Общая характеристика речных экосистем.

Содержание.

1. Общая характеристика речных систем. Проблема загрязнения рек.

2. Экологическая проблема разрушения почв и истощения почвенного плодородия. Способы решения.

3. Агроэкологическое знание альтернативных систем земледелия.

4. Экологические аспекты химизации сельского хозяйства.

5. Оценка гумусового состояния почв с термодинамических и кинетических позиций.

Общая характеристика речных экосистем.

Все живые организмы обитают на Земле не изолированно друг от друга, а образуя сообщества. В них все взаимосвязано между собой, как живые организмы, так и факторы неживой природы. Такое образование в природе носит название экосистемы, которая живет по своим определенным законам и обладает конкретными признаками и качествами.

Речная экосистема — экосистема, работающая в природной среде и включающая в себя биотические взаимодействия среди растений, животных и микроорганизмов, а также абиотические физические и химические взаимодействия.

Речные экосистемы являются яркими примерами проточных(lotic) экосистем. Lotic относится к проточной воде, от латинского lotus, что означает «промывание». Под проточной водой можно понимать водные объекты в диапазоне от ручья в несколько сантиметров в ширину до главных рек в несколько километров в ширину. Большая часть этой статьи относится к проточным экосистемам в целом в том числе ручьям и источникам. Проточные экосистемы отличаются от стоячих, которые включают в себя стоячую, наземную воду, например озёр и прудов. Вместе эти две области образуют более крупную область изучения пресноводных или водных экосистем в целом.

Следующие характеристики делают экологию пресноводных экосистем уникальной отличающейся от других водных мест обитания:

1.Течение однонаправленное;

2.Экосистема находится в состоянии постоянного физического изменения;

3.Существует высокая степень пространственной и временной неоднородности во всех масштабах (микроместообитаний);

4.Различия между проточными экосистемами достаточно высоки;

5.Организмы специально приспособлены к жизни в проточных условиях;

6. Обмен между водой и сушей значительно более активен;

7.Распределение кислорода более равномерно, так как практически отсутствует стратификация;

Водное течение — ключевой фактор в проточных экосистемах, влияющий на их состояние. Сила течения может быть разной, от бурных потоков до медленно перетекающей воды, почти стоячей. Скорость водного течения может различаться внутри системы и вызывать хаотичную турбулентность. Эта турбулентность происходит из за меняющегося вектора средней скорости течения и формирования вихревых потоков. Вектор средней скорости течения базируется на частоте столкновений воды с дном или стенками берега, волнении, препятствий и градиентом наклона. Кроме того количество воды, добавившейся посредством осадков, таяния снегов, и/или грунтовых вод может влиять на уровень течения. Проточные воды могут вызывать изменять форму русла посредством эрозии и осадков, создавая разнообразие местообитаний, включающих в себя стремнины, перекаты и заводи.

Скорость течения влияет на распределение рыб в реках — они могут жить и под камнями, и в заводях, под перекатами, но это будут разные виды, адаптированные к конкретным условиям. Река — открытая экосистема, в которую поступает с прилегающих пространств большое количество органического вещества.

Свет важен для проточных экосистем так как он обеспечивает энергией продуцентов посредством фотосинтеза и предоставляет убежище в виде тени для кормовых видов. Количество света, принимаемого экосистемой, зависит от внутреннего и внешнего течений. Территория вокруг небольшого ручья, например, может быть в тени окружающих его лесов или склонов долины. Большие речные системы, как правило слишком широки и внешние преграды не могут задержать солнечные лучи, поэтому они достигают поверхности воды. Эти реки как правило более бурные, однако, частицы взвешенные в воде ослабляют свет с увеличением глубины. Сезонные и суточные факторы могут также играть роль в доступности света, так как из-за угла падения света может произойти его отражение и как следствие его недостаток. По закону Бера известно, что чем меньше угол падения, тем больше света отражается и количество солнечной радиации уменьшается логарифмически в зависимости от глубины. Дополнительное влияние на освещенность оказывают облачность, высота и географическое положение.

Большинство видов, обитающих в проточных экосистемах-хладнокровные, чья температура меняется с окружающей средой, таким образом температура главный абиотический фактор для них. Вода может нагреваться или охлаждаться от излучения на поверхности и от воздуха. Мелкие потоки, как правило, хорошо перемешивают и поддерживают относительно равномерную температуру в пределах области. В более глубоких, медленнее движущихся водных системах, однако, сильное различие между нижними и поверхностными температурами может развиваться. Водные системы наполняющиеся весной имеют небольшие изменения, так как родники, идущие из грунтовых вод, как правило имеют температуру близкую к окружающей среде. Многие водные системы показывают сильные суточные сезонные колебания наиболее сильные в арктических, пустынных и умеренных системах. Многие системы показывают сильные суточные колебания и сезонные колебания самый крайний в арктических, пустынных и умеренных систем. Количество затенения, климат и высота также влияют на температуру проточных экосистем.

Химический состав воды между системами сильно различается. Химический состав воды зависит от отложений минеральных солей на дне русла, но на него также влияют загрязнения вызываемые человеком. Большие различия в составе воды обычно происходят в мелких проточных экосистемах из за высокого уровня смешивания. В крупных речных экосистемах, однако, содержатся питательные вещества, растворенные соли, и там снижается уровень PH с увеличением расстояния от источника реки. Кислород является, вероятно, наиболее важным компонентом в проточных экосистемах, так как всем аэробным организмам он нужен для выживания. Он входит в воду путём диффузии на границе воды и воздуха. Растворённость кислорода в воде уменьшается с увеличением PH и температуры воды. Быстрые турбулентные потоки способны выставить больше поверхности воды к воздухи и как правило имеют низкую температуру, поэтому содержание кислорода в них больше, чем в медленных заводях. Кислород является побочным продуктом фотосинтеза, поэтому в системах с высоким обилием водорослей и растений высокие концентрации кислорода в течение дня. Эти уровни могут значительно снизиться ночью, когда основные производителями кислорода переключатся на дыхание. Кислорода может быть недостаточно если циркуляция между поверхностью и более глубокими слоями плохая, если активность животных в проточной воде высока и если происходит большое количество органического распада.