Водные экосистемы

Что такое водная экосистема

 

 

Водная экологическая система — это сообщество зависимых друг от друга и от неживых факторов организмов, обитающих в водной среде. От ее особенностей зависит уникальность сообщества, разнообразие населяющих его видов живых организмов и устойчивость экосистемы.

 

 

Существуют следующие типы водных экосистем: пресноводная и морская. Также бывают естественные (природные) и искусственные (созданные с участием человека) экосистемы.

 

 

В состав любой водной экосистемы входят морские и пресноводные растения, бактерии и животные, а также влияющие на их жизнедеятельность абиотические (неживые) компоненты. К таким факторам прежде всего относятся:

• Химический состав и температура воды;
• Соленость и прозрачность воды;
• Насыщенность кислородом;
• Наличие и доступность питательных элементов.

 

 

Особенности водных экосистем

 

 

 

Среди основных особенностей водных экосистем можно выделить следующие:

• Многофакторность влияния внешних условий;
• Отсутствие замкнутости;
• Неоднородность;
• Активный биотический круговорот;
• Всеядность организмов в пищевых цепочках;
• В нормальных условиях количество живых организмов регулируется или дефицитом ресурсов, или хищниками;
• Устойчивость экосистем обеспечивается сложными взаимоотношениями населяющих ее организмов и влиянием внешней среды.

 

 

Виды и типы водных экосистем

 

 

Водные экосистемы, в зависимости от масштаба, подразделяются на такие виды:

 

Микроэкосистема – небольшое сообщество, например, лужа, пруд и др.

 

Мезоэкосистема – более крупная (озеро, река, лагуна и пр.)

 

Биом – наибольшая экосистема или совокупность систем с похожими абиотическими и естественными факторами (море, океан).

 

 

По типу возникновения бывают естественные (озеро, река, море) и искусственные (бассейн, аквариум) водные экосистемы.

 

Существуют два типа водных экосистем:

 

Морские экосистемы.

Это крупнейшие сообщества, занимающие более 70% земной поверхности и содержащие примерно 97% всех водных запасов планеты. Главная особенность морской воды — наличие в ней большого количества соляных и минеральных растворов. Виды морской экосистемы:

• Океаническая — расположенная на контитентальном участке часть океана;
• Профундальная (глубоководная) область вне досягаемости солнечных лучей;
• Бентальная зона, заселенная донными организмами;
• Приливная область — участки между высокими и низкими приливами;
• Коралловые рифы;
• Солончаки;
• Лиманы;
• Гидротермальные области с хемосинтезирующими бактериями в качестве кормовой базы.

 

Пресноводные экосистемы, содержащие ничтожную долю (примерно 0,009%) общего объема воды в мире занимают около 0,8% территории планеты. Основные виды пресноводных экосистем:

• Стоячие (бассейн, пруд, озеро);
• Проточные (реки и ручьи);
• Водно-болотные (илистые отмели, трясины и т.п.)

 

 

 

Структура водной экосистемы

 

 

Водные экосистемы, так же, как и наземные, имеют вертикальную и горизонтальную структуру. Вертикальная определяется ярусностью, главный фактор которой — условия освещенности. Освещенность, в свою очередь, зависит от физических свойств среды.

 

 

Исходя из этого, в вертикальной структуре выделяют такие зоны:

• Литоральная (солнечный свет доходит до дна). Здесь на небольшой глубине обитает наибольшее количество живых организмов: планктон, водоросли, ракообразные, моллюски, черепахи, земноводные и др.;
• Лимническая, пропускающая только 1% солнечного света. Это пограничная область, где возможен фотосинтез. Среди живых организмов преобладают ракообразные и рыбы;
• Эвфотическая (освещенные области лимнической и литоральной зон);
• Профундальная (глубоководная), не пропускающая солнечный свет совсем. Здесь обитают глубоководные личинки насекомых, черви, некоторые виды бактерий и грибов;
• Абиссальная (в морских экосистемах) – наиболее глубокие места океанов.

 

Горизонтальное строение характерно для стоячих и проточных водоемов.

 

 

В проточных в зависимости от течения выделяют перекаты (неглубокие участки с довольно быстрым течением и дном без илистого слоя) и плесы (глубоководные места с замедленным течением и илистым дном). В крупных реках экосистемы плесов и перекатов могут чередоваться.

 

В стоячих водоемах преобладают укрепившиеся (камыши, кувшинки и пр.) и плавающие (водоросли, ряска) растения. Среди консументов — ракообразные, моллюски, личинки насекомых, являющиеся питанием для рыб.

 

 

Естественные водные экосистемы

 

 

Естественные водные экосистемы — это водоемы, возникшие природным (без участия человека) путем. К ним относятся:

• Озера и пруды;
• Пресноводные (ручей, лужа, река;
• Водно-болотные участки (болота, топи, трясины );
• Моря и океаны, включающие, помимо собственно водоемов, берега, пляжи, мангровые прибрежные леса и т.д.;
• Эстуарии (места встречи соленых и пресных вод), их основные обитатели — ракообразные и водоплавающие птицы;
• Коралловые рифы, состоящие из кальцинированных останков коралловых животных и обеспечивающие среду обитания для морских организмов.

 

 

Искусственные водные экосистемы   

 

                          

Искусственными называются экосистемы, модифицированные или созданные человеком для удовлетворения собственных потребностей, но при этом имитирующие естественные условия. К таким системам относятся запруды, плотины, каналы, водохранилища, а также более мелкие — например, аквариумы и океанариумы.

 

Характерные особенности искусственных водных экосистем:

• Небольшое количество видов живых организмов;
• Зависимость от человеческой деятельности;
• Неустойчивость, связанная с зависимостью от влияния человека.

 

 

Компоненты водных экосистем

 

 

Основные компоненты водных экосистем — абиотические и биотические.

Абиотические — это факторы, оказывающие основное влияние на функционирование экосистемы. К ним относятся химический состав и температура воды, свет, давление, особенности почвы дна и пр.)

Биотические — это совокупность живых организмов, которые делятся на 3 группы:

• Продуценты (автотрофы), синтезирующие из неорганических веществ питательные элементы (крупные растения, зеленые водоросли).
• Консументы (гетеротрофы), поедающие органическую пищу для получения питательных веществ.
• Редуценты (сапротрофы), перерабатывающие органические остатки мертвых растений и животных в неорганические вещества для повторного использования продуцентами.

 

 

Функции водных экосистем

 

 

Экосистема, в состав которой входит сообщество взаимодействующих живых организмов и неживых факторов, действует как функциональная единица в своей области. От каждого ее компонента зависит существование и жизнеспособность экосистемы в целом.

 

 

Основные функции водной экосистемы:

• глобальный круговорот воды;
• участие в формировании климатических условий;
• очистка воды;
• обеспечение жизненных условий обитающих в воде организмов;
• водоснабжение человечества;
• культурная — эстетическое и духовное предназначение, а также образование и туризм.

 

 

Продуценты водных экосистем

 

 

Продуценты, или автотрофы — это организмы, получающие из неорганических компонентов при помощи воды, света и энергии питательные вещества. Чаще всего это происходит в процессе фотосинтеза, поэтому продуценты водных экосистем — большей частью зеленые водоросли, а в небольших и неглубоких водоемах – также и прибрежные растения.

 

Еще одна роль продуцентов — они служат пищей для растительноядных организмов, например, зоопланктона и донных животных.

 

 

Трофические уровни водных экосистем

 

 

Одна из важнейших особенностей любой экосистемы, влияющих на ее существование — ее  пищевые связи, когда содержащие энергию питательные вещества, выработанные автотрофами, служат питанием для гетеротрофов. Пищевые связи характеризуют последовательность, с которой энергия от одного организма передается другому. Место каждого компонента, задействованного в этом процессе, называется трофическим уровнем.

 

Трофические уровни водных экосистем делятся на 3 взаимосвязанные группы:

• Продуценты (автотрофы) — зеленые растения и водоросли.
• Консументы (гетеротрофы) — обитающие в воде организмы, питающиеся выработанной автотрофами органической пищей. Гетеротрофы, в свою очередь, делятся на растительноядных (зоопланктон, донные животные) и плотоядных хищников, поедающих растительноядных и других плотоядных консументов (большинство видов рыб и морских птиц).
• Редуценты (сапротрофы), которые перерабатывают органические останки растений и животных в неорганические вещества для нового использования продуцентами. К ним относятся ракообразные, некоторые бактерии и грибы, обитающие ближе к донным отложениям.

 

 

Пищевые цепи водных экосистем

 

 

Пищевая (трофическая) цепь, или цепь питания — это последовательность передачи энергии от одного организма другому путем поедания.

 

Выделяют три вида трофических цепей. Цепь питания хищников начинается с растений и затем переходит от самых мелких организмов к более крупным. Причем в водных, особенно в морских, экосистемах пищевые цепи хищников более длинные, чем в наземных, благодаря чему водные экосистемы отличаются более высокой надежностью, устойчивостью и интенсивностью круговорота веществ.

 

Пищевая цепь водных экосистем обычно имеет следующую структуру.

1. Продуценты — фитопланктон, водоросли, прибрежные растения.
2. Травоядные консументы — зоопланктон (веслоногие рачки).

• Плотоядные консументы — рыбы (песчанка, сельдь) и поедающие их птицы (баклан).

1. Редуценты — раки, грибы, бактерии.

 

 

Примеры водных экосистем

 

 

Существуют такие типы и виды водных экосистем:

• Естественные (лужа, река, озеро, моря и океаны);
• Искусственные (запруда, канал, бассейн, аквариум);
• Морские (моря и океаны);
• Пресноводные (река, ручей, пруд, озеро).

 

 

Роль водных экосистем

 

 

Водные экосистемы играют важнейшую роль в жизни и здоровье человека. Обеспечение пресной водой крайне необходимо для питья, приготовления пищи, сельскохозяйственного и промышленного применения, медицины и санитарии. Из морских систем получают пищевые добавки, косметические компоненты, органические удобрения. Обеспечение водой также важно для транспорта и отдыха людей.

 

 

Однако основная функция водных экосистем — поддержание климата на планете, которую они выполняют как в глобальном (моря, океаны), так и в локальном (реки, озера, водохранилища) масштабе.

 

 

 

Значение водных экосистем

 

 

Исследованию водных экосистем сейчас придается огромное значение в экологии и народном хозяйстве. Изучение пищевых цепей водных экосистем способствует  немалому успеху в промышленном разведении рыб и морепродуктов. Это позволяет обеспечить человечество качественной и полезной пищей, не нарушая природного равновесия.

 

Изучение водных экосистем постоянно приносит новую информацию о множестве видов обитающих в них организмов, их генах и биохимических свойствах, что, несомненно, в будущем вызовет новые открытия в области биотехнологий и биомедицины.

 

Немалое влияние водные экосистемы оказывают и на климатические условия региона. Если океаны и моря играют важнейшую роль в поддержании климата в глобальном масштабе, то небольшие экосистемы (реки, озера)выполняют в основном функции по очистке воды и водоснабжению. А поскольку построенные человеком очистные сооружения не в состоянии очистить столько воды, сколько может это сделать даже небольшой водоем за тот же промежуток времени, то проще и дешевле будет поддерживать работу водных экосистем, которую они к тому же выполняют совершенно бесплатно.

 

 

Проблемы водных экосистем

 

 

Основная проблема водных экосистем связана с непродуманной человеческой деятельностью, в первую очередь — с загрязнением водоемов и побережья бытовыми, химическими, биологическими и даже радиоактивными отходами.

 

Также огромное пагубное влияние на экосистемы оказывает  браконьерство, поскольку незаконная ловля рыбы и морепродуктов неизбежно приводит к изменению численности и разнообразия организмов в экосистеме вплоть до их полного вымирания и, как результат — нарушение ее устойчивости и жизнедеятельности.

 

Еще один антропогенный негативный фактор — осушение болот и водоемов, перекрывание  их источников снабжения  ради хозяйственных потребностей, уничтожение прибрежной растительности, бесконтрольный выпас  и водопой скота. Все это, также нарушая естественный баланс, отрицательно сказывается на функционировании экосистемы.

 

 

Поэтому задачей всего человечества является принятие необходимых мер для сохранности экосистем. Сокращение, а лучше — прекращение загрязнения водоемов и побережья мусором и вредными веществами, бережное отношение к обитателям экосистемы, своевременная очистка водоемов от мусора и водорослей, приводящих к зарастанию и загниванию воды, заселение рыб, препятствующих чрезмерному развитию водорослей — эти действия помогут обеспечить нормальное функционирование всех организмов, обитающих в экосистеме.