Гидробиоценозы как биологические системы гидросферы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Гидробиоценозы как биологические системы гидросферы

1. Общая характеристика гидробиоценозов

гидробиоценоз экосистема биотический

Гидробиоценоз - биологическая система, включающая популяции разных видов растений, животных, микроорганизмов, которые населяют определенный участок водного объекта (водной толщи, дна и т.д.), то есть определенный биотоп (экотоп).

Термин «гидробиоценоз» отражает межпопуляционные взаимосвязи гидробионтов разных трофических уровней в условиях водной среды. В самом названии «гидробиоценоз» отражены две составляющие такой системы: «гидро» (водная среда), «биоценоз» (сообщество). В отличие от популяций, гидробиоценозы включают гидробионтов разных систематических групп. Они связаны между собой не только местообитанием, но и трофическими взаимоотношениями (рисунок 1).

Автотрофные организмы создают органическое вещество (первичную продукцию), которое становится источником питания для организмов других трофических уровней (гетеротрофных организмов, консументов). Среди последних выделяются первичные консументы - растительноядные животные и вторичные - хищники, потребляющие первичных консументов (рисунок 2). В водных и, в частности, морских экосистемах пищевые цепи хищников, как правило, длиннее, чем в наземных (рисунок 3).

Гидробиоценоз может рассматриваться как живая надорганизменная биологическая система только в том случае, когда все ее элементы включаются в единую трофическую цепь круговорота вещества и энергии [7].

Для водных организмов среда их обитания является одновременно и их внутренней средой, из которой они получают кислород, биогенные элементы, и куда выделяют продукты жизнедеятельности (экзометаболиты).

Рисунок 1 - Основные формы биотических связей во внутренних водоемах [7]:

1- лягушка, схватившая рыбу; 2 - уж с пойманной рыбой; 3 - охота судака; 4 - крохаль ныряет за добычей; 5 - рыбы охотятся за циклопами; 6 - чайка, поймавшая рыбу; 7 - орлан с пойманной рыбой;

8 - скопа; 9 - медведь ест рыбу; 10 - цапля; 11 - бобры возле запруды; 12 - выдра

Рисунок 2 - Схема основных направлений обмена энергии и вещества в океане

Рисунок 3 - Пищевые цепи в наземной и водной экосистемах:

I - продуценты; II - травоядные; III, IV, V - плотоядные; 0 - деструкторы.

Между организмами и растворенными в воде веществами постоянно осуществляется метаболическая связь.

При всей многокомпонентности и многофункциональности гидробиоценоза он функционирует как единая система, подчиненная специфическим закономерностям.

2. Структура гидробиоценозов

В гидробиоценозе могут выделяться четко ограниченные локальные сообщества растений и животных. Они не являются доминирующими, но играют довольно заметную роль в функционировании гидробиоценоза.

Помимо доминантных и специфичных (характерных) видов растений и животных в составе гидробиоценозов встречаются виды, представленные немногочисленными особями. Они не определяют общей структуры биоценоза, но при некоторых изменениях условий среды могут играть важную роль в его биологическом разнообразии. Используя разные источники питания, такие немногочисленные организмы при определенных условиях могут значительно увеличивать свою численность и биомассу и даже занимать в биоценозе доминирующее положение [7].

Для водной среды характерна вертикальная структура гидробиоценозов. Она определяется, в первую очередь, экологическими условиями, типичными для отдельных зон водных объектов. Для пелагических зон определяющими факторами являются освещенность, температура, газовый режим, концентрация биогенных элементов, для больших глубин - гидростатическое давление, характер грунтов, динамика водных масс.

Гидробионты в экосистемах пребывают в постоянном контакте и объединены топическими и трофическими взаимоотношениями.

Топические взаимоотношения обусловлены совместным обитанием разных популяций в одном биотопе и межвидовой конкуренцией за жизненное пространство, растворенный кислород и др.

Трофические связи формируют трофические цепи различного типа, по которым циркулируют потоки энергии. Каждый член трофической цепи выступает по отношению к предыдущим как хищник, а по отношению к последующим - как жертва.

Выделяются также два типа связей:

a) форические (миграционные);

b) фабрические (использование организмами одного вида представителей другого или разрушенных частей их тела, например, раковин моллюсков, как субстрата для поселения).

Отдельный тип межпопуляционных связей составляют антибиотические связи - выделение гидробионтами (синезелеными водорослями, ядовитыми рыбами) антибиотиков и токсических веществ, пагубно влияющих на других организмов. Это так называемое «химическое оружие» гидробионтов в борьбе за существование.

Распространенными типами связей в гидробиоценозах, как и в наземных экосистемах, являются хищничество, паразитизм, конкуренция, симбиоз и его различные типы: комменсализм, мутуализм и др.

Одной из форм взаимоотношений в гидробиоценозах является стимуляция - ускорение роста организмов одних популяций другими. Например, для нормального развития диатомовых водорослей необходим витамин В₁₂, выделяемый в процессе жизнедеятельности некоторыми бактериями.

3. Разнообразие гидробиоценозов

Гидробиоценозы, состоящие из автотрофных и гетеротрофных организмов, называются полночленными. Иногда встречаются водные экосистемы, в которых практически отсутствуют автотрофные организмы, а имеются лишь гетеротрофные. К таким неполночленным гидробиоценозам относятся биоценозы водоемов темных пещер, где не может происходить фотосинтез. В то же время здесь могут жить хемосинтезирующие бактерии, простейшие, другие беспозвоночные, которые питаются готовыми органическими веществами, поступающими извне - из фильтрационных вод [7].

В состав полночленных гидробиоценозов входят гидробионты различных систематических групп: микро- и макроводоросли, высшие водные растения, бактерии, беспозвоночные животные, рыбы.

Гидробиоценозы подразделяются на:

1) альгоценозы (сообщества водорослей);

2) фитоценозы (сообщества высших водных растений);

3) зооценозы (сообщества животных);

4) ихтиоценозы (сообщества рыб) и т.д.

По характеру биотопа среди гидробиоценозов выделяют:

1) гидробиоценозы толщи воды;

2) литоральной зоны;

3) песчаного грунта;

4) морские и др.

В зависимости от характера донных грунтов в континентальных водоемах различают биоценозы:

1) песчаных грунтов (псаммофильные);

2) глинистых грунтов (аргилофильные);

3) каменистого дна (литофильные);

4) ила (пелофильные).

Для лотических (проточных) водных экосистем к названию биоценоза прибавляется приставка «рео»: псаммореофильные (биоценозы речных экосистем с песчаным дном), аргилореофильные (с глинистым) и т.д.

Размещено на Allbest.ru