Озера и пруды

Озера

Озера представляют собой различной величины и формы котловины, заполненные водой. По происхождению различают озера тектонические, образовавшиеся в результате сдвигов и разломов в земной коре (Байкал, Телецкое, Танганьика и др.), реликтовые (например, Каспийское и Азовское моря — остатки Сарматского моря, отделившиеся от Черного моря после поднятия суши), ледниковые, возникшие при отступлении ледников в плейстоценовое время (многочисленные озера Скандинавии, Карелии и др.), карстовые, или провальные, эоловые, вулканические или иные, смотря по тому, действием каких агентов образована их котловина. Для зоны вечной мерзлоты характерны термокарстовые озера, образующиеся в результате протаивания льда. В долинах рек многочисленны пойменные озера — отшнуровавшиеся участки бывшего русла. У морских побережий встречаются озеровидные водоемы — лагуны и лиманы. Первые из них — отшнуровавшиеся морские заливы, вторые возникают в результате запруживания рек песчаными косами. По характеру водного питания различают озера бессточные, получающие воду ключей и атмосферных осадков, сточные — с тем же характером питания, что и предыдущие, но имеющие сток, проточные, или речные, с притоком и стоком, и устьевые, имеющие приток, но лишенные стока. Если приток выше стока и разница компенсируется испарением, в озерах, особенно устьевых, может происходить осолонение воды. Четкое разделение озер на эв-, мезо-, олиго- и дистрофные трудно реализуемо применительно ко всему разнообразию естественных водоемов. Поэтому в значительной мере справедливо мнение В. Родэ о том, что понятия олиготрофии и эвтрофии следует использовать не как основу для классификации озер, а лишь в качестве характеристики богатства их населения и специфики солевого состава. В 1958 г. В. Олле предложил принцип разделения озер по их удельной биоактивности — сумме всей энергии, переходящей из кинетической в потенциальную и наоборот за единицу времени на единицу площади или объема воды- В соответствии с этим выделяют озера с низкой биоактивностью, олигодинамичные, и с высокой — эудинамичные.
Условия жизни. К ведущим факторам абиотической среды в озерах относятся движение воды, температура, свет, растворенные в воде вещества и характер грунтов. Движение воды может проявляться в форме течений, волнений, турбулентного перемешивания. Поступательное движение осуществляется в виде циклонических и антициклонических вихрей (под влиянием сил Ко-риолиса), уклонных, градиентных и ветровых течений. Циклоны возникают в области низких давлений атмосферы и в северном полушарии сопровождаются циркуляцией воды против часовой стрелки (в южном — наоборот). Антициклоны формируются в области высоких давлений и обусловливают обратные круговороты. В центре циклонических вихрей происходит подъем глубинных вод, в антициклонических—погружение поверхностных. Уклонные течения возникают, если имеется общий наклон поверхности озер как части речной системы и при денивеляции (искривлении уровня), вызываемой колебаниями атмосферного давления. Градиентные течения обусловливаются различной плотностью водных масс. Наибольшее значение имеют течения, вызываемые ветровой денивеляцией. У наветренного берега уровень воды вследствие нагона повышается, и она, опускаясь вглубь, образует глубинное течение в сторону подветренного берега. Здесь в местах сгона она поднимается вверх, откуда под действием ветра перемещается к наветренному берегу. Возникает циркуляция, способная охватывать всю водную массу озера. Колебательные движения проявляются в форме волн и сейш — стоячих периодических колебаний всей водной массы озер. Волны образуются в результате трения воздуха о воду. Сейши возникают, когда после внезапного прекращения ветра, сгоняющего воду в один конец озера, начинается обратное течение к наветренному берегу, и уровень воды становится здесь выше нормального. Затем вода движется в обратном направлении, что вызывает повышение уровня у подветренного берега и т. д., подробно тому как колеблется уровень воды в чашке после ее наклона и возвращения в нормальное положение. Температурный режим озер зависит от их географического положения и особенностей вертикальной циркуляции вод. Интенсивность последней в основном зависит от температурных контрастов в атмосфере, свойственных данной климатической зоне. Большую роль в перемешивании воды играет ветровая деятельность, зависящая от рельефа местности. В большинстве озер умеренных широт летом и зимой наблюдается резко выраженная температурная дихотомия и соответственно плотностная стратификация воды. В результате этого вертикальная циркуляция воды нарушается и в водоеме наступает период застоя, или стагнации. 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 плотными, начинают опускаться вглубь, и процесс перемешивания идет до тех пор, пока не наступит новая, осенняя гомотермия. Когда 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 f>4°C) и полярные (циркуляция летом, всегда f 4°, термоклин отчетливый, циркуляция зимой), умеренные (f>4° летом, <4° зимой, годовая амплитуда велика, термоклин выражен сильно, циркуляция весной и осенью), субполяр-ные (4° только в середине лета, термоклин выражен слабо, циркуляция в начале весны и лета) и полярные (f4° и холодные мономиктические с летней циркуляцией при <4°С. Все эти озера с полностью перемешивающейся во время циркуляции водной массой называются голомиктическими. В меромиктических озерах имеется слой воды, не перемешивающийся с основной массой во время циркуляции (например, слой более плотной соленой воды у дна). Свет проникает на значительную глубину только в олиготрофных озерах, прозрачность воды которых может достигать 40 м. Обычно прозрачность воды в озерах редко превышает 2—3 м и свет поглощается в самом поверхностном слое. Особенно малопрозрачны дистрофные озера с темной, сильно гумифицированной водой. С чистотой воды связан ее цвет, зависящий от спектрального состава лучистого потока, идущего из водоёма. Поскольку молекулы воды в наибольшей степени рассеивают синие и голубые лучи, они преобладают в выходящем из водоема световом потоке, поэтому чистые озера кажутся ярко-синими. Взвешенные частицы рассеивают длинноволновые лучи, и вода 'мутных озер в добавление к синему цвету приобретает в разной степени выраженные желтоватые или коричневатые тона. Подавляющее большинство озер относится к пресным, меньшая часть — к солоноватым , соленым или пересоленным. В зависимости от состава солей различают хлоридные, содовые и серные озера. Осолонение озер может ослабевать или усиливаться в связи с колебаниями климата и условий водообмена. Из ионов, присутствующих в воде пресных озер, наибольшее значение имеют те, которые образуются при растворении карбонатов (около 60%), сульфатов, хлоридов, нитратов, соединений кремния, железа, марганца, фосфора. В соленых озерах резко преобладают ионы, на которые диссоциируют хлориды и сульфиды. Иногда встречаются озера, соленость которых резко меняется в горизонтальном (оз. Балхаш) или вертикальном (оз. Могильное) направлениях. Соли азота и фосфора в воде эвтрофных озер содержатся примерно в той же концентрации, что и в речной; значительно меньше их в олиготрофных и дистрофных озерах. Окисляемость воды в олиготрофных озерах колеблется в пределах 1—2 мг Ог/л, в дистрофных она может подниматься до 60 мг Ог/л и более. Концентрация водородных ионов в слабоминерализованных пресных озерах обычно близка к нейтральной, в более минерализованных рН поднимается до 8—9 (оз. Севан, Чаны). В дистрофных озерах вода, как правило, имеет кислую реакцию (рН 5,6—6). С понижением рН население озер обедняется и алкалифильные виды сменяются ацидофильными. Газовый режим вполне благоприятен для гидробионтов в олиготрофных озерах, где количество кислорода обычно во всей толще воды близко к нормальному и нет сероводорода. В эвтрофных озерах кислородный режим оптимален весной и осенью, когда имеет место гомооксигения. Зимой и летом во время стагнации воды содержание кислорода в гиполимнионе может резко снижаться, а вблизи дна падать почти до 0. Распределение СО2 имеет противоположный характер: у поверхности его мало, в глубине может во много раз превышать нормальное. В придонном слое часто встречается сероводород. В мезотрофных озерах газовый режим близок к тому, который наблюдается в олиготрофных озерах, но кислорода в толще воды меньше. 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 (ил, песок, гравий, галька, валуны), ветром (песок, пыль) и другими агентами. Аллохтонные грунты характерны для прибрежной зоны озер, автохтонные — для сублиторали и особенно профундали. Количество-органического вещества в грунтах озер обычно выше, чем в речных осадках. Так, илы оз. Телецкого содержат 20,4—29,2% органического вещества, оз. Селигер — 34, оз. Неро — 37,8—40,2, оз. Ильмень — 7,1—9,5%. В небольших эвтрофных озерах количество органического вещества в грунте может достигать 93,4% (например, оз. Пиявочное в Калининской обл.). Озерные грунты с высоким содержанием органического вещества при отсутствии кислорода иногда преобразуются в мягкую коллоидную массу, богатую жирными, воскообразными и азотистыми веществами, — сапропель.

Пруды

Сооружаются для рыборазведения, водоснабжения населенных пунктов, полива полей, водопоя скота и ряда других целей. Пруды могут быть плотинными, образующимися в результате запруживания речек и оврагов; копаными, питающимися атмосферными осадками, а также грунтовыми водами, и наливными, наполняемыми водой через специальные каналы из рек и ручьев. Во всех случаях пруды — это мелкие водоемы с небольшой площадью водного зеркала, часто спускаемые на зиму. Вследствие мелководности вода в прудах сильно перемешивается ветром, взмучивание грунта резко снижает ее прозрачность, ограничивая проникновение солнечной радиации вглубь. Поэтому несмотря на мелководность в летнее время температура у поверхности часто на несколько градусов выше, чем у дна. Взмучивание грунта резко усиливает процессы взаимодействия между ложем и водной толщей, увеличивая поступление в нее биогенов и других веществ, из донных отложений. Население прудов отличается видовым однообразием, хотя по своей численности и биомассе оно часто богаче озерного. Ведущую роль в фауне прудов играют вторичноводные организмы, преимущественно представленные эврибионтными формами, что отражает большую неустойчивость температурного, кислородного и других факторов среды, в которой они обитают. Число бактерий в прудах может достигать нескольких десятков миллионов в 1 мл, как это наблюдается, например, в случае внесения в них органических удобрений. Автотрофный планктон в основном представлен зелеными водорослями, особенно протокковыми и синезелеными, меньшее значение имеют диатомовые. Из отдельных форм наиболее характерны для наших прудов зеленые Scenedesmus, Pedias-trum, Closterium и Cosmarium, синезеленые Aphanizomenon, Ana-baena и Microcystis. Зоопланктон слагается главным образом из инфузорий, коловраток, ветвистоусых и веслоногих рачков. В прудах средней полосы наблюдается сезонная смена ветвистоусых рачков, которые весной преимущественно представлены видами Moina, Scapholeberis и Simocephalus, а позже Daphnia и Bosmina. Летом фауна ветвистоусых резко обедняется, и они могут исчезать из прудов, по-видимому, в связи с понижением численности бактерий и протококковых, которыми они в основном питаются. Численность инфузорий в прудовой воде может достигать 500 тыс. экз./л. Если пруды не спускные, фитобентос достигает в них значительного обилия. В зарослях макрофитов наиболее обычны тростник, рогоз, осоки, рдесты, роголистник, уруть и некоторые другие, на которых появляется богатая фитофильная фауна, состоящая из личинок насекомых, моллюсков, губок и мшанок. Особенно богата фауна мягкой растительности. Зообентос включает преимущественно инфузорий и других представителей микрозообентоса, олигохет, моллюсков, личинок комаров, стрекоз, имаго и личинок жуков Dytiscus. Распределяется зообентос по ложу пруда довольно равномерно как в видовом, так и в количественном отношениях. Большинство организмов инфауны находится в поверхностном слое грунта толщиной 10—20 см, причем днем животные держатся на больших глубинах, чем ночью. Зимой донные организмы проникают в грунт глубже, чем летом. Нектон прудов представлен немногочисленными рыбами, в частности карасем, сазаном, линем. Искусственно разводятся карп, толстолобики, форель и некоторые другие.

Комментарии к статье:

Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем




Новое на сайте


Леса юга Сибири и современное изменение климата


По данным информационной системы «Биам» построена ординация зональных категорий растительного покрова юга Сибири на осях теплообеспеченности и континентальности. Оценено изменение климата, произошедшее с конца 1960-х по 2007 г. Показано, что оно может вести к трансформации состава потенциальной лесной растительности в ряде регионов. Обсуждаются прогнозируемые и наблюдаемые варианты долговременных сукцессии в разных секторно-зональных классах подтайги и лесостепи.


Каждая популяция существует в определенном месте, где сочетаются те или иные абиотические и биотические факторы. Если она известна, то существует вероятность найти в данном биотопе именно такую популяцию. Но каждая популяция может быть охарактеризована еще и ее экологической нишей. Экологическая ниша характеризует степень биологической специализации данного вида. Термин "экологическая ниша" был впервые употреблен американцем Д. Гриндель в 1917 г.


Экосистемы являются основными структурными единицами, составляющих биосферу. Поэтому понятие о экосистемы чрезвычайно важно для анализа всего многообразия экологических явлений. Изучение экосистем позволило ответить на вопрос о единстве и целостности живого на нашей планете. Выявления энергетических взаимосвязей, которые происходят в экосистеме, позволяющие оценить ее производительность в целом и отдельных компонентов, что особенно актуально при конструировании искусственных систем.


В 1884 г. французский химик А. Ле Шателье сформулировал принцип (впоследствии он получил имя ученого), согласно которому любые внешние воздействия, выводящие систему из состояния равновесия, вызывают в этой системе процессы, пытаются ослабить внешнее воздействие и вернуть систему в исходное равновесное состояние. Сначала считалось, что принцип Ле Шателье можно применять к простым физических и химических систем. Дальнейшие исследования показали возможность применения принципа Ле Шателье и в таких крупных систем, как популяции, экосистемы, а также к биосфере.


Тундры


Экосистемы тундр размещаются главным образом в Северном полушарии, на Евро-Азиатском и Северо-Американском континентах в районах, граничащих с Северным Ледовитым океаном. Общая площадь, занимаемая экосистемы тундр и лесотундры в мире, равно 7 млн ​​км2 (4,7% площади суши). Средняя суточная температура выше 0 ° С наблюдается в течение 55-118 суток в год. Вегетационный период начинается в июне и заканчивается в сентябре.


Тайгой называют булавочные леса, широкой полосой простираются на Евро-Азиатском и Северо-Американской континентах югу от лесотундры. Экосистемы тайги занимают 13400000 км2, что составляет 10% поверхности суши или 1 / 3 всей лесопокрытой территории Земного шара.
Для экосистем тайги характерна холодная зима, хотя лето достаточно теплое и продолжительное. Сумма активных температур в тайге составляет 1200-2200. Зимние морозы достигают до -30 ° -40 °С.


Экосистемы этого вида распространены на юге от зоны тайги. Они охватывают почти всю Европу, простираются более или менее широкой полосой в Евразии, хорошо выраженные в Китае. Есть леса такого типа и в Америке. Климатические условия в зоне лиственных лесов более мягкие, чем в зоне тайги. Зимний период длится не более 4-6 месяцев, лето теплое. В год выпадает 700-1500 мм осадков. Почвы подзолистые. Листовой опад достигает 2-10 тонн / га в год. Он активно вовлекается в гумификации и минерализации.


Тропические дождевые леса - джунгли - формируются в условиях достаточно влажного и жаркого климата. Сезонность здесь не выражена и времени года распознаются по дождливым и относительно сухим периодами. Среднемесячная температура круглогодично держится на уровне 24 ° - 26 ° С и не опускается ниже плюс восемнадцатого С. Осадков выпадает в пределах 1800-2000 мм в год. Относительная влажность воздуха обычно превышает 90%. Тропические дождевые леса занимают площадь, равную 10 млн. кв. км.