Загальна характеристика водних екосистем

За Ю. Одумом, водні екосистеми поділяють за особливостями водного середовища на дві великі групи: прісноводні та морські. Екосистеми кожної групи мають свої особливості.

Прісноводні екосистеми.

і довкілля надзвичайно велике. Прісноводні екосистеми поділя-ють на три групи: проточні водойми (річки, канали, потічки), стоячі водойми (озера, ставки, водосховища) та болота (клімак-сові співтовариства).

Річки є основним джерелом прісної води і вони зазнають най­більшого антропогенного впливу. Характерною особливістю тро­фічних ланцюгів річок є їх короткість (1 -4 ланки) і невелика кіль-кість продуцентів. В таких екосистемах рослинний і тваринний світи залежать від кількості поживних речовин, розчиненого у воді кисню і швидкості течії. Для річок характерний значний виніс речовин з екосистем і незначна замкненість кругообігу речовин.

В річках виділяють перекати - ділянки з швидкою течією, причому дно річки немає намулу або уламкового матеріалу, та плеси - глибоководні ділянки з повільною течією, як правило, з м'яким субстратом (намулом, піском).

На перекатах живуть організми, які або закріплюються на суб­страт, або є добрими плавцями. На перекатах практично відсутні редуценти, що живуть переважно в намулі або біоплівці і тому такі ділянки надзвичайно вразливі до забруднення, незважаючи на виніс речовини. Це характерно для малих гірських річок. На плесах виникають сприятливі умови для життя рийних і плава-ючих тварин, а також водних рослин з розвинутою кореневою системою. На великих плесах створюються сприятливі умови для розвитку планктону і для таких ділянок характерно замулю-вання дна.

Озера - це також важливі прісноводні джерела, але в порівнянні з річками, для них характерним є більш різноманітніше життя. В озерах представлені всі види живих організмів: продуценти - консументи - редуценти.

В прісноводних озерах виділяють три основні частини, які можуть бути розглянуті як окремі екосистеми:

- прибережна частина - літораль;

- глибоководна частина - профундаль;

- основна товща води - пелагіаль.

Рослинний і тваринний світ озер визначається наявністю у воді поживних речовин, а трофічні ланцюги є також відносно короткими. Для озер характерним є те, що основна частина організмів розташовується в верхніх освітлених шарах води, а мінеральні речовини знаходяться в придонних шарах. Верхні і нижні прошарки води розділені так званим термоклином, який перешкоджає вертикальному водообміну і викликає дефіцит мінеральних речовин в приповерхневих шарах води.

Літораль є найбільш заселеною живими організмами і прибе-режні зони озер є основними трофічними областями. Організми літоралі представлені багатьма видами - від планктону до бентосу. На цих ділянках є достатня кількість і світла, і мінеральних речо-вин. На цих ділянках широко представлені окремими рослинними угрупуваннями, комахи та значною кількістю видів риби, в тому числі і хижих видів. Пелагіаль заселена різноманітними видами рослин, тварин та комах з характерними пристосувальними меха-нізмами, що дозволяє їм втримуватись біля поверхні води.

Болота лише умовно можна віднести до водних екосистем. Болотні екосистеми є азональними і вони формуються в зонах сильного переводження ґрунту. При цьому, детритний трофіч-ний ланцюг вкорочується та не завершується утворення гумусу. Рештки рослин (рослинний опад) накопичується в напіврозкла-деному стані та утворює торф.

Болотні екосистеми представлені, переважно, рослинами та мікроорганізмуми, а тваринні організми практично відсутні, за виключенням птахів. При високій вологості болотних ґрунтів, рослини практично не отримують з них вологи, що зумовлено низькою температурою торфової маси та насиченістю води гуміно-вими кислотами. Біомаса боліт коливається в межах 90-1770 ц/га.

В їх межах у вигляді торфу накопичуються значні запаси Карбону. Морські екосистеми класифікують, за Ю. Одумом, в залеж­ності від умов водного середовища. Екосистеми Світового океану займають значну площу поверхні Землі (~360 млн. км або 71 %)) і містять значні об'єми води (1,37 млрд. км або 94% гідросфери). Життєві кордони, які б перешкоджали розселенню організмів в Світовому океані відсутні.

У водах Світового океану розчинено до 48x10 тонн солей, що створює сприятливі умови для створення та життя різних форм живих організмів. Це понад 160000 видів тваринних організмів та ~10000 видів рослин. Серед представників тваринного світу домінують молюски - до 80000 видів, ракоподібні - до 20000 видів, риби - до 16000 видів, простіші - до 15000 видів, тощо. Серед рослин океану домінують водорості, зокрема діатомові - до 5000 видів, чер-воні - до 2500 видів, синьо-зелені - до 2000 видів, тощо. Абіотичні фактори водного середовища (світловий режим, температура, солоність, густина води тощо) дозволяють поділити водну товщу океану на кілька зон, які відрізняються умовами існування живих організмів. Це, насамперед, верхня освітлена (евфотична) зона до глибини 200 м, та нижня темна (афотична) зона на глибині понад 200 м. Для всіх зон характерні свої особливості, а представники морської флори і фауни мають власні адаптаційні механізми до умов середовища. Найбільше біорізноманіття характерне для евфотичних зон, особливо в межах теплих районів.

Розселення організмів у морських екосистемах має певні зако­номірності. Так, шельф (глибиною до 200 м) займає лише 7-8 % площі цих водойм, проте тут живуть до 80 % усіх морських орга­нізмів. Материковий схил (глибина 200-2000 м) займає 8,1 % абі-саль - 82,2%, глибоководні жолоби - 2,1 %. В межах цих ділянок густота життя є значно меншою, а організми мають власні меха-нізми адаптації. Морським екосистемам притаманна висока продуктивність і вони відіграють важливу роль для стабілізації умов на Землі зокрема є регулятором клімату, хімічного складу атмосфери, тощо.

Живі організми, що населяють океан, поділяють на три основні екологічні групи: планктон, нектон і бентос.

Планктон - це сукупність пасивно плаваючих і переносних морськими течіями в шарі води рослин (фітопланктон), тва-рин (зоопланктон) та бактерій (бактеріопланктон), які прак-тично нездатні самостійно пересуватись на значні відстані. Ці групи організмів є першою ланкою трофічних ланцюгів океану, зокрема фітопланктон - основний первинний продукт органіч-ної речовини в морських водоймах, за рахунок якого існують гетеротрофні організми. Саме з фітопланктоном пов'язані такі явища, як „цвітіння вод” та „червоні приливи”.

Нектон - це група активно плаваючих морських організмів, що можуть пересуватись на значні відстані (різноманітні риби, китоподібні, тюлені, морські змії та черепахи, кальмари, восьми-ноги, тощо). Чисельність окремих видів організмів є значною і вони мають промислове значення.

Бентос - це організми, які населяють морське дно. При цьому вони можуть бути прикріпленими, сидячими (корали, губки, водорості, тощо), риючими (кільчасті черви, молюски, тощо), повзаючими (ракоподібні, голкошкірі, тощо) або вільно плаваю-чими біля дна (черевоногі молюски, скати, тощо).

Виділяють і інші співтовариства морських організмів, проте за рахунок планктону, нектону та бентосу здійснюється круго-обіг життя в Світовому океані. Сонячна енергія, яка поглина-ється рослинами, передається від них тваринам і мікроорганіз-мам у вигляді потенційної енергії за основними трофічними

ланцюгами. Гетеротрофні організми обмінюються з росли-нами вуглекислим газом і мінеральними поживними речови-нами.

ЦІКАВО

Розглядаючи афотичну зону Світового океану, можна виявити ряд закономірностей. Наприклад, розглянемо екосистему глибоководних рифтових зон. Ця унікальна екосистема від­крита лише в 1977 році в рифтовій зоні підводного хребта Тихого океану, на північний схід від Галапагоських остро-вів, на глибині 2600 м. На цій глибині є суцільна темрява, що унеможливлює фотосинтез, наявне сірководневе забруд-нення і значні викиди отруйних металів через гідротер-мальні джерела.

До 75 % організмів глибоководних рифтових зон живуть у сим­біозі з хемоавтотрофними бактеріями, що дозволяє їм вижи­вати. Сірчисті бактерії складають першу ланку харчового лан­цюга даної екосистеми, далі йдуть погонофори, всередині яких живуть бактерії, що здатні переробляти сульфід - гідрогени і таких чином забезпечувати погонофорів поживними речови­нами. Двохстулкові молюски також живуть у симбіозі з сірко­бактеріями, що поселяються в молюсках, вилучають із води діоксид Карбону і кисень, які необхідні для окислення сульфід - гідрогену. При цьому утворюються поживні речовини. Живі організми глибоководних зон мають ряд морфологічних відмін­ностей, зокрема, у них атрофований зір, у риб відсутній пові­тряний міхур, розвинуто свічення органів, тощо. В океані відомо більше 800 видів організмів, які світяться - близько 200 видів молюсків, 300 видів риб, 150 видів ракоподібних тощо.

15.3.