W 5i6-EKOLOGIA ŚRODOWISK WODNYCH, Wykłady
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
EKOLOGIA ŚRODOWISK WODNYCH Zdecydowanie większą część powierzchni Ziemi (ok. 71%) zajmują ekosystemy wodne. Ekosystemy wodne zajmują powierzchnię 361059000 km 2 a ekosystemy lądowe 148892000 km 2 . Rozwój życia w tych ekosystemach jest uwarunkowany ilością dostarczanego światła słonecznego oraz poziomem zasolenia (zawartości w wodzie rozpuszczonych soli). W wodach słodkich zawartość soli nie przekracza ok. 0,5 g/dm 3 (0,5 promila). Wody o morskie i oceaniczne mają większą zawartość soli np. 9 promili - Morze Bałtyckie, 18 promili – Morze Czarne, 32-28 promili oceany, 260 promili – Morze Martwe. Zasoby wodne Ziemi są stałe i szacuje się je na około 1,4 mld km 3 . Woda na Ziemi występuje w trzech stanach skupienia: stałym, ciekłym i gazowym . Biotop wodny – biotop, w którym woda jest podstawowym zewnętrznym siedliskiem żyjących organizmów. Środowiska wodne dzielimy na: - słodkowodne, - morskie. W ekosystemach wodnych wyróżniamy trzy główne rodzaje organizmów: 1) bentosowe – organizmy związane z dnem zbiorników wodnych (np. ostrygi, glony, bakterie, skorupiaki), 2) nektonowe – organizmy zdolne do poruszania się przeciwstawiając się prądom wody (np. ryby, ssaki wodne, żółwie), 3) planktonowe – organizmy biernie unoszące się w wodzie (fitoplankton: glony, sinice, zooplankton – plankton złożony z organizmów zwierzęcych jak np. larwy owadów, pierwotniaki, narybek). ŚRODOWISKA WÓD SŁODKICH Główne czynniki, ograniczające rozwój fauny i flory w środowiskach słodkowodnych: 1. temperatura, Do właściwości termicznych wody należą: - duża pojemność cieplna – ciepło właściwe, ciepło parowania (woda absorbuje znaczne ilości energii cieplnej przy niewielkim wzroście temperatury, co sprawia, że organizmy wodne mogą żyć w warunkach stosunkowo mało zmiennej temperatury – większa część promieniowania słonecznego ulega rozproszenia w wyniku parowania wód, co przyczynia się do łagodzenia klimatu i umożliwia rozwój różnorodności biologicznej); - największa gęstość w temperaturze 3,98 ºC – właściwość ta zapobiega m.in. zamarzaniu jezior do dna, pozwala to organizmom wodnym przeżyć okres zimy, 2. przezroczystość – przenikanie światła przez wodę jest utrudnione przez występowanie zawiesin (zanieczyszczeń), mętność wody zmniejsza warstwę, w której zachodzi proces fotosyntezy, 3. prąd przepływu – z uwagi na dużą gęstość wody jest to istotny czynnik ograniczający (szczególnie odczuwalny w potokach i górnych odcinkach rzek), prąd wody ma także wpływ na rozmieszczenie niezbędnych do życia gazów i soli oraz małych organizmów, 4. stężenie gazów – stężenie tlenu i CO 2 w wodach słodkich stanowi ważny czynnik ograniczający (zanieczyszczenie wód wywołując deficyt tlenowy jest istotnym czynnikiem hamującym rozwój życia), 5. stężenie soli mineralnych i innych związków – na liczbę i rozmieszczenie organizmów żyjących w wodach mają wpływ głównie azotany i fosforany, a także w mniejszym stopniu związki wapnia. Biotopy słodkowodne dzielimy na: - wody stojące - lenityczne (jeziora, stawy, bagna), - wody płynące - lotyczne (źródła, rzeki, potoki, strumienie). Pomimo, że środowiska słodkowodne zajmują niewielką część powierzchni Ziemi to ich znaczenie dla rozwoju życia jest ogromne. Zbiorniki słodkowodne stanowią najtańsze źródło wody dla cywilizacji. Organizmy słodkowodne Miejsce w łańcuchu troficznym Sposób życia Autotrofy Bentos Peryfiton Fagotrofy Plankton Saprofity Nekton Neuston W jeziorach i stawach wyróżnia się następujące strefy: litoralną (strefa płytkiej wody prześwietlona do dna), limnetyczną (strefa toni wodnej do głębokości efektywnego światła, tj. takiej na której fotosynteza równoważy oddychanie), profundalną (jest to strefa dna i głębokiej wody poniżej głębokości efektywnego światła). W okresie letnim: Epilimnion – temperatury zależne od temp. powietrza, wody dobrze wymieszane w wyniku działania wiatrów, Metalimnion (termoklina) – gwałtowny spadek temperatury i wzrost gęstości wody, Hypolimnion – temp. wyrównana + 4 O C, woda nie podlega wymieszaniu i zwykle pozbawiona dostępu światła. Epilimnion Metalimnion Hypolimnion T 4 20 Stratyfikacja termiczna jezior Wiatr Zima Pokrywa lodowa Temp. ok. 0,5 O C Wiatr Jesień Wiosna Temp. ok. 4 O C Temp. ok. 4 O C Temp. ok. 4 O C Cyrkulacja wiosenna Stagnacja zimowa Cyrkulacja jesienna W potokach wyróżnia się zwykle dwa typy środowiska: 1) bystrze – wody płytkie na twardym podłożu, gdzie prędkość prądu nie pozwala na osadzanie się materiału nanoszonego przez wodę, 2) plosa – wody głębsze, o mniejszej prędkości prądu gdzie tworzą się osady denne. Rzeki zmieniają się w miarę swego biegu od źródeł do ujścia (zmniejsza się prąd przepływu, wzrasta objętość nagromadzonej wody, obniża się poziom tlenu, koryto rzeki staje się coraz bardziej płaskie a ich dna pokryte coraz większą grubością osadów dennych). ŚRODOWISKA MORSKIE Środowiska morskie zajmują na kuli ziemskiej największy obszar. W oceanach życie znajduje się pod wpływem prądów morskich i pływów , które nie występują w środowiskach wody słodkiej. Morskie strefy życia dzieli się na: - strefę pływów, - strefę nerytyczną, - strefę oceaniczną. Strefa pływów jest to obszar znajdujący się pomiędzy linią, do której sięgają wody morskie podczas przypływu a linią, do której sięgają wody morskie podczas odpływu. Zjawiska przyciągania Ziemi przez oddziaływanie Słońca i Księżyca powodują, że dwa razy w ciągu doby następują po dwa spływy wód morskich. Strefa pływów nie stanowi sprzyjającego środowiska dla rozwoju roślin i zwierząt. Obejmuje ona piaszczyste plaże i skaliste wybrzeża. W przypadku, gdy tworzy ją piaszczysta plaża organizmy ją zamieszkujące muszą sobie radzić z ciągle zmieniającą się konkurencją i narażone są na ryzyko porwania w głąb morza przez powracającą falę. Natomiast w przypadku skalistego brzegu organizmy narażone są na działanie silnych fal w czasie przypływu, zaś w czasie odpływu na wysoką temperaturę, duże zasolenie i niebezpieczeństwo odsłonięcia. Strefa nerytyczna rozciąga się pomiędzy strefą pływów a izobatą wyznaczającą głębokość 200 m. Występują tutaj jedne z najbardziej produktywnych morskich ekosystemów (np. rafy koralowe, lasy brunatnicowe). W strefie tej żyją gatunki pelagiczne jak: ssaki morskie, ryby chrzęstnoszkieletowe i kostnoszkieletowe oraz większość gatunków bentonicznych jak: koralowce, rozgwiazdy i skorupiaki. Zwykle liczebność tych zwierząt z uwagi na dostępność pożywienia kończy się na głębokości 60 m. Do głębokości ok. 100 m występuje warstwa eufotyczna, w której ilość światła jest wystarczająca do procesu fotosyntezy. Brak promieni słonecznych w głębszych warstwach toni wodnej eliminuje rozwój materii organicznej, gdyż nie zachodzą tam reakcje fotosyntezy. Strefą oceaniczną jest część morza lub oceanu, gdzie głębokość przekracza 200 m. Istotnym faktem jest to, że około 88 % łącznej powierzchni mórz i oceanów przekracza głębokość 1500 m. Należą do nich najgłębsze wody tzw. abisalu morskiego (gdzie głębokość przekracza 2000 m). W wodach tych dominują zwierzęta drapieżne, które żywią się materią organiczną, która została wytworzona w warstwie eufotycznej, opadającą grawitacyjnie na większe głębokości. W miarę jak produktywność maleje ze wzrostem głębokości zagęszczenia populacji są coraz mniejsze. Głębinowe ryby przystosowały się do życia w całkowitych ciemnościach, w warunkach skrajnie niewielkich ilości pokarmu oraz do wysokiego ciśnienia (ok. 1 atmosfera na każde 10 m). Nieco więcej materii organicznej można znaleźć jedynie w pobliżu głębinowych źródeł geotermalnych, gdzie funkcjonowanie ekosystemu zależne jest głównie od rozwoju bakterii chemosyntetyzujących. Estuaria są częściowo zamkniętymi zbiornikami wody mającymi swobodne połączenie z otwartym morzem. Są one w dużym stopniu zależne od przypływów i odpływów. Najczęściej estuariami są lejkowate ujścia rzek, płytkie zatoki, strefy błot w zasięgu pływów. W akwenach tych woda morska rozcieńczona miesza się z wodą słodką pochodzenia śródlądowego. Podstawową cechą estuariów jest zmienność warunków życia. Pociąga to za sobą konieczność wykazywania przez organizmy żyjące w tych środowiskach dużej tolerancji. Środowiska te są bardzo bogate w biogeny, plankton i występują tu liczne gatunki skorupiaków i ryb. Bibliografia: 1. Dojlido J.R.: Ekologia i ochrona środowiska. Wyd. Politechniki Radomskiej. Radom 1997. 2. Mackenzie A.: Ekologia. krótkie wykłady. PWN, Warszawa 2007. 3. Strzałko J., Mossor-Pietraszewska T.: Kompendium wiedzy z ekologii, PWN, Warszawa 2006. 4. Wiąckowski S.: Ekologia ogólna. Wyd. BRANTA, Bydgoszcz 2008. 5. Wnuk Z.: Wybrane zagadnienia z ekologii i ochrony środowiska. Oficyna Wydawnicza PRz, Rzeszów 1997. [ Pobierz całość w formacie PDF ] |