Экосистемы мирового океана

        Вопрос №25. Экосистемы   Мирового океана  и экосистемы континентальных водоемов (озер, прудов, болот).  Их  краткая  характеристика.  Эвтрофикация водоемов.

          Экосистема, или экологическая система (от др.-греч. οἶκος — жилище, местопребывание и σύστημα — система) — биологическая система, состоящая из сообщества живых организмов (биоценоз), среды их обитания (биотоп), системы связей, осуществляющей обмен веществом и энергией между ними. Одно из основных понятий экологии.

          Мировой океан — основная часть гидросферы, составляющая 94,2 % всей её площади, непрерывная, но не сплошная водная оболочка Земли, окружающая материки и острова, и отличающаяся общностью солевого состава.Континенты и большие архипелаги разделяют мировой океан на четыре большие части (океаны):Атлантический океан,Индийский океан,Тихий океан,Северный Ледовитый океан.Иногда из них также выделяется Южный океан.

         Озеро — компонент гидросферы, представляющий собой естественно возникший водоём, заполненный в пределах озёрной чаши (озёрного ложа) водой и не имеющий непосредственного соединения с морем (океаном).

          Болото (также топь, трясина) — участок суши (или ландшафта), характеризующийся избыточным увлажнением, повышеннойкислотностью и низкой плодородностью почвы, выходом на поверхность стоячих или проточных грунтовых вод, но без постоянного слоя воды на поверхности. Для болота характерно отложение на поверхности почвы неполно разложившегося органического вещества, превращающегося в дальнейшем в торф. Слой торфа в болотах не менее 30 см, если меньше, то это заболоченные земли.Болота являются составной частью гидросферы. Первые болота на Земле образовались на стыке силураи девона 350—400 млн лет назад.

          Пруд — искусственный водоём для хранения воды с целью водоснабжения, орошения, разведения рыбы (прудовое рыбное хозяйство) и водоплавающей птицы, а также для санитарных и спортивных потребностей. Искусственные водоемы объемом до 1 миллиона кубических метров принято называть прудами, свыше миллиона — водохранилищами.

          Эвтрофикация (др.-греч. εὐτροφία — хорошее питание) — насыщение водоёмов биогенными элементами, сопровождающееся ростом биологической продуктивности водных бассейнов. Эвтрофикация может быть результатом как естественного старения водоёма, так и антропогенных воздействий. Основные химические элементы, способствующие эвтрофикации — фосфор и азот. В некоторых случаях используется термин "гипертрофизация".

          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. 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.

         Океаны играют важную климатообразующую  роль, перераспределяя солнечную  энергию за счет испарения  воды и перемещения нагретой  воды с океаническими течениями.  Они участвуют в других глобальных  биогеохимических круговоротах  в природе и являются гигантскими  «резервуарами» диоксида углерода. Океан — яркий пример биогеоценоза. 
 
          К основным характеристикам экосистем Мирового океана относят: 
в глобальность размеров и огромные глубины, освоенные жизнью; 
в непрерывность — все океаны связаны между собой; » постоянную циркуляцию среды под действием сильных ветров, дующих в течение года в одном и том же направлении, а также наличие глубинных течений; 
господство различных волн и приливов, вызванных притяжением Луны и Солнца; соленость и устойчивая во времени однородность основного солевого состава; в наличие растворенных биогенных элементов.Прибрежная зона океанаЭто — относительно теплые, богатые биогенами мелководья, протянувшиеся от линии прилива на суше до края подводного продолжения континента — континентального шельфа.В прибрежной зоне, занимающей менее 10% общей площади океана, сосредоточено 90% биомассы океанических растений и животных; здесь находится большинство районов промышленного рыболовства. Прибрежную зону подразделяют на несколько местообитаний. 
 
         Эстуарии — это часть прибрежной зоны, где пресные воды рек, ручьев и поверхностного стока смешиваются с солеными морскими водами. В эстуариях так же, как и во влажных тропических лесах и во внутренних болотных экосистемах, ежегодная удельная продукция биомассы максимальна в сравнении с любыми другими экосистемами планеты. 
 
        Коралловые рифы распространены в прибрежных зонах океана в тропических и субтропических широтах, где температура воды превышает 20 °С. Они в основном состоят из нерастворимых соединений кальция, выделяемых животными — кораллами, а также красными и зелеными водорослями при фотосинтезе. Разнообразие и сложное строение коралловых рифов привели к тому, что в них обитает более трети всех видов морских рыб и многочисленные другие морские организмы.Считают, что коралловые рифы играют особую роль в поддержании солевого состава океанических вод.

         Открытый океан.Он отделяется  от прибрежной зоны областью  резкого увеличения глубин у  края континентального шельфа. На  его долю приходится только 10% биомассы океанических растений  и животных, и безбрежные просторы  глубоководья можно считать полупустынными. Однако благодаря огромной протяженности  открытый океан — это основной  поставщик чистой первичной биологической  продукции на Земле. 
В пределах открытого океана выделяют три зоны, основным различием которых является глубина проникновения солнечных лучей.

         Экосистемы континентальных стоячих  водоемов 
Континентальные стоячие (непроточные) водоемы включают в себя экосистемы озер, водохранилищ, прудов, луж, а также болот. Жизнь стоячих вод или лентической среды (от лат. lentus — спокойный) зависит от площади поверхности и глубины водоема, региональных климатических условий и химического состава воды.

          Озера.На дне озер различают  последовательную смену концентрических  зон, а также две группы жизненных  форм растений: бентосную и фитопланктонную.Бентосные  растения.Они развиваются, прикрепившись  или укоренившись на дне. Эту  группу также называют погруженной  водной растительностью. Они выживают  в бедной биогенами воде, так  как получают необходимые элементы  из донных отложений, однако  нуждаются в проникновении сквозь  толщу воды достаточного для  фотосинтеза количества солнечного  света.Фитопланктон (планктон) состоит  из множества видов водорослей  и представляет собой отдельные  клетки, их скопления или «нити», которые держатся вблизи поверхности  воды или прямо на ней. Очевидно, что мутная вода мало на  них влияет, их большое количество  является важнейшей причиной  помутнения. Фитопланктон не связан  с дном, поэтому должен получать  биогены из воды. При недостатке  в воде биогенов его развитие  замедляется.

         Болота.Это участки суши, покрытые  в определенные периоды времени  небольшим слоем воды и более  или менее высыхающие в другое  время. Согласно другому определению,  болото — переувлажненный участок  поверхности земли, характеризующийся  накоплением в верхних горизонтах  мертвых неразложившихся растительных  остатков, превращающихся затем  в торф. При слое влажного торфа  более 0,3 м — болото, менее 0,3 м — заболоченные земли.Болота  умеренных и высоких широт  — это своеобразные «ловушки»  органического углерода, в которых  происходит его накопление и  захоронение в виде неполностью  разложившихся остатков растительности, образующих торф. Переувлажненные  земли более характерны для  тропических районов, и торф  в них не накапливается. 
Болота, расположенные вдоль русел рек и особенно в устьях, во время паводков принимают избыточную воду, обогащенную илом и биогенами. При движении воды по болотам ил и связанные с ним биогены оседают, а вода очищается по мере просачивания в грунтовые воды. Таким образом, важнейшей ролью болот является фильтрация воды перед тем, как она попадает в озера, заливы, эстуарии, грунтовые воды. 
Болота, обогащенные биогенами, представляют собой самые продуктивные экосистемы, в которых обитают стаи водной дичи и многие другие животные. Общая площадь болот и переувлажненных земель на планете составляет примерно 3 млн км2. Больше всего болот в Южной Америке (почти половина) и Евразии, совсем мало — в Австралии. Болота и заболоченные территории есть во всех географических зонах, но особенно много их в тайге.В нашей стране болота занимают около 9,5% территории, причем особую ценность представляют торфяные болота, аккумулирующие в себе значительные запасы теплоты.

          Эвтрофикация водоемов.Качественный  и количественный состав биоценоза  и особенности питания (степень  трофности) в озере обусловливаются  химическим составом воды.Олиготрофные  озера (от греч. oligos — незначительный, бедный, trophe — питание, пища). Их  воды бедны минеральным азотом  и особенно фосфором, встречающимся  в виде следов. Благодаря низкой  плотности биоценоза в воде  присутствует много кислорода,  а содержание С02 невелико, вследствие  чего, в частности, отмечается  нерастворимость соединений железа. Вода прозрачная, синего или зеленого  цвета. К такому типу относят  глубокие озера с песчаными  берегами. 
          Кислород из атмосферы растворяется в воде крайне медленно. Следовательно, бентосные растения не только обеспечивают пищу и убежище водным животным, но и поддерживают необходимую концентрацию растворенного 02 на глубине, выделяя его непосредственно в воду. В результате в водоеме, обедненном питательными элементами, может существовать богатый, разнообразный биоценоз из рыб, моллюсков и бентосных растений, которыми они питаются.Эвтрофные озера (от греч. ей — хорошо). Их воды богаты азотом и фосфором. Обилие организмов ведет к истощению кислорода в глубинных слоях во время фаз застоя . Вода малопрозрачная, от зеленоватокоричневой до коричневой. Для таких озер характерны небольшие глубины, благоприятствующие образованию широких поясов прибрежной растительности.Дистрофные озера. Это неглубокие озера с берегами, поросшими торфообразующими растениями. Вода малопрозрачна, окрашена в бурый цвет гуминовыми веществами; кислород в дефиците; реакция воды слабо кислая.Между этими типами озер существуют все переходные стадии. Кроме того, одно и то же озеро (пруд) может переходить из одного типа в другой.

        Эвтрофикация водоемов — обогащение водоема биогенами, стимулирующее рост фитопланктона.Результатом является помутнение воды, гибель бентосных растений, снижение концентрации растворенного кислорода, недостаток его для глубоководных рыб и моллюсков. Эвтрофикация может происходить даже в медленно текущих пресных водах. Чем больше органических веществ поступает в озеро, тем больше требуется кислорода1 для перевода их в неорганические соединения. 
Она представляет собой смену богатой экосистемы, основанной на бентосной растительности, на простую, основанную на фитопланктоне.В геологических масштабах времени водоемы постоянно обогащаются биогенами и заполняются поступающими с суши наносами. За многие столетия в озере накапливаются ил и детрит, постепенно заполняющие первоначально глубокую чашу озера.

        Эвтрофикация. 
Это составная часть естественного процесса, называемого сукцессией. За несколько тысяч лет озеро может измениться естественным путем и превратиться из олиготрофного в эвтрофное, или, иначе говоря, «состариться». Однако антропогенная деят льность приводит к аналогичным последствиям всего за несколько десятилетий. Поэтому принято говорить об антропогенной эвтрофикации, противопоставляя ее естественной. 
         Эвтрофикация — хороший пример того, что не все негативные проблемы современности связаны с промышленным выбросом «ядовитых» соединений, ибо в рассматриваемом случае часто причиной является поступление в природную экосистему таких «безвредных» веществ, как частицы почвы и питательные вещества. На данном примере отчетливо видно, что изменение любого экологического фактора может нарушить равновесие в экосистеме.

Список  литературы:

1.Гальперин М.В.Общая экология. М.: Форум-Инфра-М. 2007.»

2. http://ecolog.at.ua/publ/2-1-0-21

3.http://ru.wikipedia.org/