4. три среды обитания специализированные:
водную толщу –
обитают планктонные организмы
(фитопланктон, зоопланктон и
бактериопланктон);
донные отложения – функционируют
бентосные сообщества (бентос);
поверхность различных субстратов (камни,
подводные части растений, затопленные
деревья, железобетонные конструкции,
трубы и пр.) заселяется перифитоном.
5. Экологическая зональность морских экосистем
(Христофорова, 2000)
Зоны Место обитания Характеристика, м
Толща
воды(пелагиа
ль)
Эпипелагиаль
Мезапелагиаль
Глубоководная зона
0 – 200 от поверхности воды
200–1000
глубже 1000
Прибрежные
зоны и
морское
дно(бенталь)
Супралитораль
Литораль
Сублитораль
Батиаль
Абиссаль
Ультраабиссаль
Верхняя приливная зона
Приливно-отливная зона
Материковая отмель (до 200)
Континентальный склон 200–3 000
Океаническое ложе 3 000–6 000
максимальные глубины более 6 000
7. Открытый океан беден биогенными элементами.
Эти районы можно считать «пустынями» по сравнению
с прибрежными водами.
Арктические и антарктические зоны более
продуктивны, так как плотность планктона растет при
переходе от теплых морей к холодным, и фауна рыб и
китообразных здесь значительно богаче. Продуцентом
выступает фитопланктон, им питается зоопланктон, а
тем в свою очередь нектон.
Видовое разнообразие фауны снижается с глубиной. На
глубине в стабильных местообитаниях сохранились
виды из далеких геологических эпох.
9. Область континентального шельфа является самой
богатой в фаунистическом отношении. Прибрежная
зона очень благоприятна по условиям питания, даже в
дождевых тропических лесах нет такого разнообразия
жизни, как здесь.
Континентальный шельф зона вдоль берегов до
глубины 200 (реже 400) м. С этой областью связаны
подводные заросли из ламинарий, достигающих 16 м
длины. Эти заросли заселены разнообразными
ракообразными, моллюсками, нематодами.
Ламинариями питаются морские ежи. С этой зоной
связан промысел морской рыбы (сельди, трески,
камбалы и др.), ракообразных (крабов, креветок,
лангустов) и моллюсков (кальмаров).
10.
11.
12. Характерные черты биома апвеллинга (Одум, 1986):
*высокая концентрация биогенных элементов и организмов;
*многочисленные популяции рыб и птиц характеризуют не
только высокую продуктивность прибрежных акваторий, но и
короткие пищевые цепи. Некоторые виды ракообразных и рыб в
зонах апвеллинга из хищников становятся растительноядными. В
короткой пищевой цепи доминируют диатомовые водоросли и
рыбы;
*отложения осадков на морском дне содержат много
органических веществ и фосфатов;
*в противоположность богатству моря прилегающие районы
суши часто представляют пустыню, так как формирующие
апвеллинг ветры дуют большей частью с суши, резко уменьшая
влажность;
*продуктивность биома апвеллинга подвержена периодическим
спадам.
14. *Эстуарии, лиманы, устья рек, прибрежные бухты и т.д.
— прибрежные водоемы, представляющие собой экотоны
между пресноводными и морскими экосистемами. Это
высокопродуктивные районы, где наблюдается аутвеллинг
— привнос биогенных элементов с суши. Они обычно
входят в литоральную зону и подвержены приливам и
отливам. Здесь встречаются болотные и морские травы,
водоросли, рыба, крабы, креветки, устрицы и т.д.
*Лиманы. Особое место в прибрежных районах занимают
лиманы. Лиман – это полузамкнутый прибрежный водоем,
свободно соединяющийся с открытым морем. Лиман
подвержен воздействию прилива и морская вода в нем
смешивается с пресной водой материкового стока.
Примерами лиманов служат устья рек (эстуарии), заливы,
литоральные марши и водоемы между берегом и
барьерными отмелями.
15. *В укрытых районах побережья, на которых не
сказывается действие волн, образуются марши.
*Марши появляются в устьях многих рек, защищенных
от океана косами, и в лагунах позади барьерных
островов. По-видимому, соленые марши широко
распространились в результате подъема уровня моря по
окончании последнего оледенения. Марши
располагаются во внутренних, удаленных от побережья
частях лагуны на грунтах, которые упрочняются в
результате скопления наносов в переплетающихся
травах и корнях болотной растительности. С подъемом
уровня моря толща грунта в них накапливается и их
поверхность также поднимается. Марши являются
своего рода регистраторами изменения условий в
прибрежной зоне.
16.
17. *Глубоководная рифтовая зона океана открыта
лишь в 1977 году в рифтовой зоне подводного хребта
Тихого океана, на северо-восток от Галапагосских
островов, на глубине 2600 м.
*На этой глубине есть темнота, что делает невозможным
фотосинтез, имеющееся сероводородный загрязнения и
значительные выбросы ядовитых металлов через
гидротермальные источники.
*Живые организмы представлены гигантскими
трубчатыми червями (погонофор), крупными
двохстулковимы моллюсками, креветками, крабами и
некоторыми видами рыб.
*Высокая плотность жизни поражает - 10-15 кг/м2
, а роль
зеленых растений играют сернистые бактерии, в
которых реализуется хемосинтез.
24. Типизация пресноводных экосистем
Типы
Прозрачн
ость, м
Продукция,
мг/мл
Бактерии,
млн клеток/мл
Олиготрофные 4–20 4–40 0,5
Мезотрофные 1–4 40–150 0,5–2
Евтрофные 0,3–1 150–600 2–15
Гиперевтрофные 0,15–0,3 более 600 более 15
Дистрофные 2–4 10–20 1,5–2
Editor's Notes
Разнообразие водных экосистем определяется не только их размерами: это и мелкие пруды, озера, ручьи, реки, а также моря и океаны. Различаются водные экосистемы по качественному составу воды и видовому разнообразию организмов их населяющих. В настоящее время можно назвать еще один важный критерий, характеризующий водные экосистемы, – это их экологическое состояние, или способность обеспечивать различные формы живых организмов благоприятными условиями для развития.
Живые организмы в водоемах занимают свои специализированные экологические ниши. Условно можно выделить три среды обитания:
водную толщу – обитают планктонные организмы (фитопланктон, зоопланктон и бактериопланктон);
донные отложения – функционируют бентосные сообщества (бентос);
поверхность различных субстратов (камни, подводные части растений, затопленные деревья, железобетонные конструкции, трубы и пр.) заселяется перифитоном.
Наиболее богато заселены морскими организмами литораль и сублиторальная зона. Абиссаль занимает более 75 % площади дна океана, характеризуется слабым проникновением отдельных длин волн солнечного света, низкой температурой (около 2 ° С), недостатком источников питания и низким видовым разнообразием организмов.
На глубине более 2 500 м, вблизи выходов термальных вод, обнаружены скопления уникальных биологических сообществ, развитие которых поддерживается за счет первичной продукции, создаваемой специализированными группами бактерий.
Несмотря на непрерывность морских экосистем, можно выделить две обширные зоны со специфическими экологическими характеристиками, своеобразными экологическими нишами, разнообразными и многочисленными обитателями различных трофических уровней:
мелководную зону континентального шельфа (прибрежная зона);
область открытого океана.
Открытый океан беден биогенными элементами. Эти районы можно считать «пустынями» по сравнению с прибрежными водами. Арктические и антарктические зоны более продуктивны, так как плотность планктона растет при переходе от теплых морей к холодным, и фауна рыб и китообразных здесь значительно богаче. Продуцентом выступает фитопланктон, им питается зоопланктон, а тем в свою очередь нектон. Видовое разнообразие фауны снижается с глубиной. На глубине в стабильных местообитаниях сохранились виды из далеких геологических эпох.
Живые организмы, населяющие океан, делятся на три основные экологические группы: планктон, нектона и бентос. Планктон - это совокупность пассивно плавающих и переносных морскими течениями в слое воды растений (фитопланктон), животных (зоопланктон) и бактерий (бактериопланктона), которые практически неспособны самостоятельно передвигаться на значительные расстояния. Эти группы организмов является первым звеном трофических цепей океана, в частности фитопланктон - основной первичный продукт органического вещества в морских водоемах, за счет которого существуют гетеротрофные организмы. Именно с фитопланктоном связаны такие явления, как "цветение вод" и "красные приливы".
Нектон - это группа активно плавающих морских организмов, могут передвигаться на значительные расстояния (различные рыбы, китообразные, тюлени, морские змеи и черепахи, кальмары, осьминоги и т.д.). Численность отдельных видов организмов является значительной и они имеют промышленное значение.
Бентос - это организмы, населяющие морское дно. При этом они могут быть прикрепленными, сидячими (кораллы, губки, водоросли и т.д.), Роя (кольчатые черви, моллюски и др.), ползающими (ракообразные, иглокожие и др.) или свободно плавающими у дна (брюхоногие моллюски, скаты и т.д.). Рассматривая афотичну зону Мирового океана можно выявить ряд закономерностей.
Океаническая область. Область открытого океана за пределами континентального мелководного шельфа называется океанической областью. Океаническая зона, как правило, начинается с резкого понижения континентального склона и достигает глубин от 2000 до 11000 м.
По количеству проникающего света море подразделяют на две горизонтальные зоны:
эвфотическую зону первичного продуцирования, которая достигает в прозрачных водах океанической области больших глубин (до 100–200 м);
афотическую зону, где света для фотосинтеза недостаточно, в мутных прибрежных водах свет редко проникает иногда даже на глубину 30 м.
Большая часть открытого океана из-за низких концентраций биогенных элементов представляет на первый взгляд безмолвную “пустыню”, по сравнению с прибрежными водами и лиманами. Наиболее продуктивными считаются арктические и антарктические моря с большим количеством рыбных запасов.
До последнего времени считалось, что первичным источником энергии в морских пищевых цепях являются диатомовые водоросли, динофлагеляты и мелкие ракообразные –макропланктон. Однако позднее было установлено, что основу пищевых цепей составляет микропланктон, или наннопланктон, – карликовые, слишком мелкие организмы, чтобы задерживаться планктонными сетями. Планктонные сети сделаны из шелковой ткани или нейлона.
Микропланктон представлен как автотрофными, так и гетеротрофными организмами, среди них встречаются пигментированные и бесцветные флагелляты, многочисленные бактерии. Связь между автотрофными и гетеротрофными организмами обеспечивается через детрит, который представлен взвешенными органическими веществами (ВОВ) и растворенными органическими веществами (РОВ). В море эти две группы веществ взаимно могут переходить друг в друга, так ВОВ превращаются при микробиологической деструкции в РОВ (рис. 7).
Под воздействием волн и в присутствии некоторых продуктов метаболизма происходит агрегирование сложных соединений. Органоминеральные конгломераты адсорбируют на своей поверхности бактериальные клетки и других представителей наннопланктона, образующийся субстрат обеспечивает питанием многочисленных и разнообразных фильтраторов.
Фильтрационное питание отмечено более чем у 40 тысяч видов водных организмов. Животные-фильтраторы (двустворчатые моллюски, сидячие иглокожие, полихеты, мшанки, асцидии, планктонные ракообразные и др.) играют важную роль в биологическом самоочищении водных экосистем. Например, один квадратный метр морского мелководья, густо заселенный моллюсками, за сутки может очистить до 250–280 м3 воды. Мелкий рачок калянус, пропуская через себя, очищает в сутки до 1,5 л воды. Весь объем водной массы океана фильтруется за 200 суток, а поверхностный слой воды – за 20 суток.
Область континентального шельфа является самой богатой в фаунистическом отношении. Прибрежная зона очень благоприятна по условиям питания, даже в дождевых тропических лесах нет такого разнообразия жизни, как здесь.
Континентальный шельф - зона вдоль берегов до глубины 200 (реже 400) м. С этой областью связаны подводные заросли из ламинарий, достигающих 16 м длины. Эти заросли заселены разнообразными ракообразными, моллюсками, нематодами. Ламинариями питаются морские ежи. С этой зоной связан промысел морской рыбы (сельди, трески, камбалы и др.), ракообразных (крабов, креветок, лангустов) и моллюсков (кальмаров).
Литораль – это прибрежный участок морских экосистем между отметками высокой и низкой воды, или зона приливов и отливов.
Жизнь в морских экосистемах сосредоточена главным образом в прибрежной зоне (континентальный шельф). В наземных экосистемах, даже в дождевых тропических лесах, нет такого разнообразия жизни как на континентальном шельфе. Значительную часть среди обитателей прибрежной зоны составляют личинки донных организмов – крабов, морских червей, моллюсков и др. Их иногда называют временным или сезонным планктоном. Сезонный планктон морских экосистем отличается от планктона пресных водоемов и открытого океана, организмы которого остаются во взвешенном состоянии на протяжении всего жизненного цикла.
Находясь в соответствующих стадиях метаморфоза личинки оседают на дно и становятся членами донного или бентосного сообщества. Бентос состоит из двух групп организмов: одни живут на поверхности субстратов, прикрепившись к ним или свободно передвигаясь, другие закапываются в субстрат или строят трубки и норы.
Районы апвеллинга расположены вдоль западных пустынных берегов континентов. Здесь наблюдается апвеллинг - подъем холодных вод с глубины океана, так как ветры перемещают воду от крутого материкового склона, а взамен ей из глубины поднимается вода, обогащенная биогенными элементами. Эти районы богаты рыбой и птицами, живущими на островах.
когда ветер отгоняет теплые поверхностные слои воды от берега, на глубине возникает противотечение, и холодные глубинные воды поднимаются к поверхности вдоль береговой линии континента, принося с собой ранее осевшие питательные вещества (рис. 3). Это явление называют апвеллинг.
Вместе с холодными придонными водами к поверхности поднимаются скопившиеся у дна питательные вещества, что вызывает быстрый рост биоты
Апвеллинг – это процесс поднятия глубинных вод, богатых питательными веществами и биогенными элементами. Расположены апвеллинги главным образом возле западных берегов, где также сосредоточены наиболее продуктивные рыбные сообщества. Они широко известны в Средиземном море; Атлантическом океане – западное побережье Южной Африки; Тихом океане – побережье Калифорнии, Перу, Чили; Индийском океане – Оман (Аравия).
Процессу апвеллинга принадлежит важная роль в поддержании высокой численности морских птиц, откладывающих на берегах и островах многочисленные тонны гуано, богатого нитратами и фосфатами.
Характерные черты биома апвеллинга (Одум, 1986):
высокая концентрация биогенных элементов и организмов;
многочисленные популяции рыб и птиц характеризуют не только высокую продуктивность прибрежных акваторий, но и короткие пищевые цепи. Некоторые виды ракообразных и рыб в зонах апвеллинга из хищников становятся растительноядными. В короткой пищевой цепи доминируют диатомовые водоросли и рыбы;
отложения осадков на морском дне содержат много органических веществ и фосфатов;
в противоположность богатству моря прилегающие районы суши часто представляют пустыню, так как формирующие апвеллинг ветры дуют большей частью с суши, резко уменьшая влажность. Только туманы поддерживают развитие скудной растительности;
продуктивность биома апвеллинга подвержена периодическим спадам, когда меняется направление ветра, развиваются анаэробные процессы или во время “цветения” особой группы водорослей – ядовитых динофлагелят, биомасса которых придает воде красный цвет (так называемые “красные приливы”). В этот период наблюдается массовая гибель рыбы. Такая природная катастрофа несколько раз происходила в зоне перуанского апвеллинга, который оценивается как самый продуктивный район мирового рыболовства.
Морские экосистемы характеризуются высокой соленостью, а материковые воды (воды суши) — низкой. По степени солёности можно выделить и промежуточные биотопы: эстуарии (приустьевые зоны), где воды рек смешиваются с морской водой, и прибрежные болота. Некоторые внутренние моря, например Балтийское море и его заливы, по своим свойствам являются скорее эстуариями, чем истинными морями.
Эстуарии, лиманы, прибрежные заболоченные территории являются одними из наиболее продуктивных экосистем. На первый, обывательский взгляд эти земли бесполезны и только являются рассадником всевозможных кровососущих насекомых. Поэтому до сих пор существует тенденция к их «улучшению» путём дорогостоящих мелиоративных работ. На самом деле их роль огромна, и они нуждаются в строгой охране. Во-первых, здесь нерестится более 70 % наиболее ценных в промысловом отношении рыб и других морских организмов. Поэтому «освоение» этих территорий приводит к огромному экономическому ущербу за счёт истощения рыбных промыслов. Во-вторых, они блестяще выполняют функции бесплатных и очень эффективных очистных сооружений для стекающих с континента загрязненных вод, предохраняя от гибели чувствительные прибрежные и шельфовые морские экосистемы. В-третьих, они служат местами обитания для гигантского количества птиц и животных, в том числе редких видов.
Эстуарии, лиманы, устья рек, прибрежные бухты и т.д. — прибрежные водоемы, представляющие собой экотоны между пресноводными и морскими экосистемами. Это высокопродуктивные районы, где наблюдается аутвеллинг — привнос биогенных элементов с суши. Они обычно входят в литоральную зону и подвержены приливам и отливам. Здесь встречаются болотные и морские травы, водоросли, рыба, крабы, креветки, устрицы и т.д.
В укрытых районах побережья, на которых не сказывается действие волн, образуются марши. Они имеют важное значение для жизненного цикла многих морских организмов. Марши появляются в устьях многих рек, защищенных от океана косами, и в лагунах позади барьерных островов. По-видимому, соленые марши широко распространились в результате подъема уровня моря по окончании последнего оледенения. Марши располагаются во внутренних, удаленных от побережья частях лагуны на грунтах, которые упрочняются в результате скопления наносов в переплетающихся травах и корнях болотной растительности. С подъемом уровня моря толща грунта в них накапливается и их поверхность также поднимается. Марши являются своего рода регистраторами изменения условий в прибрежной зоне.
Лиманы. Особое место в прибрежных районах занимают лиманы. Лиман – это полузамкнутый прибрежный водоем, свободно соединяющийся с открытым морем. Лиман подвержен воздействию прилива и морская вода в нем смешивается с пресной водой материкового стока. Примерами лиманов служат устья рек (эстуарии), заливы, литоральные марши и водоемы между берегом и барьерными отмелями.
Лиманы можно было бы рассматривать как переходные зоны или экотоны между пресноводными и морскими местообитаниями, но многие из их важных физических и биологических признаков являются не промежуточными, а уникальными. Более того, именно эти местообитания подвергаются самому интенсивному воздействию со стороны человека.
Эстуарии зависят от интенсивности речного стока и особенностей приливов. Пресноводный поток и приливные течения уравновешивают друг друга. Перемешивание осуществляется главным образом за счет турбулентности. В этом случае формируются слабосоленые, частично перемешанные воды. Если же преобладают сильные приливы, то вода хорошо перемешивается от дна до поверхности, и соленость приближается к солености открытого моря.
Уникальность лиманов связана с высокой активностью фототрофных организмов всех типов (макрофиты – морские водоросли и травы, донные водоросли, фитопланктон). На протяжении круглого года все гетеротрофные организмы обеспечены обильной пищей.
Лиманы служат местом откорма молоди крупных морских промысловых видов животных. Устрицы и крабы остаются в лиманах на протяжении всего жизненного цикла, а креветки и многие рыбы проводят здесь ранние стадии жизненного цикла.
Эта уникальная экосистема открыта лишь в 1977 году в рифтовой зоне подводного хребта Тихого океана, на северо-восток от Галапагосских островов, на глубине 2600 м. На этой глубине есть темнота, что делает невозможным фотосинтез, имеющееся сероводородный загрязнения и значительные выбросы ядовитых металлов через гидротермальные источники. Живые организмы представлены гигантскими трубчатыми червями (погонофор), крупными двохстулковимы моллюсками, креветками, крабами и некоторыми видами рыб. Высокая плотность жизни поражает - 10-15 кг/м2, а роль зеленых растений играют сернистые бактерии, в которых реализуется хемосинтез. Такие экосистемы были найдены и в других участках Мирового океана.
До 75% организмов глубоководных рифтовых зон живут в симбиозе с хемоавтотрофными бактериями, позволяет им выживать. Сернистые бактерии составляют первое звено пищевой цепи данной экосистемы, далее идут погонофоры, внутри которых живут бактерии, способные перерабатывать сульфит водорода и таких образом обеспечивать погонофор питательными веществами. Двохстулкови моллюски также живут в симбиозе с сиркобактерии, которые поселяются в моллюсках, изымают из воды диоксид углерода и кислород, необходимые для окисления сульфида водорода. При этом образуются питательные вещества. Живые организмы глубоководных зон имеют ряд морфологических отличий, в частности, у них атрофирован зрение, у рыб отсутствует воздушный пузырь, развито свечение органов и т.д.. В океане известно более 800 видов организмов, которые светятся. Это около 200 видов моллюсков, 300 видов рыб, 150 видов ракообразных и т.д..
Лимитирующие факторы водной среды: течение, глубина, прозрачность, температура
Типичная экосистема пресноводного водоёма умеренных широт показана на рисунке. В мелководной прибрежной зоне —литорали обитают многочисленные продуценты — как свободно плавающие, так и укоренённые водные растения. Здесь много насекомых и их личинок, здесь обитают лягушки, черепахи, водоплавающие птицы и млекопитающие. Здесь же охотничьи угодья аистов и цапель. Пелагиаль - это поверхностный слой открытых вод, где обитают планктонные организмы и поедающие планктон рыбы. Профундаль - слабо освещенная зона, где живут хищные и придонные рыбы. Бенталь - дно, покрытое илом. Здесь обитают многочисленные детритофаги и редуценты — моллюски, черви, раки и личинки насекомых. В нижней части рис. 4 показаны характерные зависимости температуры от глубины. Весной и осенью, когда эти зависимости сменяют друг друга, происходит активное вертикальное перемешивание воды, и верхние слои обогащаются питательными веществами, а профундаль — кислородом. Перемешивание имеет такой сезонный характер в большинстве равнинных водоёмов умеренного климатического пояса. Весной, при таянии льда и снега холодные тяжёлые воды стремятся опуститься на дно, а относительно более тёплые, придонные — подняться наверх. Аналогичный процесс происходит и осенью. Отсюда — весеннее «цветение» воды в прудах, озёрах и водохранилищах. Летом и зимой слои холодной и теплой воды располагаются устойчиво (устойчивая термическая стратификация), и перемешивание почти отсутствует. Ледяной покров также препятствует растворению кислорода.
Озера - это также важные пресноводные источники, но по сравнению с реками, для них характерно более разнообразнее жизнь. В
озерах представлены все виды живых организмов: продуценты - консументы - редуценты. Для озер круговорот веществ является практически замкнутым, но они также уязвимы к загрязнению.
В пресноводных озерах выделяют три основные части, которые могут быть рассмотрены как отдельные экосистемы:
- Прибрежная часть - литораль ",
- Глубоководная часть - профундаль;
- Основная толща воды - пелагиаль.
Растительный и животный мир озер определяется наличием в воде питательных веществ, а трофические цепи также относительно короткими. Для озер характерно, что основная часть организмов располагается в верхних освещенных слоях воды, а минеральные вещества находятся в придонных слоях. Верхние и нижние слои воды разделены так называемым термоклина, который препятствует вертикальному водообмена и вызывает дефицит минеральных веществ в при поверхностных слоях воды.
Литораль наиболее заселенной живыми организмами и прибрежные зоны озер являются основными трофическими областями. Организмы литорали представлены многими видами - от планктона до бентоса. На этих участках есть достаточное количество и света, и минеральных веществ. На этих участках широко представлены отдельными растительными группировками, насекомые и значительным количеством видов рыбы, в том числе и хищных видов. Пелагиаль заселена различными видами растений, животных и насекомых с характерными приспособительными механизмами, что позволяет им удерживаться у поверхности воды.
Реки являются основным источником пресной воды и они испытывают наибольшее антропогенного воздействия. Характерной особенностью трофических цепей рек является их краткость (1-4 звена) и небольшое количество продуцентов. В таких экосистемах растительный и животный миры зависят от количества питательных веществ, растворенного в воде кислорода и скорости течения. Для рек характерен значительный вынес веществ из экосистем и незначительная замкнутость круговорота веществ.
В реках выделяют перекаты - участки с быстрым течением, причем дно реки нет ила или обломочного материала, и плесы - глубоководные участки с медленным течением, как правило, с мягким субстратом (илом, песком).
На перекатах живут организмы, которые либо закрепляются на "субстрат, или являются хорошими пловцами. На перекатах практически отсутствуют редуценты, живущие преимущественно в иле или биопленке и поэтому такие участки чрезвычайно уязвимы к загрязнению, несмотря на вынос вещества. Это характерно для малых горных рек. На плесах возникают благоприятные условия для жизни рийних и плавающих животных, а также водных растений с развитой корневой системой. На больших плесах создаются благоприятные условия для развития планктона и для таких участков характерно заиливания дна.
Прибрежные болотные системы занимают только около 5 % всей площади болот. Основная часть болот располагается внутри континентов, и они являются пресноводными экосистемами, играющими ключевую роль в естественном регулировании водотока рек умеренного пояса. Болотные экосистемы находятся в неразрывной связи с лесными биогеоценозами. Почвы болот почти постоянно покрыты водой, поэтому растительные остатки здесь не перегнивают до конца, и вместо гумуса на дне болот образуется торф. По мере роста слоя торфа болото зарастает сфагновым мхом. И торф, и мох обладают уникальной способностью впитывать, накапливать и сохранять влагу. В периоды избыточного увлажнения, — во время таяния снегов и затяжных дождей, — они собирают воду, а в сухие периоды постепенно отдают её ручьям, мелким речкам и проточным озёрам, поддерживая уровень воды в реках и, самое главное, уровень грунтовых вод на огромных пространствах. При этом болота служат мощными естественными фильтрами для накопленной в них воды, практически полностью очищая сё от естественных и антропогенных загрязнителей, таких как остатки удобрений, фекалии, ядохимикаты и даже остатки нефтепродуктов. На Европейской территории России именно верховые болота питают крупнейшие реки — Волгу, Дон, Днепр, Западную и Северную Двину. Проведение мелиоративных работ, осушение болот и добыча торфа как естественного удобрения или топлива в конечном счёте оказываются, как правило, абсолютно неоправданными, так как ведут к гибели лесов и разрушению водного режима.
Болота лишь условно можно отнести к водных экосистем. Болотные экосистемы являются азонального и они формируются в зонах сильного переводження почвы. При этом, детритний трофическая цепь укорачивается и не завершается образование гумуса. Остатки растений (растительный опад) накапливается в полуразложившийся состоянии и образует торф.
Болотные экосистемы представлены, преимущественно, растениями и микроорганизмами, а животные организмы практически отсутствуют, за исключением птиц. При высокой влажности болотных почв, растения практически не получают с них влаги, что обусловлено низкой температурой торфяных массы и насыщенностью воды гуминовыми кислотами. Биомасса болот колеблется в пределах 90-1770 ц / га. В их рамках в виде торфа накапливаются значительные запасы углерода.
Типизация водоемов
По своей возможности обеспечивать живые организмы питательными веществами водоемы условно подразделяют на несколько типов. За основу типизации водоемов используют такие критерии, как качество воды (прозрачность), интенсивность фотосинтеза (продукция), численность и активность бактериального сообщества. Типизация пресноводных экосистем (Романенко,1985) представлена в табл. 8.
Олиготрофные водоемы. Малопродуктивные водные экосистемы, отличаются низкой концентрацией питательных веществ, большой глубиной, донные отложения состоят из гальки, песка или бедных органическими веществами глинистых веществ. Прозрачность по диску Секки составляет 4–20 м. Продуктивность колеблется от 4 до 40 г / м3 в год. Численность бактерий составляет от 50 тыс. до 500 тыс. клеток/мл.
Мезотрофные водоемы встречаются во всех географических зонах. Количество питательных веществ обеспечивает продуктивность 40–150 г / м 3 в год, а численность бактерий составляет от 0,5 до 2 млн клеток/мл. Преобладают серые глинистые донные отложения или песчаные с большим содержанием детрита. Прозрачность составляет 1–4 м. Часто в придонных слоях регистрируется дефицит кислорода. Полное отсутствие кислорода наблюдается чаще всего локально и в зимний период. Нередко в донных отложениях образуются метан и сероводород, которые оказывают отрицательное влияние на жизнедеятельность отдельных звеньев трофической цепи.
Евтрофные водоемы – богатые органическими веществами водные экосистемы. Чаще всего это неглубокие водоемы с обильным поступлением органических соединений и биогенных элементов с площади водосбора. Донные отложения также насыщены питательными веществами, богаты илистыми осадками и биогенными элементами. Прозрачность составляет 0,3–1 м. Кислород находится главным образом в поверхностном слое воды. Зимой в мелководных озерах и водохранилищах наступает резкий дефицит кислорода. Постоянно происходят процессы образования метана, а при наличии в воде значительных количеств сульфатов образуется сероводород. Продукция фитопланктона составляет 150–600 г / м3 в год. Численность бактерий составляет 2–15 млн клеток/мл.
Превышение всех перечисленных показателей, особенно высокое содержание органических веществ различного происхождения, приводят к гиперевтрофированию водных экосистем.
Дистрофные водоемы представляют собой особый вид олиготрофности с наличием в воде значительного количества окрашенных органических веществ со слабоидущими процессами минерализации. Питают эти водоемы в основном болотные воды, с большим содержанием гуминовых трудноминерализуемых органических соединений. Прозрачность воды составляет 2–4 м. Первичная продукция 10–20 г / м3 в год. Численность бактерий 1,5–2 мл клеток/мл при слабой их активности. Донные отложения часто представлены торфяниками, песками или обедненными затопленными почвами.
Водные экосистемы используются для удовлетворения самых разнообразных потребностей человека: для хозяйственно-питьевых и культурно-спортивных целей, нужд энергетики, сельского хозяйства и орошения, рыборазводных хозяйств и в качестве нерестилищ, а также для водного транспорта и лесосплава, лечебных и курортных целей, для решения производственных задач.
Водоемы дифференцируют по виду водопользования и целевого назначения на 3 группы: рыбохозяйственные, хозяйственно-питьевые и культурно-бытовые.
Рыбохозяйственные водные объекты или их участки содержат места расположения нерестилищ, массового нагула рыбы и зимовальных ям, а также охранные зоны хозяйств любого типа для искусственного разведения и выращивания рыб, водных животных, растений и птиц.
Хозяйственно-питьевые водные объекты используются как источники централизованного или нецентрализованного питьевого водоснабжения, а также для водообеспечения предприятий пищевой промышленности.
Водные объекты культурно-бытового назначения используются для купания, занятий спортом и отдыха населения.
