Лекционный материал по Теме 3. Файл

Типы водных экосистем и их особенности
Водная оболочка Земли представлена:
• Мировым океаном – 1370 млн. км3,
• подземными водами – 60 млн. км3,
• континентальными водоемами – 0.23 млн. км3.
Мировой океан и его население
Мировой океан принято подразделять на Тихий, Индийский, Атлантический и
Северный Ледовитый океаны с их более или менее обособленными участками –
морями. Среди морей различают:
o окраинные – широко сообщающиеся с океаном (Баренцево, Карское и др.),
o внутренние – почти со всех сторон окруженные сушей (Черное, Красное и
др.).
Средняя глубина Мирового океана составляет 3710 м, максимальная – 11022
м (Марианский желоб).
S,
млн км²
Объем,
млн км³
Средняя
глубина, м
Наибольшая
глубина, м
Моря
Атлантический океан
91,6
329,7
3 600
8742
(желоб
Пуэрто-Рико)
Балтийское, Северное, Средиземное, Чёрное, Саргассово, Карибское,
Адриатическое, Азовское, Балеарское, Ионическое, Ирландское, Мраморное,
Тирренское, Эгейское; Бискайский залив, Гвинейский залив, Мексиканский
залив, Гудзонов залив
Также относящиеся к Южному океану: Уэдделла, Скоша, Лазарева
Индийский океан
73,556
292,1
3890
7725
(Зондский жёлоб)
Андаманское, Аравийское, Арафурское, Красное, Лаккадивское, Тиморское;
Бенгальский залив, Персидский залив
Также относящиеся к Южному океану: Рисер-Ларсена, Дейвиса,
Космонавтов, Содружества, Моусона
Северный Ледовитый океан
14,75
18,1
1225
5527
(Гренландское море)
Норвежское, Баренцево, Белое, Карское, Лаптевых, Восточно-Сибирское,
Чукотское, Гренландское, Бофорта, Баффина, Линкольна
Тихий океан
169,2
710
4280
11022
(Марианский жёлоб)
Берингово, Охотское, Японское, Восточно-Китайское, Жёлтое, ЮжноКитайское, Яванское, Сулавеси, Сулу, Филиппинское, Коралловое, Фиджи,
Тасманово
Южный океан
20,327
392,1
4115
8428
(Южно-Сандвичев
жёлоб)
море Уэдделла, море Скоша, море Беллинсгаузена, море Россаа, море
Амундсена, море Дейвиса, море Лазарева, море Рисер-Ларсена, море
Лазарева, море Космонавтов, море Содружества, море Моусона, море
Дюрвиля, море Сомова
Также относящиеся к Южному океану: Дюрвиля, Сомова, Росса, Амундсена,
Беллинсгаузена
Зоны в Мировом океане
Экологические зоны бентали и пелагиали
Мирового океана
Условия жизни.
• Грунты океанов подразделяются на:
 Терригенные, или материковые – различные материалы,
приносимые с суши, являющиеся продуктами ее разрушения.
 Пелагические – образуются главным образом из трупов обитателей
толщи воды и отчасти за счет тонких неорганических частиц.
• Водная масса и гидродинамика. По
вертикали
океанические
воды
по
температурным, соленосным и некоторым
другим характеристикам разделяются на:
 поверхностные – в среднем на глубине
200-300 м;
 промежуточные – до глубин 1000-1200
м;
 глубинные – простираются до глубин
3-4 тыс. м;
 придонные воды.
Приливы бывают полусуточные, суточные
и смешанные.
Условия жизни.
• Температура. В тропической зоне температура поверхностных вод достигает
26-27۫ºС, на широте 40° опускается до 13-14° , в приполярных зонах падает до 0°
и ниже. В водах тропических и умеренных температура с продвижением в
глубину уменьшается, в полярных несколько повышается.
В связи с разной прогреваемостью поверхностных вод Мирового океана в нем
выделяют 5 температурных зон:
 Тропическая,
 Бореальная – лежит севернее от тропической,
 Нотальная – лежит к югу от тропической,
 Приполярные – арктическая и антарктическая.
• Свет. Прозрачность воды в Саргасовом море 66.5 м, в Средиземном – 60, в
Баренцевом – 45, в Северном – 23, в Балтийском – 13, в Белом – 9, в Азовском –
2.75 м.
• Соленость океанических вод очень устойчива и колеблется в пределах 3435‰. Однако основную массу солей составляют девять главных ионов, которые в
сумме дают 99,88% всех растворенных в океане соединений: Na+ - 30,61%, К+ 1,10%, Mg+ - 3,69%, Са+ - 1,16%, Сl- - 55,04%, Вr- - 0,19%, SO4- - 7,68%, НСО3+ СО3- - 0,41%.
• Кислород
Общая характеристика населения
Во всех четырех океанах распространено сравнительно
небольшое количество видов животных:
Гребневик
Beroe cucumis
Полихета
Thelepus plagiostoma
Полихета
Polydora polybranchia
рачок
Oithona similis
Общая характеристика населения
Биполярное распространение – когда гидробионты встречаются в обеих
умеренных широтах, но отсутствуют в тропиках.
Амфибореальное распространение – когда они встречаются в северных
районах Атлантического и Тихого океанов, отсутствуя в Ледовитом океане.
Амфипацифическое и амфиатлантическое распространение – когда они
встречаются в бореальное зоне вдоль побережья Тихого или Атлантического
океана, но отсутствуют в их северных районах.
1
Рачок
Balanus balanus
Моллюск
Mytilus edulis
Кит Balaena glacialis
Акула
Cetorhinus maximus
2
Морской ежик
Echinarachnius parma
Морская звезда
Сельдь
Палтус
Hyppoglossus
hyppoglossus
Население Мирового океана
Фитобентос
Взморник
Фукус
Посидония
Ламинария
Зообентос
Гидроидные полипы
Моллюски
Морской еж
Офиуры
Континентальные водоемы и их население
Континентальные водоемы, расположены в углублениях суши,
могут быть:
• естественными – реки, озера и болото;
• искусственными – каналы, водохранилища и пруды.
По солености континентальные водоемы делятся на:
 пресные,
 солоноватые,
 соленые.
Флора в пресных водах представлена в основном грибами, синезелеными, диатомовыми и зелеными водорослями, а также
цветковыми.
Фауна представлена простейшими, коловратками, олигохетами,
брюхоногими и двустворчатыми моллюсками, ветвистоусыми и
веслоногими рачками, личинками насекомых и рыб.
Реки
Водото́к – водный объект, характеризуемый
постоянным или временным движением воды в
русле в направлении общего уклона.
Реки – водоемы, водная масса которых перемещается от истока к устью
вследствие разницы их положения над уровнем моря, т.е. под влиянием
силы тяжести.
Ручей – небольшой мелкий водоток (длиной до 3-5 км) с постоянным или
временным течением.
Основываясь на продольной протяженности, условно выделяют
реки:
• самые малые (< 25 км),
• малые (26-100 км),
• средние (101-500 км),
• большие (> 500 км)
20 рек имеют протяженность > 2000 км
Реки, выносящие свои воды в океаны, моря или
озера, называются главными (3), а впадающие в них –
притоками (1 – первичные и 2 – вторичные).
Речная система - совокупность всех рек,
сбрасывающих свои воды через главную реку.
Часть суши, занятая речной системой и отделенная
водоразделами от других участков, образует речной
бассейн, а поверхность, с которой она собирает воду –
водосборная площадь.
Типы сети
водотоков
Реки обычно текут в узких
понижениях – долинах. В них
различают:
• ложе
–
наиболее
пониженная
часть
речной
долины,
• тальвег
–
линию,
соединяющую самые низкие
точки долины,
• коренное русло – углубление
в ложе, по которому вода течет
в период между половодьями,
или в межень,
• пойменное русло, или пойму, – часть дна (ложа) долины, по которой вода течет
в половодье.
В межень обсохшее пойменное русло находится над уровнем воды, образуя
пойменную террасу. Выше пойменной террасы могут располагаться в один или
несколько ярусов надпойменные трассы – прошлые более высокие залегания
реки. Линия сопряжения склона долины с прилежащей местностью получила
название бровки.
Участки по поперечному сечению русла реки:
• Рипаль - прибрежная часть
• Медиаль - срединный участок реки
• Стрежень – участок, где наблюдается наибольшая скорость течения воды
Количество воды, протекающее в единицу времени через поперечное сечение
реки, называется его расходом.
Годовой расход воды характеризует водность рек.
Для Волги расход воды = 7700 м3/с, то водность = 240 км3.
В направлении от истока к устью различают:
• верхнее течение относительно маловодное, здесь значительна крутизна уклона
и соответственно высокая скорость потока воды, наблюдается размыв ложа и
поступление продуктов его разрушения в воду;
• среднее – течение замедляется, процессы размыва и намыва примерно
уравновешивают друг друга ;
• нижнее течение реки характеризуется наносными грунтами (песок, ил),
течение замедлено.
Креналь – начало реки – родниковый ручей,
Ритраль – верховье,
Потамаль – низовье.
Эстуарий
Дельта
Лиман, образованный в
устье реки Днестр
По судьбе рек или как оканчиваются они выделяют
следующие регионы:
• Экзорхейные – регионы, где реки впадают в море.
• Эндорхейные – регионы, где реки берут начало в тропиках
и затем, поступая в пустыни, слепо заканчиваются (вода
уходит в грунт и испаряется).
• Ахейные – регионы без водотоков (пустыни).
Условия жизни в реках
Наибольшее значение для обитателей рек среди абиотических
факторов имеют:
• уровенный и паводковый режим. Уровенный режим определяется
соотношением поступления и расхода воды;
• скорость течения реки зависит главным образом от уклона ложа,
колебания уровня и величины сечения;
• прозрачность. Свет быстро угасает в речной воде, если в ней
много взвешенного материала, и доходит до дна, когда прозрачность
достаточно высока;
• температура зависит от характера питания рек, климата района,
где она протекает и различных гидрологических особенностей;
• солевой состав воды;
• характер грунта для обитателей дна;
• газовый режим.
Население рек
Реобионты – гидробионты, обитающие в реках.
Планктон рек - реопанктон
Коловратки
Инфузории
Ветвистоусые
рачки
Веслоногие
рачки
Бентос
Рдест
Веснянка
Сусак Мох фонтиналис
Ручейник
Двукрылые
Личинки стрекоз
Поденка
Мизиды
Речная лунка
Озеро
Озеро – это различной величины и формы часть
углубления поверхности суши (котловина), заполненная
водой.
Озеро – компонент гидросферы, представляющий
собой естественный или искусственно созданный водоем,
не имеющий непосредственного соединения с морем
(океаном). Озера являются предметом изучения науки
лимнологии.
Генетическая классификация озер
 Тектонические – образуются путем заполнения
трещин в земной коре.
 Вулканические – расположены в кратерах потухших
вулканов.

 Лагуны – отшнуровавшиеся
морские заливы и
лиманы – запруженные реки песчаными косами.
 Озера, возникшие при падении метеоритов
 Реликтовые
 Ледниковые – возникшие в результате таяния
ледника.
 Карстовые или провальные.
 Пойменные – отшнуровавшиеся участки бывшего
русла.
 Завально-запрудные – образуются при обрушении
части горы в результате оползней.
 Эоловые (вследствие наноса песками).
 и т.д.
По характеру водного питания различают:
• бессточные – получающие воду ключей и атмосферных
осадков, вода теряется только при испарение;
• сточные – с тем же характером питания, что и предыдущее,
но имеет сток;
• проточные, или речные – с притоком и стоком.
Озера делятся на постоянные и временные.
•
•
•
•
По размерам они делятся:
Очень большие - >1000 км2
Большие – 101-1000 км2
Средние – 10-100 км2
Малые - <10 км2.
А – по: Зернов, 1949; В – по: Ruthner, 1962; C - по: Хатчинсон, 1969
Экологические зоны котловины (бентали) озера
• литораль (прибрежная зона) – побережье и береговая
отмель, которая подвержена воздействию волн (зона, где
свет достигает дна озера);
• сублитораль – переходная зона между литоралью и
профундалью, простирающейся до нижней границы
распространения донной растительности;
• профундаль – глубинная область, расположенная в
наиболее глубокой области озерного дна, куда не проходит
волнение (имеется только в глубоких озерах);
Водная толща (пелагиаль) делится на:
• прибрежную зону , лежащую над подводной террасой,
• собственно пелагиаль – водные массы над свалом и
котлом.
По вертикали водная масса озера делиться на:
o эпилимнион – верхний слой, в котором температура
испытывает резкие сезонные и суточные колебания;
o металимнион – промежуточный слой температурного
скачка;
o гиполимнион – нижний слой, где температура на
протяжении всего года меняется слабо.
•
•
•
•
По биологической классификации пресноводные озера
подразделяются на:
эвтрофные (высококормные) относятся неглубокие равнинные озера с
хорошо выраженной литоралью и богатой растительностью. Их вода
богата питательными солями, грунты содержат много органического
вещества, и на них развивается богатая донная фауна;
мезотрофные,
олиготрофные (малокормные) озера обычно бывают расположены на
кристаллических породах, обладают значительной глубиной и
слаборазвитой литоралью. Донные отложения бедны органическими
веществами, в воде содержится мало питательных солей,
соответственно, жизнь на дне и в толще воды отличается бедностью;
дистрофные (недостаточно кормные) озера представляют собой
неглубокие заболоченные водоемы с торфянистыми отложениями на
дне. Торфянистые отложения исключают контакт воды с грунтом и
поэтому в ней содержится очень мало минеральных веществ, солей,
нужных для питания растений. Планктон и бентос в этих озерах развит
очень слабо.
Условия жизни в озерах
К важным факторам абиотической среды в озерах относятся движение воды,
температура, свет, растворенные в воде вещества и характер грунтов.
По особенностям температурного и циркуляционного режима в 1892 г. Форель
выделил три типа озер:
 умеренные (полная циркуляция весной и осенью),
 тропические (циркуляция зимой, у поверхности всегда t>4°С)
 полярные (циркуляция летом, у поверхности всегда t<4°С).
В 1936 г. Иосимура предложил более сложную градацию, выделив озера:
o тропические (у поверхности t=20-30°С, термоклин выражен слабо,
нерегулярные циркуляции зимой),
o субтропические (t>4°С, термоклин отчетливый, циркуляция зимой),
o умеренные (t>4°С летом, t<4°С зимой, годовая амплитуда велика, термоклин
выражен сильно, циркуляция весной и осенью),
o субполярные (t>4°С в середине лета, термоклин выражен слабо, циркуляция в
начале весны и лета),
o полярные (t<4°С, безледный период краток, циркуляция летом).
•
•
•
•
По солености озера делятся на:
пресные (S<0.05‰),
солоноватые (S=0.5-16‰),
соленые (S=16-47‰),
пересоленные (S>47‰).
Озерные грунты делятся на:
o автохтонные образуются в самом озере в результате
отложения на дне продуктов разрушения берегов и остатков
отмирающих организмов, которые наблюдаются на
сублиторали и особенно профундали;
o аллохтонные приносятся реками (ил, песок, гравий,
галька, валуны), ветром (пыль, песок) и другими агентами,
которые характерны для прибрежной зоны озер.
Население
Организмы,
лимнобионтами
обитающие
в
озерах,
называются
Планктон
Bosmina
Coelastrum
Asplanchna
Macrocyclops
Spirogyra
Нейстон и плейстон
Личинки жуков
Hydrophilidae
Клопы-водомерки
Gerris
Жуки-вертячки
Gyrinus
Клопы Notonecta
Бентос
Nimphaea
Рогоз
Scirpus
Sagittaria
Lymnaea
Cloeon
Hydracarina
Aeschna
Gammarus
Chironomus
Asellus
Ranatra
Tubifex
Болота
Болота – неглубокое скопление воды,
частично или полностью закрытые
сверху растительностью.
По характеру водного питания, условиям залегания и
составу растительности болота подразделяются на:
• низинные, или эвтрофные – располагаются в понижениях
рельефа, поверхность их вогнутая или плоская, в питании
играют основную роль грунтовые воды, речные заливы,
поверхностный сток и атмосферные осадки;
• верховые, или олиготрофные – находятся на повышенных
формах рельефа, имеют выпуклую поверхность, питаются
атмосферными осадками;
• переходные или мезотрофные – занимают промежуточное
положение между низинными и верховыми.
Население болот
Micrasterias
Sphagnum
Xanthidium
Macrotrix
Arcella discoides
Искусственные
водоемы
Водохранилища
– крупные водоемы с замедленным
водообменом, уровенный режим которых
искусственно изменен и постоянно
регулируется в целях накопления и
последующего использования запасов воды.
По происхождению:
• речные (Волгоградское, Киевское и другие);
• озерные (Байкальское, Онежское и др.);
• наливные
(Каттакурганское,
Тудакульское
и
др.)
сооружаются в пониженных рельефах, куда по каналам
подводят избыточные паводковые воды.
o
o
•
•
•
По конфигурации различают водохранилища:
долинные – вытянутые,
озеровидные – более широкие.
По высоте расположения:
равнинные,
предгорные,
горные.
Уровни и водные объемы водохранилища
Население водохранилищ
Планктон
диатомовые
Melosira
зеленые
Eudorina
синезеленые
Anabaena
велигеры моллюска
рода Dreissena
Бентос
кумовые рачки
Unio
мизиды
Одигохета
Limnodrilus
Пруды
– это мелкие водоемы с небольшой площадью
водного зеркала, часто спускаемые на зиму.
По происхождению пруды делятся на две группы:
•естественные – образуются или путем заполнения водой какойлибо небольшой впадины суши, или же благодаря постепенному
обмелению и зарастанию озера.
•искусственные – созданные человеком.
Искусственные пруды могут быть:
•плотинными – образуются в результате
запруживания речек и овражек;
•копаными – питаются атмосферными осадками, а также
грунтовыми водами;
•наливными – наполняются водой через специальные каналы из рек
и ручьев.
Население прудов
Планктон
зеленые
Scenedesmus
зеленые
Closterium
ветвистоусые
Moina
Бентос
личинка стрекозы
Aeschna
личинка жука
Dytiscus
моллюск
Limnaea
ветвистоусые
Scapholeberis
карась
Каналы и водоемы оросительной системы
Их сооружают в связи с перераспределением стока рек, для
орошения, судоходства, транспорта питьевой воды и других
целей.
Население. Планктон в основном стоит из водорослей,
веслоногих, ветвистоусых и ракушковых рачков, коловраток и
инфузорий. Бентофауна значительно беднее (инфузории,
олигохеты, моллюски, личинки насекомых), богаче представлен
зооперифитон.
Подземные воды
• пещерные – приурочены к крупным пустотам в земной коре,
• фреатические – заполняют трещины и капилляры глубоких
слоев земли,
• интерстициальные – капилляры между частицами
поверхностных песчанистых отложений.
Обитателями подземных вод называют троглобионтами.
Пещерные воды
В результате растворения известняков, гипса, доломитов
некоторых других горных пород в их толще возникают пустоты
– пещеры, которые часто заполняет вода.
Специфические условия:
• отсутствие света,
• сравнительно постоянная низкая
температура,
• солевой состав,
• газовый режим.
Протей
Бокоплав
Веслоногий рачок
Harpacticoida
Интерстициальные воды.
Условиям обитания в поверхностных слоях песка:
• температура грунтовой воды заметно меняется в течение дня
и на протяжении года.
• атмосферные осадки просачиваются сквозь песок, придают
интерстициальные водам известную степень проточности,
заметно влияют на солевой состав и газовый режим.
• на несколько сантиметров проникает солнечный свет, что
дает
возможность
существовать
фотосинтезирующим
растениям.
Условия обитания в глубинных интерстициальных водах:
• характеризуются высокой термостабильностью, подобно
пещерным,
• низкими температурами,
• отсутствием света,
• высокой минерализацией.
Население интерстициальных вод
Гастротрихи
Ракушковые рачки
Ракообразные
Архианнелиды
Нематоды