• Главная
• Новое
• Популярное
• Поиск
• Карта
• Связь

Некоторые соображения по поводу водных экосистем

Эволюционная экология / Взаимодействие климата и растительности / Некоторые соображения по поводу водных экосистем

Страница 2

Благодаря вызывающим течения ветрам вода в поверхностном слое циркулирует. В стратифицированном озере эпилимнион образует более или менее замкнутую ячейку циркуляции, поскольку более глубоко расположенные массы холодной воды только в очень малой степени смешиваются с теплой водой у поверхности. В течение этого периода, называемого периодом летней стагнации, мертвые организмы и взвешенное органическое вещество погружаются в неперемешивающийся гиполимнион. Когда в озере снова устанавливается гомотермия, начинается вертикальная циркуляция водных масс и богатые биогенными элементами глубинные воды возвращаются на поверхность. Данные явления, происходящие весной и осенью, лимнологи называют весенним и соответственно осенним перемешиваниями. Метеорологические условия, особенно скорость ветра и его продолжительность, сильно влияют на перемешивание: если в период гомотермии не наблюдается сильных ветров, вода в озере может полностью не перемещаться, и большое количество биогенных элементов окажется как бы запертым в глубинах озера. После полного перемешивания характер всей водной массы озера становится одинаковым, и в частности выравниваются концентрации различных растворенных веществ, например кислорода и углекислого газа.

Рис. 3.24. Схема суточных вертикальных миграций, связанных с изменениями освещенности, которые наблюдаются у многих нресноводньгх планктонных жи-BOTHBIX. Ширина каждого столбика нронорционалвна нлотности животнвгх на данной глубине в данное время. (Из Hutchinson, 1967 но Cowles, Brambel.)

Так как озера различаются по концентрации биогенных элементов и по степени продуктивности, их можно расположить в ряд, характеризующийся постепенным переходом от озер с низким содержанием биогенных элементов и низкой продуктивностью (олиготрофных) до озер, характеризующихся высоким содержанием биогенных элементов и высокой продуктивностью (эвтрофных). Чистые холодные и глубокие озера, расположенные высоко в горах, как правило, олиготрофные, а более мелкие, теплые и лучше перемешиваемые озера, подобные многим озерам низменностей, обычно эвтрофные. Олиготрофные озера часто населены ценными видами рыб, представляющими интерес для спортивного рыболовства, например форелью, тогда как в эвтрофных озерах часто обитает так называемая «сорная» рыба, например карп. Многие озера, по мере того как они стареют и заполняются донными осадками, претерпевают постепенно процесс естественной эвтрофикации, становясь все более и более продуктивными. Человечество ускоряет этот процесс, удобряя озера сточными водами, и благодаря нашему влиянию многие олиготрофные озера быстро превращаются в эвтрофные. Хороший показатель степени эвтро-фикации — содержание кислорода летом в глубинных водах. В относительно малопродуктивном озере содержание кислорода слабо меняется с глубиной, и на дне озера кислород имеется в избытке. В противоположность этому в продуктивных озерах содержание кислорода резко падает с глубиной, а около дна в летнее время часто развиваются анаэробные процессы. С началом осеннего перемешивания вода, богатая кислородом, доходит до донных осадков, и там снова создаются возможности для аэробных процессов. Однако, когда такое озеро становится стратифицированным, кислород в его глубинах быстро расходуется бен-тосными организмами, а восполнение запасов кислорода за счет фотосинтеза происходить не может, так как в глубоких водах он протекает очень слабо или не протекает совсем.

Отмеченные сезонные изменения физических факторов оказывают глубокое влияние на живущие в озере организмы. Ранней весной и после осеннего перемешивания поверхностные воды обогащаются растворенными биогенными элементами, нитратами и фосфатами, и в это время озера умеренной зоны очень продуктивны, тогда как в середине лета для фитопланктона верхних слоев многие биогенные элементы недоступны и первичная продукция сильно уменьшается.

Организмы озерного сообщества обычно распределены во времени и пространстве строго закономерно. Так, существует, например, типичная повторяющаяся сезонная сукцессия планктонных водорослей с максимумом диатомовых зимой, сменяемых весной десмидиевыми и зелеными, которые в свою очередь летом постепенно уступают место сине-зеленым. Состав зоопланктона также варьирует по сезонам. Такая временная гетерогенность может успешно способств