С. М. Стойко (Інститут екології Карпат нан україни)
 Скачать 45.61 Mb.
|
|
джерел, які значною мірою живлять підземними во- дами як озера, так і річки, то вода в них майже не змінює ні темпе- ратури, ні хімічного складу протягом усього року. Біота як холодних, так і гарячих джерел видово й популяційно небагата. Вона все-таки багатша в тих озерах, де температура води становить від 8 до 25°С. Там, де температура води значно вища, видовий склад збіднюється. Якщо, наприклад, температура води перевищує 38°С, то зникають зелені водорості. Тварини (найпростіші, нематоди, коловертки, ра- коподібні, комахи) є у водах джерел, температура яких не перевищує цієї позначки. Діатомові водорості трапляються у водах з темпера- турою до 45, синьозелені – до 60, а бактерії можуть існувати навіть при температурі 77°С. 11.3. Á³îòà áîë³ò Значні площі земної поверхні займають болота – неглибокі пе- резволожені ділянки землі, рівень води в яких періодично нижчий ×àñòèíà 2. Ðåã³îíàëüíà á³îãåîãðàô³ÿ 412 від його поверхні, частково або повністю вкриті рослинністю з до- мінуванням видів-гелофітів (грец. helos– болото). Характерною озна- кою більшості боліт та заболочених територій є утворення торфу як кінцевий наслідок біологічних процесів, що в них відбуваються. Болота утворюються внаслідок замулення й заростання озер та заболочування суходолу в пониженнях рельєфу у разі перезво- ложення. Виділяють шість геоморфологічних типів боліт: заплавні (їх поділяють ще на притерасні та плавневі), староруслові, долинні, котловинні, болота схилів, або “висячі”, та болота підніжжя схилів, які трапляються у гірських та пагорбкуватих регіонах. У кожній природній зоні переважає певний тип боліт. Зокрема, для зони мішаних лісів характерні заплавні та котловинні, для лісосте- пу – заплавні, староруслові, котловинні. У степовій зоні переважають заплавні та плавневі болота, що утворились внаслідок будівництва водосховищ та підтоплення значних земельних площ. У підніжжі гір трапляються передгірські заболочені землі, а в гірській місцевос- ті – котловинні та болота схилів. Крім поділу за геоморфологічними ознаками, болота можуть ви- різнятися за характером рослинності та розташуванням на місцевості. Зокрема, у долинах річок, місцях виходу водних джерел утворюються низинні болота, а на підвищених формах рельєфу – верхові. Болота, які займають проміжне положення, належать до перехідних. За ха- рактером водного живлення і складом рослинності болота поділяють на оліго-, ев- та мезотрофні. Характерними ознаками оліготрофних верхових боліт є опукле сфагнове торфовище. Таке болото живиться атмосферними опадами, має характерну оліготрофну рослинність, до складу якої належать мох сфагнум, журавлина, пухівка піхвова, півники болотні, багно звичай- не, чорниця, береза низька та ін. До евтрофних належать низинні болота, які живляться поверхневим стоком та ґрунтовими водами, збагаченими мінеральними солями. Як і в озерах, трофність боліт залежить від надходження до них біогенних елементів, особливо азоту та фосфору. В евтрофних болотах з вищою мінералізацією води переважають зелені мохи, осока, очерет, рогіз та інше болотне різнотрав’я. На таких болотах трапляється береза пухнаста, вільха чорна тощо. Перехідні, або мезотрофні, болотаза хімічним складом 11. Á³îòà òà á³îöåíîçè ïîâåðõíåâèõ âîä 413 води і видовим складом рослинності займають проміжне положення між низинними і верховими. За хімічним складом вода низинних і верхових боліт має певні відмінності. Для верхових боліт головним джерелом надходження води єатмосферні опади, в яких концентрація мінеральних речовин дуже низька. Внаслідок постійного промивання слабомінералізо- ваними атмосферними опадами болотні ґрунти втрачають значну частину лужних елементів і набувають кислої реакції ґрунтового роз- чину. Особливо низький вміст у ґрунтах та воді таких боліт кальцію, магнію та бікарбонатів. Водночас у їхньому складі постійно є залізо, марганець, гумінові кислоти. Для верхових боліт типовою є кисла реакція води, показник кис- лотно-лужної рівноваги (рН) якої коливається в межах 3,6–4,5. Інколи цей показник стає ще меншим. Концентрація фосфору дуже низька, він наявний зазвичай у формі органічних сполук, що важкодоступні для засвоєння рослинами. На відміну від верхових, в низинних боло- тах мінералізація води і ґрунту вища, що пов’язано з водним живлен- ням ґрунтовими водами та поверхневим стоком. Розчинені органічні речовини мають ґрунтове походження з переважанням фульвокислот, що надають воді жовто-бурого відтінку. Зважаючи на всі особливості хімічного складу води і торф’яних ґрунтів, у болотах різної трофності часто виявляються схожі рослинні угруповання. Є і специфічні рослини, приурочені до певних умов середовища. Загалом біологічне різноманіття боліт і біомаса гідро- біонтів різних трофічних рівнів невеликі. Планктонні водорості представлені, головно, золотистими (види динобріон роздвоєний, синура ягідкова, маломонас хвоста- тий) та криптофітовими (криптомонас яйцеподібний). Їхня біомаса найбільша навесні та в осінній теплий період. Улітку їх змінюють десмідієві водорості (бамбузина Бребіссона, мікрастеріас зрізаний та ін.). У верхових болотах протягом весни й осені простежується значна кількість діатомових (евнотіа півмісячна, фрустулія ромбоподібна та ін.) та деяких хлорококових водоростей (ооцистис поодинокий). Інколи у цих болотах трапляються синьо-зелені водорості (стигонема очкаста). На відміну від верхових, у низинних болотах у фітопланк- тоні домінують зелені вольвоксові, хлорококові, евгленофітові і си- ×àñòèíà 2. Ðåã³îíàëüíà á³îãåîãðàô³ÿ 414 ньо-зелені водорості. Загалом у болотних водах, які мають низьку концентрацію біогенних елементів та високу кислотність, умови для розвитку фітопланктону не є сприятливі. Зоопланктонверхових боліт найширше представлений коловерт- ками. Серед них найчастіше трапляються кератела болотна, кератела вальга, кератела пильчаста, поліартра платиптера. Утаких болотах до- сить поширені гіллястовусі ракоподібні – босміна довгоноса, поліфем педикулюс, сида прозора, церіодафнія афініс, хідорус сферичний. Для низинних евтрофних боліт з нейтральною або слаболужною водою типовими представниками зоопланктону є гіллястовусі й веслоногі ракоподібні (акантоциклоп зелений, діаптомус великий, макроци- клоп білуватий). У таких болотах немає багатьох видів коловерток, характерних для верхових боліт. У мезотрофних болотах залежно від особливостей гідрохімічного складу води і ґрунту можуть трапля- тись гідробіонти, притаманні як верховим, так і низинним болотам. У планктоні боліт широко представлені десмідієві водорості, які інтенсивно розвиваються у слабокислих і нейтральних водах, а із зоопланктону – види роду Ceriodaphnia. Видовий склад зообентосу в болотах дуже бідний, що зумовлено низьким вмістом кисню, наявністю метану в придонних шарах води та виходом інших токсичних газів з-під покладів торфу. Типові болота майже не мають сформованої іхтіофауни. Це пояснюють не лише хімічним складом води, а й ізольованістю боліт від інших водойм, де розмножуються риби. У болотах живуть і специфічні організми, які можна розгляда- ти як індикаторні. Зокрема, у верхових болотах, де загальна низька біопродуктивність і біорізноманіття, є кліщі Lohmannella violacra та комахи роду Lencorrhinia, що пристосувалися до таких умов. Збе- реження болотних екосистем важливе з різних поглядів. По-перше, як водорегулювальних систем; по-друге, як об’єктів ландшафтного різноманіття з притаманною їм біотою. Для території України характерна невисока заболоченість і за- торфованість. Із 4190 тис. га загальної площі боліт (1,7% території) торфоболотні землі та болота становлять 613 тис. га (14,6%), забо- лочені землі – 745 тис. га (17,8%) і перезволожені землі – 2834 тис. га (67,6%). 11. Á³îòà òà á³îöåíîçè ïîâåðõíåâèõ âîä 415 Найбільші площі боліт на території України наявні на території Українського Полісся (рис. 11.8). Ця провінція має особливості, що сприяють заболочуванню земель. Першопричиною заболочення є те, що Поліська низовина оточена височинами, з яких постійно сті- кають поверхневі й підземні води. У верхових болотах України, де чергуються зволожені та сухіші ділянки, рослинність представлена як гігрофітами, так і ксерофітами. На торф’яних ґрунтах з підви- щеною кислотністю води добре ростуть сфагнові мохи (Sphagnum fascum, Sph. medium, Sph. balticum та ін.). Тут трапляються невеликі чагарники касандри, або хамедафни чашкової (Cassandra calyculata), лохини (Vaccinium uliginosum), багна звичайного (Ledum palustre), журавлини (Vaccinium oxycoccos). На території Рівненської області розташований найбільший в Україні болотний масив Кременне. Тут можна простежити всі го- ловні етапи розвитку боліт – від низинних до верхових. До цього масиву належить запо- відне болото Сира По- гоня площею 10 000 га. Ще більший за площею (19 600 га) заповідний болотний масив Пере- броди, розташований у Дубровицькому районі. Озеро Переброди, роз- ташоване в одноймен- ному болотному масиві, і є єдиним в Україні периферійно-оліго- трофним болотом, де збереглась у первинному природному вигляді типова болотна рослинність. Це одне з небагатьох в Україні місць гніздування чорних лелек і журавлів. До верхових і перехідних боліт належать Озерянське і Гвізд, розташовані на Житомирському Поліссі. Вони займають площу по- над 1000 га кожне. Для них характерні поклади торфу глибиною до 4–6 м, під якими лежать збіднілі на мінеральні солі водольодовикові поклади у складі донних ґрунтів. Рис. 11.8. Черемське болото – заповідник (Волинське Полісся) ×àñòèíà 2. Ðåã³îíàëüíà á³îãåîãðàô³ÿ 416 Значні болотні масиви зосереджені на території Чернігівського Полісся. Для Чернігівщини характерна розвинена річкова система та великі площі низинних боліт. Торф’яні болота займають близько 4,5% території області. Серед них найбільші болота Замглай, Остерське, Сковське, Смолянське, Гало, Видра. Значні їхні площі меліоровані, їх використовують у сільському господарстві. Деякі болотні масиви ма- ють статус гідрологічних заказників. Серед них Соснинський (площа 406 га), Мох (площа 98 га). В урочищі Гало розкинулось надзвичайно красиве болото Гальський Мох, площа якого 28 га, а середня товщина торф’яних відкладів – 1,5–2,0 м. Воно є пам’яткою природи. Лісостепова зона має розрізнені заболочені площі в долинах великих річок. Значні болотні масиви розташовані у Волинському лісостеповому регіоні, зокрема, у широких заплавах річок Стир, Іква, Липа та інших, де утворились низинні торф’яники. Заплавні болота навколо цих річок характеризуються злаково-осоковою та очеретя- но-сфагновою рослинністю. Це також стосується Придніпровської низовини, зокрема, долин річок Трубіж, Удай, Сула, Псел. Найбільше заболочені площі лівобережної частини (3%), а менше заболочені (1%) розташовані на правому березі Дніпра. За типом рослинності тут переважають осокові, осоково-сфагнові, очеретяні та осоково- очеретяні болота. Çàïèòàííÿ äëÿ êîíòðîëþ ³ ñàìîêîíòðîëþ 1. Які водойми належать до внутрішніх? 2. Як поділяють озера за генезисом котловин? 3. Як поділяють природні води за мінералізацією? 4. Назвіть головні чинники мінералізації природних вод. 5. Що захищає тіло водних тварин від набрякання? 6. Як поділяють озера за умовами існування живих організмів? 7. Назвіть сукцесії в житті озера. 8. Охарактеризуйте термічний і газовий режими озер. 9. Назвіть екологічні зони озера та біоценози, що до них приурочені. 10. Назвіть характерні види планктону і нектону озер та річок України. 11. Охарактеризуйте біоту літоралі, субліторалі і профундалі Шацьких озер. 12. Наведіть геоморфологічну класифікацію боліт, їх поділ за характером живлення та фітоценотичним складом. 13. Охарактеризуйте поширення боліт в Україні та їхню біоту. 11. Á³îòà òà á³îöåíîçè ïîâåðõíåâèõ âîä 417 Ñïèñîê ë³òåðàòóðè Биогеография: Учебник для студ. вузов / Г. М. Абдурахманов, Д. А. Криво- луцкий, Э. Г. Мяло, Г. Н. Огуреева. М., 2003. Вишневський В.І. Річки і водойми України. Стан і використання. Київ, 2000. Кукурудза С. І. Гідроекологічні проблеми суходолу: Навч. посіб. / За ред. проф. В. Хільчевського. Львів, 1999. Кукурудза С. І. Біогеографія. Лабораторний практикум. Львів, 2000. Леме Ж. Основы биогеографии / Пер. с фр. М., 1976. Романенко В. Д. Основи гідроекології: Підручник. К., 2001. Buchsbaum R., Buchsbaum M. Basis ecology. California, 1975. Tomaszewicz H., Ktosowski G. Przewodnik do hydrograficznych badan tereno- wych. Atlas roslin wskaznikowych. Warszawa, 1989. 12. Á²ÎÒÀ ² Á²ÎÖÅÍÎÇÈ Ñ²ÒÎÂÎÃÎ ÎÊÅÀÍÓ У ХХ столітті людська спільнота виявляла особливу увагу до вод Світового океану. Причин для цього чимало. Вважають, що океан є, по-перше важливим джерелом отримання продуктів харчування; по-друге, містить значні запаси мінеральної сировини та вуглеводнів; по-третє, має великі енергетичні ресурси; по-четверте, є головною “кухнею погоди” нашої планети, оскільки щорічно отримує понад дві третини сонячної радіації. Води Світового океану – це понад 96,5% вод всієї гідросфери. Їхній об’єм становить 1370 млн км 3 (середня глибина океану – близько 3,8 км). Увесь цей аквапростір – від поляр- них до екваторіальних широт, від яскраво освітлених поверхневих до цілком затемнених глибоководних горизонтів – різною мірою насичений водними організмами. Науковців в океані ваблять мало досліджені водні глибини, а практиків – перспективи використання різноманітних природних ресурсів. У перспективі вчені обґрунтовують важливу роль океану на- самперед для отримання продуктів харчування, видобутку корисних копалин, отримання енергетичних ресурсів. Водночас океан розгля- дають як середовище життя людини, яке значно комфортніше, ніж сусідні планети та їхні супутники. 12.1. Ç ³ñòî𳿠äîñë³äæåííÿ á³îòè Câ³òîâîãî îêåàíó В історії дослідження Світового океану можна виділити чотири періоди: • перший (антично-середньовічний),який розпочався в найдавніші часи і тривав до початку Великих Географіч- них відкриттів; • другий (новий) – з початку Великих Географічних від- криттів до середини ХІХ ст.; 12. Á³îòà ³ á³îöåíîçè Ñâ³òîâîãî îêåàíó 419 • третій (новітній) – з другої половиниХІХ ст. до середини ХХ ст.; • четвертий (сучасний)– розпочався у другій половині ХХ ст. Відомості про глибини, течії, вітри, живі організми океану про- тягом першого періоду збирали від мореплавців, зокрема капітанів, які турбувалися про безпеку плавання. Зрозуміло, що ці дані були епізодичними, неповними, безсистемними. До наукових повідомлень того часу як приклад можна віднести опис морських подорожей ан- тичного вченого Геродота, який у своїх працях повідомляє про по- двиг фінікійських мореплавців, котрі в VI ст. до народження Христа перетнули Червоне море, обігнули Африку і через три роки через Гібралтар повернулися в Середземне море, здійснивши, таким чином, першу морську подорож навколо континенту. У Північній Атлантиці далеко на захід плавали ірландські мона- хи, які досягли Ісландії, а згодом берегів Північної Америки. Напри- кінці Х ст. Ейрик Рижий заснував поселення на півдні Гренландії, а його сину Лейфу Ейриксону приписують відкриття Ньюфаундленду та Лабрадорського півострова. Звісно, що відомості про ці відкриття багато століть були утаємничені. Великі Географічні відкриття, з яких розпочався другий пері- од дослідження Світового океану, спричинені, як відомо, пошуком морських шляхів до Індії. Цей період ознаменувався досягненням південного мису Африки (мису Доброї Надії) Б. Діашем (1488), Ба- гамських островів Х. Колумбом (1492), плаванням навколо Африки у зворотному, ніж фінікійці, напрямі Васко-да-Гама (1497), круго- світньою подорожжю Ф. Магелана (1522) та багатьма іншими. Перші дані про глибини деяких частин океану з’явилися на кар- тах Хуана Делакоса 1504 року, а через 80 років зазначені на картах знаменитого картографа Г. Меркатора. Недослідженими були полярні райони, які відкривали мореплавці наступних поколінь – Г. Гудзон, Ж. Б’юфон, Дж. Кук, Ф. Белінсгаузен та ін. У XVIIІ ст. з’явилися перші карти про поверхневі течії, серед яких карта Б. Франкліна (1786) з чітко окресленою теплою течією Гольфстрім. Точніші карти поверхневих течій, зокрема Північної Атлантики, складено напри- кінці ХІХ ст. ×àñòèíà 2. Ðåã³îíàëüíà á³îãåîãðàô³ÿ 420 До середини ХІХ ст., тобто до прокладання трансокеанського телеграфного кабелю між Європою і Північною Америкою, глибини відкритого океану залишалися невідомими. Лише наприкінці 40-х років американський морський офіцер і вчений М. Морі опублікував відомості про вітри, морські течії, глибини, зібрані з різних карт ба- гатьох країн у книзі “Настанови мореплавцям”. Іншу його популярну працю “Фізична географія океану” перевидавали декілька разів. Він же на підставі приблизно 800 вимірів глибин склав батиметричну карту Північної Атлантики, на якій показав головні риси рельєфу океанічного дна: континентальний шельф, глибоководні западини (котловини) і серединний хребет. Відомості про органічний світ океану збирали дуже повільно. Зокрема, ще на початку ХІХ ст. вважали, що в глибинних водах життя немає тому, що там холодно й темно. Однак згодом англієць Е. Форбс зробив висновок про те, що живі організми поширені максимально до глибини 600 м. Через деякий час норвежець М. Сарс зібрав мор- ських безхребетних з глибини близько 1 000 м, а інженер-зв’язківець Г. Уолич знайшов ознаки життя на глибині 2 500 м. Проте науковою сенсацією у 60-х роках стала знахідка В. Карпентера і У. Томпсона живих організмів біля берегів Шотландії на глибині 4 000 м. Ще важливішим було те, що дослідники виявили суттєву відмінність у складі донної фауни на відстані всього кількох миль. Тепер відомо, що дослідники підняли зразки з різних схилів підводного хребта, який тягнеться між Шотландією і Фарерськими островами, згодом названого іменем Томпсона. Новітні океанографічні дослідження розпочала 1872 року ан- глійська експедиція на кораблі “Челенджер”, який пройшов 69 000 миль (130 000 км) всіма океанами. Тоді було виконано 362 станції, на яких вимірювали глибину, здійснювали драгування і тралювання, визначали різні фізико-хімічні характеристики морської води. Експедиція “Челенджера” зібрала велику біотичну колекцію, яка налічувала багато тисяч видів. Зокрема, було відкрито понад 700 нових родів організмів. До того часу, наприклад, було відомо 600 ви- дів радіолярій, а “Челенджер” зібрав 3,5 тис. нових видів цих одно- клітинних організмів. Тоді віднайдено найглибше місце у Світовому океані, відоме нині під назвою “Западина Челенджера” у глибоковод- 12. Á³îòà ³ á³îöåíîçè Ñâ³òîâîãî îêåàíó 421 ному жолобі поблизу Маріан- ських островів (Маріанський жолоб). Результати цієї екс- педиції публікували впродовж двох десятиліть найвидатніші вчені того часу. Після “Че- ленджера” глибоко-водні до- слідження проводили багато інших експедицій, зокрема, ні- мецька “Метеор” (1925–1927) (рис. 12.1), англійська “Дис- кавері-І”, “Дискавері-ІІ” та ін. До початку 50-х років ХХ ст. стало зрозуміло, що силами однієї країни не можна дослідити величезний Світо- вий океан. Багатонаціональні дослідження було започатко- вано в 1957–1959 роках в рам- ках Міжнародного геофізич- ного року Цього року успішно працювало радянське науково-дослідне судно “Вітязь”, яке виявило найглибшу точку світового Океану в Маріїнській западині – 11 022 м. У США 1968 року було побудоване бурове судно “Гломар Че- ленджер”. Ним пробурено понад 500 свердловин на глибинах до 6 тис. м, які проникли на 1300 м у тверді породи. Це дало змогу значно розширити уявлення про осадові й корінні породи морського дна, еволюцію морських організмів, циркуляцію водних мас тощо. Міжнародне десятиліття дослідження океану, що розпочалося 1977 року, було присвячене декільком науковим проблемам: • якості довкілля і чинникам, що на нього впливають, на- приклад, токсичним речовинам, що потрапляють у море; • прогнозуванню змін довкілля на підставі фундаменталь- них геохімічних та океанографічних досліджень; • біотичним ресурсам та чинникам, що визначають їхню продуктивність та способи раціональної експлуатації; Рис. 12.1. Дослідницьке судно “Метеор” (Ч. Дрейк та ін.) ×àñòèíà 2. Ðåã³îíàëüíà á³îãåîãðàô³ÿ 422 • дослідженню морського дна з метою визначення харак- теру й місцезнаходження мінеральних ресурсів. Завдяки міжнародним океанологічним дослідженням розпочали низку нових великомасштабних проектів за участю багатьох органі- зацій та вчених різних країн. Пріоритетні серед них такі: • програма геохімічних досліджень океану (ГЕОСЕК); • експеримент з динаміки відкритих районів океану (МОДЕ); • новітній експеримент за участю США, Великобританії, Канади й колишнього СРСР (ПОЛІМОДЕ); • програма франко-американського підводного фотогра- фування (ФАМОУС) та інші, які виконували за участю сучасних кораблів та апаратів. Результатом, зокрема, останньої програми (ФАМОУС) є чудові фільми Ж. Кус- то та його експедиції “Каліпсо” про життя у водному середовищі. Сучасні дослідження Світового океану дали змогу виявити не тільки окремі, невідомі досі види організмів, а й цілі екосистеми. Зокрема, 1990 року за допомогою спеціальних човнів учені зробили вражаючі відкриття на дні Мексиканської затоки. Вони виявили своє- рідне “море” з пляжем та |