Структурная перестройка и деградация водных сообществ в результате антропогенного воздействия
Органические загрязнения, поступая в воду, вызывают изменения в видовом составе и биомассе растений. Можно выделить несколько фаз, закономерно сменяющих друг друга:
1. Равновесная.
2. Напряженная.
3. Кризисная фаза.
4. Катастрофическая.
5. Фаза чрезвычайной экологической ситуации.
6. Экологический коллапс.
Классификация по степени трофности
Таблица 1
| Тип водоема | Хлорофилл мг/л | Биомасса г/м3 | Продукция гр С/м2 год |
| Олиготрофный | ˂1,5-3 | 0,5-1 | ˂12,5-25 |
| Мезотрофный | 3-12 | 1-4 | 25-100 |
| Эвтрофный | 12-48 | 4-16 | 100-400 |
| Гипертрофный | ˃48 | ˃16 | ˃400 |
Соотношение трофности, сапробности и качества воды
Таблица 2
| Класс качества воды | Уровень сапробности | Трофический статус |
| Олигосапробный | Олиготрофный | |
| β-мезосапробный | Мезотрофный | |
| α-мезосапробный | Эвтрофный | |
| Полисапробный | Гипертрофный |
Экологическая зональность водоемов. Сукцессии в пресных водоемах
Экологическая зональность – это наличие зон, населяемых разными организмами и их сообществами.
Экологическая зональность пресных водоемов
Водная масса вне зависимости от сезона года разделяется по вертикали на три зоны:
1. Эпилимнион.
2. Металимнион.
3. Гиполимнион.
Сукцессии в пресноводных водоемах
Сукцессия – последовательная смена сообществ (биоценозов, экосистем) в одном и том же водоеме.
Особенности процесса:
1. Сукцессия происходит под влиянием биотических факторов экосистемы.
2. Сукцессия имеет направленность, т.е. изменения в экосистеме можно пролонгировать.
3. Высшей точкой сукцессии является стабилизированная экосистема.
4. Конечная стадия сукцессии – климаксное (стабильно сообщество).
Смена видового состава при сукцессии в водоеме
От олигосапробного (олиготрофного) водоема к полисапробному (гипертрофному) ухудшаются показатели, имеющие важное значение для всех гидробионтов и водных растений в частности:
1. Снижается концентрация растворенного кислорода.
2. Нитраты переходят в более токсичные нитриты и аммонийные соединения.
3. Сульфаты переходят в сульфиты, затем в сульфиды и до сероводорода.
4. Снижается прозрачность воды.
5. Увеличивается концентрация биогенных элементов.
В результате снижается устойчивость экосистемы, уменьшается способность водоема к самоочищению, на конечной стадии происходит полная деградация экосистемы.
Водные растения по-разному реагируют на загрязнение, но можно выделить две, наиболее характерные реакции:
1. Уменьшение видового разнообразия.
2. Изменение количества видов.
Закономерности смены видового состава
1. Начальный этап – водоемы с низкой минерализацией и недостаточным количеством биогенных веществ, препятствующие развитию водной растительности. Характерно низкое видовое разнообразие. Из планктонных водорослей представлены зеленые и диатомовые. Высшая водная растительность: Lobelia dortmanna (Лобелия Дортмана), Isoétes lacústris (Полушнк озерный), I. еchinospora (Полушник колючеспоровый), Littorella uniflora (Прибрежница одноцветковая), Juncus bulbosus (Ситник луковичный). На дне обитают только харовые водоросли (род Chara). Растения с плавающими листьями отсутствуют. Прибрежная растительность - тростник (Phragmítes austrális), вид, обладающий широкой экологической амплитудой и способный расти в водоемах различного трофического статуса.
2. Увеличение уровня трофности, обогащение биогенными веществами. Фитопланктон: зеленые, диатомовые, развитие сине-зеленых незначительно. Число видов может достигать 60. Среди погруженных растений доминируют широколистные рдесты: Potamogeton perfoliatus (Рдест стеблеобъемлющий), P. lucens (Рдест блестящий). Развиты Myriophillum spicatum (Уруть колосистая), M. verticillatum (Уруть мутовчатая), встречается Elodea canadensis (Элодея канадская). Около 20-30% площади водоема занимают растения с плавающими листьями: Polygonum amphibium (Горец земноводный), Nuphar luteum (Кубышка желтая) Nymphaea candida (Кувшинка чистобелая), Hydrocharis morsus-ranae (Водокрас лягушачий). Прибрежная растительность представлена Phragmites communis, Týpha latifólia (Рогоз широклистный), Scirpus lacustris (Камыш озерный) Irisps pseudacorus (Касатик желтый), Carex elata (Осока высокая) C. rostrata (Осока вздутая), C. vesicaria (Осока вздутая).
3. Дальнейшее обогащение органикой приводит к смене видового состава в биоценозе. В сообществе фитопланктона происходит сдвиг в сторону сине-зеленых водорослей, они становятся доминирующей группой, вызывая «цветение» воды. Число видов уменьшается до 20-30. Широколистные рдесты сменяются узколистными: Potamogeton berchtoldii (Рдест Берхтольда), P. trichoides (Рдест волосовидный). Много Ceratophýllum demérsum (Роголистник погруженный) и Elodea canadensis. Хорошо развиты плавающие растения: Lemna minor (Ряска малая) L. trisulca (Ряска трехдольная) и Spirodela polyrrhiza (Многокоренник обыкновенный). Площадь покрытия поверхности водоема плавающими растениями может достигать 60%.. Прибрежная растительность обильна и представлена большим количеством видов (см. п.2.).
4. Последняя стадия – образование сильно эвтрофного или гипертрофного водоема, Доминирует не более 2-3 видов. Фитопланктон представлен сине-зелеными водорослями, летом вода «цветет». Отсутствие погруженной растительности, много рясковых, хорошо развита прибрежная растительность.