Экосистема водоема: Экосистема водоёма, водотока — Речной словарь

Экосистема водоёма, водотока — Речной словарь

Комплекс живых организмов обитающих в воде, около воды и среда их обитания. В экосистеме все компоненты взаимосвязаны между собой и находятся в равновесии. Внешние воздействия на любой компонент экосистемы выводят её из равновесия и сказываются на всех её компонентах. При слишком сильных воздействиях экосистема разрушается.

Основные компоненты экосистемы водотока или водоёма: рыбы, водоплавающие птицы, микроорганизмы, другие водные животные, водные и околоводные растения (составляют сообщество живых организмов – биоценоз) и химические, и физические параметры воды, дна, берегов, климат (составляют среду обитания – биотоп).

  • Википедия.

  • Жизнь пресных вод СССР. Изд-во Академии наук СССР. В 4 томах. М. Изд-во АН СССР. 1949.

  • Григорьев А.А. Экологические уроки исторического прошлого и современности. Наука. Ленингр. отд-ние. 1991.

  • Аксенов С.И. Вода и ее роль в регуляции биологических процессов. М. Наука. 1990.

  • Денисова И.В., Шелухина O.A. Природные и антропогенные факторы экологической напряженности на реках // География и смежные науки (LVI Герценовские чтения). СПб. 2003.

  • Жадин В.И., Герд С.В. Реки, озера и водохранилища СССР, их фауна и флора. М. Гос. учебно-педагог. изд-во. 1961.

  • Европейская экономическая комиссия. Руководство по водным ресурсам и адаптации к изменению климата. 2010.

  • River and Stream Ecosystems of the World. 2005. ISBN 0-520-24567-9.

  • Waterbirds Around the World. Scottish National Heritage. 2006. ISBN 0 11 497333 4.

  • Прыткова М.Я. Научные основы и методы восстановления озерных экосистем при разных видах антропогенного воздействия. СПб. Наука. 2002.

  • Мезенцев В. А. Странная жидкость // Энциклопедия чудес. Кн. I. Обычное в необычном. – 3-е изд. – М., Знание. 1988.

  • Глухов В.В. Некрасова Т.П. Экономические основы экологии. Учебник для ВУЗов. СПБ. Изд. Питер. Изд. 3. 2003.

  • Экосистема малой реки в изменяющихся условиях среды. М. 2007. ISBN: 978-5-87317-358-7.

  • Осипов Н., Никольский Г., Молоканов Ю. В воде и у воды. Детская лит-ра. 1965.

  • Пресноводные экосистемы бассейна реки Амур: [сборник статей]. Дальнаука. 2008. ISBN 5804408917.

  • Барышников Н.Б., Самусева Е.А. Антропогенное воздействие на саморегулирующуюся систему бассейн — речной поток — русло. РГГМУ. 1999. ISBN 5868131231.

  • Экологический энциклопедический словарь / Гл. ред. Данилов-Данильян В.И. Изд. дом Ноосфера. 2002. ISBN: 5812600279.

  • Обоснование стратегий управления водными ресурсами / Ред. Данилов-Данильян В.И. 2003.

  • Дедю И.И. Экологический энциклопедический словарь. Кишинёв. Молдавская Сов. Энциклопедия. 1990. ISBN 5-88550-006-1.

  • Долгополов К.В., Федорова Е.Ф. Вода — национальное достояние: (Геогр. проблемы использования водных ресурсов). М. Мысль. 1973.

  • Ярошенко В. Экспедиция «Живая вода». М. Молодая гвардия. 1989.

  • Кашинский П.А. Краткое руководство по химическому анализу воды в экспедиционных условиях. М. Изд-во Академии наук СССР. 1946.

  • Князев А.Г. и др. Экологические преступления. М. Проспект. 2009. ISBN 5392006612.

    • Автор: Лапин А. А.
    Источник:     Речной словарь Алексея Лапина. 2012.
    Год издания:     2012, изменено в 2013 г.

    Водоем как экосистема — Libtime

    1. Главная
    2. Природа
    3. Водоем как экосистема

    Елена Голец 24349

    Водоем как экосистема, показывает четко выраженное единство структуры и функционирования. Охарактеризовать водоем можно просто, как: ручеек, речка, река, лужа, пруд, озеро, море. А сложнее, – как экосистему. Водоем как экосистема

    Основные компоненты экосистемы

    Я пришел к выводу,

    – пишет известный американский ученый Е. Одум, –

    что так же, как лягушку считают классическим объектом изучения животного организма, пруд – пример для начального изучения экосистемы… Без перегрузки для начинающего исследователя большим количеством деталей в пруду могут быть собраны, для изучения четыре
    основных компонента экосистемы    .

    Что же это за четыре компонента, составные части экологической системы (и в масштабах пруда, и в масштабах всей биосферы, которую можно воспринимать как экосистему планеты Земля)?

    1. Прежде всего, это неживые вещества – основные составные части среды, неорганические и органические слагаемые ее.
    2. Затем производители, в основном земные растения, которые из неживой среды извлекают под влиянием солнечной энергии различные вещества и создают, продуцируют массу живой материи.
    3. Далее идут все остальные живые существа, которые живут, либо потребляя массу зеленых растений, либо пожирая других животных.
    4. И наконец, – грибы и бактерии, которые существуют за счет мертвых тканей животных и растений: они перерабатывают и разлагают эти ткани на простые вещества, которые вновь используются растениями.

    Лягушка — частый обитатель водоема

    Экосистема

    Четыре компонента и один круговорот, круговорот веществ в природе. От простых веществ через растения, животных, грибы и бактерии – вновь к простым веществам. Вертится эта мельница беспрерывно и в пруду, и в экосистеме планеты в целом. А двигателем является солнечная энергия.

    Таким образом, экосистемой может считаться такая система из неживых и живых компонентов, в которой эти все четыре составных действуют, живут, развиваются. Отсюда можно сделать вывод, что экосистема не камень, она живая, составные ее части объединены, связаны в одно большое целое. Если какие-то составные части плохо работают, другие части этого целого берут на себя долю их работы.

    Поэтому – экосистема очень устойчива, сбалансирована, уравновешена, находится в гомеостазе, как говорят экологи. Гомеостатический механизм позволяет экосистеме не только регулировать равновесное состояние системы, но и восстанавливать равновесие, если оно нарушено. До той поры, конечно, пока антропогенный пресс не становится таким мощным, что никакой гомеостаз не спасает устойчивость экосистемы.

    Пруд как экосистема

    Рассматривая пруд как экосистему, можно сделать три важнейших экологических вывода:

    1. все элементы этого водоема тесно увязаны, взаимодействуют, нарушение действия одного из элементов вызывает нарушение структуры и жизни всего пруда;
    2. система находится в некотором равновесии, гомеостазе и способна восстанавливать это равновесие, если вмешательство лишь нарушает это равновесие, а не разрушает сами связи, не вызывает экологическую катастрофу системы;
    3. подобно живому организму система живет, она появляется, развивается, прогрессирует, достигает расцвета, затем переживает упадок, регрессию и гибель (пример: временные водоемы, которые образуются при таянии снегов, в половодье и обычно пересыхают, гибнут летом).

    Оценка состояния водоема

    При оценке состояния водоема следует учитывать:

    1. Антропогенное давление на любой из компонентов системы. Допустим, в замкнутом водоеме ведется интенсивный любительский лов рыбы, превышающий допустимую степень эксплуатации. Для поддержания рыбьего стада периодически надо вносить, вселять рыбью молодь в водоем. Еще пример: плотность посадки рыб в водоеме при зарыблении оказалась столь высока, что кормов им не хватает. Надо вносить корма извне, подкармливать рыб.
    2. Антропогенное давление на всю систему в целом столь сильное, что равновесие не восстанавливается. Пример: мытье в водоемах автомобилей, мотоциклов или других транспортных средств (о вреде оставляемой на поверхности воды пленки нефтепродуктов всем известно). Или интенсивное использование водоема владельцами моторных лодок.
    3. «Возраст» и ступень развития водоема. В частности, надо посмотреть состояние воды и рыб в ней. Бывает, что от учета водоемов до развертывания операции по спасению мальков из них проходит несколько дней.
      Так вот, при учете нужно посмотреть, выдержат ли мальки эти несколько дней, может, вода уж так плоха, рыбы задыхаются, а весь водоем близок к гибели, что операцию по спасению молоди откладывать нельзя.

     

    Чистота водоема это важный фактор для оценки состояния водной экосистемы

    Водоем как экосистема – его биогеоценоз

    Систему водоема можно назвать и биогеоценозом – объединением живых и неживых ее частей. Нас же с точки зрения экологии интересует только живая часть этой системы. Если отодвинуть в сторону неживой компонент системы, то три последующие образуют биоценоз. В биоценозе водоема тоже гомеостаз, равновесие, увязка всех его составных, есть развитие.

    Можно представить биоценоз в виде шахматных фигур – отдельные виды животных и растений: все ходят по-разному и порознь, но все взаимосвязаны и в целом образуют игру, жизнь на шахматной доске. Из всех связей биоценоза важнее уловить пищевую цепь. Цепь эта всегда начинается с потребления солнечной энергии, следовательно, ее начало – растения.

    Попробуем составить пищевую цепь. Микроскопические планктонные водоросли потребляют рачки дафнии, их – мелкие личинки насекомых, которые становятся пищей молоди рыб, а эту молодь в свою очередь поедают рыбки покрупнее, тех же с аппетитом пожирают окуни, щуки, ну, а этих рыб ловим из водоема уже мы. Хорошая пищевая цепь получилась.

    Кстати, все, что мы потребляем, кроме поваренной соли и воды, – это солнечная энергия, «пропущенная» через пищевую цепь. Чем короче цепь, тем полнее, без потерь, доходит до нас эта энергия. Поэтому человек или животные-хищники на суше редко питаются плотоядными птицами и зверями – это нерациональное удлинение цепи. Только в воде мы с удовольствием вылавливаем и затем поедаем хищников, например щуку, окуня, судака.

    Но бывает, что пищевая цепь получается в водоеме и не столь благополучной. Например: водоросли – дафнии – личинки – мальки – ерши. А щуки? Щукам остаются ерши, но из-за острых шипов на плавниках не очень любят их зубастые хищницы. К малькам же не подобраться, они на мелководье, там щукам не очень привычно, а вот ерши там так и снуют.

    Сам по себе ерш – отменная рыба в ухе, но в водоеме с более ценной рыбой он выступает ее конкурентом и превращается в сорную вредную рыбу. Ясно, что это надо учесть при оценке водоема, а затем вместе со специалистами помочь ценным рыбам: организовать своего рода «прополку» водоема от сорняков.

    Отношения между соседствующими видами в водоеме

    В биоценозе могут существовать не напряженные и напряженные отношения между соседствующими видами в водоеме. Например, напряженные пищевые отношения – это когда виды конкурируют из-за сходных кормов. Зарыбление водоемов видом рыбы, которая питается теми же кормами, что и рыбы-старожилы в этом водоеме, не даст эффекта.

    Другое дело, если при зарыблении удастся избежать пищевой конкуренции видов рыб из-за расхождения их пищевых потребностей. Тогда и рыбы-старожилы живут успешно, и вновь вселенные рыбы хорошо растут, дают хороший улов. В последнее время рыбоводы стараются зарыбление проводить не одним видом рыб, а несколькими не конкурирующими по кормам рыбами, например карпом и пелядью.

    Блестящий результат дает вселение в водоем толстолобика, белого амура и карпа. Карп собирает корм возле дна, толстолобик питается планктоном, фитопланктоном (цветущая вода), а белый амур поедает высшую водную растительность.

    Оценка водоема

    При оценке водоема следует отнести его к естественным или к водохранилищам. К первым относятся реки, озера. А пруд? Он, конечно, искусственный водоем, образованный запрудой, но не всякий пруд может считаться водохранилищем. Может быть, решающее значение имеют его размеры?

    Нет, не размеры, не объем воды важен. Основным признаком водохранилища – и огромного и маленького пруда – является возможность регулирования расхода воды из водохранилища и его уровня. Водохранилище — искусственный водоем

    Рыбоводные пруды

    Для рыбоводства удобнее всего такие водохранилища, из которых можно совсем спустить воду. Обычно это рыбоводные пруды. После спуска воды можно вновь заполнять водоем и зарыбить только теми породами рыб, которые дают наибольший эффект при выращивании. Спускные водохранилища – лучшее средство борьбы с рыбной конкуренцией, лучшая «прополка» водоема от рыб-сорняков.

    Продуктивность водоемов можно повышать и другими путями, например внесением в водоем кормов для рыб или вселением кормовых организмов, которые сами будут быстро размножаться на радость рыбам и рыбоводу. Продуктивности водоемов способствует и удаление из них врагов промысловых рыб. Врагами рыб могут быть позвоночные – птицы, звери, но могут быть и беспозвоночные.

    Многие личинки насекомых поедают мальков рыб, а в целом все беспозвоночные в водоеме уничтожают больше пищи, чем все взятые вместе рыбы этого водоема. А еще необходимо учитывать оценку берегов, мелководий и заливов, характера и скопления водной растительности, температуры воды в разных местах и прогрева на разных глубинах… Поэтому водоем – это очень сложный объект природы.

    Биоценоз водоема

    Иными словами водоем – это живой организм, комплекс неживых и живых компонентов, образующих биоценоз, а у биоценоза есть молодость, зрелость, старость. Если биоценоз водоема сегодня способствует нересту, развитию ценных рыб, то наша задача сохранить подольше этот возраст водоема, постараться отодвинуть его старение.

    Если же биоценоз водоема склоняется к старению, надо тщательно установить причины этого явления и, если это возможно, постараться убрать ряд этих причин и омолодить водоем.

    Обследование водоема

    Чтобы определить, в каком состоянии находится водоем, надо его обследовать.

    • Прежде всего вид водоема – речка, река, озерцо, озеро;
    • размер водоема;
    • движение воды – проточная, полупроточная, стоячая.
    • Наряду со скоростью учитывается плавность течения: при большом уклоне речная вода может нестись с большей скоростью, но в северных реках это обычно плавное быстрое течение, а на юге в горных районах скорость реки часто выше, вода образует буруны, водовороты среди камней.

    В замкнутых озерах подвижность воды зависит от характера берегов: при открытых берегах ветер свободно гуляет, образуя волны и перемешивая водную массу, в лесных озерах зеркало воды редко морщится от ветра и вода слабо перемешивается, нижние слои могут быть значительно холоднее, могут быть бедны кислородом. Значит, в характеристику водоема входит описание его берегов. Определяются размеры (длина, ширина) и глубина водоема.

    • Сведения о наибольшей глубине в характеристике водоема должны сочетаться со сведениями о более мелких заливах, хорошо прогреваемых отмелях. Определяют прозрачность воды, цвет, вкусовые качества.
    • Пробы воды на кислотность доставляются в лабораторию на анализ. По этим пробам можно определить источники загрязнения воды и подать сигналы в санитарно-эпидемиологическую станцию.
    • Не всегда легко предотвратить загрязнение водоемов. Большую роль в соблюдении чистой воды играют истоки рек и речек, питающих водоемы.

    Порой эти родники бывают загрязнены, берега затоптаны, в воду попадает мусор. Необходимо очищать родники, устанавливать около них скамейки, строить мостики, с которых можно набрать воду, не разрушая берега. Дно родников надо зачистить от мусора, ила, коряг.

    Все обнаруженные родники нумеруются, заносятся в характеристику основного водоема, если возможно, их местоположение наносится на карту, топографическую схему. Существуют общие требования к составу воды, как среды жизни в водоемах. При оценке содержания кислорода в воде в полевых условиях, если вода не сильно загрязнена, можно исходить из средних показателей.

    Выше 30°С вода прогревается только на мелководье, рыбы такую теплую воду, бедную кислородом, не любят и отходят на глубину. Повсеместный прогрев воды выше 25°С практически встречается только в мелких, отшнуровавшихся водоемах и из таких водоемов рыб надо переселять наиболее срочно.

    Наконец, оценивая водоем, в его паспорт заносят данные о населяющих его рыбах и других водных обитателях, в том числе врагах рыб.  

    Сведения о водных растениях

    Заносятся в паспорт и сведения о водных растениях. Водные растения — важный элемент любого водоема

    Водоросли и мхи – исконные водные растения. Водоросли и мох фонтиналис целиком погружены в воду, мох сфагнум имеет водные экологические расы, растущие под водой (обычно в лесных озерах), чаще же сфагнум растет по болотистым низинам, временно заливаемым. Эти заросли полезны для мальков, хотя длинные нити зеленых водорослей порой так разрастаются, что мальки в них запутываются и гибнут.

    Все же в здоровом зрелом водоеме эти растения не разрастаются сплошной массой. Иначе обстоит дело с высшей водной растительностью – цветковыми растениями. Эти растения ранее, в ходе эволюции, покинули воду, переселились на сушу, а затем отдельные представители сухопутных растений вновь ушли в воду.

    Но характерно для них всех одно – почти все они не утеряли окончательно связь с бывшей родиной – воздушной средой. Ряска плавает на поверхности воды, кубышки и кувшинки выносят на поверхность листья и цветки (не цветут, если листья не достигли поверхности), элодея и перистолистник поднимают над водой цветки, камыши и осока растут над водой, лишь корни, нижняя часть стебля у них в воде.

    Если присмотреться к этим растениям то мы увидим, что в водоеме они располагаются обычно видовыми сообществами: вот отмель с лесом из элодеи, рядом бухта с роголистником, поодаль заросли рдестов, поглубже плавают зеленые тарелки кувшинок. Роголистник – единственное из высших растений, утерявшее связь с воздухом: он даже цветет в воде.

    У него нет корней, он тяжелый, погружен в воду. Если заросли роголистника плотно заполняют отмели, верхушки стеблей достигают поверхности воды, надо прореживать эти заросли: в них рыбам тесно, а хищные насекомые развиваются там успешно, подкарауливают мальков. Заросли роголистника легко удаляются руками, граблями, их выволакивают на берег, подальше от воды.

    Плохо, когда бурно разрастается элодея, ее заросли тоже мешают молоди рыб, создают для них излишне опасную зону. Убрать элодею так же легко, ее корни-якоря неплотно держат растение на грунте. У поверхности встречается похожее на роголистник, с мелкими иссеченными листьями плавающее растение от светло-зеленого до ярко-пурпурного летом цвета.

    Пушистые стебли плавают горизонтально, обильно ветвятся, цветки – над водой. Если присмотреться к этим стеблям – среди листочков видны пузырьки. Это – хищное растение пузырчатка. В пузырьки могут проникнуть мелкие животные, но из пузырьков обратно хода нет. Рачок или малек рыбы застревает, потом соки растения растворяют добычу, а стенки пузырька всасывают питательный раствор.

    Понятно, что этому хищнику не должно быть места в нерестовых водоемах, на отмелях, где происходит естественный нерест рыб. Пузырчатка не только может посягнуть на мальков рыб – в их самой сложной и ответственной стадии жизни, когда они слабы и беспомощны сразу после выклева из икры, – она к тому же выступает пищевым конкурентом мальков, поглощая несметные количества питательных коловраток и рачков – первичный корм рыбных малышей.

    Плавающая на поверхности ряска всех видов и приповерхностный вид – ряска трехдольная (ее листики не касаются воздуха) не страшны, пока не начинают бурно затягивать все заводи, а потом и весь водоем. Зарастание всей поверхности ряской – признак старения водоема. Такие рясочные «льды» надо убирать. Из водоема ряску вылавливают мешком, надетым на квадратную раму, плотным сачком.

    Ряска – хороший витаминный добавок к корму свиней и птиц, так что полезно ее высушить, собрать и использовать на фермах. Наконец, рогоза, осока, тростник – жесткая прибрежная растительность. Если ее немного по берегам, она не мешает, а если эти полуводные травы разрастаются, они мешают рыбоводству, могут поглотить и весь неглубокий водоем, превратить его в болото.

    Разрастание этих трав по площади водоема – признак старения водоема. Поэтому эти растения надо активно выкашивать. Вот основные сведения о водоеме, как экосистеме.

    Рейтинг: 3,9/5 — 9 голосов

    Понимание различий между озерами и водохранилищами · Границы для юных умов

    Abstract

    Существует много примеров того, как деятельность человека изменяет среду обитания видов, включая создание плотин на озерах и реках для создания водохранилищ. Мы строим плотины, чтобы создать резервуары, которые обеспечивают водой и вырабатывают электроэнергию для нужд человека. Ученые выяснили, что строительство новых плотин и создание водохранилищ на озерах и реках изменяет местную среду обитания, делая ее непригодной для многих видов, которые когда-то там обитали. Благодаря процессам, известным как экологические потоки, водохранилища могут управляться так, чтобы они напоминали естественные озера. Тем не менее, мы не вели точных записей о том, где мы строили водохранилища, поэтому ученые придумали творческие способы нанести на карту, где эти и связанные с ними плотины встречаются по всему миру. Когда мы знаем, где расположены водохранилища и плотины, мы лучше подготовлены к тому, чтобы определить, как они изменили поверхностные воды на планете и повлияли на животных, растения и людей.

    В чем разница между озером и водохранилищем?

    Озера бывают разных форм, размеров и глубины, и образуются разными способами. Тектонические озера образуются там, где земная кора изгибается или изгибается, создавая естественные бассейны, которые могут заполняться дождевой или речной водой. Так образовалось озеро Танганьика в Африке. Озера также могут образовываться, когда ветер, вода или ледники разрушают земную кору. Великие озера в Северной Америке были образованы ледниками, которые образовали ямы, медленно перемещаясь на протяжении тысячелетий. Когда ледники растаяли 10 000 лет назад, вода заполнила ямы, образовавшие озера. Озера часто связаны с реками, впадающими в них и вытекающими из них, что облегчает движение воды, питательных веществ и видов через экосистемы . Уровни воды в озерах имеют тенденцию изменяться медленно и следовать сезонным закономерностям. Когда весной тает снег или в сезон дождей идут муссоны, озера наполняются. Когда снег тает и дождь стихает, реки сужаются, а уровень воды в озерах медленно снижается.

    Резервуары , с другой стороны, образуются за плотинами , созданными людьми, и варьируются по размеру от прудов с водой, которые находятся за пределами города, до более крупных водоемов, которые заполняют целые каньоны за плотинами. В отличие от озер, которые образуются в результате естественных процессов, водохранилища создаются людьми для обеспечения водой и ГЭС для собственных нужд [1]. Люди строили небольшие водоемы тысячи лет; некоторые водоемы на Шри-Ланке существуют с 300 года! Резервуары большего размера, связанные с плотинами, построенными для водоснабжения или гидроэлектроэнергии, создаются путем перекрытия рек или озер. Водохранилище считается большим, если оно содержит более 3 миллионов кубометров воды, что примерно равно 1200 плавательным бассейнам олимпийского размера [1]. За последние 100 лет мы построили более крупные водохранилища на крупных реках и озерах, например плотины гидроэлектростанций Налубаале и Киира, которые контролируют уровень воды в озере Виктория в Африке — самом большом тропическом озере в мире (рис. 1).

    • Рисунок 1. Озеро Виктория является основным источником самого длинного рукава реки Нил.
    • Он богат видами и поддерживает миллионы людей в Уганде, Кении и Танзании. Уровень воды в озере поддерживается плотинами гидроэлектростанций Налубаале и Киира, которые находятся на выходе из озера или в начале реки Нил.

    Хотя мы строим водохранилища разных размеров и для разных целей, эти искусственные водоемы имеют две общие черты. Во-первых, люди берут воду из этих водоемов, когда она нам нужна, а это означает, что уровень воды в них меняется совершенно иначе, чем в естественных озерах. Во-вторых, плотины, создающие водохранилища, могут предотвращать или ограничивать перемещение видов как вверх, так и вниз по течению из-за их размера и того, как они изменяют поток воды.

    Мы построили так много больших плотин, что сейчас свободно течет только треть самых длинных рек мира, а на остальных есть хотя бы одна плотина [2]. В некоторых регионах мира, таких как Техас в США, естественных озер почти нет, но реки там были перекрыты дамбами, в результате чего образовались тысячи водохранилищ [3]. Эти изменения влияют на виды, которые могут жить в этих экосистемах.

    Виды говорят нам, что водохранилища — это не озера

    Хотя водохранилища могут выглядеть как озера и иногда начинаться с них, виды, обитающие в водохранилищах, отличаются от видов, обитавших в озере или реке до того, как они были перекрыты плотиной (рис. 2). Такие виды, как рыбы, растения и птицы, обитающие в озерах, приспособились к нормальным сезонным изменениям уровня воды. Виды, приспособленные к жизни в озерах и реках, не могут быстро приспособиться к жизни в водохранилищах, потому что уровень воды в водохранилище быстро меняется в соответствии с потребностями человека, а не медленнее приспосабливается к временам года. Когда мы перекрываем реки, водохранилища могут заполниться водой в течение 5–10 лет, заглушая реку и окружающий ландшафт.

    • Рисунок 2. Изменение видов растений, насекомых и животных при преобразовании озера (A) в водохранилище (B) путем строительства плотины.
    • Быстрые изменения уровня воды, вызванные плотиной, влияют на виды, которые могут там жить. Плотина также может препятствовать перемещению видов, особенно рыб, по экосистеме.

    Давайте посмотрим, как рыбы могут реагировать на изменения, вызванные плотиной и водохранилищем. Рыбы могут быть важными индикаторами изменений, потому что, в отличие от птиц или рептилий, они не могут покинуть воду, чтобы избежать каких-либо изменений, происходящих в ней. Из-за этого рыба может погибнуть или быть вытеснена при переводе озер и рек в водохранилища, а эти виды могут быть заменены другими, более приспособленными к новым условиям. Например, чтобы иметь безопасные места для откладывания икры, многим видам рыб требуются определенные типы камней, песка и потока воды, которые встречаются только в определенных частях реки или озера. Многие виды рыб путешествуют по воде между различными частями озера или реки, чтобы есть и размножаться, что имеет решающее значение для их выживания. Однако, когда мы создаем плотины и водохранилища, многие рыбы могут потерять доступ к лучшим местам для откладывания икры или поиска своей любимой пищи.

    Как уменьшить изменения, вызванные плотинами и водохранилищами?

    Одним из способов уменьшить изменения экосистемы, вызванные плотинами и водохранилищами, является прекращение их строительства, но это оспаривается национальной и международной политикой строительных проектов [4]. Еще один способ, с помощью которого ученые и сообщества работают над преодолением изменений уровня воды, заключается в том, чтобы эксплуатировать плотины и водохранилища так, чтобы они больше походили на время и уровень естественного озера с помощью процессов, известных как 9.0009 экологические потоки [5]. Это может означать изменение акцента в управлении плотинами и водохранилищами. Вместо того, чтобы сосредоточиться только на обеспечении водой и энергией людей, экологические потоки помогают гарантировать, что выбросы и уровни воды также поддерживают виды, которые когда-то жили в этой экосистеме. Речные пути, такие как объездные дороги, которые избегают городских центров, могут быть построены вокруг дамб, чтобы помочь видам, материалам и питательным веществам перемещаться в другие части экосистемы. Мы также можем демонтировать старые плотины и осушить водохранилища. В сообществах, где люди осознают негативное воздействие плотин на местные виды, начинают сносить большие плотины, которые начинают стареть и могут быть небезопасными. 1

    Хотя у нас есть несколько хороших идей о том, как уменьшить воздействие больших плотин и водохранилищ на наши озерные и речные экосистемы, есть одна большая проблема. Правительства и частные лица не ведут точных записей о том, где мы перекрыли реки или озера, чтобы создать водохранилища. Мы построили много резервуаров, прежде чем поняли, что эти изменения повлияют на растения и животных, с которыми мы делим планету. Ученые и другие исследователи сейчас отслеживают все резервуары на планете. Некоторые ученые и члены сообщества, например те, кто создал Глобальную базу данных о препятствиях на пути рек (GROD), 2 использовать спутниковые изображения, доступные через Google Earth Engine, для определения плотин на реках Земли. Другие ученые, такие как те, кто создал базу данных AMBER, 3 , работают с членами сообщества, чтобы геотегировать плотины и водохранилища через приложение на своих смартфонах (рис. 3).

    • Рисунок 3. Член сообщества фотографирует плотину и водохранилище и ставит геометки с помощью приложения для смартфона Adaptive Management of Barriers in European Rivers (AMBER) (Изображение предоставлено AMBER Project).

    Когда мы знаем, где находятся водохранилища, тогда правительства, исследователи, владельцы плотин и люди, которые зависят от водохранилищ, могут работать вместе, чтобы определить, как эксплуатировать плотины и водохранилища таким образом, чтобы свести к минимуму воздействие на виды и перемещение питательных веществ и материалов. , и найти места, где мы можем превратить водохранилища обратно в естественные озера и реки. Когда водохранилище больше не нужно и плотину убирают, данные показывают, что экосистемы могут восстанавливаться, и виды начинают возвращаться в реки [6]. По мере возвращения видов возвращаются и местные культурные события и церемонии, которые зависят от них и прославляют их. 1

    Заключение

    Человечество построило водохранилища различных форм и размеров, чтобы обеспечить себя водой и гидроэлектроэнергией. Однако, превращая озера и реки в водохранилища, мы изменяем естественные экосистемы и виды, которые могут обитать в этих водоемах. Хотя у нас есть идеи о том, как уменьшить воздействие больших плотин и водохранилищ на наши озерные и речные экосистемы, нам сначала нужно узнать, где они происходят на нашей планете. Ученые работают над поиском и нанесением на карту мест плотин и водохранилищ, а также над поиском мест, где мы можем превратить водохранилища обратно в естественные озера и реки. Один из способов, с помощью которого сообщества и школы могут принять участие, — это участие в этом глобальном картографическом проекте. Например, приложение AMBER может быть загружено и использовано людьми повсюду для отображения местоположения и характеристик плотин. 3 Проект GROD выполнил свои первоначальные задачи, но в будущем для молодых людей, которые хотят участвовать в картировании плотин и водохранилищ, все еще могут быть доступны возможности. 4 У молодых людей есть возможность проявить творческий подход и разработать новые методы или внести свой вклад в существующие проекты, помогая документировать, где расположены плотины, водохранилища и другая связанная с ними инфраструктура. Таким образом, каждый может принять участие, помогая сохранить естественные озерные и речные экосистемы.

    Вклад авторов

    SJ-H и PB вместе написали рукопись и отредактировали ее. PB сделал графику.

    Глоссарий

    Озеро : ↑ Область, заполненная водой, расположенная в бассейне, окруженном сушей.

    Экосистема : ↑ Сообщество взаимодействующих организмов и их физической среды.

    Резервуар : ↑ Увеличенный водоем, созданный с помощью плотины или шлюза.

    Плотина : ↑ Сооружение, построенное поперек устья реки или озера для удержания воды и повышения ее уровня.

    Гидроэнергетика : ↑ Энергия, получаемая за счет энергии падающей или быстро текущей воды.

    Потоки окружающей среды : ↑ Количество, время и качество потоков воды для поддержания как водных экосистем, так и потребностей человека.

    Конфликт интересов

    Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

    Благодарности

    SJ-H выражает благодарность Европейскому Финансовому Управлению Уэльса и Европейскому Фонду Регионального Развития за финансирование, номер проекта 80761-SU-140 (Запад). Мы хотели бы поблагодарить рецензентов, которые помогли улучшить качество этой рукописи. Мы также благодарим Бернхарда Ленера и рабочую группу Global Dam Watch за то, что связались с нами и способствовали диалогу о плотинах, водохранилищах и пресноводных экосистемах.

    Footnotes

    1. ↑ PEW, Демонтаж плотины в штате Вашингтон обещает принести пользу рыбам, китам и людям, https://pew.org/2AmPQ8m.

    2. ↑ Глобальная база данных о препятствиях на пути рек, https://scistarter.org/global-river-obstruction-database-grod.

    3. ↑ Адаптивное управление барьерами на европейских реках, AMBER, https://amber.international/.

    4. ↑ EOS, Реки Европы — самые затрудненные на Земле, https://eos.org/articles/europes-rivers-are-the-most-obstructed-on-eart.

    Каталожные номера

    [1] ↑ Всемирная комиссия по плотинам. 2000. Плотины и развитие: новая основа для принятия решений . Лондон, Великобритания: Earthscan.

    [2] ↑ Grill, G., Lehner, B., Thieme, M., Geenen, B., Tickner, D., Antonelli, F., et al. 2019. Картирование свободно текущих рек мира. Природа 569:215–21. doi: 10.1038/s41586-019-1111-9

    [3] ↑ Атлас мира. Сколько естественных озер в Техасе? Доступно в Интернете по адресу: https://www.worldatlas.com/articles/how-many-natural-lakes-are-in-texas.html (по состоянию на 12 июня 2020 г.).

    [4] ↑ Ансар А., Фливбьерг Б., Будзиер А. и Ланн Д. 2014 г. Должны ли мы строить более крупные плотины? Фактические затраты на развитие гидроэнергетического мегапроекта. Энергетическая политика 69:43–56. doi: 10.1016/j.enpol.2013.10.069

    [5] ↑ Рихтер, Б.Д., и Томас, Г.А. 2007. Восстановление экологических стоков путем изменения работы плотины. Экол. соц. 12:1–26. doi: 10.5751/ES-02014-120112

    [6] ↑ Рубин, С.П., Миллер, И.М., Фоли, М.М., Берри, Х.Д., Дуда, Дж.Дж., Хадсон, Б., и др. 2017. Увеличение наносов во время крупномасштабного удаления плотины изменяет прибрежные сублиторальные сообщества. PLoS ONE 12:e0187742. doi: 10.1371/journal.pone.0187742

    Экологическое развитие водохранилищ – озерных экосистем

    Последнее обновление: понедельник, 16 января 2023 г. | Озерные экосистемы

    Ранние исследователи окружающей среды определили три фазы биологического развития водоемов: разрушение первоначальных растительных и животных сообществ и повторное заселение различными видами; этап повышенной первичной и вторичной продукции, главным образом планктона, и установления временных биотических сообществ; и, наконец, период относительной стабилизации (рис. 4). Эта последовательность верна для большинства резервуаров, но уровни доступных питательных веществ на более поздних стадиях развития могут существенно различаться. В то время как некоторые водохранилища стабилизируются на уровне питательных веществ намного ниже, чем в первоначальных водоемах в районе водохранилища, в других может наблюдаться усиление эвтрофикации из-за значительного поступления питательных веществ.

    Наиболее очевидным изменением окружающей среды во время фазы заполнения водохранилища является затопление наземной среды обитания и уничтожение растительности. Есть много примеров образования водоемов, когда леса и даже деревни были затоплены и разрушены. Разложение затопленной растительности и органических почв может

    1. Предварительная стадия: относительная стабильность

    2. Распад сообщества и повторное заселение

    3. «Запирающий эффект»

    4. Относительная стабилизация

    Дамминг / V

    А

    Олиготрофирование

    ■ 1

    2 , 3 ,

    4 .

    Рисунок 4 Гипотетические экологические последовательности в водохранилищах. A-C обозначают альтернативные сценарии, где A представляет собой эвтрофикацию, а B-C — олиготрофизацию водохранилища по сравнению с уровнями питательных веществ до засыпки.

    Время

    Рисунок 4 Гипотетические экологические последовательности в водохранилищах. A-C обозначают альтернативные сценарии, где A представляет собой эвтрофикацию, а B-C — олиготрофизацию водохранилища по сравнению с уровнями питательных веществ до засыпки.

    производят огромное количество парниковых газов, таких как метан (Ch5) и двуокись углерода (CO2), особенно когда водохранилища создаются в тропических лесах и бореальных торфяниках. Неизвестно, сколько водохранилищ являются чистыми источниками выбросов углерода, но некоторые из примерно 1-3 миллиардов метрических тонн углерода, который поглощается водохранилищами, также преобразуются в Ch5 и CO2. Подсчитано, что водохранилища выделяют 20% и 4%, соответственно, мировых годовых антропогенных выбросов Ch5 и CO2. Сооружению других водоемов предшествует расчистка территорий, подлежащих затоплению, чтобы избежать плавания древесины и другой растительности в водохранилище.

    По мере заполнения водохранилища водой в результате затопления и эрозии ранее незатопляемой земли и растительности в воду попадают питательные вещества и растительные остатки. Увеличение уровня питательных веществ вместе с увеличением проникновения света в водохранилище приводит к быстрому размножению фитопланктона. Поскольку фитопланктон реагирует на новые условия, зоопланктон и макробеспозвоночные реагируют практически одинаково, что приводит к общему кратковременному увеличению продуктивности экосистемы водохранилища. Но как только питательные вещества из затопленных почв истощаются, популяция планктона может либо уменьшиться, либо увеличиться, в зависимости от притока питательных веществ в водохранилище.

    Наряду с эрозией берегов новых водоемов происходит реколонизация видов растений, более приспособленных к новым условиям. Виды сорняков используют эту ситуацию в больших водоемах. Развитие новых растительных сообществ очень сильно зависит от стабилизации субстрата. На обнаженных участках

    Рисунок 5 Обширная эрозия береговой линии водохранилища Гардикен в результате затопления бывшей суши в верховьях реки Уме на севере Швеции. Нарушение таких территорий делает создание растительных и животных сообществ практически невозможным. Древесный мусор представляет собой выкорчеванные пни с пойменных лесных угодий. Обратите внимание, что нижние части водохранилища покрыты льдом. Фото: Кристер Нильссон.

    Рисунок 5 Обширная эрозия береговой линии водохранилища Гардикен в результате затопления бывшей суши в верховьях реки Уме в северной Швеции. Нарушение таких территорий делает создание растительных и животных сообществ практически невозможным. Древесный мусор представляет собой выкорчеванные пни с пойменных лесных угодий. Обратите внимание, что нижние части водохранилища покрыты льдом. Фото: Кристер Нильссон.

    к воздействию волн и льда, новые береговые линии могут полностью лишиться своих тонких отложений, оставив бесплодную почву («кольцо ванны»), которая не обеспечивает подходящей среды обитания для растений (рис. 5). Поэтому в новых водоемах может наблюдаться постепенное увеличение покрова прибрежной растительности в первые годы, а затем постепенное уменьшение по мере истощения субстратов.

    Напротив, водоемы в регионах с теплым климатом и небольшими колебаниями уровня воды могут иметь пышную растительность. Например, эвтрофированные водоемы в тропиках могут быть заселены плотными матами плавающих водных растений, таких как водяной гиацинт (Eichhornia crassipes), гигантская сальвиния (Salvinia molesta) и нильская капуста (Pistia stratiotes). Эти маты не пропускают свет к подводным сосудистым растениям и фитопланктону и часто производят большое количество органического детрита, который может привести к аноксии и выбросу газов, таких как Ch5 и сероводород (h3S). Материал, полученный из этих растений, обычно имеет низкое питательное качество и обычно не является важным компонентом пищи для зоопланктона или рыб. Скопления водных макрофитов могут ограничивать доступ к водоемам для рыбного или рекреационного использования, блокировать ирригационные и судоходные каналы и водозаборы гидроэлектростанций.

    Большинство водных животных приурочено к поверхностным слоям водоемов из-за общего уменьшения содержания кислорода с глубиной. Таким образом, относительная продуктивность водохранилища пропорциональна его площади, а не объему. Что касается растений, то обилие животных зависит от диапазона колебаний уровня воды; водоемы с большими колебаниями, имеющие гораздо более бедную фауну. Например, многие донные беспозвоночные малоподвижны и погибают в результате быстрого понижения уровня воды. Это имеет прямые негативные последствия для рыб, питающихся бентосом. В водоемах без крупных водных растений по окраинам основная продуктивность будет приходиться на планктон, а в рыбных сообществах преобладают планктоноядные виды. Значение таких водоемов для водоплавающих птиц будет серьезно снижено из-за скудности кормовой базы и мало мест для гнездования.

    Подобно тому, как нарушение делает ландшафт восприимчивым к вторжению чужеродных видов растений, считается, что строительство водохранилищ по всему миру способствует ускоренному распространению экзотических водных видов. Одна из причин заключается в том, что среда обитания водохранилищ более однородна, чем среда обитания ручьев, более нарушена и часто более связана с другими водоемами. Во-вторых, водоемы обычно содержат нестабильные, недавно собравшиеся сообщества зарыбленных рыб. Есть несколько причин для интродукции рыбы в водохранилища, например, использование экологических ниш, к которым не приспособлен ни один из существующих видов, повышение успешности рыболовства, обеспечение большего количества пищевой рыбы и борьба с водными сорняками. Связанные системы водоемов столкнулись с возросшим вторжением экзотических видов, таких как кладоцера Daphnia lumholtzi и мидия-зебра (Dreissena polymorpha). Резервуары также связаны с паразитарными заболеваниями. Например, водоемы способствовали распространению паразита Schistosoma (включая пять видов плоских червей), значительно расширив его среду обитания, что привело к увеличению заболеваемости смертельным шистосомозом или бильгарциозом в тропиках, где им поражено около 200 миллионов человек.

    Когда водохранилища служат источниками распространения экзотических или в целом инвазивных видов в окружающие ландшафты, они оказывают ландшафтно-экологическое воздействие, т. е. воздействие за пределами самих водоемов. Резервуары также имеют другие подобные эффекты. Одним из примеров является их экологическая фрагментация рек, например, за счет остановки дрейфа пропагул растений вниз по течению и создания препятствий для миграции животных, что способствует нарушению целостности речной флоры и фауны. Например, в то время как свободно текущие реки в северной Швеции демонстрируют непрерывные изменения видового состава их прибрежных растительных сообществ вниз по течению, цепи водохранилищ и русловых водохранилищ демонстрируют ряд отдельных комплексов со сдвигами от одного к другому на каждой плотине (рис. 6). С другой стороны, наиболее известным эффектом экологической фрагментации, который плотины и водохранилища оказывают на реки, является препятствие прохождению рыбы. Лестницы для рыбы, обводные каналы и объезд рыбы грузовиками являются примерами мер, позволяющих переправить рыбу через плотину. Если рыба проходная, необходимо, чтобы нерестилище было выше по течению от плотины и водохранилища, чтобы обход имел эффект. Еще одним ландшафтно-экологическим воздействием водоемов является сохранение в них кремния, что изменяет соотношение кремний: азот: фосфор и вызывает резкое изменение сообществ фитопланктона в море.

    Векторы расселения Животные

    Растения Профиль русла

    Сообщества

    Свободная река

    Рапидс

    10 км

    40 м

    Переносчики расселения Животные Растения

    Профиль русла реки Сообщества

    Запрудная река

    10 км

    40 м

    Рисунок 6. Гипотетические взаимосвязи между переносчиками расселения и миграции животных и растений, профилем русла реки и речным сообществом в реках со свободным и запруженным течением. Предполагается, что организмы в свободно текущей реке описывают постепенное изменение вниз по течению, тогда как в регулируемой реке ожидается, что в каждом водохранилище или водохранилище будут развиваться отдельные сообщества организмов (обозначенные 1-4). Обратите внимание, что животные в целом обладают большей способностью, чем растения, двигаться вверх по порогам и вниз по течению через плотины. Шкалы приблизительны. От Янссон и др. (2000a) Воздействие регулирования рек на прибрежную растительность: сравнение восьми северных рек. Ecological Applications 10: 203-224, с разрешения Экологического общества Америки.

    10 км

    40 м

    Рисунок 6. Гипотетические взаимосвязи между переносчиками расселения и миграции животных и растений, профилем русла реки и речным сообществом в реках со свободным и запруженным течением. Предполагается, что организмы в свободно текущей реке описывают постепенное изменение вниз по течению, тогда как в регулируемой реке ожидается, что в каждом водохранилище или водохранилище будут развиваться отдельные сообщества организмов (обозначенные 1-4). Обратите внимание, что животные в целом обладают большей способностью, чем растения, двигаться вверх по порогам и вниз по течению через плотины. Шкалы приблизительны. От Янссон и др. (2000a) Воздействие регулирования рек на прибрежную растительность: сравнение восьми северных рек. Ecological Applications 10: 203-224, с разрешения Экологического общества Америки.

    Prev post Полка обувная: Полка для обуви 3 ярусна, металл, 81х55х30см, черный купить по низкой цене
    Next post Своими руками из дерева чертежи: Изделия и Мебель из Дерева Своими Руками

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

    2024 © Все права защищены.