Пресные водоёмы. Экосистемы пресных водоёмов.

  Живая кровь земли — вода, выпадающая в виде дождя и поглощаемая корнями растений; без воды невозможна никакая жизнь. Но дождевая вода частично дренируется, просачивается сквозь грунт и образует болота, ручьи, горные потоки, вливается в реки, пруды, озёра — водоемы, которые представляют собой отдельные экосистемы.

  Река мощная артерия, питаемая сетью меньших артерий, текущих по области стока от водораздела; река несёт свои воды в море, там вода испаряется, собирается в тучи и выпадает дождем. Циркуляция начинается сначала. Высоко на окутанных облаками вершинах, на отрогах и скалах осаждаются капли и сбегают тонкими струйками в ручейки и ручьи; горные потоки мчатся вниз и впадают в реку.

  Реке, переполненной водами притоков, становится тесно в своем русле, она размывает берега и углубляет ложе. От того, как это делается, зависит глубина и ширина реки. Река может выйти из берегов, тогда случаются наводнения, после которых на почве остается ил. Если река в нижнем течении несёт очень много ила, он отлагается в устье, образуя дельту. Такие дельты имеют Нил, Рона, Миссисипи. Там, где ледник оставил впадину или просто осела земля, например в долине Рифт в Африке, река в половодье образует старицы, озёра.

  Болота те же озёра, но, как правило, мелкие и потому сплошь покрытые растениями. Прибрежные болота имеют солёную воду, так как их заливает морем. Если начинают наступать тростники, болото превращается в трясину. Тростники растут, гибнут, гниют, образуя подстилку, которая захватывает всякие растительные остатки.

  Пруд - небольшой пресноводный водоём, мелкий, непроточный; по всему его дну растут укоренившиеся растения. Вода совсем неподвижна, и температурный перепад между поверхностью и дном может быть очень велик. Пруды удивительно разнообразны, но, раз увидев их, ни с болотом, ни с лужей уже не спутаешь.

  Перед животными, обитающими в воде, стоят две проблемы: как обеспечить себя кислородом и как удержаться на месте.

Кто как дышит.

  Содержание кислорода в воде разных водоёмов разное. Текучие, бурливые воды реки захватывают кислород из воздуха, реки богаты кислородом. Пруды со стоячей водой не могут насыщаться кислородом воздуха: содержание кислорода в них зависит в значительной степени от растений. Растения выделяют кислород в процессе фотосинтеза, который прерывается с заходом солнца. Поэтому ночью кислород в озеро или пруд не поступает. Вода в тёмных, заросших прудах почти не содержит кислорода. А вот чистая холодная вода реки очень богата кислородом. Рыба дышит кислородом воды, проходящей через жабры.

  Обыкновенная лягушка. В конце осени она впадает в спячку. Весной просыпается и спешит к пруду, в котором мечет икру.

  Лягушки дышат ртом и через кожу на суше и только через кожу в воде; у головастиков имеются жабры. Водные пресмыкающиеся, включая крокодилов, чтобы дышать, должны время от времени подниматься из глубины на поверхность. То же делают выдры, ондатры, норки, бобры, тюлени, водяные полевки и куторы.

  Водяные жуки проводят почти всю жизнь в воде прудов. Они могут летать и часто летают, но покидают воду они не для того, чтобы дышать. Повиснув под водой головой вниз, водяной жук высовывает из воды конец брюшка и, приподнявши надкрылья, набирает воздух в трахеи. Этим воздухом жук может некоторое время дышать под водой. Его личинка для дыхания тоже должна подняться к поверхности воды.

  Некоторые пресноводные улитки имеют жабры и могут дышать под водой. Другие дышат лёгкими, которые они наполняют воздухом, вынырнув на поверхность. Первые живут преимущественно в чистой проточной воде, богатой кислородом, вторые главным образом в прудах, где кислорода меньше. Когда прудовики обитают в воде, богатой кислородом, то они могут оставаться под водой гораздо дольше, дыша через ткани. Прудовик, наполнив легкие воздухом, становится невесомым, как поплавок, и без труда всплывает на поверхность. Но он может также легко уйти в глубину, выдохнув воздух и спрятавшись в раковину.

Водные насекомые выработали различные приспособления для дыхания под водой. Личинка жучка-радужницы получает воздух из корней растений. Водяной скорпион дышит при помощи длинной дыхательной трубочки. Личинки поденки имеют трахейные жабры, состоящие из ряда пластинок. У жука-плавунца последний сегмент брюшка покрыт волосками, в которых задерживается попавший под надкрылья воздух.   Личинка комара имеет на заднем конце тела дыхательные трубочки, которые она постоянно выставляет из воды; поэтому комаров можно уничтожать, разбрызгивая на поверхности водоема керосин. Личинка мухи ильницы-пчеловидки, так называемая крыска, живёт в чёрной, гниющей грязи мелких водоемов; она роется на дне в иле, выставив из воды свой длинный хвост, через который ды­шит. Этот хвост (вернее, дыхательная трубка) устроен как перископ: он может укорачиваться и удлиняться в зависимости от глубины лужи, в которой крыска живет.   Другие водные животные добывают кислород, содержащийся в стеблях растений. Третьи покрыты несмачивающимися волосками, которыми они улавливают кислород в придачу к кислороду, получаемому из воды. Большинство простейших организмов дышат через оболочку.

  Водяной паук-серебрянка (фото с сайта: kuraev.ru).

  Водяной паук (паук-серебрянка), поднявшись на поверхность, набирает в свои волоски пузырьки воздуха, опускается под воду и остается там какое-то время; если ему нужно побыть под водой подольше, иной раз несколько месяцев кряду, водяной паук сооружает себе воздушный колокол. Он ткет небольшую паутинку и прилепляет ее к водоросли. Затем поднимается на поверхность, забирает брюшком с волосками пузырь воздуха и, опустившись в воду, помещает его под паутинкой. Воздух стремится вверх, выпячивает паутинку, и образуется колокол. Внутри колокола паучиха может жить, не заботясь о кислороде. В этом подводном уединении она дает жизнь потомству. Для зимней спячки паук делает ближе к зиме на большей глубине еще один колокол.

Как удержаться на месте.

  Как удержаться на месте — эта задача стоит перед всеми водными животными и растениями, особенно перед обитателями быстро текущих вод. В непроточной воде прудов и озёр водоросли стоят неподвижно, а животные, если нужно, без труда удерживаются на месте. То же и в тихих водах стариц, за исключением поры половодья, когда покой их обитателей нарушают паводковые воды. Там, где вода подвержена волнению, например в прибрежной полосе большого озера, или сбегает по горному склону из одного пруда в другой, растения и животные нуждаются в особых приспособлениях, чтобы противостоять движению воды.

Личинки ручейников строят себе защитные чехлики из частиц растений, песчинок, мелких камешков. Личинка странствует со своим переносным домиком, из которого торчит только передняя часть хозяина.     В быстро текущих водах растениям вообще трудно расти, особенно там, где дно устилает галька или гравий и невозможно хорошо укорениться. Водоросли в таких водах карликовые, цепляются за скалы и камни и, подобно кустарникам и деревьям тех мест, где дуют сильные ветры, вырастают искривленными коротышками.   Мелкие животные приспосабливаются по разному. У личинки подёнки тело приплюснутое, на лапках с внутренней стороны коготки, чтобы ползать по камням в быстро текущей воде. Личинки ручейников, которые живут в стремительных ручьях и реках, удерживаются на месте с помощью паутинной сети, горловина которой открывается навстречу течению. Эта сеть служит личинке не только своеобразным якорем, но и орудием сбора пищи.   Личинки других речных ручейников, так же как прудовые ручейники, строят себе переносные трубочки. Но прудовые делают трубочку из легкого растительного материала и с ней странствуют, а речные из песчинок и мелких камешков, иногда прикрепляя ее к камню. Самый простой способ удержаться на месте — спрятаться под камнями; прячутся под камни пресноводные креветки, личинки комаров-долгоножек и некоторые рыбы.   Если водоём пересыхает, многие его обитатели гибнут, но кое-кто все-таки выживает. Водяная блоха кладет яйца, которые способны выдержать засуху, жару и холод — великое благо для насекомого, которое не может обойтись без воды на других стадиях жизненного цикла. Многие виды не боящихся засухи комаров кладут яйца во влажных канавах. Эти яйца начинают развиваться только после дождя, когда канава наполнится водой.

  Жаброногие рачки, обитающие на Ближнем Востоке, выводят потомство только во временных водоёмах. Они сами способны пережить засуху, а их яйца лопаются, когда высохшая лужа снова наполнится водой. Это дает рачку преимущество перед животными, которые могут обитать только в постоянных водоёмах. Двоякодышащие рыбы Австралии, Африки и Южной Америки в засушливый сезон зарываются в грязь и впадают в летнюю спячку, все жизненные процессы у них замирают.

Минеральные вещества и продукция.

  Пресные воды (реки, озера, ручьи, болота и пруды) занимают очень небольшую часть земной поверхности, но они имеют чрезвычайно важное значение. Продуктивность лучших прудов и озер выше продуктивности лугов и даже возделанных земель. Минеральные вещества так же насущно необходимы водным живым существам, как и наземным. Одни минеральные вещества растворены в воде, другие находятся в виде взвеси; растения, как свободно плавающие на поверхности, так и прикрепленные корнями ко дну, питаются этими минеральными веществами; растения идут в пищу животным, которыми в свою очередь питаются другие животные. Таким образом, вся жизнь водоёма зависит от геологического строения тех мест, откуда в него собирается вода. Голые скалы означают, что приток питательных минеральных веществ в водоем мал; если с суши поступает много минеральной пищи, жизнь в озере или реке богата.

  Некоторые водные цепи питания коротки, другие сложны и сплетаются в настоящую паутину. Но какова бы ни была цепь, простая или сложная, заключенные в ней минеральные вещества освобождаются, только когда животное или растение гибнет. Движение минеральных веществ по звеньям цепи питания зависит во многом от глубины, на которой обитают участники цепи, и от климатических условий. Минеральные вещества, которые оседают на дно, могут быть потеряны для экосистемы, потому что растения, усваивающие их, не растут на большой глубине.

  В неглубоких озёрах ветер постоянно волнует воду от поверхности до самого дна, так что минеральные вещества в них все время перемещаются. Этому способствует поведение самой воды. Осенью в северных районах вода в озёрах у поверхности холоднее, чем на дне; слои разной температуры создают температурный градиент. Холодная вода верхнего слоя опускается на дно, а на её место поднимается теплая. Эта вода, в свою очередь охлаждаясь, опускается на дно, и так далее; постоянная циркуляция воды поддерживает циркуляцию питательных веществ.

Цепи питания.   Цепь питания — это порядок питания в экосистеме. Водоросли идут в корм го­ловастикам, головастиками промышляют личинки стрекозы, личинками стрекозы питается горная трясогузка, которую ловит сокол-пустельга.     В пресной воде первая линия едоков кормится планктоном, водорослями и корнями растений. Крошечные плавучие растения, называемые «фитопланктон», поедаются почти такими же крошечными животными, называемыми «зоопланктон». Водоросли, покрывающие зелёной бахромой камни, и укоренившиеся растения идут в пищу улиткам, головастикам, личинкам подёнок и других насекомых.   Хищники в свою очередь пожирают всех этих улиток и личинок, не брезгуя подчас и друг другом. Головастики, подрастая, поедают друг друга. Прожорливые хищники, такие, как личинки водяных жуков и стрекоз, съедают всё, что могут схватить. Этими хищными насекомыми живёт мелкая рыбешка, которая сама идет в пищу крупным рыбам. На них охотятся выдры, норки, цапли.   Водные животные, такие, как личинки стрекозы, становятся со временем воздушными хищниками и охотятся за мухами и другими насекомыми; а ими в свою очередь кормятся насекомоядные птицы — ласточки и трясогузки. Головастики, превратившись в лягушек, выходят на сушу; ими питаются наземные животные (выдры, лисицы, ежи) и птицы (цапли, вороны, сарычи). Обитатели вод, например жук-вертячка, которые живут на поверхности воды, получают пищу с берега: они питаются мелкими животными, которые сами падают в воду или же их приносит ветром. Любое растение, любое животное, не съеденное кем-либо, погибнув, опускается на дно, где его разлагают полчища бактерий и грибков или пожирают стервятники. На дне обитает много живых организмов, питающихся разложившимися остатками; есть там и хищники, которые употребляют в пищу своих соседей. Многие цепи питания заканчивает щука, потому что она ест самых разнообразных рыб, лягушек, тритонов, водяных полёвок, птенцов водяных птиц и даже маленьких утят.

Эмигранты и строители.

Лосось поднимается вверх по реке к нерестилищу, перепрыгивая через каменистые уступы русла. Европейский лосось в течение жизни два или три раза возвращается в родную реку для икрометания. Тихоокеанский лосось гибнет после первого же нереста. Все лососевые рыбы становятся взрослыми в море.     Угри и лососи выделяются среди других рыб; это так называемые проходные рыбы. Они постоянно странствуют из пресных вод в солёные и обратно. Угри родятся в океане, растут в пресных водах, где ведут хищный образ жизни, и в конце концов возвращаются в океан, где мечут икру. Лосось, наоборот, родится в реке, здесь вырастает, ведя хищный образ жизни, и уходит в море, где становится взрослой особью; для нереста лосось возвращается в родную реку.

  Бобры, живущие вблизи воды, известны своими гидротехническими сооружениями, которые могут даже видоизменить ландшафт. Из брёвен, прутьев, глины и камней они строят дамбы, которые поддерживают необходимый для их жилищ уровень воды, но благодаря этим дамбам затопляются окрестности и начинают развиваться болота — среда обитания для множества новых видов животных.

  Бобры валят деревья и обгрызают кору. Очистив от деревьев прибрежную полосу, бобры продвигаются дальше, оставляя позади себя пышные луга. Когда бобры покидают свое поселение, дамба разрушается. Уровень воды падает, и ландшафт возвращается к своему первоначальному виду. Спустя некоторое время на луга начинает наступать лес, тогда бобры могут опять вернуться на старое место, и всё повторится вновь.

Справочное дополнение.

Пресная вода. Источники пресной воды.

  Всего воды на Земле содержится примерно 1500 млн. км3, причём пресные воды составляют порядка 10% общего планетарного запаса воды.

  Пресная вода подразделяется на две группы: обычную воду и минеральную.

  В переделах каждой группы вода сильно отличается по составу в связи с геологическими и географическими особенностями. Эта классификация справедлива для вод естественного происхождения, но, помимо них, существуют искусственные воды, создаваемые человеком целенаправленно или в качестве отходов хозяйственной деятельности. К ним относятся искусственные минеральные воды, опресненная вода (из морской) и дистиллированная вода, а также особые воды, насыщенные тем или иным компонентом, например серебряная вода. Что же касается жидких отходов, то они представлены сливами и сточными водами.

Источники пресной воды:

• Большая часть воды находится не в открытых водоёмах, а в земной коре: 110—190 млн. км3. Эти воды подразделяются на два типа в соответствии с глубиной их залегания – подземные и поверхностные воды.
• Следующий по величине массив пресных вод (20 — 30 млн. км3) сосредоточен в ледниках Антарктиды, Гренландии и островов Северного Ледовитого океана.
• Пресную воду из атмосферы (около 13 тыс. км3) мы получаем в виде осадков — дождя и снега.
• Другой источник воды – живые организмы. В растениях и животных, состоящих на две трети из воды, содержится 6 тыс. км3 воды.

Расход пресной воды ? человеком.

  Приблизительно 10% пресной воды расходуется на домашние нужды, остальное идет на нужды сельского хозяйства и промышленности. Для получения 400 грамм сахара требуется около 200 л воды, для выращивания одного фунта (400 г) зерна (с учётом осадков) 700 л воды, а для получения одного фунта синтетической резины 1200 л воды.

Подробнее про источники воды на земле: Всё про воду.

Озеро Байкал.

  Байкал (с бурятского: Байгал далай, Байгал нуур) — озеро тектонического происхождения в южной части Восточной Сибири, самое глубокое озеро на планете, крупнейший природный резервуар пресной воды.

  Байкал расположен почти в центре Азии, на широте Москвы и Лондона. Площадь водного зеркала озера - 31500 км2, что примерно равно площади такого государства, как Бельгия. Вода Байкала отличается необыкновенной чистотой и прозрачностью. Белый диск Секки, применяемый для определения прозрачности воды, виден в Байкале до глубины 40 метров, тогда как прозрачность вод Каспийского моря не превышает 25 метров, озера Севан - 20 метров. Уступают Байкалу по прозрачности вод и прославленные альпийские озёра.

  Объем воды в Байкале достигает около 23 тысяч кубических километров, что составляет 20% мировых и 90% российских запасов пресной воды. В Байкале воды больше, чем во всех пяти Великих американских озерах вместе взятых - которые составляют в сумме лишь до 22 725 км3. Ежегодно экосистема Байкала воспроизводит около 60 кубических километров прозрачной, насыщенной кислородом воды.

  Пищевую пирамиду озёрной экосистемы венчает типично морское млекопитающее - тюлень, или байкальская нерпа. Байкальская нерпа - единственный представитель млекопитающих в озере. В течение почти всего года она обитает в воде, а осенью образует массовые залежки на каменистых берегах озера.

Озеро Байкал в цифрах: Содержит 23 тыс. куб. км пресной воды - 20 % мировых запасов. Возраст - 25-30 миллионов лет. Длина - 636 км. Ширина - от 25 до 80 км. Максимальная глубина - 1637 м, средняя глубина - 731 м. Длина береговой линии - более 2000 км. Площадь водосбора - около 570 тыс. кв. км. На озере - 22 острова, из них самый крупный - Ольхон. Впадает более 340 рек, вытекает одна - Ангара. Свыше 2500 видов животных, из них 82 % - эндемики. Больше 1000 видов растений. Более 50 видов рыб. Вид на озеро Байкал возле Шаман-скалы на острове Ольхон.

Грунтовые воды.

(по материалам: priroda.su)

  В 2008 г. ЮНЕСКО опубликовала карту мира запасов пресных подземных вод. Синие области на карте – территории богатые грунтовыми водами, коричневые – зоны, где ощущается нехватка подземных пресных вод. К странам, с большими запасами грунтовых вод можно отнести Россию, Бразилию, а также ряд экваториальных африканских стран.

  Нехватка чистой пресной поверхностной воды заставляет многие страны активнее использовать подземные воды. В Евросоюзе уже 70% всей воды, используемой водопотребителями, берётся из подземных водоносных слоёв.

В засушливых странах вода практически полностью берётся из подземных источников (Марокко – 75%, Тунис – 95%, Саудовская Аравия и Мальта – 100%).

  Подземные водоносные слои залегают повсюду, но не везде они возобновимы. Так в Северной Африке и на Аравийском полуострове они заполнились водой около 10000 лет назад, когда климат здесь был более влажным.

В Экваториальной и Южной Африке дела с поземными водами обстоят значительно лучше. Проливные тропические дожди способствуют быстрому восстановлению запасов подземных вод.

Обобщение материала: Пресные водоёмы. Смысловая схема.

Оглавление:

• Введение.
• Глава 1. Живая почва.
• Глава 2. Организация природы.
• Глава 3. Тундра.
• Глава 4. Пустыни.
• Глава 5. Степи и саванны.
• Глава 6. Леса.
• Глава 7. Пресные воды.
• Глава 8. Хищники и жертвы.
• Глава 9. Расцвет и падение популяции. Циклы.
• Глава 10. Популяции диких животных.
• Глава 11. Новые ниши для старых видов.
• Глава 12. Человек неприменный участник всех экосистем.