Экосистемы характеризуются определенным уровнем структурной и функциональной организации. Их структурированность зависит от особенностей пространственного распределения взаимосвязанных между собой костных и живых компонентов, а также термодинамических характеристик гидросферы по горизонтали и вертикали. Функциональная организация экосистем проявляется в согласованности процессов, обеспечивающих круговорот веществ и биогеохимические циклы. В результате функционирования экосистем происходит непрерывная миграция атомов в форме биогеохимических циклов и новообразование органических веществ из минеральных. Оба процесса, имеющие планетарное значение, осуществляются за счет связывания, трансформации и аккумуляции в экосистемах солнечной энергии.
Структурные и функциональные особенности водных экосистем
Структурные особенности. Структура водных экосистем осложняется тем, что их косный компонент обычно представлен тремя или даже четырьмя природными телами, а не двумя, как на суше. Наземные организмы находятся в контакте с почвой и воздухом. Гидробиоценозы могут иметь компонентами своего биотопа воду, гнут, атмосферу (литораль, нейсталь), ледовый покров. Другая особенность косного компонента водных экосистем, в частности Мирового океана, - значительная глубина и сложная расчлененность по вертикали, Биотоп этих экосистем представляет собой набор располагающихся друг над другом водных масс, сильно различающихся по своим гидрологическим характеристикам.
Своеобразие ряда водных биотопов заключается в их подвижности. Перемешиваясь, вода увлекает большинство находящихся в ней организмов. Перемешивание биотопа в географических координатах часто сопровождается резкими изменениями абиотических условий существования населения (например, в больших реках, текущих в широтном направлении), подвижность водных биотопов имеет своим следствием, в частности, усиление биогеоценозов, т.е. повышение интеграции отдельных экосистем, снижение степени их автономии.
Огромное влияние на структуру водных экосистем оказывают специфические физико-химические свойства воды. К ним относятся значительная плотность, обеспечивающая возможность существования мелких гидробионтов во взвешенном состоянии, высокая теплопроводность, неблагоприятная для жизни теплокровных животных, большая термостабильность, выгодная для пойкилотермных организмов, малая оптическая прозрачность в глубину, низкая концентрация кислорода, часто затрудняющая дыхание, и ряд других физико-химических свойств, влияющих на экосистемные процессы. Особенно следует отметить те свойства водных биотопов, которые связаны с высокой растворимостью в воде различных химических веществ. Это, с одной стороны, влияет на осмотическое давление, а через него на состав гидробиоценозов и водно-солевой режим его компонентов, с другой – активирует биохимическое взаимодействие компонентов внутри одной экосистемы, усиливая биогеопотоки.
Водные экосистемы резко отличаются от наземных как в структурном, так и в функциональном отношениях. Высокая плотность воды, позволяющая организмам существовать во взвешенном состоянии, обусловила массовое развитие микроскопических продуцентов, лишенных органов прикрепления и многих других структур непосредственно не участвующих в фотосинтезе. Малые размеры водорослей и огромное относительное содержание хлорофилла чрезвычайно повышает их эффективность как продуцентов (по сравнению с наземными макрофитами). Количество органического вещества, образуемого водорослями на единицу массы в единицу времени, значительно выше, чем у наземных макрофитов. Если годовой Р/В – коэффициент для макрофитов суши обычно выражается десятыми долями, для водорослей он на два-три порядка выше. Концентрация живого вещества в водных экосистемах значительно ниже, чем в наземных: по сухому веществу в пересчете на единицу площади – в 2—30 тыс. раз, чем по сырой биомассе – 6-7 тыс. раз. Водоросли содержат гораздо больше белка и жира, чем наземные макрофиты, в которых преобладают углеводы (целлюлоза, крахмал). Поэтому водные растительные животные в отличие от наземных фитофагов адаптированы к белковой пище и, в частности, в значительной степени используют белок на энергетику. Важно отметить, что все органическое вещество, образуемое водорослями, представлено сравнительно легкоусвояемыми фракциями, в то время как древесина и некоторые другие ткани наземных растений могут использования в пищу только немногими животными. В результате соотношение автотрофного и гетеротрорфного компонентов в водных экосистемах совершенно иное, чем в наземных. Например, в Мировом океане биомасса продуцентов примерно в 7-10 тыс. раз меньше фитомассы суши, в то время как зоомасса в сравниваемых частях биосферы примерно одного порядка.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.