Водная экосистема— экосистема в водной среде. В водных экосистемах живут сообщества организмов, которые зависят друг от друга и от их воды как среды обитания. Двумя главными типами водных экосистем являются морские экосистемы и пресноводные экосистемы^[1].

Морские экосистемы занимают приблизительно 71 % поверхности Земли и содержат 97 % всех вод планеты. Они производят 32 % чистой первичной продукции в мире.^[1] Они отличаются от пресноводных экосистем наличием растворённых соединений в воде, особенно солей. Примерно 85 % растворённых веществ в морской воде это натрий и хлор. Морская вода имеет среднюю солёность 35 промилле в воде (частей за тысячу). Фактическая солёность варьируется среди различных морских экосистем^[2].

Морские экосистемы можно разделить на несколько зон в зависимости от глубины и особенностей береговой линии. Океаническая зона является обширной открытой частью океана, где живут такие животные, как киты, акулы и тунцы. Зона бентоса состоит из основания ниже воды, где живут многие беспозвоночные. Приливная зона это область приливов и отливов; она называется прибрежная зона. Другие прибрежные (неритические) зоны могут включать в себя лиманы, солончаки, коралловые рифы, лагуны и мангровые болота. В глубоководных, термальных источниках хемосинтезирующие серные бактерии формируют основу пищевой цепи.

Классы организмов, обнаруженные в морских экосистемах, включают коричневые водоросли, динофлагелаты, кораллы, головоногих моллюсков, иглокожих, и акул. Рыбы, пойманные в морских экосистемах, являются крупнейшим источником коммерческой продукции, полученной из природных популяций.^[1]

Экологические проблемы, касающиеся морских экосистем, включают неустойчивую эксплуатацию морских ресурсов (например, истощение рыбных запасов определённых видов), загрязнения морской среды, изменение климата, и строительства на прибрежных районах^[1].

Пресноводные экосистемы покрывают 0,80 % поверхности Земли и составляют 0,009 % от общего объёма воды. Они генерируют почти 3 % чистой первичной продукции.^[1] Пресноводные экосистемы содержат 41 % всех известных в мире видов рыб^[3]. Есть три основных типа пресноводных экосистем:

Озёрные экосистемы могут подразделяться по зонам. Одна общая система делит озеро на три зоны. Первая литоральная зона это мелкая зона у побережья. Здесь могут встречаться сгнившие болотные растения. Глубоководье разделено на две дальних зоны, зона открытой воды и зона глубоководья. В зоне открытой воды (или освещённой зоне) солнечные лучи поддерживают фотосинтезирующие водоросли, и виды которые ими кормятся. В зоне глубоководья солнечный свет недоступен и пищевая сеть основана на остатках, что приходят из литоральной или освещённой зон. Некоторые системы используют другие названия. Глубоководье может называться пелагической зоной, а афотическая глубокобедренной. Зона удалённая вглубь побережья от литоральной зоны может часто называться прибрежной растения которой подвержены присутствию озера-это может включать в себя эффекты от ветра, весеннего паводка и повреждений от зимнего льда.^[1]

Пруды — это маленькие пресноводные области с мелководьем и неподвижной водой, болотными и водными растениями. Они могут быть разделены на четыре зоны: зона растительности, открытая вода, донные иловые и поверхностный слой. Размер и глубина водоёмов часто сильно варьируется в зависимости от времени года; многие водоемы создаются путём весеннего паводка на реках. Пищевые сети основаны как на свободно плавающих морских водорослях, так и на водные растения. Существует, как правило, разнообразное множество водной жизни, например: морские водоросли, улитки, рыбы, жуки, водные жуки, лягушки, черепахи, выдры и ондатры. К главным хищникам относится большая рыба, цапли или аллигаторы. Поскольку рыба является основным охотником на личинок амфибий, водоемы, которые высыхают каждый год, таким образом, убивая оседлую рыбу, предоставляют важное для размножения амфибий убежище. Водоёмы, которые высыхают полностью каждый год, известны как весенние бассейны. Некоторые водоемы произведены деятельностью животных, включая норы аллигатора и запруды бобра, и они дают разнообразие ландшафту.

Главные зоны в речных экосистемах определены градиентом русла реки или скоростью течения. Быстрое движение турбулентной воды, как правило, содержит более высокие концентрации растворённого кислорода, который поддерживает большее биоразнообразие, чем медленно движущаяся вода бассейнов. Эти различия формируют основу для разделения рек на горные и равнинные реки. Пищевая база потоков в пойменных лесах главным образом происходит от деревьев, но более широкие потоки и те, которые испытывают недостаток в лесном пологе, получают большинство своей продовольственной основы от водорослей. Мигрирующие рыбы также важный источник питательных веществ.^[1] Экологические угрозы рек включают потерю воды, дамбы, химическое загрязнение и завезённые виды. Дамба оказывает негативные последствия, которые продолжаются вниз до водораздела. Наиболее важные отрицательные эффекты — сокращение весеннего паводка, которое повреждает водно-болотные угодья, и недостаточное количество осадков, что приводит к потере дельтообразных заболоченных мест.

Автотрофные организмы создают органические соединения из неорганического материала. Водоросли используют солнечную энергию для выработки биомассы из углекислого газа и, возможно, являются самими важными автотрофными организмами в водной среде. Конечно, чем меньше воды, тем больше влияния на биомассу от плавающих корней и сосудистых растений. Эти два источника вместе производят огромное количество биомассы устьев рек и водно-болотных угодий, которая преобразуется в рыб, птиц, земноводных и других водных видов. Хемосинтезирующие бактерии найдены в глубинных морских экосистемах. Эти живые организмы способны питаться сероводородом, выделяемым вулканическими жерлами. Возле вулканических жерл находится огромное количество животных, которые кормятся этими бактериями. Например, гигантские трубчатые черви (Riftia pachyptila) длиной в полтора метра и моллюски (Calyptogena magnifica) тридцати сантиметров длиной.

Гетеротрофные организмы питаются автотрофными организмами и используют органические соединения в их организме как источники энергии и в качестве сырья для создания своей собственной биомассы. Эвриганные организмы терпимы к соли и могут выжить в морских экосистемах, в то время как стеногалинные или нетерпимые к соли виды могут жить только в пресной воде.

Морская среда занимает более 70% поверхности Земли. В отличие от суши и пресных вод — она непрерывна. В океане практически отсутствуют зона, где не было бы жизни. Биологические ресурсы Мирового океана огромны и широко используются людьми. Биологические ресурсы (рыбы, беспозвоночные, млекопитающие, водоросли и др.) являются источником продовольствия употребляются в пищу людей) и органического сырья для изготовления многообразной кормовой (мука для животных) и технической продукции (жир, удобрения и др.), исходным сырьем для медицинских препаратов, а также выступают в качестве естественного фильтра по очистке окружающей среды. Водные биоресурсы являются воспроизводящими живыми ресурсами, ограниченными по объему и зависящими от состояния окружающей природной среды.

Рис.1. Морская среда

Биологические ресурсы — это лишь одна из множества составляющих морских экосистем. Целью настоящей работы является описание типов морских экосистем с точки зрения их биологического ресурса, поскольку эта область еще малоизученна. В работе будет рассмотрены наиболее продуктивные морские экосистемы: область континентального шельфа (неритическая область) и эстуарии (лиманы).

Типы организмов морских экосистем

Морские экосистемы представляют собой сложные многоуровневые образования, они охватывают всю многокилометровую толщу воды (пелагиаль) и морское дно (бенталь). В пределах этих экосистем, благодаря пищевым цепям, пассивным и активным миграциям организмов на многие сотни и тысячи километров, осуществляются колоссальные потоки вещества и энергии — от планктона и бентоса через рыб к птицам и морским млекопитающим. Наиболее активная жизнедеятельность биоты приурочивается к зонам апвеллинга, кромке морского льда и полыньям, эстуариям крупных рек, районам подводных гидротерм и вершинам рельефа морского дна.

Хотя океанические воды не разделены границами, их обитатели при своем распространении сталкиваются с непреодолимыми барьерами, выявление которых относится к важнейшим проблемам морской биологии.

Если двигаться от пляжа в глубины океана, можно заметить, как меняются физические условия среды и одновременно сменяют друг друга виды животных и растений.

Типы организмов морской экосистемы:

Продуценты, производящие органическую массу (фитопланктон -мелкие и микроскопические морские растительные организмы (многочисленные виды одноклеточных водорослей), обитающие в толще морской воды и необладающие активными средствами передвижения).

Консументы, перерабатывающие живую органическую массу:

      ·    зоопланктон (мельчайшие животные организмы – мелкие рачки, черви, медузы, икра и личинки рыб, кишечнополостные, иглокожие и моллюски),

      ·    бентос (растения и животные, обитающие на дне и других твердых основаниях — водоросли, кораллы, иглокожие, морские губки, черви и т.д.).

      ·    нектон (активно перемещающиеся в толще воды организмы – рыбы, кальмары, осьминоги, змеи, черепахи, тюлени, дельфины, киты);

Редуценты, обеспечивающие разложение отмершей органической массы до минеральных веществ (бактерии, грибы и другие микроорганизмы)

Биоресурсы моря могут быть мигрирующими, бассейновыми и эндемическими (принадлежащими строго определенному месту)

Типы морских экосистем

Континентальный шельф представляет собой сравнительно мелкое подводное продолжение материковых плит и занимает не более 1/10 поверхности океана. Однако удельная, на единицу площади поверхности, биологическая продуктивность шельфа в несколько раз выше, чем у открытого моря.

Плодородие шельфа Мирового океана достигает 150 т/га Все морские животные прямо или косвенно зависят от фитопланктона, лежащего в основе пищевой цепи, а фитопланктон существует лишь в фотическом слое. В тропиках толщина этого слоя достигает 80-100 м, в высоких широтах – только 20 м. Глубина продуцирующего слоя океана больше вследствие вертикальной миграции и перемешивания планктона, растворенных в воде газов и других веществ. Таким образом, верхний продуцирующий (фитопланктонный) слой в океане заканчивается на глубине 200-250 м, глубже которого океан населен только животными организмами и бактериями.

Рис.2.  Морские экосистемы

Фитопланктон на 90% определяет первичную продукцию живого вещества в море, поскольку находится в основе морских пищевых цепей.

Одноклеточные растения развиваются в фотическом слое воды, хорошо освещенном солнечными лучами. Улавливая энергию солнечных лучей в процессе фотосинтеза, фитопланктон насыщает атмосферу кислородом, годовая выработка которого составляет 36 млрд. т, или 70% его атмосферного количества. Большая часть зоопланктона питается одноклеточными растениями, поэтому зоопланктон обитает также в верхних слоях воды. Примерно 65% всей его биомассы сосредоточено в слоях не глубже 500 м. Запасы водорослей исчисляются в несколько сот миллионов тонн, из которых добывается 1 млн. т. (2)

Морская биота разнообразна. Кишечнополостные, губки, иглокожие, кольчатые черви и другие типы животных, отсутствующие или бедно представленные в пресных водах, оказываются очень важными в экологии моря. В обеих водных средах преобладающую роль играют бактерии, водоросли, ракообразные и рыбы; и здесь, и там одинаково заметны диатомовые и зелёные жгутиковые водоросли и веслоногие ракообразные. Однако в море больше видов водорослей (бурые и красные водоросли — преимущественно морские), ракообразных, моллюсков и рыб. Бурая или красная окраска глубоководных водорослей обусловлена пигментами, которые маскируют зелёный хлорофилл. Эти пигменты помогают поглощать зеленовато-желтый свет, который проникает на большие глубины.

Насекомых в море практически нет, и ракообразные играют роль «морских насекомых» (с экологической точки зрения).

Консументы первого уровня в океане в значительной части представлены зоопланктоном. Организмы, которые на протяжении всего жизненного цикла остаются в планктоне, относятся к голопланктону, или постоянному планктону. морской экосистема океан эстуарий

К зоопланктону относятся крылоногие моллюски, очень маленькие медузы, гребневики, пелагические оболочники, свободноплавающие многощетинковые черви и хищные щетинкочелюстные. В отличие от планктона пресных вод значительную часть морского прибрежного планктона составляет меропланктон, или временный планктон. Большая часть животных бентоса и нектона (например, рыбы) в личиночной стадии представляет собой крошечные формы, которые, прежде чем осесть на дно или превратиться в свободноплавающих животных, некоторое время входят в состав планктона.

Кроме рыб к группе активных пловцов и обитателей поверхности относятся крупные ракообразные, черепахи, млекопитающие (киты, тюлени и т. д.) и морские птицы. Каждое животное из этой группы занимает обычно (но не обязательно) обширную территорию.

Камбалы и скаты — характерные обитатели глубокой части литорали. Эти и другие живущие здесь виды перемещаются вместе с приливом и отливом и питаются литоральным бентосом, когда литораль покрыта водой. Таким же образом передвигаются прибрежные птицы, выискивая добычу с воздуха. Удивительно, что после таких чередующихся нашествий с суши и с моря здесь ещё сохраняется какая-то жизнь. Камбалы и скаты — наиболее специализированные донные рыбы, тело и окраска которых сливается с песком и илом. Камбалы (некоторые виды) замечательны своей способностью менять окраску в соответствии с фоном.

Взрослые рыбы питаются преимущественно зоопланктоном и являются, следовательно, вторичными консументами.

Важными являются две другие особенности пелагических рыб. Во-первых, тенденция к образованию скоплений — косяков или стай — несомненно, ценное приобретение в лишённой укрытий открытой воде. Во-вторых, тенденция совершать сезонные миграции. Миграции можно частично объяснить тем, что икра и позже личинки беспомощно дрейфуют по течению до тех пор, пока рыба не станет достаточно большой, чтобы совершить обратное путешествие к месту размножения.

Кроме хищных рыб, таких, как акулы, важными третичными консументами в море являются морские птицы: чайки, бакланы, нырки и пеликаны, разные виды буревестников. Морские птицы, а также тюлени, моржи, морские котики и морские черепахи представляют собой связующее звено между сушей и морем, поскольку размножаться они должны на суше, а пищу добывать в море. Следовательно, эти дышащие воздухом животные точно так же входят в пищевые цепи моря, как рыбы и беспозвоночные, которыми они питаются. Подобно истинно морским животным птицы скапливаются у берегов, и особенно в продуктивных районах.

Эсутарии

Эстуариями называются прибрежные зоны, в которых текущие с суши пресные воды смешиваются с солеными морскими. Такое смешивание происходит в обширных заливах, например Чесапикском, Делавэре и Сан-Франциско, в устьях крупных рек, таких, как Гудзон и Темза, в отделенных от моря полосой дюн болотах, которых так много вдоль берегов Новой Англии, Южной Каролины и Джорджии.

Эстуарии служат рефугиями, или убежищами, для многих видов, способных жить в солоноватой, т.е. разбавленной морской воде. Например, устрицы спасаются здесь от хищников – морских звезд и моллюска под названием устричное сверло, которые не переносят низкой солености.

Эстуарии не только являются высокопродуктивными водными местообитаниями, но и снабжают питательными веществами другие морские экосистемы. Здесь в изобилии развиваются болотные растения и микроскопические водоросли. Когда они отмирают, разрушаются волнами, течениями, поедающими их животными и, в конечном итоге, бактериями, то образующиеся при этом растворимые органические вещества и мелкие частицы детрита выносятся в прибрежную зону открытого моря, где становятся пищей для прочих морских организмов – от одноклеточных простейших до червей, моллюсков и рыб. Значительная доля этого питательного материала распространяется еще дальше от берега и там – вместе с продуктами фотосинтеза планктонных водорослей (фитопланктона) – поддерживает жизнь планктонных животных (зоопланктона) и бентосных, т.е. обитающих на дне, организмов.

Большинство бентосных организмов всю взрослую жизнь проводит на дне или в непосредственной близости от него, но многие из них начинают развитие из плавающих в толще воды яиц, превращаясь затем в планктонных личинок. Экология последних привлекает самое пристальное внимание исследователей. Например, мидии и морские звезды выметывают в окружающую воду икру, т.е. яйца. После оплодотворения яйцо многократно делится и превращается в личинку, которая у мидий называется велигер, а у морских звезд – бипиннария. Хотя эта личинка в принципе способна активно плавать, она предпочитает пассивно дрейфовать и становится частью планктона.

«Паря» в толще воды, она питается, растет, а какое-то время спустя (обычно несколько недель) претерпевает метаморфоз, превращаясь во взрослую особь, которая оседает на дно и начинает жить как бентосный организм. Жизненный цикл завершается, когда половозрелое животное начинает размножаться и дает начало новому поколению личинок. Такая стратегия развития, включающая планктонную личиночную стадию, свойственна многим донным видам.

Мировой океан ежегодно производит от 400 до 600 млрд. тонн органического

вещества, в состав которого входят представители всех звеньев пищевой цепи зоопланктона, рыб, млекопитающих. В Мировом океане обитает более 300 тыс. видов живых организмов, в том числе более 150 тыс. видов животных (включая 16 тыс. видов рыб) и более 10 тыс. видов растений. Вместе с тем биологические ресурсы, являющиеся объектом промысла, оцениваются в 110-120 млн. тонн, из которых добывается приблизительно 60%.

Все взаимодействия морских организмов – как с другими существами, так и с физико-химическими факторами – происходят в рамках более или менее ограниченных в пространстве комплексов, называемых экосистемами.

5.2. Водные экосистемы

Границы между ними весьма прозрачные. Поэтому, несмотря на разницу в средах обитания, все морские животные являются звеньями одной пищевой цепи, а значит, составляют, в конечном счете, одну экосистему – экосистему Мирового океана, который является колыбелью жизни на Земле и в сочетании с материковыми экосистемами определяет целостность современной биосферы Земли.

Основы канцерогенеза, факторы
Принципы диагностики рака
Микрофлора масла, молока
Микроорганизмы
Очистка сточных вод от жиров, методы обезжиривания, биолоочистка
Микроорганизмы, выделенные из жиров, их роль
Влияние окр. среды на микроорганизмы



Водная экосистема

Cтраница 1

Водные экосистемы ( биогеоценозы) оказывают существенное влияние на природно-климатические условия материков, в том числе аграрные ландшафты, на их составные компоненты: агро-биогеоценозы, ферменные и пастбищные БГЦ, лесные полосы. Круговорот воды определяет состояние водных экосистем, режим влажности атмосферы, педосферы и тем самым влияет на рост и развитие растений и животных, формирование их сообществ.  [1]

Водные экосистемы делятся на две большие группы: непроточные водоемы, или лентическая среда ( от лат.  [2]

Продуценты водных экосистем — водоросли — разобщены с основным биогенным фондом, формирующимся около дна, будь то океан, озеро, водохранилище или пруд.  [3]

К водным экосистемам ( водоемам) относятся океаны, моря, озера, реки и ручьи, пруды и болота.  [4]

В водных экосистемах, где вся продукция определяется микроскопическим фитопланктоном, крупных растительноядных животных нет и все потребление первичной продукции осуществляется бактерио-и зоопланктоном. В океане общая биомасса составляет около 29 9 109 т, т.е. в 200 раз меньше биомассы суши.  [5]

В водных экосистемах фосфор усваивается фитопланктоном и передается по трофической цепи вплоть до морских птиц. Их экскременты ( гуано) либо сразу попадают назад в море, либо сначала накапливаются на берегу, а затем все равно смываются в море. Из отмирающих морских животных, особенно рыб, фосфор снова попадает в море и в круговорот, но часть скелетов рыб достигает больших глубин, и заключенный в них фосфор снова попадает в осадочные породы, то есть выключается из биогеохимического круговорота.  [6]

В водных экосистемах перед наступлением холодов растения опускаются на дно. Многие виды птиц в холодное время отсутствует в составе экосистем Севера и умеренной полосы, так как улетают на Юг. Возможны сезонные миграции в поисках корма у копытных животных. Для человека особенно важен учет С.и. травяных экосистем, которые используются как сенокосы и пастбища, так как в разные периоды вегетационного сезона растения имеют разную кормовую ценность ( после отцветания они грубеют, в них падает содержание протеина и увеличивается количество клетчатки); у пастбищ, в зависимости от скорости отрастания растений после выпаса, в разные сезоны — разная отав-ность и, соответственно, разная пастбищная емкость.  [7]

В водных экосистемах передача вещества и энергии происходит по более сложной схеме. Около 1 / 3 продукции фитопланктона потребляется зоопланктоном. Рыбы-планктонофаги, в свою очередь, потребляют около 40 % продукции планктона, а хищные рыбы — свыше 70 % продукции рыб-планктонофагов.  [8]

В водных экосистемах крупномасштабная вертикальная структура задается в первую очередь внешними условиями. В пелагиали определяющими факторами оказываются градиенты освещенности, температуры, концентрации биогенов и др. На больших глубинах действует фактор гидростатического давления, в донных биоценозах к этому добавляется разнородность грунтов, гидродинамика придонных слоев воды. Особенности вертикальной структуры выражаются в специфике видового состава, смене доминирующих видов, показателях биомассы и продукции.

Водные экосистемы (стр. 1 из 3)

Так, в северо-западной части Тихого океана четко прослеживается вертикальная смена доминирования у видов гидромедуз: в поверхностном слое ( 50 — 300 м) преобладает Aglantha digitate, в слое 500 — 1000 м — Crossota brunea, а еще глубже — Botrynema bruceu.  [9]

В водных экосистемах круговорот азота происходит аналогичным образом, причем в роли основных азотфиксаторов выступают синезеленые водоросли.  [10]

В водных экосистемах в основной массе продуценты мелкие ( фитопланктон), у которых происходит частая смена поколений. Продуктивность такой экосистемы велика, но в каждый момент времени биомасса мала, и в низших звеньях водной трофической цепи в качестве урожая взять нечего.  [11]

Следовательно, водные экосистемы играют жизненно важную роль в функционировании биогеоценозов агросферы.  [12]

Важной характеристикой водных экосистем являются также данные отложения.  [13]

В жизни водных экосистем большую роль играет также вертикальное перемещение водных масс. В пресноводных водоемах перемешивание выравнивает градиент температуры от поверхности до глубоководий и повышает содержание кислорода в воде. Однако особую роль играет явление перемешивания вод в океанах — апвеллинг.  [14]

Важной характеристикой водных экосистем являются также донные отложения.  [15]

Страницы:      1    2    3    4

Океаны (Атлантический, Тихий, Индийский, Северный Ледовитый и Антарктический) с их бассейнами занимают почти 70% земной поверхности.

Моря являются огромнейшими и «густейшими» экосистемами, поскольку, очевидно, под каждым квадратным метром поверхности находится фитопланктон и некоторые формы жизни распространены до глубин. В биологическом отношении они также наиболее разнообразны. Морские организмы

проявляют огромное число приспособлений, варьирующих от образований, которые позволяют крошечным растениям держаться в верхних слоях воды, до огромных ртов и желудков глубоководных рыб, живущих в темном, холодном мире, где пищевые организмы крупны, немногочисленны и сильно разбросаны в пространстве. Районы континентального шельфа весьма продуктивны особенно там, где наблюдается вертикальная циркуляция; «плоды моря», собираемые здесь, являются важным источником белка и минеральных веществ для человека. Однако безбрежные просторы глубоководья надо считать полупустынными со значительным общим потоком энергии (вследствие величины площади), но с небольшой его мощностью на единицу площади. Автотрофный слой (световая зона) так мал по сравнению с гетеротрофным, что снабжение питательными веществами в первом слое очень ограничено. Если даже человек и не может добывать много пищевых продуктов с глубоководья, тем не менее для него моря важны, как гигантский регулятор, способствующий смягчению климата Земли и сохранению благоприятной концентрации углекислоты и кислорода в атмосфере. Глубоководье является также хранилищем ценных минералов, выносимых с суши.

Физические факторы определяют жизнь в океане.

Водная экосистема

Волны, приливы и отливы, течения, соленость, температура, давление и интенсивность освещения в значительной степени определяют состав биологических сообществ, которые в свою очередь оказывают значительное влияние на состав донных осадков и растворенных газов. Пищевые цепочки моря начинаются с мельчайших из известных автотрофов и кончаются огромнейшими животными (гигантские рыбы, головоногие и киты). Изучение физики, химии, геологии и биологии моря объединяется в «сверхнауку», называемую океанографией, которая приобретает значение как важная международная сила. Хотя исследование моря и не так дорого, как исследование космоса, нужны значительные средства на корабли, береговые лаборатории, оборудование и специалистов. Основная научная работа сейчас выполняется относительно немногочисленными крупными институтами, содержащимися на правительственные средства. Но несмотря на значительную исследовательскую работу, моря до сих пор хранят много тайн, которые еще долго будут волновать человечество. Одна из загадок, которая в ближайшее время будет разрешена, касается «глубокого рассеивающего слоя», фантомного барьера, или ложного дна, которое отражает звуковые волны корабельных эхолотов. Слой, по-видимому, состоит из организмов, но что это за организмы, еще не известно.

Вконтакте

Facebook

Google+

Одноклассники

Информационные ресурсы BioDat

5. Экосистемы морей и прибрежные экосистемы

5.1. Общая характеристика и особенности экосистем

                Россия – крупнейшая морская держава мира.

Берега России омываются водами 13 морей (Балтийского, Баренцева, Белого, Карского, Лаптевых, Восточно-Сибирского, Чукотского, Берингова, Охотского, Японского, Каспийского, Азовского, Черного). Они принадлежат трем океанам – Атлантическому, Северному Ледовитому и Тихому. Россия имеет самую протяженную в мире континентальную береговую линию, составляющую около 60 тыс. км (Рис. 36).

Рис. 36. Россия – крупнейшая морская держава мира

            Сохранение биоразнообразия морских и прибрежных экосистем и организация неистощительного использования морских биоресурсов невозможны без системного рассмотрения их как целостных систем и понимания явлений и процессов, происходящих в них. Морские экосистемы представляют собой сложные многоуровневые образования, они охватывают всю многокилометровую толщу воды (пелагиаль) и морское дно (бенталь). В пределах этих экосистем, благодаря пищевым цепям, пассивным и активным миграциям организмов на многие сотни и тысячи километров, осуществляются колоссальные потоки вещества и энергии — от планктона и бентоса через рыб к птицам и морским млекопитающим.

Наиболее активная жизнедеятельность биоты приурочивается к зонам апвеллинга, кромке морского льда и полыньям, эстуариям крупных рек, районам подводных гидротерм и вершинам рельефа морского дна.
            При разработке мер по сохранению биоразнообразия морей необходимо учитывать многолетнюю динамику морских экосистем, обусловленную климатическими флуктуациями и жизненными циклами морской биоты. Колебания численности отдельных поколений морской фауны достигают огромных величин, причем как у промысловых видов, так и у видов, не подверженных промыслу. Глобальные климатические изменения коренным образом влияют на биопродуктивность морей. Особую значимость для функционирования морских экосистем имеют резкие климатические аномалии. Именно в эти периоды происходит рассогласование трофических и других внутриэкосистемных отношений. Чрезвычайное значение эти процессы получают сегодня – на фоне нарастания неустойчивости климатической системы Северного полушария.
            Важную роль в ритмике биоты играют меж- и внутривековые колебания климата, например, холодные гидрологические годы, имеющие  цикличность в 11, 21, 33, 90 и более лет. Только в течение 20 века 4 раза (1902,1933,1965,1998, 1999 гг.) замерзал обычно незамерзающий Кольский залив или происходили аномальные «выбросы» айсбергов от районов их обычного дрейфа в Баренцевом море.
            Особую сложность морским экосистемам придает то обстоятельство, что основные виды фауны имеют различные циклы размножения. Например, осетровые размножаются не ежегодно. Они идут на нерест в возрасте 10-18 лет, интервалы между нерестами колеблются в довольно больших пределах, в среднем около 4-5 лет. Большинству видов морских млекопитающих также присущи неежегодные приплоды. С другой стороны, многие виды рыб размножаются ежегодно или 1-2 раза в жизни.
            Естественные периодические флуктуации численности поколений рыб и климатические изменения могут совпадать во времени и оказывать трудно прогнозируемое комплексное воздействие. При совпадении периодов их низкой урожайности с интенсивным промыслом происходит быстрый коллапс популяций. Примерами могут служить драматические события почти полного исчезновения на многие годы и десятилетия атлантической сельди, баренцевоморской мойвы, сайки.
            Есть убедительные доказательства того, что динамика запасов даже находящихся под антропогенным прессом видов зависит не только от интенсивного промысла, но и от изменчивости естественных условий, в первую очередь климато-океанологических. Так, современное снижение запасов ламинарии японской в приморских водах было связано с неблагоприятными гидрологическими условиями, а затем и с нерациональным промыслом. Особенно неблагоприятными для данного вида были резкие колебания температуры, оказывавшие губительное воздействие на зооспоры и гаметофиты, что замедлило процесс восстановления запасов водорослей.
            Огромное влияние на динамику морских экосистем оказывают мощные океанические течения. Так приток вод из Атлантики, вызывающий изменения температурного и солевого баланса, является одним из важнейших факторов, влияющих на продуктивность Баренцева и Балтийского морей. Например, в 1970-1980-х гг. в Северной Атлантике наблюдалась значительная аномалия солености, которая достигла Баренцева моря с водами Северо-Атлантического течения через 7 лет после зарождения. С мощным притоком этой холодной относительно пресной воды связывают межгодовые минимумы и максимумы температуры и солености вод на шельфе этого моря.
            Гидрохимический режим, в особенности соленость, играет жизненно важную роль в замкнутых южных морях и Балтике. Каспийское и Азовское моря — это солоноватоводные бассейны, соленость которых (до 10-13%о) почти в три раза меньше нормальной океанской солености (35%о). Для Черного моря типичные значения солености составляют 15-19%о. В Балтийском бассейне соленость вод колеблется в более широких пределах — от 5-9%о  до 10-14%. В последнее время наблюдается опреснение воды в Балтике.
            Даже незначительные изменения солености радикально влияют на местную биоту. Например, дефицит пресного стока в Азовском море в результате зарегулирования рек вызвал увеличение солености его вод в среднем на 3%. Для океана это всего лишь десятая часть, а для Азовского моря — треть от нормы. Как след­ствие, резко увеличилась биомасса черноморской медузы, нарушилась структура биоценозов.
            В арктических морях в период полярного дня организмы получают почти годовую норму солнечной радиации. Аномальное превышение доз ультрафиолетового излучения через так называемые «дыры» в озоновом слое может нанести ущерб генетическому фонду гидробионтов. При воздействии высоких доз ультрафиолета наблюдается значительное снижение скорости роста, вплоть до полного его подавления и гибели организмов. Особенно подвержены повреждающему воздействию ультрафиолетового излучения организмы, находящиеся на ранних стадиях развития. Наблюдающиеся в последние годы в Баренцевом море уровни ультрафиолетового излучения значительно снижают скорость роста водорослей (для некоторых видов на 80 %) и сокращают возможности естественного воспроизводства практически всех массовых видов баренцевоморских водорослей.
            В южных морях действуют другие опасные природные явления. Мелководное Азовское море в наибольшей степени подвержено влиянию пыльных бурь и очень сильных сгонно-нагонных колебаний уровня моря.
            Еще более разительны циклические изменения уровня Каспия. В 19-20 вв. размах колебаний здесь достигал 3 м (до 15 см в год). Известное и широко обсуждаемое в 60-70-е годы падение уровня моря сменилось в 1978 г. его ростом, но в 1997 году началось очередное снижение уровня.

Такие масштабные колебания уровня моря приводят к существенным экосистемным перестройкам и изменениям рыбопродуктивности Северного Каспия и дельты Волги. В периоды подъема уровня моря наблюдается повышение продуктивности.
            Черное море является совершенно уникальной системой. Это крупнейший резервуар сероводорода, который насыщает воды глубже 70-150 м. Здесь за пределами этих глубин отсутствует характерная для других морей богатая донная фауна.
            По величине биоразнообразия на первом месте среди морей России стоят моря Дальнего Востока, в особенности Японское море у берегов южного Приморья; биоразнообразие дальневосточных морей России в общем уменьшается с юга на север. Далее следуют северные моря, в которых биоразнообразие уменьшается с запада и востока, от Баренцева и Чукотского морей, к Восточно-Сибирскому. Далее следуют Черное и Каспийское моря в границах России и на последних местах Азовское и Балтийское. Локальными эндемиками, напротив, богаче всего Каспийское море, далее следует Дальний Восток (особенно средние Курилы и, в меньшей степени, север Охотского моря), а в Азовском и Балтийском морях эндемиков вод России нет вовсе.

  Таблица 18.  Оценка видового богатства основных групп организмов в прибрежных морских экосистем России

Море	Число видов донных беспозвоночных животных	Число видов рыб и круглоротых	Число видов водорослей
Черное	791	166	236
Азовское	186	79	33
Каспийское	400	78	116
Японское	2000	603	379
Охотское	2100	276	299
Берингово	1500	297	138
Балтийское	20 (морских)	50	50
Баренцево	1800	144	нет данных
Белое	1000	51	200
Карское	1300	54	134
Лаптевых	500	37	нет данных
Чукотское	800	37	70

            Морские побережья расположены практически во всех природных зонах России — от полярных пустынь и арктических тундр до дальневосточных широколиственных лесов, полупустынь каспийского побережья и ксерофильных ред­колесий средиземноморского типа на берегах Черного моря. Морское побережье России представлено чрезвычайно широким спектром типов береговой линии, что важно для формирования биоразнообразия прибрежных экосистем.
            Побережья как зоны раздела сухопутных и морских экосистем обладают исключительным биоло­гическим разнообразием. Так, именно к морским побережьям приуро­чены регионы с наивысшим уровнем видового богатства флоры и фауны: на Дальнем Востоке локальные флора и фауна млекопитающих достигают 1200 и 75 видов на 100 км2 соответственно, на Черноморском побережье — 1100 и 70 видов на 100 км2.
            На морских берегах расположены наиболее крупные водно-болотные угодья международного значения, в которых концентрируются десятки миллионов водоплавающих птиц на гнездовьях, во время миграций и на зимовках (дельта Волги, Мурманское побережье и др.).
            Прибрежная фауна и флора наибольшего развития достигает на побережье Баренце­ва моря, где при высоте приливов 3-5 метров ширина литорали может составлять сотни метров.

Доклад: Водные экосистемы

Здесь выделяется несколько вертикальных зон: доминирования SEMIBALANUS BALANOIDES, LITORINA SAXSATILIS, развития макрофитов (ASCOPHILLUM NODOSUM, FUCUS VESICULOSUS). На мягких грунтах большую часть литорали занимают сообщества FABRICIA SABELLA, ARENICOLA MARINA, а сублитораль — сообщества LAMINARIA SP.SP.
            В высокоарктических морях (Карском, Лаптевых и прочих) литоральные сообщества выражены слабо в силу суровых ледовых условий (в частности, из-за истирающего действия льдов) и незначительной высоты приливов (30-60 см), формирование литорали здесь обусловлено значительным прибоем  (нагонная волна и шторма). В прибрежной, мелководной, в основном, южной, части этих морей, принимающей в себя сток рек, наряду с морскими формами существенную, а иногда и преобладающую, роль играет солоноватоводная фауна, к которой примешиваются также и пресноводные эвригалинные формы.
            На Дальнем Востоке за счет разнообразия береговой полосы и уровней приливов представлена богатая фауна и флора литорали и сублиторали. В Охотском море отмечаются самые высо­кие среди российских морей приливно-отливные колебания, население литорали здесь богато и разнообразно, а сама литораль обширна. Прибрежная область Охотского моря богато заселена макроводорослями, и можно сказать, что оно является центром количественного обилия водорослей в российских водах; особенно выделяются в этом смысле Курильские острова (включая тихоокеанскую сторону) и северо-западная часть моря. Именно для этих районов в первую очередь применимы выражения о подводных лугах и лесах, которые обычно применяются при описании зарослей ламинариевых водорослей. Среди зарослей бурых водорослей на литорали и, особенно, в сублиторали представлен достаточно богатый в видовом отношении зообентос. В Японском море в сублито­рали резко увеличивается разнообразие беспозвоночных животных и рыб за счет проник­новения теплых вод с юга. Водоросли и морские травы в Японском море давно являются объектами промысла, временами значительного и нерационального. На состав макрофитобентоса существенный отпечаток может накладывать антропогенное нарушение среды, в частности загрязнение, для некоторых видов оно может быть негативным и даже губительным.
            Черное и Азовское моря лишены литоральной области — приливно-отливные колеба­ния здесь отсутствуют. Под влиянием волнового воздействия здесь формируется полоса псевдолиторали с бедным биоразнообразием.
            Для Каспийского моря характерны многолетние колебания уровня. В последние годы отмечается трансгрессия, которая ведет к формированию пионерных сообществ на затап­ливаемых участках береговой полосы. Здесь доминируют виды-интродуценты NEREIS, ABRA, которые вселились сравнительно недавно.
            Своеобразие побережьям Баренцева, Берингова и Охотского морей придают ог­ромные колонии морских птиц — «птичьи базары». На Баренцевом море базары располо­жены на мелких островах и на архипелаге Новая Земля. Наиболее характерные для база­ров виды — кайры (URIA AAGLE, U. LOMVIA), чистики (CEPPHUS GRYLLE, C. COLUMBA), люрики (PLAUTUS ALLE), тупики (FRATERCULA ARCTICA) и моевка (RISSA TRYDACTYLA). На севере Дальнего Востока к ним добавляются ипатка (FRATERCULA CORNICULATA), топорок (LUNDA CIRRHATA), конюги (AETHIA SP.SP.), старик (SYNTLIBORAMPHUS ANTIQUIS).
            Прибрежные мелководья Черного, Азовского, Каспийского и Японского морей игра­ют большую роль как места гнездования, остановок при миграциях и зимовок для морс­ких и водоплавающих птиц.
            Моря и побережья России — местообитания многих редких и исчезающих видов растений и животных, включенных в Красную Книгу России: 17 видов беспозвоночных, 15 видов круглоротых и рыб, около 20 видов птиц, 29 видов и подвидов млекопитающих .

            Из уникальных морских экосистем морей России следует отметить следующие:

—     экосистему мелководных морских гидротермальных излияний бухты Кратерной (о-в Янкича, средние Курильские острова);
—    ‘островные’ поселения низкобореальных организмов в высокобореальных регионах, в частности, лагуна Буссе на южном Сахалине;
—     районы крупных залежек морских млекопитающих на Командорских о-вах и у о-ва Тюленьего (Охотское море);
—     районы влияния субтропической морской фауны на крайнем юге Приморья, включая внешние острова залива Петра Великого, залив Посьета и п-в Гамова.