тест. Канева Л.Ф. - Тема 7. Реферат по учебной дисциплине Экология водных экосистем
 Скачать 183.42 Kb.
|
|
Минобрнауки России Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Сыктывкарский государственный университет имени Питирима Сорокина» (ФГБОУ ВО «СГУ им. Питирима Сорокина») Институт точных наук и информационных технологий Кафедра инженерной физики и техносферной безопасности РЕФЕРАТ по учебной дисциплине: «Экология водных экосистем» Тема работы: «Континентальные водоемы, общие закономерности состава, распределения и функционирования населения в разных типах водоемах и основы их классификации». Выполнила студентка группы 122-Тбз Канева Л.Ф. Проверил: преподаватель Доровских Г.Н. Сыктывкар 2022 г. СОДЕРЖАНИЕ ВвЕДЕНИЕ 3 I. Сообщества стоячих водоемов - лимническая среда 4 II. Население континентальных водоемов 8 14 Список литературы 15 ВвЕДЕНИЕ Пресноводная среда, или Среда континентальных водоемов занимает небольшую часть гидросферы, но значение её огромно. Во-первых, это самый дешевый источник пресной воды для бытовых, промышленных и сельскохозяйственных нужд. Во-вторых, это самых дешевых способ утилизации жидких отходов. В-третьих, из-за дефицита пресной воды, она является узким местом в гидрологическом цикле. Особенности и лимитирующие факторы пресноводной среды. 1. Пресноводная среда прерывиста. Водоемы отделены друг от друга сушей, и подчас соседние водоемы могут содержать разные биоты. 2. Соленость водоемов колеблется в широких пределах, но обычно не превышает 0,5 г/л. Для континентальных водоемов существует иной, чем для моря термин - минерализация, которая может доходить до 300 г/л. Состав солей различен. Есть гидрокарбонатные, сульфатные, хлоридные типы водоемов. 3. Континентальные водоемы испытывают дефицит биогенов. Например, в Волге количество фосфатов измеряется сотыми долями миллиграммов в литре; нитраты составляют всего 1,3 мг/л; нитриты - 0,5 мг/л; солей аммония - 0,33 мг/л. Для благополучного развития водорослей в водоемах должно соблюдаться определенное соотношение фосфора и азота - 15/10, так называемое стехиометрическое соотношение. По количеству биогенов, находящихся в воде, водоемы делятся на олиготрофные, с содержанием углерода 0-30 гС/м2, мезотрофные - 30-100 гС/м2, эвтрофные - 100-250 гС/м2. 4. Пресноводные водоемы в противоположность морям, как правило, испытывают дефицит кислорода и двуокиси углерода. 5. Различные частицы, взвешенные в воде, лимитируют проникновение света, в связи с чем, зона фотосинтеза часто ограничена очень небольшой глубиной от нескольких сантиметров до 40 м, например, в озере Байкал. 6. Континентальные водоемы более вариабельны по температурному диапазону. Некоторые реки и озера могут полностью промерзать, в других гидробионты обитают при температуре 80С. Всю гидросферу континентов можно условно разделить на 2 группы: - лимническая среда (стоячие и медленно текущие водоемы); - лотическая среда (быстро текущие воды). I. Сообщества стоячих водоемов - лимническая среда Лимническая среда включает в себя озера, водохранилища, болота, пруды. Озера представляют собой котлованы, заполненные водой. По происхождению различают тектонические, карстовые, эоловые, ледниковые или иного происхождения. Например, Сарезское озеро было образовано в результате землетрясения, когда в один момент ущелье горной реки было перегорожено скальными породами. Лиманы Азовского моря отгорожены от основной акватории низкими намытыми перемычками. В структуре озера различают следующие элементы (Рис.1). Углубление в земле, именуемое котловиной озера, обычно образовано подводной террасой, которая характеризуется слабым понижением суши, далее следует свал, который имеет более крутой угол понижения. Постепенно свал переходит в котел, который занимает большую часть озера. Соответственно перечисленным зонам в озерной бентали принято выделять литораль - прибрежное мелководье, которое простирается до нижней границы распространения донной растительности и профундаль, охватывающей остальную часть озерного дна. Водная толща выше компенсационной точки называется лимнической зоной. Глубже, где фотосинтез становится неэффективным, выделяется профундальная зона. По водному режиму озера бывают сточными и бессточными. По степени минерализации различают пересоленные, соленые, солоноватые и пресные озера.  Рис.1.Экологические зоны озера Условия жизни в озерах зависят от движения воды, температуры, света, количества растворенных веществ и характера грунтов. Движение воды в озерах обычно слабо выражено, но всегда имеется. Во-первых, это конвекционные движения (более плотная холодная вода опускается вниз). Во-вторых, это циклонические и антициклонические вихри. Так в зоне пониженного или повышенного давления возникает искривление уровня озера - денивеляция. На поверхности воды генерируются вихри и круговые течения против часовой стрелки в северном полушарии и по часовой в южном. При циклоническом движении в зоне пониженного атмосферного давления вода подается вверх и растекается по поверхности к берегам. При антициклоническом движении поверхностные воды устремляются вглубь и вглубине расходятся к берегам. В-третьих, это ветровая денивеляция, когда ветер сгоняет поверхностную воду к одному из берегов, так называемые сгонно-нагонные явления. С ветровой денивеляцией связаны и так называемые сейши - стоячие колебательные движения водной массы. После нагонного ветра уровень воды, поднятый выше нормального, возвращается, но по инерции поднимает воду у противоположного берега и так до тех пор, пока не вернется к исходному состоянию. Температурный режим озер зависит от географического положения и особенностей циркуляции. В озере различают верхний слой воды, подверженный сезонным температурным колебаниям - эпилимнион, слой температурного скачка - металимнион и слой, у которого степень нагретости от зимы к лету мало меняется, - гиполимнион (Рис. 1). В большинстве равнинных озер летом и зимой наблюдается температурная дихотомия и, соответственно, плотностная стратификация водоемов. При плотностной стратификации нарушается циркуляция воды, и это может привести в озерах к заморным явлениям в гиполимнионе, если последний находится глубже компенсационной точки. Весной холодная вода поверхности нагревается до 4С, становится более плотной и погружается вглубь. На ее место снизу поднимается более теплая вода. В результате возникшей циркуляции в водоеме наступает весенняя гомотермия. С дальнейшим повышением температуры поверхностные воды становятся менее плотными, не погружаются вглубь, и наступает летняя стагнация. Осенью поверхностные воды охлаждаются до тех пор, пока не наступит осенняя гомотермия. Когда поверхностные воды охлаждаются ниже 4С, в водоеме наступает зимняя стагнация. Условия в стратифицированных водоемах тесно связаны с глубиной проникновения света. Если компенсационная точка находится глубже термоклина, в гиполимнионе возможен фотосинтез и в нем, несмотря на стагнацию, вырабатывается вполне достаточно кислорода для жизнедеятельности гидробионтов. Прозрачность некоторых олиготрофных озер может достигать 40 м. Если компенсационная точка находится выше термоклина, гиполимнион престает снабжаться кислородом, и в нем может возникнуть замор. Растворенные соли в пресных озерах в основном представлены карбонатами кальция, в соленых - сульфатами и хлоридами. Обычно минерализация воды в пресных озерах не превышает 0,5 %о, в пересоленных достигает 300 %. Иногда встречаются озера, соленость которых резко меняется в горизонтальном (оз. Балхаш) или вертикальном (оз. Могильное) направлениях. По количеству солей фосфора и азота выделяют эвтрофные, олиготрофные и дистрофные озера. Окисляемость воды в олиготрофных озерах колеблется в пределах 1-2 мгО2/л, в дистрофных она может подниматься до 60 мгО2/л. В слабоминерализованных озерах вода обычно нейтральная, в дистрофных - как правило, имеет кислую реакцию. Озерные грунты делятся на автохтонные и аллохтонные. Первые образуются в самом озере в результате отложения на дне продуктов разрушения берегов и остатков отмирающих организмов. Вторые приносятся реками и другими агентами. В грунтах озер много органики: до 89% в оз. Телецкое, до 93,4% в оз. Пиявочное в Калининградской области. При отсутствии кислорода богатые органикой грунты преобразуются в жидкую, воскоподобную коллоидную массу - сапропель. II. Население континентальных водоемов Продуценты континентальных водоемов представлены фитопланктоном и фитобентосом.  Рис.2. Зеленые водоросли пресноводного фитопланктона: 1- Actinastrum handzschii, 2- Chlamydomonas proboscigera, 3- Pediastrum simplex, Scenedesmus quadricauda, 5 - Closterium leibleinii, 6 - Volvox aureus, 7 - Euastrum divaricatum, 8 - Cosmarium subtumidum, 9 - Staurastrum gladiosum Пресноводный фитопланктон отличается от типично морского огромным разнообразием синезеленых и зеленых водорослей. Особенно многочисленны среди зеленых вольвоксовые и протококковые: виды хламидомонад (Chlamidomonas), вольвокса (Volvox), педиаструма (Pediastrum), сценедесмуса (Scenedesmus), актинаструма (Actinastrum). В водах с очень мягкой водой, в Ростовской области не встречающейся, многочисленны десмидиевые: виды космариума (Cosmarium), стаураструма (Staurastrum), клостериума (Closterium), эуаструма (Euastrum) (Рис.2). Среди синезеленых многочисленны виды анабены (Anabaena), микроцистиса (Microcystis), афанизоменона (Aphanizomenon), глеотрихии (Gloeotrichia) и др. (Рис.3).  Рис.3. Пресноводные планктонные синезеленые водоросли Видовое разнообразие диатомовых в пресных водоемах меньше чем в море, но по продуктивности на единицу поверхности роль диатомовых в пресных и морских водах в среднем сопоставима.  Рис.4. Пресноводные планктонные диатомовые В наиболее типичном виде пресноводный фитопланктон как по составу и экологии, так и по продукционным свойствам представлен в озерах умеренной зоны. Для них характерны такие виды диатомовых как мелозира (Melosira), астерионелла (Asterionella), табеллярия (Tabellaria), фрагиллярия (Fragillaria), циклотелла (Cyclotella), бациллярия (Bacillaria) (Рис.4). В пресноводном фитопланктоне значительно беднее (качественно и количественно) представлены динофитовые. Обычны среди них виды церациума (Ceratium), и перидиниума (Peridinium). В пресных водах отсутствуют кремнежгутиковые и очень редки кокколитофориды, зато другие жгутиковые представлены здесь разнообразно и нередко в большом количестве. В основном это хризомонады: виды динобриона (Dinobryon), малломонаса (Mallomonas), а также эвгленовые - эвглена (Euglena), трахеломонас (Trachelomonas), и факус (Phacus), первые -преимущественно в холодных водах, вторые - в теплых (Рис.5).  Рис.5. Пресноводные планктонные водоросли: А - золотистые; В - динофитовые; С - эвгленовые В каждом отдельном водоеме в зависимости от физических и химических особенностей режима и от сезона года преобладает одна или другая из перечисленных групп водорослей, а в периоды очень интенсивного развития нередко господствует всего один вид. В мелких временных водоемах - лужах, выкопанных ямах - весьма обычны мелкие вольвоксовые из рода хламидомонас (Chlamydomonas) (Рис.2), от массового развития которых вода окрашивается в зеленый цвет. Фитопланктон как в систематическом плане, так и по продуктивности подвержен значительным сезонным колебаниям. Так в пресных водоемах весной и осенью, когда перемешиваются воды эпи- и гиполимниона - наступает обильное развитие фитопланктона, называемое цветением. Весной это диатомовые, а осенью - синезеленые. Фитобентос в пресных водоемах представлен, в основном цветковыми растениями. Прибрежная растительность, приспособленная к условиям избыточного увлажнения, входит в группу так называемых гигрофитов (Рис.6; I). Растения, живущие в полупогруженном состоянии, составляют группу гелофитов. Полностью погруженные растения называются гидрофитами. В эту группу входят как укореняющиеся, так и находящиеся во взвешенном состоянии макроскопические растения - плейстон (Рис. 6; VI).  Рис.6. Прибрежно-водная растительность континентальных водоемов: I - гигрофиты: осока, полевица; II - низкие полупогруженные растения: 3- частуха подорожниковая, 4-сусак зонтичный; III - высокие полупогруженные растения: 5- камыш озерный, 6 - рогоз широколистный, 7 - тростник обыкновенный; IV - укореняющиеся растения с плавающими листьями: 8 - кувшинка белая, 9 - чилим; V - укореняющиеся погруженные растения: 10 - валлиснерия; VI - плейстон: 11 - роголистник, 12 - элодея Среди пелагических животных пресных вод, зоопланктон представлен многочисленными низшими ракообразными: ветвистоусые (дафнии, цериодафнии), водяные ослики, мизиды, личинки рыб, коловратки (Рис.7). Для пресных водоемов характерны личинки насекомых. Это хищные личинки стрекоз, жуков плавунцов. Наибольшего богатство зоопланктон достигает в середине лета, сразу после массового весеннего цветения воды. К концу лета его биомасса обычно снижается. Коловратки появляются перед ракообразными и раньше ракообразных перестают играть в зоопланктоне водоемов ведущую роль. В озерах наибольшая численность и биомасса зоопланктона наблюдается в теплое время года, причем в разные сезоны года характер вертикального распределения несколько меняется. В наибольшей степени вертикальная стратификация наблюдается в теплое время года, в наименьшей - в зимнее.  Рис.7. Зоопланктон пресных вод: Коловратки: 1-Asplanchna; 2-Notholca; веслоногие: 3-Macrocyclops; ветвистоусые: 4-Diaphanosoma; 5-Daphnia; 6-Bosmina; 7-Acantholeberis. Нектон представлен в основном костистыми и костнохрящевыми рыбами. Рыбы, встречаемые в реках, делятся на проходных (лосось, осетр, белуга, севрюга, семга), полупроходных (тарань, усач, лещ) и жилых, или туводных (густера, щука, форель, судак, налим, окунь). Ихтиофауна озер в основном представлен жилыми, озерно-речными и полупроходными рыбами. В олиготрофных водоемах преобладают лососевые: форель, сиг, ряпушка, таймень, хариус, ленок. В эвтрофных обычны карповые: лещ, плотва, карась, сазан. По видовому разнообразию наиболее богато рыбное население олиготрофных водоемов, хотя в количественном отношении оно беднее, чем в озерах эвтрофных. Кроме рыб нектон представлен также лягушками, тритонами, водяными змеями, черепахами. Из млекопитающих обычны водяная крыса, бобр, ондатра, выхухоль, выдра. В Новом Свете в реках встречаются речные дельфины, сирены. В тропиках к нектону можно отнести крокодилов, аллигаторов. Реофильный бентос представлен в основном животными. Формирование прибрежных зарослей тормозится постоянным размыванием берегов, приводящих к отрыванию и гибели растений. В донной фауне встречаются мизиды, пиявки, полихеты, планарии, моллюски Dreissena polymorpha, Ancylus fluviatilis, Unio и др. Из ракообразных следует отметить длиннопалого речного рака Astacus leptodactylus, достигающего в длину 25 см. Разнообразны личинки насекомых: симулид, ручейников, поденок и веснянок (Рис.8).  Рис.8. Реофильный зообентос: 1-личинка стрекозы Gomphus; 2-личинка поденки Geptagenia; 3-личинка веснянки Nemura; 4-речная лунка; 5-личинка двукрылого Blepharocerus; 6-мизида Ульского; 7-личинка ручейника Brachycentrus. Зообентос озер (Рис.9) наиболее богат в литорали и наименее в профундали. Однако прибойная полоса заселена менее обильно и более однообразно. Поскольку условия жизни здесь мало благоприятны из-за отсутствия водорослей и высокой подвижности грунта. Здесь обильны водяные ослики Asellus и водяные блохи Gammarus. Там где прибоя нет, грунт стабилизируется, происходит его заиление и зообентос становится намного обильнее. В большом количестве здесь встречаются олигохеты Tubifex, личинки комаров Chironomus, поденки Ephemera, моллюски Pisidium Довольно богат в озерах зоонейстон и зооплейстон. По поверхности бегают клопы-водомерки, жуки-вертячки. Снизу под поверхностную пленку подвешиваются личинки комаров Сulex, бегают клопы Notonecta, скользят моллюски Lymnaea. Благодаря обильной прибрежно-водной растительности литораль заселена перифитонными животными. Брюхоногие моллюски, личинки стрекоз, коловратки, плоские черви, мшанки, гидры и личинки двукрылых прикрепляются к стеблям и листьям водных растений.  Рис.9. Фауна литорали и профундали пресных водоемов (по Одуму, 1975): 1-водяной клещ Hydracarina; 2-Gammarus; 3-водяной ослик Asellus; 4-жук-плавунец Dytiscus (4а-имаго, 4б-личинка); 5-личинка комара Culex pipiens; 6-нимфа поденки Clцeon; 7-нимфа поденки Caenis; 8-хищная нимфа стрекозы Aeschna; клопы: 9-Ranatra; 10-Notonecta; 11-личинка комара Chironomus; 12-личинка коретры Chaoborus; 13-красный кольчатый червь Tubifex, живущий в построенных им трубочках;14-нимфа стрекозы красотка-девушка Lestes; 15-прудовик Lymnaea. Список литературы 1. Константинов П.С. Общая гидробиология. - М.: Высшая школа, 2012. - 472 с. 2. Фукарек Ф. Растительный мир Земли: в 2 томах. - М.: Мир, - 2002.- 382 с. 3. Жизнь растений: в 6 томах - М.: Просвещение. - Т. 3: Водоросли лишайники / Под ред. М.М. Голлербаха. - 2007. - 488 с. |