Водные экосистемы и их основные особенности реферат

Обновлено: 05.07.2024

Мировой океан является колыбелью жизни. Водные экосистемы самые древние на Земле. Они подразделяются на две основные группы: пресноводные и морские, которые, в свою очередь, делятся на ряд водных экосистем по своим гидрологическим и физическим особенностям.

-открытый океан (пелагическая экосистема);

- воды континентального шельфа (прибрежные воды);

- районы апвеллинга (зоны подъема глубинных вод, несущие биогенные вещества, создающие высокую продуктивность в эуфотической зоне);

- эстуарии (прибрежные бухты, проливы, эстуарии, лиманы, соленые марши);

- глубоководные рифтовые зоны.

- лентические (стоячие воды) — озера, пруды, водохранилища;

- лотические (текущие воды) — реки, ручьи, родники;

- заболоченные угодья — болота, марши (приморские луга).

Озера и водохранилища относятся к лентическим экосистемам. В них в литоральной (прибрежной) зоне преобладают две группы растений: укрепившиеся на дне (камыши, рогозы, кувшинки, прикрепленные водоросли и др.) и плавающие (ряска, некоторые водоросли). В этой зоне встречаются моллюски, мшанки, личинки насекомых. Рыбы большую часть жизни проводят в литоральной зоне, животные (в том числе и вторичноводные животные) дышат кислородом атмосферного воздуха (лягушки, прудовики, некоторые водные паукообразные). Зоопланктон представлен ракообразными (дафниями, циклопами и др.), имеющими большое значение в питании личинок и молоди рыб.

В лимнической зоне продуценты представлены планктонными фотоавтотрофными протистами и цианобактериями, а зоопланктон — растительноядными (фильтраторами) и хищными ракообразными, а также коловратками. Нектон лимнической зоны — только рыбы.

Профундальная (бессветовая, донная) область представлена бентосными форма ми — личинками насекомых, моллюсками, малощетинковыми кольчатыми червями, сапротрофными бактериями и грибами.

К лотическим экосистемам относятся реки. Они отличаются от стоячих водоемов наличием течения, более активным обменом газами с атмосферой, высоким содержанием кислорода и равномерным его распределением по вертикальному профилю реки, а также преобладанием детритных цепей питания. В реках выделяют лотические сообщества перекатов и плесов. На перекатах встречаются организмы, способные прикрепиться к субстрату (например, ручейники, нитчатые водоросли), или хорошие пловцы (форель). На участках плеса сообщества напоминают озерные. В больших реках наблюдается продольная зональность: в верховьях — сообщества перекатов, в низовье и дельте — сообщества плесов, а между ними могут возникать и те, и другие.

В зависимости от этих показателей водные экосистемы делятся на два типа: морские и пресноводные. В основе этого разделения лежит показатель количества содержащихся в воде солей. Измеряется этот показатель в промилле, то есть в тысячных долях. Он показывает, сколько грамм солей содержится в тысяче граммах воды или одном килограмме.

Солнечный свет попадает на поверхность планеты, а значит, и водные пространства, неравномерно. Его количество больше к экватору и меньше к полюсам. С содержанием кислорода дело обстоит несколько по-другому. Его растворено больше в приполярных водах.

Морские

Цветовая гамма морских кораллов

К морским относятся такие экосистемы, которые сформировались в водной среде, с количеством растворенной в ней соли около 35% или промилле. Это в основном натрий и хлор. Морские экосистемы занимают почти 71% поверхности нашей планеты и входят в состав глобальной системы Мирового океана и в структуру гидросферы Земли.

Морские экосистемы – часть биосферы, производящая 32% всей чистой первичной продукции. Их можно разделить на зоны, в зависимости от глубины и береговой линии. Океанические обладают большой глубиной и площадью поверхности. Открытый океан мало заселен. В нем живут в основном киты, акулы и тунцы, а также донные беспозвоночные.

Экосистема морской флоры

Водные зоны возле берега называются приливов и отливов или прибрежные. К ним относят также:

лиманы;
солончаки;
коралловые рифы;
лагуны;
мангровые болота.

Животный и растительный мир здесь разнообразнее и основная масса его сосредоточена на глубинах до 100 м. от поверхности. Это:

коричневые водоросли;
кораллы;
моллюски;
иглокожие;
различные виды рыб;
млекопитающие;
акулы и т. д.

В придонных пластах и на дне растительность отсутствует. Там обитают некоторые виды рыб, беспозвоночные, а там, где скапливается большое количество сероводорода, существуют только хемосинтезирующие серные бактерии.

Морские экосистемы оказывают существенное влияние на формирования климата. Испарения с их поверхности – основной источник воды в атмосфере, а течения – регулятор температуры.

Разнообразие живых существ под водой

Морские экосистемы, благодаря своему большому биологическому разнообразию, являются устойчивыми ко многим видам воздействия. Они успешно противостоят занесенным человеком агрессивным видам живых организмов, природным вредителям и антропогенному влиянию.

Прибрежная зона — это мелководная линия вдоль побережья и до края континентального шельфа с теплой и богатой биогенами водой. Ее площадь менее 10% площади океана, но здесь живет 90% его биомассы. Места на побережье, где смешиваются соленые и пресные речные воды, называются эстуарии. Здесь биомасса максимальна и сравнима с тропическими лесами. Коралловые рифы располагаются также в прибрежных зонах тропических и субтропических широт с температурой воды более 20 0 С. Продуцентами в них являются красные и зеленые водоросли. Мир потребителей чрезвычайно разнообразен. Здесь проживает треть всех видов морских рыб.

Мелководье вдоль берега на прибрежной зоне

В морские экосистемы включается зона открытого океана. Хотя по площади и объему воды она превышается все другие вместе взятые, количеством и разнообразием флоры и фауны похвастаться не может. На его долю приходится лишь 10% общей биомассы. Его основная функция в другом – он поставщик первичного биологического продукта.

Пресные

Скалистая местность наполняет воду кислородом

Пресноводные экосистемы занимают всего лишь 0,8% суши и содержат 0,009% всех водных ресурсов Земли. Чистой первичной продукции в них производится только 3%. Хотя в пресных водоемах обитает около 41% видов рыб, известных науке на сегодняшний день. Основным критерием их отличия является скорость воды в них. Различают стоячие типы водных экосистем. К ним относят пруды и озера, то есть те объекты, где вода движется очень медленно. В реках и ручьях вода движется иногда с огромной скоростью, и такие типы экосистем называют проточными. Еще выделяют в отдельную категорию болота. Это места, где присутствие воды носит переменный характер, в результате чего почва бывает обводнена или насыщена водой.

Стоячие водоемы бывают глубокие и мелкие. Их экосистемы строятся в зависимости от того какое количество солнечного света и на какую глубину проникает в толщу воды. Глубоководные озера делятся на три зоны.

Вода в стоячих водоемах требует постоянной подкормки кислородом

У побережья – мелководье или литоральная зона. Далее зона открытой воды и глубоководья. В них свет проникает на определенную глубину и создает освещенную зону. В ней существуют фотосинтезирующие растения, в первую очередь водоросли, и все что ими кормиться. На глубоководье образуется неосвещенный пласт воды, придонная область и дно. К ним свет не проникает. Это пелагическая зона.

Вода наполненная кислородом, содержит в себе множество живых организмов

Неглубокими или мелкими водными объектами являются пруды. Их размеры и глубина меняется в зависимости от времени года. Растительный и животный мир прудов разнообразен. Пруды относят к водохранилищам искусственного происхождения, но не всегда они созданы человеком. Могут образоваться в результате строительной деятельности бобров или из-за крокодильих нор.

Главное отличие проточных экосистем в направлении и скорости их течения. Чем выше скорость, тем больше в воде концентрация растворенного кислорода и, соответственно, больше видовое разнообразие. Различают горные и равнинные реки. У одних источник питания происходит от деревьев, у других от водорослей. Реки и ручьи имеют зоны мелководных перекатов и глубоководных плес.

Течение наполняет горную реку кислородом

Самую большую опасность для существования проточных экосистем несут строящиеся на реках гидросооружения, регулирующие проток воды.

Принудительное торможение течения гидросооружениями

В результате такого строительства и регулирования водные экосистемы могут погибнуть.

Участки суши, покрытые водой или переувлажненные и заполненные значительным количеством неразложившихся органических, в основном растительного происхождения, остатков – это болото. Это такой участок, где слой торфа более 0,3 м, если меньше – заболоченная земля. Болота является природным накопителем избыточного углерода. Оно играет большую роль в очитке вод и нередко становится истоком рек.

У водной экосистемы структура практически не отличается от наземной. В ней сосуществуют автотрофные и гетеротрофные организмы, которые распределены по вертикальным уровням и в горизонтальной плоскости.

Структура

Автотрофные синтезируют органические соединения из неорганических. Находясь в водной среде и используя энергию солнечных лучей, они из углекислого газа вырабатывают кислород и увеличивают свою биомассу. Не всегда бурный рост биомассы положительно сказывается на развитии и существование экосистемы в целом. Увеличением своего объема, растения могут перекрыть доступ света вглубь водоема, замедлись его внутренний обмен питательными веществами и снизить содержание кислорода в воде. Отчего видовой состав экосистемы изменится в сторону увеличения количества хемосинтезирующих бактерий. Это микроорганизмы, питающиеся сероводородом.

В глубинах океана, эти бактерии являются источником питания других живых организмов. Например, гигантских трубчатых червей. В других водных объектах, они не находят своего потребителя. Потому довольно быстро превращают водоем в болото, а затем в торфяные залежи.

На дне океана может обитать множество живых существ

Моря экосистема отличается от пресноводной тем, что морские организмы или эвриганные не живут в пресной воде, а стеногалинные, то есть нетерпимые к соли, наоборот. Хотя, есть и исключения из этого правила. Некоторые виды рыб основное время жизни проводят в океанской воде, но на нерест приходят в пресные реки. Например: лососевые или черноморский судак. Есть также некоторые виды акульих и крокодилов, которые прекрасно себя чувствуют как в соленой, так и в пресной воде.

Загрязнение

Загрязнение водных экосистем это любое изменение свойств воды:

химическое;
физическое;
биологическое.

При этом загрязняющие вещества могут находиться в твердом, жидком и газообразном состоянии.

Источниками загрязнения являются любые объекты и процессы, в результате которых в воду сбрасываются или попадают иным способом загрязняющие вещества. К которым можно отнести сверхнормативную концентрацию природных элементов и искусственно синтезированных веществ.

Чистая горная река, которых осталось уже очень мало

Загрязнение водных экосистем можно разделить на типы.

Первый – механическое загрязнение. Это повышение содержания в воде механических примесей. Его можно отнести к поверхностному виду.

Второй – химический, веществами органического или неорганического происхождения.

Третий – бактериологический или биологический. Это загрязнение патогенными микроорганизмами, грибами и водорослями. И последний на сегодня – радиоактивный. Это и природное радиоактивное излучение и последствия работы ядерных реакторов.

Авария: утечка нефти в открытое море

Насчитывается более 400 веществ, которые могут вызвать загрязнение воды. К химическим загрязнителям относят нефть и нефтепродукты, поверхностно-активные вещества, фенол, нафтеновые кислоты, пестициды, неорганические соли, кислоты и щелочи, мышьяк, соединения ртути, свинца и кадмия. Этот тип загрязнения стоек и распространяется на большие расстояния.

К бактериальным загрязнителям относят только вирусов более 700 видов.

Радиоактивные загрязнители остаются в воде дольше всех остальных. Это стронций-90, уран, радий-226, цезий и так далее.

Они концентрируются в мельчайшем планктоне и по пищевой цепи с эффектом накопления передаются дальше.

Прилив выбрасывает мусор на берег

Механические загрязнители – песок, шлам, ил, твердые бытовые и промышленные отходы и тому подобное. Изменяет свойства и структуру воды повышение ее температуры, технологическими водами тепловых и электрических станций.

Загрязнение воды происходит в результате следующих процессов:

сброса неочищенных сточных вод;
смыв ядохимикатов с сельскохозяйственных полей;
выбросы газа и дыма;
утечка нефти и нефтепродуктов.

Особенности

Морские экосистемы или пресноводные, как и наземные, строятся по присущим им правилам формирования. Основным является то, что в экосистеме столько видов живых организмов, сколько необходимо для усвоения и переработки поступающей энергии Солнца. Особенности водных экосистем в том, что они обладают внутренней сложностью и нелинейностью связей, подвержены различным внешним воздействиям и незамкнуты, большое количество гетеротрофных организмов и быстрый биотический кругооборот, высокая устойчивость, резистентность и адаптивность, регулирование популяции осуществляется за счет ограничения ресурсов или активностью хищников.

Кроме того, Мирового океана экосистема консервирует внутри себя значительные объемы излишнего углекислого газа. Это глобальная система, обладающая признаками непрерывности.

В водные экосистемы это те, где взаимодействие между живыми существами (биоценозом) и физико-химической средой происходит преимущественно в воде. Следовательно, вода как среда определяет основные характеристики этих экосистем, отличает их от наземных.

Помимо прочего, вода, будучи намного плотнее воздуха, создает физическую среду, в которой организмы плавают и могут перемещаться во всех плоскостях пространства. Точно так же вода поглощает тепло, не показывая больших колебаний температуры, а также медленно выделяет поглощенное тепло.

Еще одно свойство воды, определяющее основные типы водных экосистем, - это содержание соли. Следовательно, существуют водные экосистемы с соленой водой, пресной водой или их смесью (солоноватая вода).

Самая обширная водная среда - это океаны, которые покрывают 70,9% поверхности Земли и содержат множество экосистем. Среди них прибрежные экосистемы, коралловые рифы, подводные луга, ламинарии и гидротермальные источники.

В то время как пресноводные экосистемы - это реки, озера, подземные воды и разнообразные внутренние водно-болотные угодья. Экосистемы с солоноватой водой расположены в экотоне между морскими и пресноводными экосистемами, такими как болота, мангровые заросли, эстуарии и дельты.

В этих экосистемах существует большое биологическое разнообразие, в котором преобладают рыбы, ракообразные, моллюски, рептилии, водные млекопитающие, амфибии и связанная с ними наземная фауна, такая как водные птицы, насекомые и млекопитающие. В растительном поле водоросли, а также плавающие и погруженные в воду покрытосеменные встречаются в большом количестве.

Характеристики водных экосистем

вода

Вода - это жидкость, состоящая из кислорода и водорода, признанная универсальным растворителем и основой жизни. Диапазон изменения температуры и давления адаптируется к биологическим потребностям.

При давлении в 1 атмосферу вода остается жидкой при температуре от 0 до 100 ºC, но при более высоком давлении, например, в глубоком море, ее температура кипения выше. Кроме того, вода не подвержена резким перепадам температуры и является очень хорошим проводником тепла.

Соленость и плотность

Два особенно важных свойства в функционировании водных экосистем - это соленость и плотность воды. Вода во всех водных экосистемах включает минеральные соли, органические кислоты, органические вещества и ряд других компонентов.

Эти вещества смываются и смываются с земли дождем, попадая в русла рек и, наконец, в озера и океаны. В зависимости от его концентрации на данной территории создаются физико-химические условия, которые, в свою очередь, обусловливают развивающееся биоразнообразие.

Реки и большинство озер представляют собой пресноводные экосистемы, поскольку содержание в них минеральных солей менее 5 г / л. Содержание соли в морях и океанах колеблется от 30 до 50 г / л (граммов на литр), а соленость соленых вод колеблется от 5 до 30 г / л.

Плотность воды зависит от температуры и тем плотнее, чем холоднее, но только до определенного предела. Таким образом, при превышении точки замерзания она становится менее плотной, чем жидкая вода, и плавает.

В жидком состоянии дифференциальная плотность воды, определяемая температурой, создает слои воды в экосистемах. Таким образом, что в океанах холодные воды располагаются на дне, а теплые - наверху.

Свет в воде

Еще одним важным элементом водных экосистем является распределение солнечного света, поскольку он может достигать определенной глубины. Это очень актуально в морях, океанах, а также в глубоких озерах и реках, потому что устанавливает световую зону (свет) и другую афотическую (темную).

Это влияет на способность фотосинтезирующих организмов выполнять свою основную производственную функцию на определенных глубинах. Эта глубина обычно составляет около 200 м, но она может быть меньше в зависимости от мутности воды из-за растворенных в ней твердых частиц.

Течения

Дополнительной характеристикой, которая также влияет на динамику водных экосистем, является то, что вода течет (она подвержена движению под действием ветра, силы тяжести и перепадов температур). Таким образом, образуются водные потоки, которые, в свою очередь, влияют на распространение питательных веществ и организмов, а также загрязняющих веществ.

В случае рек топография имеет решающее значение, поскольку вода течет с больших высот к океанским котлам. В то время как в озерах, морях и океанах определяющим фактором являются ветры и градиенты плотности воды из-за разницы в температуре и солености.

Типы водных экосистем

- Морские экосистемы

Это все экосистемы, существующие в морях и океанах мира, а также в соленых озерах, таких как так называемое Мертвое море.

Пляжные экосистемы: Пляжное побережье является экологической границей между зарождающейся сушей и морем и обладает уникальными характеристиками для развития экосистем, богатых разнообразием, с организмами, адаптированными к обеим средам. В свою очередь, пляжные экосистемы различаются по своему биологическому составу в зависимости от широты, на которой они развиваются.

коралловые рифы: Они расположены относительно близко к побережью, на континентальном шельфе, являясь одной из самых продуктивных морских экосистем. Они встречаются в тропических и субтропических водах, где средняя температура не превышает 20 ºC, и на глубинах не более 200 м.

Подводные луга: Они развиваются на мелководье континентального шельфа, куда проникает солнечный свет. Это подводные луга покрытосеменных трав, таких как Посидония, Талассия и другие роды, которые служат пищей для морской фауны.

Есть также обширные районы плавучих водорослей, как, например, в Саргассовом море, где, среди прочего, встречаются виды Саргассум.

Гидротермальные источники: Они образуются в абиссальных зонах океанических хребтов и горячих точках, где наблюдается геотермальная активность. Они состоят из подводных фумарол на глубине более 1000 м с выделением газов при температуре от 25 до 300 ºC, богатых сероводородом.

Находясь в афотической зоне (без света), его трофическая сеть основана на хемосинтетических архях. Эти археи (группа, похожая на бактерии) перерабатывают серу в фумаролах для производства энергии.

- солоноватоводные экосистемы

Они представляют собой экосистемный продукт взаимодействия моря или океана с впадающими в них реками. В них особенно актуально разнообразие морских птиц, которые используют их в качестве пищи, воспроизводства и убежища.

Болота: Это равнины, где морской водный продукт приливов смешивается с дождевой водой или разливами рек. Из-за этого образуются затопленные участки, где сосуществуют водные, наземные и земноводные организмы.

Это районы, лишенные деревьев и в которых преобладают травы и кустарники, а также водоросли, как это происходит, например, в болотах Гвадалквивир в Испании.

Мангровые заросли и связанные с ними заросли водорослей: Это тропические и субтропические экосистемы, которые образуют сложную последовательность между сушей и морем. Он представляет собой лес от низкого до среднего размера, образованный галофитами (устойчивыми к засолению).

Всемирный фонд дикой природы выделяет 49 мангровых регионов на планете с более чем 60 видами растений и многочисленными видами животных. Среди наиболее характерных родов мангровых зарослей Ризофора, Авиценния, Sonneratia, fЛагункулярия, Конокарпус Y Люмницера.

Мангровые заросли обычно ассоциируются с подводными лугами покрытосеменных трав, таких как виды Талассия тестудинум. Самое крупное мангровое образование на планете - мангровые заросли Сундарбанс в Бенгальском заливе (Индия-Бангладеш).

Эстуарии: Они образуются в широких устьях крупных рек с сильным влиянием приливов. В этих условиях создается градиент солености, который обусловливает их среду обитания как пресноводных, так и морских видов.

Эстуарии часто ассоциируются с мангровыми зарослями, солончаками и другими экосистемами. Примерами таких экосистем являются устье Гвадалквивира в Испании и река Ла-Плата между Аргентиной и Уругваем.

Дельты: В отличие от устья, это устья крупных рек, мало подверженных влиянию приливов. Таким образом, осаждение действительно происходит, и река в конечном итоге достигает моря через систему каналов или труб.

В этих условиях развивается сложная экосистема, растительность которой зависит от климатической зоны. В некоторых случаях это экосистемы с большим биологическим разнообразием, например, дельта реки Ориноко в Венесуэле.

- Пресноводные экосистемы

Необходимо учитывать, что река или большое озеро содержат комплекс экосистем. Реки на всем протяжении его русла и озера, особенно по глубине, начиная с побережья.

Реки: Самые крупные, такие как Амазонка или Конго, представляют собой комплексы из множества экосистем. Это потому, что их среда обитания меняется на протяжении всего пути, от рождения до рта и даже в зависимости от сезона.

В случае этих великих тропических рек экосистема включает участки лесов, затопленных наводнениями. В этих реках большое разнообразие водных растений и богатая фауна рыб и других организмов.

Озера: Это замкнутые водные системы (лентик), в которых развивается их собственная флора и фауна. Из-за своей изоляции они очень склонны к представлению эндемичных видов, то есть уникальных для этих мест.

Грунтовые воды: Они составляют множество подземных водных экосистем в известковых пещерных системах и других средах. В них развивается своеобразная фауна с организмами, лишенными функциональных глаз.

Примером могут служить сеноты в Мексике, которые представляют собой более или менее круглые впадины в карстовых рельефах (известняковый материал или гипс).

Другие внутренние водно-болотные угодья: Есть много других пресноводных водных экосистем, таких как болота и поймы. Которые представляют различные характеристики окружающей среды и, следовательно, растительность и фауну.

Разнообразие водных экосистем

Водные экосистемы очень биоразнообразны и населяют большое количество видов почти всех крупных зоологических групп. В одних случаях навсегда, в других в виде земноводных и насекомых, в основном частично.

Пока в растительном мире преобладают водоросли, но есть и виды водных покрытосеменных. Таким же образом существует большое разнообразие видов из других биологических царств, таких как бактерии, археи, грибы и простейшие.

Фауна

В этих экосистемах преобладают рыбы, среди них более 28 000 признанных видов, но также обитают ракообразные, моллюски, двустворчатые моллюски, губки, анемоны и кораллы. Существует около 130 видов млекопитающих, адаптированных к водной среде, таких как киты, дельфины, косатки, нарвалы и ламантины.

Точно так же и млекопитающие-амфибии, такие как бегемот, выдра и водосвинка, или близкородственные воде, такие как белый медведь. Среди рептилий есть несколько крупных, таких как аллигаторы и крокодилы, последние даже в экосистемах с солоноватой водой.

Таким же образом существуют водные насекомые, такие как водяная блоха и водный жук. Аналогично другим, которые используют только водную среду на стадии личинки, например, комары.

Флора

Водные экосистемы включают обширную флору, от покрытосеменных растений и птеридофитов (папоротников) до различных групп водорослей. Наибольшее разнообразие первых встречается в пресноводных и солоноватых экосистемах, хотя есть и морские виды.

У видов покрытосеменных есть подводные, эмерджентные и плавающие формы жизни. Однако доминирующими растениями в водных экосистемах являются водоросли, насчитывающие около 40 000 видов, включая зеленые, коричневые (протисты) и красные водоросли.

Другие королевства

Большое разнообразие бактерий, архей, протистов и грибов также населяет водные экосистемы, как свежие, так и солоноватые или соленые.

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.

Продуценты – фитопланктон, водоросли, прибрежные растения.
Травоядные консументы – зоопланктон (веслоногие рачки).

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

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.

Читайте также: