Ю. Одум - Основы экологии (1975) (1135319), страница 111
Текст из файла (страница 111)
4, равд. 1), принципов лимитирующих факторов (гл. 5, равд. 3), биотических сообществ (гл. 6, равд. 1) и развития экосистемы (гл. 9, равд. 1). Все это положено в основу при обсуждении вопросов второй части. ЧАСТНАЯ ЭКОЛОГИЯ Биосферу можно грубо разделить на четыре части: моря, лиманы, пресные воды и суша. Так как большинство биологов придерживаются того мнения, что жизнь возникла в океане, логично было бы начать изучение биосферы с моря.
Однако по многим причинам целесообразнее рассмотреть сначала пресные воды. Во-первых, потому, что пресноводные водоемы существуют везде, где бы ни находился человек, Во-вторых, многие пресноводные водоемы невелики по размерам и поэтому во всех отношениях более доступны для изучения при помощи сравнительно простого оборудования. И наконец, в-третьих, маленькие пресноводные водоемы населяет меньшее число видов живых организмов, чем океан. Это облегчает начинающему исследователю понять природу естественного сообщества, не затрачивая массу усилий на идентификацию организмов, принадлежащих большому числу классов и типов.
Итак, все сказанное выше заставляет нас начать вторую часть с описания жизни в пресных водах. Глава П Экология пресных вод,' 1. ПРЕСНОВОДНАЯ СРЕДА: ТИПЫ И ЛИМИТИРУЮЩИЕ ФАКТОРЫ ' Изучение пресных вод во всех аспектах — физическом, химическом, геологическом и биологическом — предмет лимиологии, Экологи, занимающиеся изучением пресных вод, главное внимание уделяют взаимоотношениям организмов друг с другом и со средой в пресноводных водоемах, используя при этом зкосистемный приипип.
з Предлагаемая здесь автором терминология не находит широкого применения изза значительной условности такого деления. Нужно также заметить, что большинство отечественных и зарубежных исследователей понимают лимнологию несколько уже, как науку, изучающую крупные непроточные и слабопроточные водоемы — озера и водохранилища. — Прим. перев. Поскольку вода представляет собой самую существенную часть протоплазмы как по своему значению, так и по количественному содержанию, можно сказать, что вся жизнь является «водной».
Тем не менее водной средой мы называем такую, в которой вода играет главную роль не только как внутренняя, но и как наружная среда. Пресноводные водоемы удобно разделить на две группы з: 1) стоячие водоемы, или лентическая среда (от лат. !епуз — спокойный), — озеро, пруд, болото, 2) проточные водоемы, или лотическая среда (от лат. 1о!из— омывающий), — родник, ручей, река. Типы некоторых водоемов показаны на фиг. 140 — !42. Резких границ между этими группами, а также внутри каждой из них не существует.
Изменение геологического строения может вызвать изменение типа водоемов, тогда как биологические процессы часто стабилизируют или ослабляют процессы обмеления озер и речной эрозии (гл. 9, равд. 1 и гл. 4, разд. 3). Деятельность человека приводит к ускорению геологических процессов за счет биологических, что слишком часто приносит ущерб самому человеку (гл. 2, равд. 4). В общем озера заполняются твердым материалом, а речные долины все глубже врезаются в земную поверхность. Все эти изменения происходят в результате действия воды.
Когда речная долина достигает своего базиса эрозии, течение замедляется, происходит выпадение взвеси и формируется равнинная меандрирующая река. Однако при соответствующих условиях могут образовываться поднятия в любой части долины, даже если иловые отложения уже построили дельту реки. Тогда общий эрозионный цикл наоинается вновь.
Сложное взаимодействие автогенных (внутренних, сукцессионных) и аллогенных (внешних) процессов в пресноводных водоемах достаточно подробно обсуждалось в гл. 9. По сравнению с океаном и сушей пресные воды занимают небольшую часть поверхности Земли, но их значение для человека поистине. огромно. Объясняется это рядом причин. Во-первых, пресноводные водоемы — самый удобный и дешевый источник воды для бытовых и про- гл. и. экология присных вод Фиг. 140. Типы стоячих (леитичесхих) водоемов.
А. Пруд с высшими растеннямн, укореняющнмнся в литаральной зоне И Хозяйственный пруд, в лвторальной зоне которого высшие растения отсутствуют мышленных нужд. (Мы можем и в будущем, вероятно, будем получать большую часть пресной воды из морской, но стоимость такой воды чрезвычайно высока, если учесть расход энергии и возрастающее при этом засоление среды ) Во-вторых, пресные воды — это узкое место планетарного гидрологического цикла (фиг. 39, Б) И наконец, в-третьих, пресноводные экосистемы представляют собой самые удобные и дешевые системы по переработке отходов. Человек настолько злоупотреблял использованием этого природного средства, что теперь уже стала очевидной необходимость прилагать значительные усилия для немедленного уменьшения возникшего стресса В противном случае вода станет основным лимитирующим фактором для человека как биологического вида! К числу лимитирующих факторов, которые в пресноводных экосистемах, по-видимому, имеют особое значение и которые, следовательно, ЧАСТЬ 2.
ЧАСТНАЯ ЭКОЛОГНЯ Фиг. 141. Типы стоячих водоемов. Цепь высокогорных олиготрофных озер леяннкового нроисхоылеиия ие Аляске. необходимо измерять при проведении любого серьезного исследования таких систем, относятся; температура, прозрачность, наличие течения, концентрация Ор и СОр, а также концентрация биогенных веществ. Ниже приведена краткая характеристика каждого из этих факторов.
Температура Вода обладает рядом уникальных термодинамических свойств, способствующих уменьшению температурных изменений; таким образом„ при одних и тех же условиях диапазон изменений физических параметров воды меньше и изменяются они медленнее, чем физические параметры воздуха. Наиболее важные из этих термодинамических свойств воды следующие: 1, Высокая удельная теплоемкость. Это значит, что для изменения температуры воды требуется относительно большое количество тепла.
Для нагревания 1 мл воды (1 г) на! 'С (от 15 до 16') нужна 1 кал тепла. Только аммиак н немногие другие вещества обладают удельной теплоемкостью, большей единицы. 2. Большая скрытая теплота плавления. Для превращения 1 г льда в воду без изменения температуры необходимо затратить 80 кал.
3. Самая высокая из известных скрытая теплота парообразования. При испарении (а оно происходит более или менее постоянно с поверхности растений, воды и льда) 1 г воды поглощается 536 кал. Как было отмечено в гл. 3, разд. 1, значительная часть поступающей солнечной энергии в экосистемах всего мира расходуется на испарение воды. Это тот самый поток энергии, который смягчает климат и,делает возможным существование жизни во всем ее фантастическом разнообразии. 4. Наибольшей плотностью вада обладает при 4 'С.
При температурах выше или ниже 4'С вода расширяется и, следовательно, становится ГЛ. П. ЭКОЛОГИЯ ПРЕСНЫХ ВОД Фиг. 142. Две фотографии, иллюстрирующие тесную взаимозависимость проточных водоемов н прилегающих участков суши. А. Неболыиой лесной ручей, биота которого почти иолиостью завискт от иостуиления листового оиада и другкх органических остатков из леса. Б.
Река иа Аляске во время хода лососевых: в этом случае биомассу и минеральные вещества реки используют казенные хищинкн (медведи и чайки). легче. Это уникальное свойство воды защищает озера от промерзания до дна. Температура воды, будучи менее изменчивой, чем температура воздуха, все же представляет собой важный лимитирующий фактор, так как водные животные часто обладают узким диапазоном толерантности к температуре (стенотермные, см. гл. 5, равд. 2). Вследствие этого даже умеренное тепловое загрязнение среды может повлечь за собой далеко идущие последствия (гл. 17).
Изменения температуры определяют характерную структуру циркуляции и стратификации, которая глубоко ЧАСТЬ 2. ЧАСТНАЯ ЭКОЛОГПЯ влияет на жизнь в воде. Подробнее об этом будет сказано ниже. Большие водоемы заметно влияют на климат прилегающих участков суши (гл. 5, разд. 5). Измерять температуру воды удобнее и лучше всего при помощи электронных датчиков, таких, как термисторы. Непосредственное считывание и автоматическая запись показаний термисторов облегчают студентам и начинающим исследователям получение «температурных профилей» водоемов. Прозрачность Различные частицы, взвешенные в воде, часто лимитируют проникновение в нее света, в связи с чем зона фотосинтеза повск2ду в водной среде ограничена определенной глубиной.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
