Экосистема пруда

Экосистема пруда

Экосистема (биогеоценоз) пруда

*Термин “экосистема” применим к биоценозам и биотопам самого различного размера, например, ствол погибшего дерева, лес или пруд, океан. Все это естественные экосистемы. В качестве примера естественной, сравнительно простой экосистемы рассмотрим экосистему небольшого пруда. Экосистему пруда можно представить в виде двух основных компонентов.

Это основные органические и неорганические соединения – вода, углекислый газ, кислород, соли кальция, соли азотной и фосфорной кислот, аминокислоты, гуминовые кислоты, а также температура воздуха и воды и ее перепады в разное время года, плотность воды, давление и др.

Консументы.
К этой группе относятся животные (личинки насекомых, ракообразные, рыбы).

Первичные консументы (растительноядные) питаются непосредственно живыми растениями или растительными остатками. Они подразделяются на два типа: зоопланктон и зообентос.

Вторичные консументы (плотоядные), такие, как хищные насекомые и хищные рыбы, питаются первичными консументами или друг другом.

Водные бактерии, жгутиковые и грибы распространены в пруду повсеместно, но особенно они обильны на дне, на границе между водой и илом, где накапливаются мертвые растения и животные.

**Естественные экосистемы достаточно сложны, и изучать их с помощью традиционного научного приема “опыта и контроля” очень трудно. Поэтому ученые-экологи используют лабораторные искусственные микроэкосистемы, моделирующие процессы, протекающие в естественных условиях.


Аквариум как искусственная экосистема

Существует заблуждение, касающееся “равновесия” в аквариуме. Достигнуть в аквариуме приблизительного равновесия в отношении газового и пищевого режима возможно лишь при условии, что рыб в нем будет мало, а воды и растений много. Еще в 1857 году Дж. Уоррингтон установил “это удивительное и восхитительное равновесие между животными и растительным царством” в аквариуме объемом 12 галлонов (54,6 л), поселив в нем несколько золотых рыбок и улиток. Кроме того, он посадил большое количество многолетних водных растений валлиснерий, служащих кормом для рыб. Дж. Уоррингтон правильно оценил не только взаимодействие рыб и растений, но и значение детритоядных улиток “для разложения остатков растений и слизи”, в результате чего “то, что могло бы действовать как ядовитое начало, превращалось в плодородную среду для роста растений”. Большинство попыток любителей добиться равновесия в аквариуме оканчивается неудачей из-за того, что в аквариум помещают слишком много рыб (элементарный случай перенаселения). Поэтому любителям-аквариумистам приходится периодически искусственно поддерживать равновесие в аквариуме (дополнительное питание, аэрация, периодическая чистка аквариума).

***Возможно, лучший способ представить себе искусственную экосистему – это задуматься о космическом путешествии, так как человек, покидая биосферу, должен взять с собой четко ограниченную систему, которая обеспечивала бы все его жизненные потребности, используя солнечный свет в качестве энергии, поступающей из окружающей космической среды.

Космический корабль как искусственная экосистема

Различают открытый и закрытый типы космического корабля.

В открытой системе (без регенерации) поток веществ и энергии идет в одном направлении, и жизнь системы будет зависеть от запасов воды, пищи и кислорода. Использованные материалы и отходы хранятся на космическом корабле до возвращения на землю или выбрасываются в космос (!).

В замкнутой по всем параметрам (кроме энергии) системе происходит круговорот веществ, который так же, как и поток энергии, можно регулировать при помощи внешних механизмов. Сегодня практически во всех космических кораблях используется система открытого типа с разными степенями регенерации.

Особенности формирования гидроэкосистемы искусственных водоемов рекреационных зон Текст научной статьи по специальности « Энергетика и рациональное природопользование»

Аннотация научной статьи по энергетике и рациональному природопользованию, автор научной работы — Кривицкий С.В., Кашперюк А.П., Кашперюк П.И.

В статье рассматривается биоинженерный способ формирования природной гидроэкосистемы путем заселения водоёма гидробионтами: водными растениями и живыми организмами, с целью улучшения качества воды.The modern bioengineering technologies for ecological restoration of ponds are discussed.

Похожие темы научных работ по энергетике и рациональному природопользованию , автор научной работы — Кривицкий С.В., Кашперюк А.П., Кашперюк П.И.

Текст научной работы на тему «Особенности формирования гидроэкосистемы искусственных водоемов рекреационных зон»

ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ГИДРОЭКОСИСТЕМЫ ИСКУССТВЕННЫХ ВОДОЁМОВ РЕКРЕАЦИОННЫХ ЗОН

С.В. Кривицкий, А.П.К ашперюк, П.И. Кашперюк

В статье рассматривается биоинженерный способ формирования природной гидроэкосистемы путем заселения водоёма гидробионтами: водными растениями и живыми организмами, – с целью улучшения качества воды.

The modern bioengineering technologies for ecological restoration of ponds are discussed.

1. Гидроэкосистема природных водоёмов

Природный водоем представляет собой биологически сбалансированную экологическую систему, настроенную на самоочищение и самовосстановление. Имеется широкий класс гидробионтов – планктонные и бентосные микроорганизмы, высшие водные растения, рыбы, – которые составляют основу экосистемы водоема. Происходящие в гидроэкосистеме физико-химические и биотические процессы являются основным механизмом самоочищения водоема. Термин «самоочищение воды в экосистемах» подразумевает, что вода очищается в результате ряда экологических процессов с участием множества организмов-гидробионтов, формирующих эти гидроэкосистемы. Процессы самоочищения воды в экосистемах важны для стабильности водных экосистем, сохранения качества воды и биоразнообразия. Водоемы с нарушенным микробиологическим самоочищением быстрее перенасыщаются неокисленной органикой и биогенными элементами, что необратимо приводит к их эвтрофикации, т.е происходит изменение типа водной экосистемы [1].

К процессам, способствующим «самоочищению» воды в природном водоеме, относятся физические, физико-химические и биохимические процессы [1], такие как:

– фильтрация водной толщи гидробионтами;

– растворение и разбавление загрязняющих веществ в толще водыом;

– процессы сорбции взвешенными веществами, микроорганизмами (планктоном, бентосом), гидробионтами (фито- и зоопланктоном, растениями), донными отложениями;

– фотохимические и каталитические реакции, выделение кислорода, окисление;

– выделение биотой соединений азота и фосфора, используемых водорослями, в свою очередь выделяющими кислород для окисления загрязняющих веществ.

2. Проблемы нормативного обеспечения работ по экологической реабилитации водных объектов

В настоящее время основным нормативным документом для сбора исходных данных при решении комплексной задачи экологической реабилитации водных объектов и формирования гидроэкосистемы служит Свод правил СП 11-102-97 «Инженерно-экологические изыскания для строительства» [2]. Этот документ наиболее подходит

для решения задач восстановления природных объектов, поскольку декларирует в своих Общих положениях, что «инженерно-экологические изыскания для строительства выполняются для оценки современного состояния и прогноза возможных изменений окружающей природной среды под влиянием антропогенной нагрузки с целью предотвращения, минимизации или ликвидации вредных и нежелательных экологических и связанных с ними социальных, экономических и других последствий и сохранения оптимальных условий жизни населения». Свод правил не является всеобъемлющим документом и поэтому допускает дальнейшее развитие отдельных его положений, требований и рекомендаций, а именно: «. изучение отдельных компонентов природной среды, влияющих на изменение природных комплексов в целом, может быть включено в состав инженерно-экологических изысканий».

Для решения задач экологической реабилитации водоёмов потребуется:

■ разработка нормативной документации, регламентирующей производство работ на этапе изысканий по следующим вопросам:

– комплексное биологическое обследование береговой зоны и акватории водоёма, включая методологию биотестирования;

– методы расчёта морозного пучения суглинистых грунтов в контактной зоне «вода-берег»;

– санитарно-экологическое обследование водоёма и прибрежной зоны;

– расчёт характеристик морозного пучения суглинистых грунтов в приурезовой зоне водоёма для решения вопросов проектирования свайных стенок;

– разработка водохозяйственных методов расчёта применительно к малым водоёмам и водотокам, находящихся в городской черте;

■ разработка нормативной документации, регламентирующей проектирование биоинженерных сооружений:

– гидроботанических площадок и биоплато;

■ разработка нормативной документации, регламентирующей технологию формирования экосистемы водоёма в зависимости от физико-географических и морфометри-ческих условий, техногенных нагрузок и иных особенностей территории;

■ разработка нормативной документации, регламентирующей проведение комплексного мониторинга водного объекта на этапе эксплуатации для оценки степени восстановления гидроэкосистемы.

3. Формирование гидроэкосистемы водоёма на примере искусственного пруда в дер. Петрово Московской области

Пруд расположен в дер. Петрово Подольского р-на Московской обл. Основные параметры пруда: площадь 500 м2, глубина 5,3 м. По периметру пруда построена берегозащитная бетонная стенка, ниже которой подводный откос укреплен георешёткой с каменной засыпкой ячеек известняковым щебнем (рис.1).

Инженерно-геологические исследования (пробурена всего 1 скважина) показали, что пруд расположен на полого-волнистой поверхности ледниковой равнины с абсолютными отметками поверхности земли 192,5-193,5 м.

В геологическом строении площадки до глубины 10,0 м принимают участие современные элювиально-делювиальные (покровные), среднечетвертичные ледниковые и нижнечетвертичные вводно-ледниковые отложения. Сверху, до глубины 2,9 м, участок сложен современными покровными (р О 1У) суглинками тяжелыми пылеватыми, палево-бурыми суглинками полутвердыми с тонкими прослойками (до 3 см толщиной)

супеси пылеватой. Ниже до глубины 5,5 м залегают среднечетвертичные ледниковые (ё QIId) суглинки тяжелые песчанистые, коричневые, тугопластичные, с включениями (до 10 %) гравия и щебня, с отдельными прослоями и линзами глины легкой песчанистой. Моренные отложения подстилаются нижнечетвертичными водноледниковыми ^ QI-IIod) песками средней крупности с линзами мелкого, желтовато-серыми, плотными и средней плотности, водонасыщенными, с включениями гравия, гальки и отдельных мелких валунов. Вскрытая мощность песка – более 4,5 м.

Рис. 1. Общий вид пруда.

В водоём были запущены в небольших количествах карась, белый амур, толстолобик.

30 мая 2010 г. были проведены инженерно-экологические исследования водоёма: были исследованы гидрохимические характеристики водоёма, влияющие на гидробионты, а также проведено биотестирование на предмет изучения кормовой базы водоёма.

3.1. Гидрохимическая характеристика водоёма.

Основные измеренные величины гидрохимических параметров, полученные по результатам экспресс-тестов, приведены в табл.1.

№ п/п Параметр Величина Примечание

1 Общая кислотность рН 8,5 рН Щелочная реакция, недопустимая для жизнедеятельности некоторых видов гидробионтов.

2 Общая жёсткость 6,1 mg/l (170) Вода жёсткая. Рекомендуется понижение до 10 0.

3 Бикарбонатная (временная) жёсткость 4,3 mg/l (120) Повышенная бикарбонатная жёсткость. Необходимо понижение до 8100.

4 Аммоний NH4 Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

По таксономическому составу и численности населяющих его организмов пруд можно отнести к олиго-мезосапробному водоему, вода в котором характеризуется 1-2 классом чистоты – «чистая – умеренно чистая».

Гидробиологические исследования показали, что условия для гидробионтов в обследованном пруду достаточно благоприятные, поэтому его можно заселять организмами довольно требовательными к чистоте среды обитания (олиго- и мезотрофами).

3.3. Выводы по результатам гидрохимического анализа и биотестирования

На основании проведенного анализа основных гидрохимических показателей водоёма можно сделать следующие выводы:

1. Водоём молод, его экологическая система не стабилизирована и до конца не сформирована. Об этом говорит нехарактерное для стабильных гидроэкосистем соотношение высокощелочной рН реакции и высоких общей и временной жёсткостей с очень незначительными концентрациями всех основных видов азотных соединений.

2. Пониженный уровень содержания железа при незначительном, для водоёма данных объёмов, количестве его потребителей – высших и низших водных растений, говорит о явно недостаточной концентрации двухвалентного иона железа, что будет тормозить в дальнейшем нормальное развитие водных растений.

3. Обнаруженное повышенное содержание фосфатов может быть связано с попаданием в водоём поверхностных стоков с прилегающего газона, удобренного фосфорными удобрениями.

4. Высокие значения временной и общей жёсткости указывают на недостаток в воде свободного углекислого газа, который необходим для нормального развития водных растений.

5. Достаточный уровень кислорода указывает на потенциальную ёмкость водоёма для самых различных гидробионтов.

6. Отсутствие в пробе веслоногих рачков – циклопов и диаптомусов, а также их науплий, указывает на молодость экосистемы.

7. Наличие в отобранной пробе невысокого количества водорослей, при гидрохимических параметрах способствующих их бурному развитию, указывает на их высокую востребованность в качестве естественных кормовых объектов для запущенных толстолобиков и других, имеющихся в водоёме, гидробионтов.

3.4. Рекомендации по формированию экосистемы водоема

Для создания природной гидроэкосистемы в водоёме предлагаются следующие мероприятия.

Улучшение гидрохимических показателей.

■ Необходимо понизить жёсткость воды и повысить уровень свободного углекислого газа до величин необходимых для нормального развития декоративных растений. Для этой цели рекомендуется заменить известковый щебень в каменной наброске на подводном склоне пруда и в ложе ручья на цеолит, являющийся хорошим сорбентом.

■ Увеличение свободного С02 следует достичь понижением рН и увеличением плотности посадки водных организмов и рыб.

■ Для подкисления воды и её обессоливания необходимо свести до минимума подпитку водоёма напрямую артезианской водой и организовать циркуляцию воды с использованием фильтровальной системы;

■ для создания в зимнее время благоприятного газообменного режима необходимо установить компрессор.

Заселение пруда высшей водной растительностью.

Список рекомендуемых водных растений представлен в табл.2.

Список высаживаемых растений_

№ п/п Вид растения Кол-во, контейнер

1 Ирис аировидный 2

2 Камыш озёрный 3

3 Рогозы изящный и Лаксмана 3

4 Стрелолист обыкновенный 3

5 Рдест курчавый 2

7 Болотник обыкновенный 2

9 Кувшинка 10 шт.

10 Аир обыкновенный 1

11 Вахта трёхлистная 1

12 Горец земноводный 1

13 Сусак зонтичный 1

14 Тростник южный 1

Заселение в пруд планктонных и бентосных гидробионтов

Сбалансированная экосистема водоема наряду с растительными организмами должна включать организмы-фильтраторы: моллюски и зоопланктон. Список гидро-

бионтов-фильтраторов приведен в табл.3.

Список заселенных моллюсков и зоопланктона.

№ п/п Наименование живых организмов Количество, шт., л Примечание

1 Прудовики 10 Поедает нитчатые водоросли

2 Лужанка брюхоногая 20 -«-

3 Катушка роговая 10 -«-

Читайте также:  Низкая температура не страшна полярной треске

5 Двустворчатый моллюск-беззубка 10 Фильтратор

6 Перловица 12 Фильтратор

7 Дафнии, водяной ослик, гамарус | Кормовая база для рыб

Через 2 мес. можно проводить зарыбление пруда. С учетом объема воды в пруду рекомендуемые виды рыб приведены в табл.4.

№ п/п Наименование рыб Количество, шт.

2 Форель радужная 30

7 Сом европейский 2

Создание гидравлической системы

Для насыщения воды кислородом устанавливается гидравлическая система: насос, фильтр, горка, ручей, фонтан (рис.2). Система очищает воду от загрязнения и насыщает кислородом.

Рис. 2. Схема циркуляции водоёма: 1 – ручей на горке, 2 – высшая водная растительность, 3 – фонтан, 4 – погружной насос, 5 – труба водоподачи, 6 – фильтрующая установка.

В итоге, вселенные виды рыб наряду с беспозвоночными и водными растениями, а также организованная циркуляция воды эффективно сформируют нормально функционирующую и сбалансированную экосистему водоема [3].

Таким образом, на основании проведенных исследований и анализа формирования гидроэкосистемы искусственного водоёма можно сделать следующее заключение:

1. Отсутствие достаточных и надёжно выполненных инженерно-экологических исследований, и в особенности инженерно-геологических изысканий, не позволяет на стадии разработки проекта определить необходимый комплекс основных инженерных решений – проектную глубину водоёма и заложение откосов, источники питания водоёма, основные конструктивные решения по реализации длительной и устойчивой работы гидротехнических сооружений.

2. Инженерно-экологические и гидрохимические характеристики водоёма должны определяться как на стадии проектирования, так и в процессе строительства и эксплуа-

тации объекта для своевременного проведения необходимых мероприятий с целью поддержания стабильной работы объекта.

3. Для экологической реабилитации водных объектов необходима разработка новых методов расчёта биоинженерных конструкций и совершенствование имеющейся нормативно-методической базы.

4. Предложена биоинженерная технология улучшения качества воды водоема, которая основана на способности природных гидроэкосистем к самоочищению. Главный механизм очистки – планктонные и бентосные микроорганизмы-фильтраторы, высшая водная растительность.

5. Предложенная технология предполагает, что существенное улучшение качества воды в водоеме происходит на 2-3 год после проведенных работ. При этом в первые 23 года необходимы следующие мероприятия:

– отсекаются загрязненные поверхностные стоки, попадающие в водоем;

– проводится систематический контроль за гидрохимическими и гидробиологическими показателями воды;

– в зимнее время желательно предусмотреть аэрацию водоема с использованием специального оборудования;

– весной при необходимости надо проводить дополнительное вселение отдельных видов рыб, маточной культуры кормовых беспозвоночных и подсадку плохо перезимовавших растений.

1. Остроумов С.А. «Самоочищение» воды в природе//Экология и жизнь, 2005, № 7. С.42-

2. СП 11-102-97. Инженерно-экологические изыскания для строительства. М.: Госстрой, 1997. – 105 с.

3. Кривицкий C.B. Гидроэкология: улучшение качества воды в водоеме//Экология и промышленность России, 2007, № 7. С.18-21.

Ключевые слова: инженерно-экологические изыскания, гидроэкосистема, экологическая реабилитация, биоинженерные технологии, инновации

Key words: geoecological surveys, hydroecosystem, ecological restoration, bioengineering technologies, innovation.

Статья представлена Редакционным советом «Вестник МГСУ»

«Исследовательская работа «Гидробионты экосистемы пруда»»

Категория: мониторинговое исследование

Руководитель: Митракова Татьяна Ивановна,
учитель химии,
МОУ «Мамоновская ООШ»
Пронского района Рязанской области,

Содержание.
1. Введение.
2. Обзор литературы.
3. Материал и методика.
4. Основная часть.
а) физико-географическое положение;
б) описание экосистемы пруда;
в) оценка органолептических свойств воды;
г) гидробионты пруда.
5. Заключение.
6. Приложение.
а) карта;
б) список литературы.
1. Введение.
В 2013-2014 учебном году мы начали исследование Казинского пруда в деревне Мамоново: выяснили историю создания пруда, его возраст (93 года), опросили старожилов деревни, сделали предварительное описание экосистемы пруда.
В 2014 году продолжили изучение этого пруда. На этот раз мы решили подробнее изучить животный и растительный мир водной экосистемы.
Цели: – изучить видовой состав флоры и фауны пруда;
– проследить «ярусность» распределения обитателей пруда;
Задачи: -освоить простые методы исследования водных объектов;
– привлечь учащихся к экологической работе.

2. Обзор литературы.
Мы прочитали книги и брошюры о пресных водоёмах и выбрали наиболее подходящие для изучения прудов со слабо проточной водой. Список литературы прилагается. Источников, где бы упоминался наш Казинский пруд, мы не нашли. А вот карту местности с Казинским прудом нам предоставили в районном архитектурном отделе. Очень пригодились определители водных растений и животных.

3. Материал и методика.
Материалом для исследования является водный объект Казинский пруд, а методика исследования состоит из следующих этапов:
– подготовительный (постановка целей и задач исследования);
– подготовка оборудования: карты, камеры, сачка, склянок, луп, определителей;
– выход на пруд с целью сбора материала;
– камеральная обработка данных;
– сравнение собранных данных с методическими рекомендациями;
– оформление результатов исследования;
– заключение по итогам работы.

4. Основная часть.
Казинский пруд – рукотворный, ему 93 года. При его создании использовалось естественное понижение рельефа с протекающим по дну пологого оврага ручьём. Об этом мы подробно докладывали в прошлом году.
А). Физико-географическое положение.
Казинский пруд расположен на северо-востоке деревни Мамоново. Окружающий рельеф – холмистая равнина, изрезанная сглаженными оврагами. Пруд находится в самом глубоком овраге с пологими склонами. Перепад высот берегов значителен: место впадения в пруд ручья выше уровня плотины на другом конце на 7-8 метров. Максимальная глубина пруда 10-12 метров. Площадь водного зеркала 6,5 га, абсолютная высота 202 метра.

Б). Описание экосистемы пруда.
Казинский пруд представляет собой типичный пресный водоём с пологими берегами, поросшими рогозом, камышом и другой водной растительностью. В некоторых местах в зарослях проделаны проходы для лодок и оборудованы места для ловли рыбы удочкой с берега. По берегам встречаются осока, хвощ, череда. Берега сырые и местами заболоченные. Вода в пруду достаточно чиста и прозрачна. Есть приток воды из ручья, а лишняя вода уходит поверх плотины – можно говорить о небольшой проточности пруда. Питание пруда идёт также грунтовыми, талыми и дождевыми водами.

В). Оценка органолептических свойств воды:
– внешний вид поверхности воды: поверхность чистая, без пятен и плёнок;
– цветность: слабо-желтоватая;
– осадок: незначительный по толщине, илистый, серый, через час отстаивания вода стала прозрачной;
– мутность: слабо-мутная, почти прозрачная;
– запах: очень слабый, прудовый.
Дно илистое, особенно много ила у плотины (почти по колено), а в верхней части пруда – по щиколотку.

Г). Гидробионты пруда.
В мае 2014 года мы проводили облов обитателей пруда с целью подробнее изучить их видовой состав. Нам важно было обследовать все биотопы пруда, чтобы получить полное представление о состоянии экосистемы. Из литературы мы узнали, что биотопы пруда – это своеобразные «ярусы» в воде, наполненные жизнью.

Бенталь – дно водоёма, самый нижний биотоп, это донный субстрат с прилегающим слоем воды. Обитатели бентали называются бентос.
Пелагиаль – толща воды, основная масса пруда. Обитатели пелагиали – пелагос.
Нейсталь – поверхностный слой воды, в том числе и поверхностная плёнка, граничащая с воздухом. Обитатели нейстали – нейстон.
Есть организмы, которые в течение жизни обитают в разных биотопах пруда, есть строго привязанные к одному биотопу, а есть и такие, которые передвигаются по всей толще воды, охватывая все «ярусы».
Растительность пруда.
В начале нашего исследования мы сразу обратили внимание на заросли рогоза, камыша и тростника по всей прибрежной линии. Их ширина от 4-5 и до 10 метров вглубь пруда. Кое-где встречается частуха подорожная, сусак зонтичный, единичные экземпляры рдеста плавающего. При облове в толще воды нам попались элодея, роголистник, уруть. В июле пруд частично покрывается зарослями ряски малой. Из водорослей нам попались нителла, кладофора (они образуют заросли тины), водяная сеточка.

Животные пруда.
При облове мы обратили внимание на обилие беспозвоночных:
Жуки – вертячки, плавунцы большой и малый (и их личинки), плавт, полоскун, малый водолюб ( личинка).
Клопы – гладыш, водомерки, водный скорпион, ранатра (личинка).
Комары – комар-пискун, комары звонцы (личинки и куколки).
Стрекозы – личинки коромысла (5 см), лютки и стрелки (их очень мало).
Пауки – паук-серебрянка.
Губки – пресноводная губка-бадяга.
Ракообразные – водяной ослик, бокоплав.
Пиявки – улитковая (2,5 см), рыбья (5 см), ложноконская малая.
Моллюски – беззубка, перловица, катушки, горошинки, шаровки, малый и большой прудовики, лужанки.

Позвоночные: при расспросе местных жителей, которые рыбачат на пруду, мы узнали, что из рыб чаще всего попадаются карась, плотва, лещ, а окунь очень редок. Часто видят ужей. Из амфибий нередки лягушки озёрная, прудовая, травяная, жерлянка краснобрюхая, тритон. В воде мы нашли икру жабы в виде «бус».
Видовой состав обитателей пруда представлен в таблице, где дополнительно указаны и другие сведения о них.

Гидробионты экосистемы «Казинский пруд»
Название гидробионта
Биотоп пруда
Экологическая группа гидробионтов
Пояснение

Жуки: плавунец
плавт, полоскун, водолюб малый
пелагиаль
нектон
активно двигаются в толще воды

Вертячки (жуки) и водомерки (клопы)
нейсталь
эпинейстон
обитают на поверхностной плёнке воды

Клоп-гладыш
бенталь, пелагиаль
нектобентос
активно двигается в толще воды, прячется в донный субстрат

Клопы: водный скорпион, ранатра (личинка)
пелагиаль
нектон
плавает по всей толще воды

Комары: комар-пискун, комары-звонцы (личинки и куколки)
бенталь, пелагиаль
планктобентос
личинки копошатся в донном субстрате, а куколки часто всплывают со дна для дыхания

Стрекозы: коромысло, лютки, стрелки (личинки)
пелагиаль
нектон
двигаются по всей толще воды, сидят на водных растениях, поджидая добычу

Паук-серебрянка
пелагиаль
нектон
строит домик из пузырьков воздуха на мелководье

Губка бадяга
бенталь
перифитон
на донных камнях, ракушках, на твёрдом субстрате за пределами дна

Ракообразные: водяной ослик, бокоплав
бенталь, пелагиаль
планктобентос
мелкие рачки, питаются детритом

Пиявки: улитковая, рыбья, ложноконская
пелагиаль
нектон
питаются кровью животных

Моллюски: беззубка, перловица, большой и малый прудовики, горошинка, шаровка, лужанка

бенталь
бентос
фильтраторы воды (двустворчатые),
закрученные улитки ползают по листьям, дну, объедают мелкие водоросли, собирают детрит, лужанки ползают по траве.

Амфибии: лягушки озёрная, прудовая, травяная, жерлянка, тритон обыкновенный, жаба.
пелагиаль, бенталь
нектон
зимуют в иле на дне, плавают во всей толще воды, вылезают на берег. Жерлянка и жаба все лето на суше, икрометание в пруду.

Рептилии: уж обыкновенный
пелагиаль
нектон
свободно плавает

Гидрофиты экосистемы «Казинский пруд»
Название водного растения
Экологическая группа гидрофитов
Пояснение

Цветковые: камыш, рогоз, тростник, сусак, частуха
фитоплейстон, голофиты
растения занимают все три «яруса» экосистемы, а верхушка и цветоносы торчат из воды

элодея, роголистник, уруть, рдест
гидатофиты
растения полностью погружены в воду, верхушки соцветий торчат только у рдеста

осока, пушица, хвощ, череда
гигрофиты
околоводные растения сырых мест, довольно редки на берегах пруда

Водоросли: нителла, кладофора, водяная сеточка
фитопланктон
нителла и кладофора образуют скопления тины у берегов в хорошо прогреваемых местах, служат убежищем для многих мелких беспозвоночных. присутствие водяной сеточки говорит о чистоте воды

5. Заключение.
Изучив более подробно видовую структуру обитателей Казинского пруда, можно сказать, что данная экосистема по своему качественному составу соответствует мезотрофному водоёму, где процессы саморегуляции и самоочищения проходят своевременно, все компоненты сбалансированы и хорошо выражены, функционируют согласованно. То есть экосистема пруд находится в состоянии экологического равновесия.
Так может продолжаться долго, главное, чтобы не было негативного вмешательства и загрязнения со стороны человека.

“Пруд” как “экосистема”

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 21 Сентября 2013 в 20:28, доклад

Краткое описание

Температура . Максимальную плотность вода имеет при +4 °С; при более высокой или низкой температуре она расширяется и становится легче. Благодаря этому водоемы суши не промерзают до дна. Воды гидросферы в основном холодные и нагреваются только у самой поверхности. Температурные значения и их ритмика различны для глубоководных океанических бассейнов и внутриматериковых, неглубоких водоемов.

Вложенные файлы: 1 файл

ПРУД.docx

«ПРУД» как «ЭКОСИСТЕМА»

Температура . Максимальную плотность вода имеет при +4 °С; при более высокой или низкой температуре она расширяется и становится легче. Благодаря этому водоемы суши не промерзают до дна. Воды гидросферы в основном холодные и нагреваются только у самой поверхности. Температурные значения и их ритмика различны для глубоководных океанических бассейнов и внутриматериковых, неглубоких водоемов. В неглубоких водоемах суши ледовый покров, препятствует контакту водной массы с атмосферным воздухом, способствует ее обеднению кислородом и замору рыбы.

Концентрация кислорода. Подобно организмам суши, водные животные и растения дышат, в связи с чем им необходим кислород и источник углекислого газа, необходимого для фотосинтеза растений. Содержание кислорода в пресноводных водоемах суши значительно изменяется в зависимости от сезона года. Зимой оно может резко уменьшиться, вызвав гибель рыбы. В полярных водах, в которых много кислорода, обилен планктон, служащий пищей для представителей богатой фауны, включая китообразных.

Концентрация солей кальция и магния. Одним из важнейших экологических факторов водной среды является содержание в ней растворимых солей. Вода считается пресной, если концентрация солей – хлористого натрия, хлористого магния, сульфата магния, сульфата кальция, хлористого калия, карбоната кальция в ней не превышает 0,5 г/л. Преобладающая часть водоемов суши имеет такую или меньшую концентрацию. Солоноватые воды характерны для лагун и эстуариев больших рек, в которых морская вода опресняется вследствие поступления пресных вод. Однако по видовому разнообразию обитающих организмов пресноводные экосистемы несравнимы с морской средой.

Читайте также:  Рыбалка с эхолотом

2.БИОТИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ. В неглубоких пресных водоемах – прудах, мелких озерах – солнечный свет проникает до дна, создавая условия для развития водорослей и высших водных растений. Обильно представлены цветковые растения – камыш, тростник, рогоз, обитающие у берегов. На поверхности воды плавают листья и цветки белой кувшинки или желтой кубышки. Животный мир пресного водоема еще более богат и разнообразен.

АВТОТРОФЫ. В толще воды обитают многочисленные одноклеточные водоросли, многоклеточные нитевидные водоросли. На поверхности воды в летнее время встречаются скопления тины – это тоже водоросли.

ГЕТЕРАТРОФЫ. В пресноводных водоемах обычно обитают растительноядные и хищные рыбы, амфибии и их личинки – головастики.

ПРОДУЦЕНТЫ.В воде и в иле, покрывающем дно, обитают многочисленные простейшие, мелкие рачки (циклопы), личинки насекомых, плоские черви (планарии), в грунте водоемов – свободноживущие круглые и кольчатые черви. На листьях водных растений сидят пресноводные гидры, очень многочисленны разнообразные моллюски, насекомые.

КОНСУМЕНТЫ. Амфибии, хищные рыбы.

РЕДУЦЕНТЫ. Инфузории, дафнии, циклопы, коловратки, сапрофитные бактерии и грибы.

3.АНТРОПАГЕННЫЕ ФАКТОРЫ. В настоящее время загрязнение охватывает уже и океаны, но наиболее сильно оно проявляется во внутренних водоемах.

Деятельность человека, изменяющая гидрохимический режим водоема, сильно отражается и на уровне рН. В водохранилищах, образованных при зарегулировании стока рек, концентрация водородных ионов колеблется в широких пределах. Сточные воды предприятий химической, металлургической, целлюлозной и другой промышленности содержат как кислоты, снижающие рН воды, так и щелочи, соду и другие компоненты, повышающие рН. Значение рН среды оказывает сильнейшее влияние на устойчивость рыб к различным токсическим веществам, входящим в состав промышленных стоков.

Экологическая устойчивость моей экосистемы зависит от чистой воды, защиты прибрежной зоны,способности конкретной акватории поглощать углерод, биоразнообразия видов и пищевых взаимоотношений между ними.

Водная экосистема – Aquatic ecosystem

Водная экосистема , является экосистемами в организме воды . Сообщества из организмов , которые зависят друг от друга и от окружающей их среды живут в водных экосистемах. Два основных типа водных экосистем морских экосистем и пресноводных экосистем .

содержание

морской

Морские экосистемы, самый большой из всех экосистем, покрывают примерно 71% поверхности Земли и содержат около 97% воды планеты. Они производят 32% чистой мировой первичной продукции . Они отличаются от пресноводных экосистем присутствия растворенных соединений , особенно солей , в воде. Примерно 85% растворенных веществ в морской воде являются натрия и хлора . Забортной имеет среднюю соленость 35 промилле воды. Фактическая соленость варьирует среди различных морских экосистем.

Морские экосистемы могут быть разделены на множество зон , в зависимости от глубины воды и особенностей береговой линии. Океаническая зона является обширной открытой частью океана , где животные , таких как киты, акулы, тунец и живет. Бентоса зона состоит из субстратов ниже воды , где живут многие беспозвоночные. Приливной зона является областью между высокими и низкими приливами; на этом рисунке она называется прибрежной зоной. Другие Прибрежные (неритические) зоны могут включать в эстуарии , солончаки , коралловые рифы , лагуны и мангровые болота. В глубокой воде, гидротермальные жерла могут произойти , где хемосинтезирующие серы бактерии образуют основу пищевой цепи .

Классы организмов , обнаруженных в морских экосистемах , включают коричневые водоросли , динофлагеллят , кораллы , головоногие , иглокожие и акула . Рыбы , пойманные в морских экосистемах , являются крупнейшим источником коммерческих продуктов , полученных из диких популяций.

Экологические проблемы , касающиеся морских экосистем включают нерациональное использование морских ресурсов (например , чрезмерный отлов рыбы некоторых видов), загрязнение морской среды , изменение климата , и строительство на прибрежных районах.

пресноводный

Пресноводные экосистемы покрывают 0,78% поверхности Земли и поселятся 0,009% от общего объема воды. Они производят около 3% от чистой первичной продукции. Пресноводные экосистемы содержат 41% известных в мире видов рыб.

Существуют три основных вида пресноводных экосистем:

  • Стоячих : медленно движущейся воды, в том числе бассейнов , прудов и озер .
  • Проточных : быстрая скользящая вода, например , потоков и рек .
  • Водно – болотные угодья на территориях , где почва насыщена или завалены , по крайней мере часть времени.

стоячих

Озеро экосистема может быть разделена на зоны. Одна общая система делит озера на три зоны (см . Рисунок) Первая, прибрежная зона , является неглубокой зоной вблизи берега. Здесь происходят укорененные болотные растения. От берега разделена на две зоны дальнейших, открытой акватории и зону глубокой воды. В зоне открытой воды (или фотической зоне) солнечный свет поддерживает фотосинтетический водорослей, а также виды , которые питаются на них. В глубоководной зоне, солнечный свет не доступен , и пища полотно на основе детрита , поступающий из прибрежных и фотических зон. Некоторые системы используют другие имена. В внелокально области можно назвать пелагиаль , то фотическая зона может быть названа пресноводной зоной и афотическая зона может быть названа профундали . Внутренний от прибрежной зоны можно также часто определить прибрежную зону , которая имеет заводы по- прежнему зависит от присутствия озера, это может включать в себя эффекты от непредвиденных, весеннего наводнения и повреждения зимой льда. Производство озера в целом является результатом производства из растений , растущих в прибрежной зоне, в сочетании с производством из планктона , растущий в открытой воде.

Заболоченные может быть частью системы стоячей, так как они образуют , естественно , вдоль большинства берегов озера, ширину заболоченных и литорали которых зависят от наклона береговой линии и количества естественного изменения уровня воды, внутри и среди лет. Часто мертвые деревья накапливают в этой зоне, либо от непредвиденного на берегу или бревен , перевозимых на место во время наводнений. Этот древесный мусор обеспечивает важную среду обитания для рыб и гнездящихся птиц, а также защитные береговые линии от эрозии.

Два важных подклассов озер пруды , которые , как правило , представляют собой небольшие озера , которые intergrade с водно – болотными угодьями и водные резервуары . В течение длительного периода времени, озер или заливов в них, могут постепенно обогащаются питательными веществами и медленно залить органическими отложениями, этот процесс называется последовательность. Когда люди используют водораздел, объемы наносов , поступающих в озеро может ускорить этот процесс. Добавление осадков и питательных веществ в озеро называется эвтрофикации .

Водоемы

Водоемы небольшие тела пресной воды с мелкой и негазированной водой, болотом и водными растениями . Они могут быть разделены на четыре зоны: зона растительности, открытая вода, дно грязи и поверхности пленки. Размер и глубина прудов , часто в значительной степени изменяется в зависимости от времени года; много прудов производятся весенним паводком на реках. Пищевые ткани основаны как на свободно плавающие водорослях и на водные растения. Существует, как правило разнообразный спектр водной флоры и фауны, с несколькими примерами , включая водоросли, улитки, рыбы, жуков, водяных клопов, лягушки, черепахи, выдры и ондатры. Лучшие хищники могут включать в себя большую рыбу, цапля или крокодилов. Поскольку рыба крупный хищник на личинка амфибий, пруды , которые высыхают каждый год, в результате чего погибли резидентную рыбу, обеспечивают важные убежища для земноводных разведения. Водоемы , которые высыхают полностью каждый год часто называют весенние бассейнами . Некоторые пруды получают активности животных, в том числе из крокодиловых отверстий и бобровых прудов, и они добавляют важное разнообразие ландшафтов.

проточных

Основные зоны в речных экосистемах определяются градиентом русла реки или от скорости течения. Быстрее двигается турбулентная вода обычно содержит более высокие концентрации растворенного кислорода , который поддерживает большее биологическое разнообразие , чем медленное перемещение воды из бассейнов. Эти различия формируют основу для разделения рек в нагорных и равнинных рек. Кормовая база потоков в пределах прибрежных лесов, в основном , происходят от дерев, но шире потоки и те , которые не имеют навеса вывести большую часть своей кормовой базы из водорослей. Проходные рыбы также являются важным источником питательных веществ. Экологические угрозы для рек включают потерю воды, дамбы, химическое загрязнение и интродуцированные виды . Плотина создает негативные последствия , которые продолжают вниз водораздел. Наиболее важные негативные последствия являются сокращение весеннего паводка, который повреждает водно – болотных угодий, а также сохранение осадка, что приводит к потере дельтовых водно – болотных угодий.

Водно-болотные угодья

Водно – болотные угодья преобладают сосудистые растения , которые адаптировались к насыщенному почвы. Есть четыре основных типа болот: болото, болото, топь и трясина (оба топи и болота типа тины ). Водно – болотные угодья являются наиболее продуктивными природные экосистемы в мире из – за близости воды и почвы. Таким образом , они поддерживают большое число видов растений и животных. Благодаря своей производительности, заболоченные часто превращается в сухую землю с дамбами и дренажей и используется в сельскохозяйственных целях. Строительство дамб и плотин, имеет негативные последствия для отдельных водно – болотных угодий и целых водосборных бассейнов. Их близость к озерам и рекам означает , что они часто разрабатываются для населенных пунктов. После поселения построены и защищены дамбами, поселения становятся уязвимыми к земле оседание и все возрастающий риск наводнений. Побережье Луизианы вокруг Нового Орлеана является хорошо известным примером; Дельта Дуная в Европе другой.

функции

Водные экосистемы выполняют многие важные экологические функции. Например, они перерабатывают питательные вещества , очищают воду, затухают наводнения, перезарядить грунтовые воды и обеспечивает среду обитания для диких животных. Водные экосистемы также используются для человеческого отдыха, и очень важны для туризма промышленности, особенно в прибрежных районах.

Здоровье водной экосистемы деградируют, когда способность экосистемы поглощать стресс был превышен. Стресс на водной экосистеме может быть результатом физических, химических или биологических изменений окружающей среды. Физические изменения включают изменения температуры воды, поток воды и легкую доступность. Химические изменения включают изменения в скорости нагружения biostimulatory питательных веществ, потребление кислорода и материалы, и токсины. Биологические изменения включают чрезмерную заготовку промысловых видов и введение экзотических пород. Человеческие популяции могут налагать чрезмерные нагрузки на водные экосистемы. Есть много примеров чрезмерных напряжений с отрицательными последствиями. Рассмотрим три. Экологическая история Великих озер Северной Америки иллюстрирует эту проблему, в частности, как многочисленные стрессы, такие как загрязнение воды, более отлова и инвазивных видов можно комбинировать. В Broadlands Норфолка в Англии показывает подобное снижение с загрязнением окружающей среды и инвазивными видами. Пончартрейн вдоль Мексиканский залив иллюстрирует негативные последствия различных напряжений, включая дамбу строительство, лесозаготовки болот, инвазивные виды и проникновение соленой воды.

Абиотические характеристики

Экосистема состоит из биотических сообществ , которые структурированы с помощью биологических взаимодействий и абиотических факторов окружающей среды. Некоторые из важных абиотических факторов среды водных экосистем включают тип субстрата, глубину воды, уровни питательных веществ, температуры, соленость и поток. Часто бывает трудно определить относительную важность этих факторов не достаточно больших экспериментов. Там могут быть сложные петли обратной связи. Например, осадок может определить наличие водных растений, а водные растения также может ловушка отстой, и добавить к осадке через торф.

Количество растворенного кислорода в водоеме часто является ключевым веществом в определении степени и видов органической жизни в организме воды. Рыба потребность растворенный кислорода , чтобы выжить, хотя их толерантность к низкому содержанию кислорода варьирует у разных видов; в крайних случаях низкого содержания кислорода некоторые рыбы даже прибегать к воздушному глотая. Растения часто приходится производить аэренхима , в то время как форма и размер листьев также могут быть изменены. С другой стороны , кислород губителен для многих видов анаэробных бактерий.

Питательные уровни играют важную роль в регулировании численности многих видов водорослей. Относительное содержание азота и фосфора может в действительности определить , какие виды водорослей доминировать. Водоросли являются очень важным источником пищи для водной флоры и фауны, но в то же время, если они становятся слишком обильными, они могут вызвать снижение рыб , когда они распадаются. Подобно чрезмерно обилие водорослей в прибрежных средах , такие как в Мексиканском заливе производит, при распаде, гипоксическая области воды , известной как мертвая зона .

Соленость водоема также является определяющим фактором в видах видов , обитающих в водоеме. Организмы в морских экосистемах переносят соленость, а многие пресноводные организмы не переносят соли. Степень солености в устье или дельте является важным контролем от типа водно – болотных (свежего, промежуточного или солоноватого), а также связанные с ними видами животных. Плотины , построенные вверх по течению могут уменьшить весеннее наводнение, а также уменьшить осадка аккрецию, и , следовательно , могут привести к соленой воде вторжению в прибрежных водно – болотных угодьях.

Пресноводные используется для орошения целей часто поглощает уровни соли , которые являются вредными для пресноводных организмов.

Читайте также:  Промысловая рыба. Камбала

Биотические характеристики

Биотические характеристики определяются в основном организмы , которые происходят. Например, болотные растения могут производить плотные навесы , которые покрывают большие площади наносов или улитки или гуси могут пастись растительность , оставляя большие квартиры грязи. Водная среда имеет относительно низкие уровни кислорода, заставляя адаптацию организмов найденных там. Например, многие болотные растения должны производить аэренхима переносить кислород к корням. Другие биотические характеристики являются более тонкими и трудно измерить, например, относительной важности конкуренции, мутуализма или хищничества. Есть все большее число случаев , когда хищничество прибрежных травоядными , включая улитка, гусь и млекопитающее , как представляется доминирующим биотический фактор.

автотрофные организмы

Автотрофные организмы являются производителями , которые производят органические соединения из неорганического материала. Водоросли используют солнечную энергию для выработки биомассы из диоксида углерода и, возможно , являются наиболее важными автотрофными организмами в водной среде. Более мелкая вода, тем больше вклада биомассы из укорененных и плавающих сосудистых растений. Эти два источника объединяются , чтобы произвести необыкновенную производство устьев рек и водно – болотных угодий, так как это автотрофные биомасса превращается в рыб, птиц, земноводных и других водных видов.

Хемосинтезирующие бактерии найдены в донных морских экосистемах. Эти организмы способны питаться сероводородом в воде , которая поступает из вулканических жерл . Большие концентрации животных , которые питаются эти бактерии найдены вокруг вулканических жерл. Например, есть рифтия ( Riftia китовые птички ) 1,5 м в длину и моллюсками ( Calyptogena величественная длиной) 30 см.

гетеротрофные организмы

Гетеротрофные организмы потребляют автотрофные организмы и используют органические соединения в организме в качестве источников энергии и в качестве сырья для создания своей собственной биомассы . Эвригалинных организмы соли терпимы и могут выжить в морских экосистемах, в то время как стеногалинные или соль непереносимости виды могут жить только в пресноводных средах.

Что такое Экосистема

Экосистема — это система или группа взаимосвязанных элементов, которая образовалась из взаимодействия объединения организмов с окружающей средой. Это сокращённое обозначение от словосочетания “экологическая система”.

Экосистема — это любая система или сеть взаимосвязанных и взаимодействующих элементов, как, например, в бизнесе.

Это слово произошло от сочетания двух греческих слов Οικος (дом/жилище) + Σύστημα (система).

Артур Тенсли (британский ботаник, преподаватель университета и эколог) считается первым, кто использовал это слово в 1930–1935 годах. Он же был одним из первых в мире экологов.

Что именно создаёт экосистему, так это совокупность индивидуальной физико-химической среды (биотопа) с объединением живых организмов (биоценозом). Артур Тенсли представил данную формулировку: биотоп + биоценоз = экосистема.

Экосистема и биогеоценоз

“Экосистема” и “биогеоценоз” — это не синонимы, они лишь близки по значению. Биогеоценоз — экосистема в границах фитоценоза.

Фитоценоз — растительное сообщество, совокупность совместно существующих организмов на одном участке земной поверхности.

Экосистема — это более общая концепция. Любой биогеоценоз — экосистема, но не любая экосистема — биогеоценоз.

Виды экосистем

Состав экосистем зависит от нескольких факторов, таких как геологические условия, климат, влияние человека.

Природные и искусственные

По степени вмешательства человека экосистемы делятся на природные и искусственные.

Естественные (природные) экосистемы

Развиваются под воздействием природы, человек может влиять на них, однако несущественно. Примерами таких систем можно назвать: леса (не засаженные человеком), мангровые заросли, коралловые рифы и т. д.

Антропогенные (искусственные) экосистемы

Формируются человеком в процессе его хозяйственной деятельности (например: сельскохозяйственные посевы, лесопосадки, стройка городов, организация ферм устриц).

Автотрофные и гетеротрофные экосистемы

Естественные и искусственные экосистемы могут быть автотрофные и гетеротрофные. Различие в источнике энергии, который по большей части обеспечивает их жизнедеятельность.

Автотрофные экосистемы

Существуют преимущественно на энергетическом самообеспечении. Они делятся на фотоавтотрофные (использующие солнечную энергию за счёт своих продуцентов-фотоавтотрофов) и хемоавтотрофные (потребляющие химическую энергию за счёт продуцентов-хемоавтотрофов).

Большинство экосистем являются фотоавтотрофными. Например, человек вносит энергию в сельскохозяйственные экосистемы (они тоже являются фотоавтотрофными), которая именуется антропогенной (горючее для тракторов или удобрения и т. п.), но её роль не имеет большого значения по сравнению с применённой экосистемой солнечной энергии.

Развитие естественных хемоавтотрофных экосистем происходит в подземных водах. Человек производит антропогенные хемоавтотрофные экосистемы из микроорганизмов (грибов и бактерий).

Гетеротрофные экосистемы

Потребляют преимущественно химическую энергию, которую приобретают от органических веществ либо от энергетических устройств, произведённых людьми.

Экосистема океанических глубин, куда не доходит солнечный свет, является примером естественной гетеротрофной экосистемы.

Микроорганизмы и животные, которые находятся в ней, живут и питаются “питательным дождём” (остатки организмов и трупы, которые упали на дно, из озарённой солнцем автотрофной океанической экосистемы).

Антропогенные гетеротрофные экосистемы бывают очень разные. Например, промышленные предприятия или города. По линиям электропередач в них поступает энергия, по нефтепроводам и газопроводам, в цистернах, вагонах.

Подобные экосистемы извлекают долю энергии благодаря зелёным растениям, но она несущественна по сравнению с энергией, приобретённой извне.

К таким экосистемам также принадлежат:

  • биологические очистные сооружения, где микроорганизмы разлагают органические вещества, в частности установки по сбраживанию навоза;
  • фабрики по вермикультивированию (фабрики по разведению дождевых червей), которые трансформируют органическое вещество, такое как солома, опилки или навоз;
  • плантации шампиньонов (для выживания им необходим органический субстрат и тепло);
  • рыборазводные пруды и другие.

Наземные экосистемы и водные

Абсолютно все экосистемы на Земле делятся на наземные экосистемы и водные.

Наземные экосистемы

Наземные экосистемы также именуются биомами. Это главные экосистемы суши: пустыни, степи, леса и т. д. Наиболее значительные отличия между этими экосистемами на различных территориях мира формулируются разнообразными факторами: соотношениями средней температуры, типом почв, среднегодовым количеством осадков.

Взаимодействие этих разнообразных факторов служит причиной к формированию умеренных, тропических и полярных вариантов лесных, пустынных и травянистых экосистем.

Водные экосистемы

Это экосистемы гидросферы. Эти экосистемы отличаются между собой средней температурой воды, количеством растворённых питательных веществ (солёностью воды) и глубиной проникновения солнечных лучей.

Примеры водных экосистем: реки, озёра, коралловые рифы, болота, степные блюдца и др.

Экотон

Это переходящая территория между двумя соприкасающимися экосистемами. Зачастую и большие, и малые экосистемы не имеют точных рубежей.

Таким образом, экотон содержит виды деструкторов, растений и животных из обеих соседних экосистем. Нередко происходит, что в экотоне встречаются виды живых организмов, которые не существуют в соседних экосистемах.

В итоге экотон имеет в своём наличии большее разнообразие организмов, чем в соприкасающихся территориях.

Макроэкосистема, мезоэкосистема, микроэкосистема

Экологические системы также различаются по своему размеру.

Макроэкосистема

Система огромного размера, которая состоит из множества небольших систем. Примерами таких систем будут: океан, пустыня или субтропический лес. Все они населены тысячами видов животных, растений и бактерий, нужных для её исправного функционирования.

Мезоэкосистема

Этот вид экосистем уже не очень большого размера. Примерами таковых будут: система отдельно рассматриваемого пруда или лесного массива, либо же система одной изолированной поляны.

Микроэкосистема

Микроэкосистема — это система малых размеров. Она работает в миниатюре и имитирует функционирование других экосистем большого размера. Примерами таких систем будут: сад в бутылке, аквариум, лужа (она населена множеством микроорганизмов), труп животного и т. д..

Структура экосистемы

Структура экосистемы — это в основном описание организмов и физических особенностей среды, включая количество и распределение питательных веществ в определённой среде обитания.

Также предоставляется информация о диапазоне климатических условий, преобладающих на данной территории.

Все экосистемы состоят из следующих основных компонентов:

  • абиотические компоненты;
  • биотические компоненты.

Абиотические компоненты

Экологические отношения проявляются в физико-химической среде. Абиотический компонент экосистемы включает основные неорганические элементы и соединения.

Климатические факторы

Включает в себя такие физические факторы, как влажность, воздушные потоки и солнечная радиация. Лучистая энергия солнца является единственным существенным источником энергии для любой экосистемы.

Эдафические (почвенные) факторы

Почвенные факторы включают в себя рельеф, кислотность почвы, минерализацию и т. д.

Биотические компоненты

Биотические компоненты включают в себя все живые организмы, присутствующие в экологической системе.

С точки зрения питания биотические компоненты могут быть разделены на три основные группы:

  • автотрофы (продуценты);
  • гетеротрофы (консументы);
  • сапротрофы (редуценты).

Автотрофы (продуценты)

Это все зелёные растения, которые используют солнечную энергию и производят еду (органические вещества) из неорганических веществ. Это синезелёные водоросли и некоторые микроорганизмы.

Гетеротрофы (консументы)

Включают тех, которые питаются готовыми органическими веществами, берут пищу от автотрофов: всеядные, травоядные и хищники.

Сапротрофы (редуценты)

Для питания они уничтожают мёртвые органические соединения растений (продуцентов) и животных (консументов), выбрасывают в окружающую среду простые, органические и неорганические вещества, которые были произведены как побочный продукт их метаболизма. Это бактерии и грибы.

Замкнутая экосистема

Это экосистема, в которой не ожидается какой-либо обмен веществ со средой за её пределами.

Опыт с садом в бутылке Дэвида Латимера

Британец Дэвид Латимер провёл великолепный опыт с садом в бутылке. Он посадил его в 1960 году и не поливал с 1972 года, но садик продолжает процветать в своей замкнутой экосистеме.

Посаженные им внутрь выносливые традесканции выросли, заполнив почти 40-литровый контейнер, выжив на всём переработанном: воздухе, питательных веществах и воде.

Дэвид Латимер сказал, что бутыль стоит в 1,5-2 метрах от окна, чтобы растение получало немного солнца. Оно растёт в сторону солнечного света, поэтому его нужно периодически разворачивать, чтобы оно росло равномерно.

Также Дэвид Латимер сказал, что он никогда не подрезал растение, но выглядит так, будто оно выросло до пределов бутылки.

Как работают сады в бутылках

Сады в закрытых бутылках действуют, потому что их герметичное пространство создаёт абсолютно самостоятельную экосистему, в которой растения могут выжить, используя фотосинтез для утилизации питательных веществ.

Единственное, что необходимо из внешней среды — солнечный свет, поскольку он обеспечивает его энергией, необходимой для создания собственной пищи, а значит и продолжения роста.

Свет, который попадает на листья растения, поглощается белками, содержащими хлорофиллы (зелёный пигмент).Часть этой световой энергии хранится в форме аденозинтрифосфата (АТФ), молекулы, которая хранит энергию.

Остальная часть используется для удаления электронов из воды, поглощаемой из почвы через корни растения. Эти электроны затем используются в химических реакциях, которые превращают углекислый газ в углеводы, высвобождая кислород.

Этот процесс фотосинтеза является противоположным клеточному дыханию, которое происходит в других организмах (включая людей), где углеводы, содержащие энергию, реагируют с кислородом для получения углекислого газа, воды и высвобождения химической энергии.

Но экосистема также использует клеточное дыхание для разрушения разлагающегося материала, которое оставляет растение.

В этой части процесса бактерии внутри почвы (сада в бутылке) поглощают отходы кислорода растения и выделяют углекислый газ, который растущее растение может повторно использовать.

И, конечно, ночью, когда нет солнечного света для фотосинтеза, растение также будет использовать клеточное дыхание, чтобы поддерживать себя в живых, разбивая сохранённые питательные вещества.

Поскольку сад в бутылке является закрытой средой, это означает, что его водный цикл также является автономным процессом.

Вода в бутылке поглощается корнями растения, высвобождается в воздух во время транспирации, конденсируется в почвосмеси, где цикл начинается снова.

Биосфера-2

Ещё в конце 1980-х годов был начат проект “Биосфера-2”. Учёные задались вопросом, смогут ли они воспроизвести экосистемы Земли.

Для этого они построили среду с закрытой системой 12.000 м² в пустыне Сонора, за пределами города Тусон, штат Аризона.

Подразумевается, что Биосфера-1 — Земля, так команда объяснила цифру “2” в названии проекта.

Идея состояла в том, чтобы проверить, смогут ли они воссоздать экосистемы Земли в закрытой среде, чтобы люди могли выжить в космосе в течение длительного времени.

26 сентября 1991 года 8 человек-добровольцев (4 мужчины и 4 женщины) ради эксперимента были оторваны от мира и закрыты в “Биосфере-2”.

Они собирались жить внутри этого сооружения на протяжении двух лет, поддерживая контакт с окружающим миром лишь через компьютер.

Однако в самом начале эксперимента одна из “биосферцев” получила травму, из-за чего ей пришлось сразу же покинуть её новый дом.

Потом, спустя около года, оставшиеся жители-добровольцы “Биосферы-2″стали замечать, что количество кислорода почему-то стало резко падать.

И учёным пришлось закачивать кислород из внешней среды, таким образом, конечно, ни о какой чистоте этого эксперимента уже не могло быть и речи.

Следом у них начались проблемы с выращиванием еды чтобы себя прокормить. Начались проблемы сплочённости: маленькая группа разделилась на два лагеря. Опасаясь за жизнь “биосферцев”, учёные были вынуждены прекратить эксперимент.

В марте 1994 года была предпринята вторая попытка заселить людей на “Биосферу-2”. Эта группа решила некоторые проблемы, возникшие у первой, однако из-за разногласий внутри команды миссия закончилась спустя шесть месяцев.

На данный момент “Биосфера-2” принадлежит Аризонскому университету, который восстановил там свои исследования в 2011 году.

Добавить комментарий