Пресноводные экосистемы

Пресные воды на поверхности континентов образуют реки, озера, болота, пруды и крупные водохранилища. По вертикали водные объекты разделяются на следующие зоны: литоральную — толща воды, где солнечный свет доходит до дна; лимническую — толща воды до глубины, куда проникает всего 1% от солнечного света и где затухает фотосинтез; эвфотическую — вся освещенная толща воды в литоральной и лимнической зонах; профундальную зону — дно и толща воды, куда не проникает солнечный свет. В проточных водоемах последние три зоны не выражены, хотя их элементы встречаются. Перекаты — мелководные участки с быстрым течением, где дно без ила с преимущественно прикрепленными формами перифитона и бентоса. Плесы — глубоководные участки с медленным течением, мягким, илистым субстратом и роющими животными на дне.

Лимитирующие факторы водной среды — температура, прозрачность, течение, соленость и др. Многие животные, живущие в воде, стенотермны, вследствие чего для них опасно даже небольшое тепловое загрязнение среды. Для жизни в водоемах очень важна прозрачность воды, мерой для которой служит глубина зоны, в которой При проникновении солнечного света возможен фотосинтез. Прозрачность колеблется от нескольких сантиметров в очень мутных водоемах до 30-40 м в чистых горных озерах. Течение влияет на распространение организмов и содержание газов и солей.

Важнейшим лимитирующим фактором в водных экосистемах является концентрация кислорода, чего нельзя сказать о концентрации диоксида углерода. Лимитирующими из биогенных солей обычно бывают нитраты и фосфаты, иногда ощущается недостаток кальция и некоторых других элементов.

На численности и расселении водных организмов, в особенности рыб, сказывается пространственное разделение пресных водоемов: в разных водоемах одни и те же экологические ниши занимают рыбы разных видов. Водные организмы могут быть классифицированы по местообитанию в водоеме следующим образом:

  • бентос— организмы, прикрепленные к дну, живущие в илистых осадках и просто покоящиеся на дне;
  • перифитон — животные и растения, прикрепленные к листьям и стеблям водных растений или к другим выступам над дном водоема;
  • планктон—плавающие организмы, а зоопланктон может даже активно перемещаться сам, но в целом они перемещаются с помощью течения;
  • нектон — свободно перемещающиеся в воде организмы — рыбы, амфибии и др.

Пресноводные экосистемы подразделяются на лентические — озера, пруды со стоячими водами; логические родники, ручьи, реки с текучими водами; заболоченные участки с колеблющимся уровнем по сезонам и годам — марши и болота.

Лентические экосистемы в литоральной зоне содержат два типа продуцентов: укрепившиеся в дне цветковые растения — камыши, рогоз, кувшинки — и плавающие зеленые растения — водоросли, некоторые высшие. Животные, консументы более разнообразны в литорали, чем в других зонах водоема. Перифитон представлен моллюсками, коловратками, мшанками, личинками насекомых и др. Многие животные нектона дышат кислородом атмосферного воздуха (лягушки, саламандры, черепахи и др.). Рыбы большую часть жизни проводят в литорали и здесь же размножаются. Зоопланктон представлен ракообразными, имеющими большое значение для питания рыб.

Озера — естественные пресноводные водоемы, образовавшиеся геологически сравнительно недавно: в пределах последних нескольких десятков тысяч лет, возраст лишь некоторых из них, например Байкала исчисляется миллионами лет. В озерах умеренного пояса в летнее время можно выделить в вертикальном разрезе три температурные зоны: эпилимнион—до глубины, где происходит конвекция (циркуляция) воды; термоклина — это промежуточная зона, вода которой не смешивается с водой верхней зоны; гиполим-нион—область холодной воды, где нет циркуляции.

С точки зрения продуктивности озера подразделяются на олиготроф-ные (малокормные) и эвтрофные (кормные). Продуктивность лентических экосистем зависит также от количества поступающих веществ с окружающей суши и от глубины озера (наиболее продуктивны мелкие озера).

Пруды обладают хорошо развитой литоралью и практическим отсутствием стратификации, образуются они в различных понижениях, часто временно пересыхают летом или в засушливые годы. Фауна прудов способна переживать сухие периоды в покоящемся состоянии или перебираться в другие водоемы (земноводные). Естественные пруды высокопродуктивны, а в искусственных прудах человек сам подкармливает рыб.

Водохранилища создаются искусственно при возведении гидроэнергетических и гидромелиоративных комплексов. Это уже не природная, а природ-но-техническая система. Распределение тепла и биогенов в ней зависит от типа плотины. Если вода сбрасывается придонная, то в этом случае водохранилище аккумулирует тепло и экспортирует биогенные вещества, если сброс идет поверх плотины, то экспортируется тепло и аккумулируются биогены. В первом случае спускается вода гиполимниона, во втором — эпилимниона. Через глубоководные шлюзы в реку поступает и более соленая вода, а биогены вызывают эвтрофикацию участков реки.

Лотические экосистемы (реки) отличаются от стоячих водоемов наличием течения, более равномерным распределением кислорода вследствие отсутствия стратификации. Скорость течения влияет на распределение рыб в реках — они могут жить и под камнями, и в заводях, под перекатами, но это разные виды, адаптированные к конкретным условиям. Река — открытая экосистема, в которую поступает с прилегающих пространств большое количество органического вещества. В больших реках прослеживается продольная зональность: в верховьях — сообщества перекатов, а в низовьях и дельте — плесов, между ними могут возникать и те и другие. Продольная зональность подчеркивается изменениями видового состава рыб. К низовьям видовой состав обедняется, но увеличиваются размеры рыб.

Заболоченные пресноводные участки, или болота, бывают низинные и верховые: низинные, как правило, питаются подземными водами, а верховые — атмосферными осадками. Верховые могут встречаться в любом понижении или даже на склонах гор, низинные возникают вследствие зарастания озер и речных стариц. Они погодными макрофитами, болотными растениями и кустарниками.