экосистемах разнообразнее.

Видовое разнообразие фауны снижается с глубиной, тем не менее даже на дне, в абиссальной зоне, разнообразие рыб и бентосных организмов велико. Рыбы имеют причудливую форму, они приспособлены к глотанию пищи любого размера в полной темноте. Ориентируются морские обитатели глубин за счет развитой эхолокации.

Глубоководные рифтовые зоны океана находятся на глубине до

3000 м и более. Солнечный свет сюда не проникает. Фотосинтез невозможен, кислород практически отсутствует, преобладает сероводород. Встречаются горячие термальные источники, содержащие соли тяжелых металлов в высоких концентрациях. Из фауны здесь обитают погонофоры (гигантские черви), крупные двустворчатые моллю-

35