В озерах может создаваться более или менее устойчивая слоистость (стратификация) в зависимости от времени года и типа озера. Весной и летом, когда озера прогреваются, верхний слой воды становится более теплым и не смешивается с более плотным нижним слоем. Верхний слой воды называют эпилимнионом, а нижний – гиполимнионом. В промежуточном слое – металимнионе – создается градиент температуры – термоклин и химических соединений – хемоклин.
Количество микроорганизмов в озерах колеблется от сотен тысяч до десятков миллионов в 1 мл воды. В эвтрофных водоемах численность бактерий максимальная, тогда как в олиготрофных – она на несколько порядков меньше.
Распределение бактерий в толще воды зависит от гидрологического режима водоема и времени года. В водной массе преобладают планктонные формы организмов, к которым относятся бактерии, составляющие бактериопланктон, а также фитопланктон и зоопланктон. Из микроорганизмов к фитопланктону относятся микроскопические водоросли, а к зоопланктону – простейшие. Четко выраженной экологической зоной в эпилимнионе является поверхностная пленка воды. Совокупность организмов, обитающих в поверхностной пленке воды, называют нейстоном. Здесь в большом количестве обитают бактерии. Численность бактерий нейстона значительно выше, чем в нижележащем слое эпилимниона. К нейстонным бактериям относятся, например, Caulobacter и Hyphomicrobium.
Эпилимнион соприкасается с атмосферой и поэтому здесь, как правило, создаются аэробные условия. В эпилимнионе происходит активное накопление органических веществ, в результате осуществляемого водорослями и цианобактериями оксигенного типа фотосинтеза. Часть клеток фототрофных микроорганизмов поедается простейшими и микроскопическими животными зоопланктона, а часть отмирает. Это обеспечивает питание аэробных гетеротрофных бактерий. Наряду с органическими соединениями, образуемыми в процессе фотосинтеза, гетеротрофные микроорганизмы используют в качестве источника питательных веществ мертвые остатки растений и животных, гумус и другие субстраты, которые попадают в водоемы с прилегающей суши.
В иле, откладывающемся на дне водоемов, условия для развития микроорганизмов являются столь же благоприятными, как и в почве. Большая часть органических остатков оседает на дне водоемов, где происходит их микробное разложение. В верхних слоях донного ила озер и рек содержится до сотен миллионов или даже до нескольких миллиардов микробных клеток. Потребление кислорода микроорганизмами может способствовать созданию у дна водоема, а затем и в гиполимнионе анаэробных условий, что в свою очередь приводит к развитию анаэробных процессов. В результате процессов брожения образуются такие газообразные продукты, как молекулярный водород, метан, сероводород и углекислый газ. Продукты анаэробного разложения поднимаются в водную толщу и окисляются аэробными микроорганизмами. Особую роль играют здесь метанокисляющие бактерии, которые потребляют образованный в иле метан и способствуют созданию в водной массе анаэробных условий.
В гиполимнионе в анаэробных условиях происходит развитие анаэробных фототрофных бактерий, осуществляющих аноксигенный фотосинтез. Главным образом это пурпурные бактерии. Образующиеся в процессе аноксигенного фотосинтеза элементарная сера и сульфаты используются сульфатредуцирующими бактериями, которые продуцируют сероводород.
Как видно, интенсивность и направленность микробиологических процессов в водоемах определяется не только количеством органических веществ, но и содержанием в воде молекулярного кислорода. Поверхностная масса воды, содержащая много растворенного кислорода, образует аэробную зону, в которой интенсивно размножаются микроскопические водоросли, цианобактерии а также многочисленные аэробные микроорганизмы из родов Caulobacter, Hyphomicrobium и некоторых других. Важнейшим микробиологическим процессом, происходящим в аэробной зоне, является минерализация органических веществ, в которой участвуют бактерии из родов Pseudomonas и Arthrobacter и многие другие аэробы. Глубина аэробной зоны находится в обратной зависимости от содержания в воде органических веществ. Если органических веществ мало, то аэробы растут медленно и кислород может проникать на большую глубину. Обилие органических соединений приводит к интенсивному нарастанию биомассы бактерий, потребляющих кислород быстрее, чем он может диффундировать вглубь. В результате в толще воды создаются анаэробные условия.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.