Головна
ГоловнаЕкологіяЗагальна екологія → 
« Попередня Наступна »
Б.М. Миркин, Л.Г. Наумова. ЕКОЛОГІЯ / підручник для старших класів школи, М.: Стійкий світ, 2001 - перейти до змісту підручника

(дод.) § 40. ПОРІВНЯННЯ ЕКОСИСТЕМ ПРІСНОВОДНИХ ВОДОЙМ І НАЗЕМНИХ ЕКОСИСТЕМ

Для наземних екосистем головними лімітуючими факторами, які визначають склад і первинну біологічну продукцію, є вода і багатство грунту елементами мінерального живлення. В екосистемах з густим пологом рослин - широколистяних лісах, високих заростях очерету або двукісточнік (канареечника) на березі річки - лімітуючим фактором може бути світло.

У водних екосистемах дефіциту води немає, вона завжди в надлишку: якщо водойма пересихає, то і його водна екосистема руйнується і змінюється іншою, наземної. Лімітують факторами в них є вміст у воді кисню і елементів живлення (в першу чергу фосфору й азоту). Крім того, лімітуючим фактором, як і в наземних екосистемах, може бути забезпеченість світлом. Розглянемо ці лімітуючі фактори більш докладно.

Вміст кисню у воді змінюється в дуже широких межах. У річках, особливо гірських з швидкою течією, вміст кисню завжди висока, але в невеликих стоячих водоймах воно може бути низьким і особливо різко знижується в невеликих водоймах взимку. Шар льоду ізолює воду від атмосфери і виключає перемішування води вітром, а організми, насамперед бактерії, продовжують витрачати кисень, який був у воді з осені. У результаті цього відбуваються замори, і від нестачі кисню гине риба.

Різні організми по-різному стійкі до нестачі кисню. Такі риби, як карась або лин, можуть вижити при самому різкому зниженні його вмісту у воді. З цієї причини саме карасі і лини заселяють заморні водойми. Для риб гірських річок, таких як харіус, форель або таймень, потрібна постійна «вентиляція» води.

Забезпеченість світлом впливає в першу чергу на рослини, що населяють водойми. Вона залежить від товщини шару води, через яку проходить світло, і від її прозорості. Метрова товща води затримує 90% світла, причому цей шар майже повністю поглинає інфрачервоні промені. Нижче точки, де світла стає недостатньо для фотосинтезу, розташована глибоководна гетеротрофну частина озера. Там рослин немає, і організми живуть за рахунок поживного «дощу» - мертвих органічних залишків, що падають з освітлених шарів водойми.

Основними продуцентами водних екосистем є організми планктону - водорості (зелені і діатомові) і ціанобактерії. Планктонні організми вільно зважені («парять») у товщі води і або не здатні до активного переміщення, або переміщуються повільно і на невеликі відстані. При цьому, якщо зелені водорості тільки фотосинтезируют і проводять первинну біологічну продукцію, то деякі ціанобактерії, крім того, здатні фіксувати атмосферний азот. Вони подібні до бактерій-азотфиксаторами, які в наземних екосистемах населяють грунт навколо коренів рослин або живуть у бульбах на коренях бобових.

У водоймах з водою, багатою поживними елементами, особливо в дрібних і заростають, велику роль грають і великі рослини, звані макрофітами (від макрос - великий і фітон - рослина). На дні дрібних озер іноді ростуть харовиє водорості, що нагадують маленькі ялиночки.

Основні консументи у водних екосистемах також мають мікроскопічні розміри - це зоопланктон. При цьому у складі зоопланктону є й зовсім маленькі тварини, наприклад, одноклітинні інфузорії, і більші ракоподібні розміром до декількох міліметрів.

Крім зоопланктону водна товща заселена активно переміщаються організмами, які становлять нектон, - рибами. Серед риб є і фітофаги, і зоофаги, і евріфагі, причому дуже часто «смаки» риб змінюються з віком. У дитинстві риби можуть бути рослиноїдних, а в зрілому віці - м'ясоїдними.

До консументам водних екосистем відносять птахів та інших тварин, які харчуються в цих екосистемах. Це різні види качок, чайок, голінастих, куликів, поганок. Всі вони харчуються рибою і дрібними тваринами, що мешкають на мілководді. У водних екосистемах живуть і промислові звірі: бобер, видра, норка, ондатра. Нарешті, у водоймах живуть земноводні (тритони, жерлянки, жаби) і плазуни (черепаха болотна, водяний вуж).

У харчових ланцюгах в наземних екосистемах - зазвичай не більше трьох ланок (наприклад, конюшина - заєць - лисиця). У водних екосистемах таких ланок може бути чотири, п'ять чи навіть шість.

Крім растительноядного планктону, представленого ветвістоусим рачками, є ще й хижий планктон - рачки-циклопи. До трьох ланок харчового ланцюга можуть становити риби (плотва - окунь - щука).

Крім фітопланктону, зоопланктону і нектону, до складу водних екосистем входить бактеріопланктона. При цьому, якщо в наземних екосистемах бактерії в основному грають роль редуцентов і постачають елементами живлення рослини, то у водних екосистемах до 40% бактериопланктона в живому стані стають їжею інфузорій. Тобто з бактерій починається Детрітние харчова ланцюг, у складі якої немає рослин.

Важливу роль в житті водної екосистеми грає донне населення, що становить бентос. У неглибоких водоймах у складі бентосу неодмінно присутні рослини, які корінням прикріплюються до дна. Однак, основне населення бентоса - це тварини і бактерії.

Якщо в наземній екосистемі основний запас детриту розташований у грунті, то у водній екосистемі - в донних відкладеннях органічної речовини - сапропелю. У сапропелю захоронюються і забруднюючі речовини, що потрапили у водну екосистему.

Біологічна продуктивність у водних екосистемах змінюється в самих широких межах і в озерах зі слабко мінералізованою водою може бути рівною продуктивності пустель або розріджених заростей рослин на скелях (не більше 0,25 кг/м2 поверхні водойми). В озерах з водою, збагаченою елементами живлення, продуктивність може досягати 1-2 кг/м2 поверхні в рік, що відповідає продуктивності широколиственного лісу.

Водні екосистеми дуже динамічні. Вони міняються протягом доби і за сезонами року. У другій половині літа евтрофних озера «цвітуть» - в них масово розвиваються мікроскопічні одноклітинні водорості і ціанобактерії. До осені біологічна продуктивність фітопланктону знижується, а макрофіти опускаються на дно.

Змінюється екосистема від року до року залежно від особливостей клімату і відповідно кількості і якості води, яка надходить в озеро навесні і втрачається з озера влітку. У сухі роки озера можуть міліти. Збіднюється склад рибного населення при заморах.

Про те як відбувається сукцесія евтрофікації і відновлювальна сукцесія у водоймах ви вже знаєте.

На закінчення відзначимо три головних відзнаки «зелених каруселей» водних екосистем від наземних:

- повніше виедание організмів у харчових ланцюгах. Якщо в наземних екосистемах в живому стані тварини поїдають не більше 10% біомаси рослин, то у водній екосистемі виедание фітопланктону зоопланктоном може досягати 40%. Усім цим і пояснюється більш висока швидкість кругообігу органічної речовини у водному екосистемі. Оборот органічної речовини відбувається всього за кілька місяців, у той час як для луки він становить 3-5, а для лісу - десятки років;

- біологічна продукція більше запасу біомаси. Внаслідок того, що основні «працівники» автотрофного і гетеротрофного цехів водної екосистеми живуть недовго (бактерії - кілька годин, водорості - кілька днів, дрібні ракоподібні - кілька тижнів), у кожний конкретний момент часу запас органічної речовини у воді (біомаса) може бути менше , ніж біологічна продукція водойми за весь вегетаційний період. У наземних екосистемах, навпаки, запас біомаси вище, ніж продукція (у лісі - у 50 разів, на лузі і в степу - в 2-5 разів);

- біомаса тварин може бути більше біомаси рослин . Це пов'язано з тим, що організми зоопланктону живуть довше, ніж водорості і ціанобактерії. У наземних екосистемах такого не буває, і біомаса рослин завжди більше біомаси фітофагів, а біомаса зоофаги менше біомаси фітофагів.

На рис. 61 і 62 показані потоки енергії в лісовій та прісноводної екосистемах.

Контрольні питання

1. Які рослини є основними продуцентами у водних екосистемах?

2. Які фактори лімітують біологічну продуктивність водних екосистем?

3. Як відрізняються водні та наземні екосистеми за протяжністю харчових ланцюгів?

4. Чому у водних екосистемах кругообіг речовин відбувається швидше, ніж у наземних?

5. Яке співвідношення біологічної продуктивності та біомаси у водних екосистемах?

6.

Яке співвідношення біомас рослин і тварин у водних екосистемах?

Довідковий матеріал

Вода - дивна речовина з дуже високою теплоємністю, що дозволяє їй поглинати і утримувати тепло. Теплоємність води в 10 разів вище, ніж заліза. Цим пояснюється згладженість коливань температури води при різких змінах температури повітря. З цієї ж причини водойми як середовище проживання організмів порівняно мало відрізняються у різних природних зонах і на різних материках. І тому схожість живого населення водних екосистем в різних кліматичних умовах більше, ніж у наземних екосистем цих же територій.

Вода - прекрасний розчинник багатьох речовин, тому в ній міститься достатньо елементів живлення для рослин. Але, на жаль, в ній може бути багато речовин, які для рослин та інших організмів прісноводних екосистем не тільки не корисні, але й шкідливі, наприклад, хлоридів, сульфатів або соди, які потрапляють у водойми з промисловими стоками. У цих випадках живе населення водойм збіднюється.

Вода володіє високим поверхневим натягом. Ця здатність у неї вища, ніж у спирту і багатьох інших рідин. Поверхнева плівка води стійка до тиску, і тому по ній бігають водомерки, що харчуються що впали на воду дрібними комахами. При низьких температурах вода переходить у твердий стан - лід.

На вміст поживних елементів, особливо кисню, впливає режим перемішування води. У неглибоких озерах і в глибоких озерах, розташованих в районах, де дмуть сильні вітри, відбувається часте перемішування глибоких і поверхневих шарів води. У цьому випадку холодні і багаті елементами живлення води з глибини піднімаються до поверхні, а більш теплі води верхнього шару, збагачені киснем, опускаються вглиб. Однак у більшості глибоких озер перемішування води відбувається рідко, і тому вода поблизу дна холодна. Це знає всякий, хто купався в такому озері і пірнав на велику глибину, де навіть у саму жарку погоду температура води залишається низькою.

Прозорість води можна визначити простим способом: опустити у воду білий диск діаметром 30 см (диск Секкі) і визначити глибину, на якій він видимий. У світлих водах диск видно на глибині до 30-50 м, в митних - до 5-10 м.

На жорсткої кременевої оболонці багатьох діатомових водоростей є спеціальні скульптурні «прикраси» - шипіки, які знижують ймовірність бути з'їденої. У деяких водоростей є щільні оболонки, і тому вони не перетравлюються і проходять через травну систему фітофага без ушкоджень.

Макрофітів (судинні рослини водних екосистем) входять в кілька екологічних груп:

плаваючі рослини, що не мають коренів, що утримують їх на одному місці. Найважливіші рослини цієї групи - ряски. До плаваючим рослинам належать і водокрас жаб'ячий, телорез, водний папороть сальвінія;

прикріплені водні рослини прибрежий озер і річкових плес - кубушка жовта, латаття біле з листовими пластинками, плаваючими на поверхні води, і рдести, що заповнюють водну товщу;

прикріплені напівводні рослини, що живуть у прибережних мілководдях (сусак зонтичний, частуха подорожниковая, стрілолист, очерет озерний, рогози широколистий і вузьколистий).

У малих озерах, що залишаються в заплаві після паводка, три ланки харчового ланцюга може бути представлено одним видом - щукою: зовсім маленькі щучкі стають жертвами крупніших щурят, а ті в свою чергу - потрапляють в зуби великим щукам. Це трапляється тоді, коли у водоймі кількість щук виявляється більше, ніж інших видів риб, які можуть бути для них кормом.

Характер бентосними населення багато в чому залежить від особливостей дна. У річках дно може бути кам'янистим (гірські ділянки) піщаним або навіть мулистим (на плесах). В озерах дно, як правило, мулисте чи покрито шаром сапропелю. Чим жорсткіше дно, тим бідніше складу бентосу.

Шар сапропелю на дні озер може досягати декількох метрів. Це - цінне органічне добриво і кормова добавка до раціону худоби, проте при його заготівлі слід бути дуже обережними, щоб не зруйнувати водну екосистему.

« Попередня Наступна »
= Перейти до змісту підручника =
Інформація, релевантна " (дод.) § 40. ПОРІВНЯННЯ ЕКОСИСТЕМ ПРІСНОВОДНИХ ВОДОЙМ І НАЗЕМНИХ ЕКОСИСТЕМ "
  1. Тема Основи сінекологіі (екології спільнот і екосистем)
    екосистем)
  2. (дод.) § 42. Біома
    екосистем є биом. Біоми наземних екосистем виділяються за переважаючою життєвої формі рослин і збігаються з природними зонами. Біоми водних екосистем виділяються за особливостями умов середовища, які визначають склад екосистем. Перелічимо найбільш важливі біоми суші: тундри (арктичні і альпійські); тайга; листопадні ліси помірної зони;
  3.  ВИСНОВОК
      екосистеми, яке можна спостерігати при таких змінах, рано чи пізно знову повторюється. Однак, крім оборотних, тобто циклічних (протікають по колу) змін, відбуваються незворотні зміни екосистем, при яких змінюється склад видів і (або) її продуктивність і біомаса. Такі зміни називаються екологічними сукцесії. Сукцесії екосистем також дуже різноманітні
  4.  6.6. Екологічні сукцесії
      екосистеми під впливом внутрішніх (автогенні сукцесії) або зовнішніх (алогенних сукцесії) чинників. Сукцесії, які викликаються впливом людини, називаються антропогенними сукцесії. Автогенні сукцесії можуть бути первинними і вторинними. При первинних сукцесіях екосистема формується в умовах, де до цього були відсутні або були незначно представлені живі організми.
  5.  ВИСНОВОК
      екосистеми, тобто її «робота», полягає у виробництві органічних речовин з неорганічних сполук продуцентами, їх подальшій переробці консументами і руйнуванні редуцентамі. Організми, пов'язані в процесі харчування, утворюють харчові ланцюги. Розрізняють пасовищні (першим організмом, який з'їдається, є рослина) і детрітние (першим ланка ланцюга - мертве органічна речовина)
  6.  ВИСНОВОК
      екосистемах головну роль в управлінні їх складом і функцією грає людина. Їх приклади: сільськогосподарські землі, території міст і т.д. Повністю природних екосистем сьогодні вже немає, так як вплив людини простягається не тільки на степи і луки, де він пасе худобу, а й на віддалені від його поселень ділянки океану або захмарні льодовики гірських екосистем. Через атмосферу
  7.  (Дод.) § 41. Хемотрофних ЕКОСИСТЕМИ ОАЗ рифтової ЗОН ОКЕАНУ
      екосистеми підземних нафтових вод, в яких бактерії-продуценти окислюють сірку, залізо, аміак та ін Однак самими дивними є екосистеми глибоководних геотермальних оазисів рифтових зон (місць розломів плит літосфери) океану. Ці «оазиси» були відкриті тільки в кінці 70-х рр.. в зоні підводного хребта Тихого океану, де з ущелин гірської породи виділяються гарячі води, насичені
  8.  8.3. Водні екосистеми
      екосистеми РБ представлені річками, озерами, ставками, струмками, тимчасовими водотоками, водосховищами. Солоність води в них не перевищує 3,5%. У РБ - близько тисячі річок (найбільші з них - Кама, Біла, Уфа, Дьома, Буй, Танип, Кармасана, Чермасан, Ік, Юрюзань, Ай, Сакмара) і тисячі озер. Найбільші озера Передуралля-Асликуль, Кандрикуль, Аккуль, Нагадак; Зауралля - Карагайли,
  9.  ВИСНОВОК
      допользованіі з екосистеми витягують стільки різної біологічної продукції і скидають в неї стільки забруднюючих речовин, скільки не порушить роботи механізму відновлення екологічної рівноваги. Використовувати природні екосистеми потрібно під девізом «охороняй, використовуючи, і використовуй, охороняючи». Обсяги заготівлі деревини не повинні перевищувати її продукції лісовими екосистемами, і сама
  10.  6.1. Склад і класифікація екосистем
      екосистема "запропонував англійський еколог А.Тенслі в 1935 р. Екосистема - це сукупність взаємодіючих живих організмів і середовища їх проживання. Екосистемами є, наприклад, мурашник, ділянка лісу, територія ферми, географічний ландшафт. Екосистема на однорідному ділянці суші називається биогеоценозом. Великі екосистеми складаються з екосистем меншого розміру. Екосистема мурашника
  11.  8.5. Гірські екосистеми
      екосистеми - найважливіший фактор формування клімату, так як вони служать природними перешкодами при переміщенні великих повітряних мас і хмар, що несуть дощі. У Уральських гір, як і у всіх інших гірських екосистем, є дві особливості: висока біологічна різноманітність за рахунок вертикальної поясності і низька стійкість до режиму господарського використання, що пов'язано з