Континентальные водоемы Солевой барьер и главные процессы

Континентальные водоемы

Солевой барьер и главные процессы в зоне смешения речных и морских вод на схематическом разрезе через эстуарий I - пресные воды; II - солоноватые воды; III - соленые воды

Области концентрации осадочного вещества на берьере река-море ("пробки") 1 - иловая пробка (максимальная концентрация взвеси, значительно превышающая исходную речную); 2 - органо-минеральная (флоккуляция фулиево-кислот и гуминовых кислот растворенных в речной воде на контакте с морской водой, соосаждение растворенного железа и др. ); 3 - биологическая пробка -расцвет фито- и зоопланктона солоноватых вод.

Главные биологические процессы на барьере а - массовое развитие фитопланктона; б - массовое развитие зоопланктона (фильтраторов); в - массовое развитие бентоса (донных фильтраторов). Типичные концентрации взвешенных веществ в воде на рисунке даны в рамках (в мг/л)

а - массовое развитие фитопланктона; б - массовое развитие зоопланктона (фильтраторов); в - массовое развитие бентоса (донных фильтраторов). Типичные концентрации взвешенных веществ в воде на рисунке даны в рамках (в мг/л)

ПРАВИЛО МИНИМУМА ВИДОВ Ремане Парадокс солоноватых вод, согласно которому минимум разнообразия морских и пресноводных видов животных наблюдается, как правило, в экотонной зоне (при солености 5 8‰); это правило известно и как «эффект Ремане» (Remane, 1948). Адольф Ремане Adolf Remane (1898 -1976)

Лагуны Озеровидные водоемы, отшнуровавшиеся морские заливы, отделенные от моря наносными косами, атоллами, коралловыми рифами или соединяющиеся с морем узкими проливами.

Лагуны Наибольшее количество прибрежных лагун (вдвое выше среднемирового показателя) расположено на о. Сахалин. При общей протяженности береговой зоны Сахалина 2670 км на долю лагунных берегов, участков с отдельными лагунами и формами рельефа лагунного генезиса приходится 516 км, или 19%. На побережье Сахалина расположено около тридцати крупных и малых лагун, соединенных проливами с Охотским и Японским морями. Северо восточное побережье острова, по сути, почти полностью сложено лагунными формами рельефа.

Лагуны Площадь лагун – 0. 4% поверхности земли Суммарная первичная продукция – 2. 5% Площадь шельфа 5. 3% поверхности земли Суммарная первичная продукция – 8. 9% Превышает в 3. 5 раза Суточная продукция бореальной части Тихого океана 850 мг. С/м 2

Эстуарии На границе континентальных и морских водоемов располагаются воронкообразные устья рек, расширяющиеся при впадении в моря и океаны. Эти водоемы подвержены действию океанических приливов и отливов и характеризуются смешением пресных и соленых вод. Эстуарии рассматриваются как переходные зоны, или экотоны, между морскими и пресноводными местообитаниями.

Распределение солености в эстуарии Фронт солености сдвигается к берегу и от берега в зависимости от фазы прилива

ОСНОВНЫЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ В ЭСТУАРия Ш Пониженная и очень изменчивая соленость. Пресная вода растекается по поверхности и формирует языки пониженной солености. Более тяжелая соленая вода распространяется вдоль дна, причем уровень поднимается и опускается вместе с приливными циклами. В реальных условиях зависит от рельефа дна, скорости течения реки и других факторов. Ш Недостаток кислорода. Дно эстуариев вязкое, так как здесь оседает большая часть взвеси, которую несет река. Бактерии редуценты, разрушающие органическое вещество быстро используют кислород в осадках, на глубине в несколько сантиметров возникают анаэробные условия. В глубоких эстуариях с мелководными входными порогами водообмен глубинных вод с океаном затруднен, и дефицит кислорода возникает не только на дне, но и в нижних слоях воды. Ш Колебания температуры. В эстуариях, имеющих небольшую глубину и большую площадь водного зеркала, колебания температуры могут быть весьма значительными. Ш Низкая прозрачность воды. Реки несут очень много взвеси. Взвесь забивает фильтрующие аппараты животных, особенно чувствительных к взвеси убивает. ( кораллы отсутствуют). Из за низ кой прозрачности первичная продукция возможна только в самом верхнем слое.

ОСНОВНЫЕ АДАПТАЦИИ В ЭСТУАРия • Эстуарные организмы выработали разнообразные адаптации к изменению солености. Когда соленость падает, часть видов уплывает, уходит, зарывается и прячется в раковины. • Многие беспозвоночные стали осмоконформными: при изменении солености соответственно изменяется концентрация солей в их полостных жидкостях. • Моллюски, полихеты, членистоногие и ракообразные осморегуляторы и способны в определенной степени поддерживать постоянную концентрацию солей полостных жидкостей, выводя избыток жидкости из организма. • Основные обитатели эвритермные животные.

Экологические группы, населяющие эстуарии Толщина полос соответствует числу видов

Население эстуариев • Настоящие пресноводные виды, которые встречаются в самых распресненных водах, не выносят изменений солености и не могут жить на большей части акватории. • Эндемичные солоноватоводные виды - виды, живущие только в эстуариях. • Исходно морские, приспособившиеся к изменениям солености ( эвригалинные), выдерживают колебания солености в широких пределах(большинство). • Настоящие морские виды, которые встречаются у морских границ эстуариев, не выносят изменений солености (стеногалинные) и не могут жить на большей части акватории.

Лиман Полузамкнутый прибрежный водоем, свободно соединяющийся с морем, подверженный действию приливов и отливов. Высокопродуктивные экосистемы.

Мангры

Мангры – особые сообщества эстуарных зон Цветковые растения, адаптированные к жизни на литорали, формирующие настоящие леса. Мангры растут вдоль защищенных от прибоя участков берега, где преобладают илистые грунты. Считается, что около 60 70% всех тропических побережий окаймлено манграми. Наиболее обычны красные мангры (Rhizophora mangle), растущие вдоль тропического побережья Центральной Америки. Другие представители того же рода встречаются в тропиках вместе с черными (Avicenna germinans) и белыми (Laguncularia racemosa) манграми. Эти растения имеют растущие вверх из земли неразветвленные выросты корней, которые используются для дыхания. Если приливы распространяются далеко вверх по эстуариям, то мангровые леса могут удаляться от берега на расстояние нескольких сотен километров (индонезийские острова).

Проточные водоемы или лотическая среда

Речная система совокупность всех рек, сбрасывающих свои воды через главную реку. Речной бассейн часть суши, занятая речной системой и отделенная водоразделами от других участков

Карта схема бассейна реки Хилок

Долина реки, ложе реки, тальвег, коренное русло (межень), пойма

Деление реки по поперечному течению Рипаль – прибрежная часть, медиаль – срединная часть реки, стрежень – участок реки с наибольшей скоростью течения

Реки Дальнего Востока • Всего 124 тыс. рек в Приморье • 17 000 рек длиной свыше 10 км • Основная часть рек горные • Амур – самая крупная река (3 е место по длине, 4 е по площади бассейна)

• Основная особенность мелких лотических водоемов заключается в том, что в них отсутствует планктон. Типичные ручьи таёжной зоны обладают довольно быстрым течением, поэтому неприкреплённые организмы вымываются в более крупные водотоки или заводи. Смываются и мелкие частицы грунта, обнажая галечниковое или валунное дно.

В мелких водотоках каменистые грунты создают особую экологическую зону, называемую ритралью. Ее населяет ритрон - сообщество организмов, связанных с каменным ложем.

В начале пресного водотока главным источником питания консументов является органическое вещество, созданное вне ручья. В основном это листва деревьев, растущих на берегах ручья. Равноногие (Amphipoda), и, относящиеся к семейству Бокоплавы (Gammaridae), очень похожи друг на друга. Это всеядные живот-ные, которые могут взмучивать детрит, отбирая пищевые частицы, ощипывать падаль, изгрызать растительный опад. Несмотря на то, что это любимая пища рыб, особенно молоди лососей, а также многих других хищников, бокоплавы в изобилии встречаются в ритрали, совершая стремительные броски от камня к камню даже против течения.

Ритрон личинок комаровзвонцов (хирономид), домики ручейников

Ритрон личинок комаровзвонцов (хирономид),

Гидра

Limnea stagnalis

Температура воды и скорость течения - ведущие факторы, определяющие состав сообщества ручья и малой речки. Её ширина и расход воды играют подчинённое значение.

Экосистема плёса Потамаль это место, где течение ослабевает настолько, что илы, смытые выше, осаждаются на дно и формируется экосистема плёса (потамали).

Большой рекой будем считать водоток, в котором существует достаточное количество планктона. Большие реки имеют постоянный сезонный паводок, который способствует формированию прирусловых озёр. Высокая вода выносит на пойму илы, благодаря чему берега медленно растут вверх с образованием "прирусловых валов".

Стоячие водоемы или лентическая среда

Лимнология

Классификация озер • Дистрофные озера: темноводные, гуминовые и болотные. озер • • • торфянистые, величина р. Н в них низка, со временем такие с превращаются в торфяные болота. б) Глубокие древние озера с эндемичной фауной. Известнейшее древнее озеро — Байкал. Это самое глубокое озеро мира образовано при движениях земной коры в мезозойской эре (эпоха рептилий). 384 видов членистоногих, среди которых 291 вид бокоплавов, 98% эндемичны (нигде больше не встречаются). Из 36 видов рыб 81 % — эндемики. в) Соленые озера пустынь. Эти озера расположены в размывах осадочных пород в областях с аридным климатом. Характерны для Анд (Боливия). Ведут прямую добычу соли. Характерен листоногий рачок Artemia. г) Щелочные озера пустынь встречаются в районах с аридным климатом, в осадках вулканического происхождения, характеризуются высокими величинами р. Н и высокой концентрацией карбонатов. д) Вулканические озера. Кислые или щелочные озера в районах активной вулканической деятельности. Вода в эти озера поступает из магмы. Характерны экстремальные химические условия и ограниченное население. • е) Химически стратифицированные, меромиктические озера. • ж) Полярные озера. Поверхностная температура ниже 4 °С или повышается только в короткий летний период, когда озеро свободно ото льда и в нем происходит циркуляция воды.

рачок Artemia Гипергалинные озера ( «континентальные» ) образовались изначально на суше, другие отделившиеся морские лиманы. Фауна озер бедная – планктонные фильтрующие беспозвоночные (коловратки, ракообразные) и по большей части нехищные донные животные (бокоплавы и другие ракообразные, многощетинковые черви, личинки комаров, жуки). . В самом соленом (184 340%0) оз. Кояшское (Крым) встречались лишь представители зоопланктона – рачок Artemia Численность животных, их биомасса и количество видов в озерах зависели в первую очередь от величины первичной продукции. Вторым по значимости фактором оказалась соленость: при увеличении солености видовое богатство, напротив, снижалось вплоть до полного исчезновения донных животных.

Tемпературная дихотомия • Температурная дихотомия и плотностная стратификация воды. • Весной холодная поверхностная вода нагревается до 4°С и, становясь наиболее плотной, начинает погружаться вглубь, а на ее место снизу поднимается менее плотная вода. В результате возникшей циркуляции в водоеме наступает гомотермия, когда температура во всей массе воды становится одинаковой, равной 4°С. С дальнейшим повышением температуры поверхностные воды, становясь менее плотными, не погружаются вглубь и постепенно прогреваются все больше, так что температурная дихотомия усиливается. Наступает летняя стагнация. Осенью поверхностные воды, охлаждаясь и становясь более плот ными, начинают опускаться вглубь, и процесс перемешивания идет до тех пор, пока не наступит новая, осенняя гомотермия. Ког да поверхностные воды начнут охлаждаться ниже 4°С, они как менее плотные больше не опускаются вглубь, осенняя циркуляция заканчивается, и в водоеме снова устанавливается температурная дихотомия. Наступает зимняя стагнация.

• В 1892 г. Ф. Форель по особенностям температурного и циркуляционного режима выделил три типа озер: умеренные (полная циркуляция весной и осенью), тропические (циркуляция зимой, у поверхности всегда О>4°С) и полярные (циркуляция летом, всегда t<4°С). • В 1936 г. С. Иосимура предложил более сложную градацию, выделив озера тропические (у поверхности t=20— 30°С, термоклин выражен слабо, нерегулярные циркуляции зимой), субтропические (T>4°, термоклин отчетливый, циркуляция зимой), умеренные (t>4° летом, <4° зимой, годовая амплитуда велика, термоклин выражен сильно, циркуляция весной и осенью), субполярные