Корсак М.Н., Мошаров С.А. и др. Учебное пособие по экологии. Под ред. С.В.Белова (2006) (1092088), страница 23

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 23)

Летом более теплые верхние слои в озере временноизолируются от охлажденных глубинных вод зоной термоклина (металимнион),которая служит преградой для обмена различными веществами. Данный вид послойного распределения температур в водоеме носит название прямой стратификации (рис. 8.3, а).

Вследствие этого запасы кислорода в гиполимнионе и биогенных элементов в эпилимнионе в этот период года истощаются.Рис. 8.3. Стратификация и перемешивание воды в озереЗимой, с понижением температуры, происходит обратная стратификация(рис.

8.3, в). Поверхностный слой воды имеет температуру, близкую к 0 °С. Надне температура около 4 С, что соответствует ее максимальной плотности. Такимобразом, с увеличением глубины температура повышается. В результате нарушается вертикальная циркуляция воды, образуется плотная стратификация воды,наступает период временного застоя - стагнация.Весной и осенью (т. е. два раза в год) когда температурa всей водной массывыравнивается, происходит перемешивание воды (рис.

8.3, б). При этом биогенные элементы попадают в верхние слои из гиполимниона. Это создает оптимальные условия для интенсивного развития фитопланктона и образования большогоколичества органического вещества, являющегося пищей для других гидробионтов (животных, бактерий). В странах с теплым климатом перемешивание водыпроисходит только один раз в год (зимой) в тропиках процесс перемешиванияпроисходит постепенно или нерегулярно.Основные особенности текучих вод (рек) как среды обитания организмовопределяются наличием течений, являющихся важным контролирующим и лимитирующим фактором, а также более высокой концентрацией кислорода по сравнению со стоячими водоемами.По химическому составу реки мира подразделяют на два типа: 1) жестководные, или карбонатные, реки, содержащие более 100 г неорганических веществв 1 л воды; 2) мягководные, или хлоридные, реки, где растворенных веществ менее 25 г/л.Заболоченными участками, в том числе болотами, называются территории,где почвы насыщены водой постоянно или на протяжении части года.Периодичность колебаний уровня воды в этих районах - ключевой фактор,определяющий продуктивность и видовой состав сообществ в этих местообитаниях.

Болота представляют собой открытые системы, так как они сильно зависятот поступления в них веществ и энергии извне. Хотя болота занимают около 2 %поверхности Земли, по существующим оценкам здесь содержится от 10 до 14 %углерода (например, в торфяниках).Основные экологические факторы, определяющие существование организмов в гидросфере, связаны с физико-химическими свойствами водной среды оби-тания. Высокая плотность воды (по сравнению с воздухом) отражается на строении тела гидробионитов. Плотность воды обеспечивает возможность животныморганизмам опираться на нее, что особенно важно для бесскелеточных форм. Умногих планктонных организмов выработались приспособления, облегчающиепарение в воде: уменьшение удельной плотности тела (газовые и жировые включения, студенистые ткани, полый скелет), увеличение его удельной поверхности(различные выросты, уплощения тела).Организмы в водной среде распределены по всей ее толще.

Например, вокеанических впадинах животные обнаружены на глубинах свыше 10 000м с давлением до 108 Па (несколько сотен атмосфер). Даже пресноводные обители водоемов (жуки-плавунцы, простейшие - инфузории-туфельки и др.) в опытах выдерживают повышение давления до 6•107 Па (600 атм.).Вместе с тем следует отметить, что многие обитатели морей и океанов относительно стенобатны, т.

е. обитают на определенных глубинах. В первую очередь это относится к мелководным и глубоководным видам.На водные организмы большое влияние оказывают световой режим и прозрачность воды. Интенсивность света в воде сильно ослаблена (рис. 8.4), так какодна часть падающей радиации отражается от поверхности воды, другая поглощается ее толщей. Поглощение света связано с прозрачностью воды. В океанах,где вода обладает большой прозрачностью, на глубину 140 м еще проникает около 1 % падающей на поверхность солнечной радиации, а в небольших озерах дажена глубину 2 м попадают иногда всего лишь десятые доли процента.Рис. 8.4.

Освещенность в воде в течение дня:1 - на поверхности; 2 - на глубине 0,5 м; 3 - на глубине 1,5 м; 4 - на глубине 2м.Поглощение света в воде тем сильнее, чeм меньше ее прозрачность, котораяобусловлена наличием взвешенных минеральных и органических частиц. Соответственно и границы зон фотосинтеза сильно колеблются в разных водоемах.В связи с тем, что лучи разных участков солнечного спектра неодинаковопоглощаются водой, с глубиной изменяется и спектральный состав света, причемв первую очередь ослабляются красные лучи, необходимые для фотосинтеза (рис.8.5).

Сине-зеленые лучи проникают на значительные глубины. Живые организмыпо-разному адаптированы к условиям освещенности и спектральному составу наразных глубинах водной толщи. В соответствии с изменением световых условий сувеличением глубины меняется состав биологических сообществ.Рис. 8.5. Ослабление в воде с увеличением глубины цветных компонентовбелого света (лучей):к - красных; о - оранжевых; ж - желтых; з - зеленых; г - голубых; с - синих;ф – фиолетовыхТак, растения, живущие на поверхности воды, не испытывают недостаткасвета, а погруженные и глубоководные фотосинтезирующие организмы существуют в сумеречных условиях. Они адаптируются не только к недостатку света, нои к изменению его спектрального состава благодаря выработке дополнительныхпигментов. Это проявляется в изменении окраски водорослей, обитающих на разных глубинах.

В мелководных зонах, где растениям еще доступны красные лучи,которые в наибольшей степени поглощаются хлорофиллом (пигмент зеленогоцвета), как правило, преобладают зеленые водоросли. В более глубоких зонахвстречаются бурые водоросли, имеющие кроме хлорофилла бурые пигменты фикофеин, фукоксантин и др.

Еще глубже обитают красные водоросли, содержащиепигмент фикоэритрин. Названные дополнительные пигменты улавливают энергию лучей, проникающих на глубину и передают ее основному фотосинтезирующему пигменту – хлорофиллу. Это явление получило название хроматической адаптации.Световой день, особенно в глубоких слоях воды, значительно короче, чемна суше.

Количество света в верхних слоях водоемов меняется в зависимости отгеографической широты местности и от времени года. Так, из-за длинных полярных ночей значительно ограничивается время пригодное для фотосинтеза в арктических и антарктических бассейнах, а ледовый покров затрудняет доступ светазимой во все замерзающие водоемы.В жизни водных организмов важную роль играет соленость воды, или солевой режим. Химический состав воды формируется под влиянием естественно исторических и геологических условий. Содержание химических соединений (солей) в воде определяет ее соленость и выражается в граммах на литр или в промилле (%). По общей минерализации воды можно разделить на пресные с содержанием солей до 1 г/л, солоноватые (1...25 г/л), морской солености (26...50 г/л) ирассолы (более 50 г/л).

Наиболее важными из растворенных в воде веществ являются карбонаты, сульфаты и хлориды.Важный элемент в пресных водах - кальций, который может выступать вроли лимитирующего фактора. Различают воды мягкие, бедные кальцием (менее9 мг/л), и воды жесткие, содержащие этот элемент в большом количестве (более25 мг/л).В морской воде среднее содержание растворенных солей составляет 35 г/л(35 %), в окраинных морях значительно ниже (например, в Балтийском море 3...10 %).У большинства водных обитателей осмотическое давление в теле зависит отсолености окружающей среды.

Пресноводные животные и растения обитают всреде, где концентрация растворенных веществ ниже, чем в жидкостях тела итканей. Из-за разницы в осмотическом давлении вне и внутри тела в организм постоянно проникает вода, вследствие чего гидробионты пресных вод вынужден интенсивно удалять ее. Поэтому у них хорошо выражены процессы осморегуляции.Некоторые инфузории каждые 2....2,5 мин выделяют количество воды, равноеобъему тела.Концентрация солей в жидкостях тела и тканей многих морских организмов равна концентрации солей, растворенных в окружающей воде. В связи с этимосморегуляторные функции у них развиты слабее, чем у пресноводных. Осморегуляция - одна из причин того, что многие морские растения и животные не сумели заселить пресные водоемы и оказались типичными морскими жителями, как,например, кишечно-полостные (медузы, актинии, кораллы), иглокожие (морскиезвезды, ежи) гудки и др.

С другой стороны, в морях и океанах почти не обитаютнасекомые, тогда как пресноводные бассейны обильно ими заселены. Типичноморские и типично пресноводные организмы не переносят значительных изменений солености и являются стеногалинными, т.е. приспособленными к узким пределам солености воды.Эвригалинных организмов (способных обитать в водоемах с разным уровнем солености), в частности животных пресноводного и морского происхождения, не так много.

Характеристики

Список файлов книги