Тема 6 гидробиоценозы как биологические системы

Гидросферы

6.1 Общая характеристика гидробиоценозов

6.2 Структура гидробиоценозов

6.3 Разнообразие гидробиоценозов

 

Общая характеристика гидробиоценозов

Гидробиоценоз – биологическая система, включающая популяции разных видов растений, животных, микроорганизмов, которые населяют определенный участок водного объекта (водной толщи, дна и т.д.), то есть определенный биотоп (экотоп).

Термин «гидробиоценоз» отражает межпопуляционные взаимосвязи гидробионтов разных трофических уровней в условиях водной среды. В самом названии «гидробиоценоз» отражены две составляющие такой системы: «гидро» (водная среда), «биоценоз» (сообщество). В отличие от популяций, гидробиоценозы включают гидробионтов разных систематических групп. Они связаны между собой не только местообитанием, но и трофическими взаимоотношениями (рисунок 6.1).

Автотрофные организмы создают органическое вещество (первичную продукцию), которое становится источником питания для организмов других трофических уровней (гетеротрофных организмов, консументов). Среди последних выделяются первичные консументы – растительноядные животные и вторичные – хищники, потребляющие первичных консументов (рисунок 6.2). В водных и, в частности, морских экосистемах пищевые цепи хищников, как правило, длиннее, чем в наземных (рисунок 6.3).

Гидробиоценоз может рассматриваться как живая надорганизменная биологическая система только в том случае, когда все ее элементы включаются в единую трофическую цепь круговорота вещества и энергии [7].

Для водных организмов среда их обитания является одновременно и их внутренней средой, из которой они получают кислород, биогенные элементы, и куда выделяют продукты жизнедеятельности (экзометаболиты).

 

Рисунок 6.1 – Основные формы биотических связей во

внутренних водоемах [7]:

1– лягушка, схватившая рыбу; 2 – уж с пойманной рыбой; 3 – охота судака; 4 – крохаль ныряет за добычей; 5 – рыбы охотятся за циклопами; 6 – чайка, поймавшая рыбу; 7 – орлан с пойманной рыбой;

8 – скопа; 9 – медведь ест рыбу; 10 – цапля; 11 – бобры возле запруды; 12 – выдра

 

 

Рисунок 6.2 – Схема основных направлений обмена энергии

И вещества в океане

 

Рисунок 6.3 – Пищевые цепи в наземной и водной экосистемах:

I – продуценты; II – травоядные; III, IV, V – плотоядные; 0 – деструкторы.

 

Между организмами и растворенными в воде веществами постоянно осуществляется метаболическая связь.

При всей многокомпонентности и многофункциональности гидробиоценоза он функционирует как единая система, подчиненная специфическим закономерностям.

Структура гидробиоценозов

В гидробиоценозе могут выделяться четко ограниченные локальные сообщества растений и животных. Они не являются доминирующими, но играют довольно заметную роль в функционировании гидробиоценоза.

Помимо доминантных и специфичных (характерных) видов растений и животных в составе гидробиоценозов встречаются виды, представленные немногочисленными особями. Они не определяют общей структуры биоценоза, но при некоторых изменениях условий среды могут играть важную роль в его биологическом разнообразии. Используя разные источники питания, такие немногочисленные организмы при определенных условиях могут значительно увеличивать свою численность и биомассу и даже занимать в биоценозе доминирующее положение [7].

Для водной среды характерна вертикальная структура гидробиоценозов. Она определяется, в первую очередь, экологическими условиями, типичными для отдельных зон водных объектов. Для пелагических зон определяющими факторами являются освещенность, температура, газовый режим, концентрация биогенных элементов, для больших глубин – гидростатическое давление, характер грунтов, динамика водных масс.

Гидробионты в экосистемах пребывают в постоянном контакте и объединены топическими и трофическими взаимоотношениями.

Топические взаимоотношения обусловлены совместным обитанием разных популяций в одном биотопе и межвидовой конкуренцией за жизненное пространство, растворенный кислород и др.

Трофические связи формируют трофические цепи различного типа, по которым циркулируют потоки энергии. Каждый член трофической цепи выступает по отношению к предыдущим как хищник, а по отношению к последующим – как жертва.

Выделяются также два типа связей:

a) форические (миграционные);

b) фабрические (использование организмами одного вида представителей другого или разрушенных частей их тела, например, раковин моллюсков, как субстрата для поселения).

Отдельный тип межпопуляционных связей составляют антибиотические связи – выделение гидробионтами (синезелеными водорослями, ядовитыми рыбами) антибиотиков и токсических веществ, пагубно влияющих на других организмов. Это так называемое «химическое оружие» гидробионтов в борьбе за существование.

Распространенными типами связей в гидробиоценозах, как и в наземных экосистемах, являются хищничество, паразитизм, конкуренция, симбиоз и его различные типы: комменсализм, мутуализм и др.

Одной из форм взаимоотношений в гидробиоценозах является с тимуляция – ускорение роста организмов одних популяций другими. Например, для нормального развития диатомовых водорослей необходим витамин В₁₂, выделяемый в процессе жизнедеятельности некоторыми бактериями.