Прибрежные экосистемы

Территории прибрежных экосистем относятся к местам, не слишком популярным среди дайверов. Тем не менее, эти сообщества важны для нас, так как взаимодействуют с другими экосистемами. Кроме того, иногда дайверы все же погружаются под воду в таких местах.

Прибрежные экосистемы чаще всего характеризуются высокой продуктивностью (по тем же причинам, что и экосистемы шельфа). Они получают биогенные вещества с береговым стоком. Поскольку глубина здесь невелика, солнечные лучи проникают до самого дна. Солеустойчивые растения заселяют хорошо освещенные мелководья, создавая укрытия для морских обитателей. Эти растения служат основой формирования нескольких типов экосистем, которые не могут существовать в открытом океане. Наличие большого количества биогенов, множества укрытий и обилие света делает прибрежные экосистемы привлекательным местообитанием для огромного числа различных организмов. И хотя крупные животные в прибрежных экосистемах обычно не живут, здесь находит убежище молодняк многих океанических видов. Таким образом, например, мангровые заросли поддерживают существование коралловых рифов.

Деятельность человека оказывает глубокое влияние на жизнь прибрежных экосистем. С незапамятных времен люди селятся на берегу океана, в непосредственной близости от этих экосистем. Многие аспекты нашей деятельности влияют на жизнь прибрежных сообществ, но это не всегда очевидно. Возьмем, к примеру, сельское хозяйство: избыток удобрений смывается с полей и с дождевым стоком попадает в море, а это неизбежно затрагивает морских обитателей. Человеческая деятельность так разнообразна, что зачастую мы просто не можем предсказать ее последствия для различных экосистем.

Поскольку прибрежные экосистемы расположены в непосредственной близости от городов, промышленных и сельскохозяйственных объектов, влияние человека на них сказывается гораздо серьезнее, чем на другие экосистемы. Например, загрязняющие вещества попадают в прибрежные экосистемы в концентрированном виде, а в открытый океан они поступают уже сильно разбавленными. Некоторые глубоководные океанические экосистемы расположены так далеко от заселенных и освоенных человеком территорий, что антропогенное влияние на них совсем невелико (по крайней мере, пока).

Одна из серьезнейших проблем прибрежных экосистем - эвтрофикация (переизбыток питательных веществ, нарушающий экологическое равновесие). Эвтрофикация способствует развитию одних видов и подавляет другие. Благодаря удобрениям, поступающим в океан с суши вместе с речным и дождевым стоком, концентрация биогенов в воде резко возрастает, стимулируя бурное развитие водорослей (цветение). Когда водоросли отмирают, процесс разложения этой биомассы потребляет весь имеющийся кислород. Недостаток кислорода приводит к гибели рыб и прочих организмов. Хотя существуют и другие причины опасного цветения воды, эвтрофикация - основная из них.

Что такое Эстуарии

Эстуарии возникают там, где реки впадают в моря. Не все устья рек образуют эстуарии - но обычно они возникают там, где амплитуда приливов высока. В таких местах прилив гонит воду высоко вверх по реке, часто затапливая обширные территории. Эстуарий может иметь сложную конфигурацию (с многочисленными протоками, заливами и островками) или же быть просто широким продолжением русла реки.

В эстуариях накапливается осадочный материал, приносимый рекой, поэтому они богаты питательными веществами и высокопродуктивны. Большинство североамериканских рек, впадающих в Атлантический океан, образуют эстуарии. Поэтому в северную Атлантику поступает гораздо меньше осадочных пород (взвеси и мути), чем в другие океанские бассейны, куда впадает сравнимое количество рек. К сожалению, по этой же причине эстуарии особенно уязвимы для эфтрофикации, поскольку здесь так же задерживается и избыточное количество биогенов (например, смытых с суши удобрений).

Эстуарии действуют как естественные отстойники, фильтры, накапливая не только питательные, но и загрязняющие вещества. Экологи иногда говорят, что эстуарии в биосфере выполняют ту же функцию, что и почки в организме человека - очистительную.

Постоянный приток биогенов порождает экосистемы с высокой первичной продукцией, производимой водорослями и галофитами - солеустойчивыми высшими растениями. Они, в свою очередь, дают приют огромному количеству других организмов.

Продуктивность эстуариев ограничивается рядом факторов. В частности, обитающие здесь организмы должны выдерживать значительные колебания солености. Осмотический стресс (когда при смене солености вода активно поступает внутрь организма или наружу) оказывается фатальным для очень многих видов. Выжить в подобных условиях могут далеко не все обитатели вод. Поэтому колебания солености сильно ограничивают видовое разнообразие в эстуариях.

Цветковые растения в морских биотопах - это наземные растения, адаптированные к жизни в солоноводных эстуариях, морских отмелях и на прибойных скалистых берегах. Среди четверти миллиона известных видов цветковых растений только около 200 живут в морских биотопах.

Морские цветковые растения можно разделить на две группы: погруженные (растения, которые целиком находятся под водой) и полупогруженные (под водой находятся только корни, а значительная часть растения поднимается над поверхностью). Несмотря на небольшое число видов, морские растения играют очень важную роль в жизни океана. Две систематические группы растений успешно освоились в морских условиях: морские травы и мангры. Морская трава - пример погруженных растений, а мангры - относятся к полупогруженным. Эти группы настолько успешны, что, поселяясь па берегу моря, они фактически создают собственные уникальные биотопы.

И погруженные, и полупогруженные растения служат пищей для морских обитателей. Кроме того, и те и другие производят кислород, хотя полупогруженные растения выделяют кислород в атмосферу, а не в воду. Вдобавок, заросли морских растений являются убежищем для многих морских организмов.

Эстуарии представляют собой теплые, богатые пищей и укрытиями мелководья, что делает их идеальным местом для молодняка многих морских обитателей.

Здесь они живут до тех пор, пока не подрастут и не будут готовы вернуться в море. По некоторым оценкам, в эстуариях подрастает молодняк 75% всех промысловых видов рыб. Это делает эстуарии жизненно важными биотопами как для рыболовства, так и для жизни всего океана.

Эстуарии также способствуют продуктивности прилегающих сообществ. Во-первых, выживший молодняк, подрастая, возвращается из эстуариев в море. А в морских экосистемах действует основополагающее правило: чем крупнее организм, тем меньше для него опасность быть съеденным. Следовательно, благодаря эстуариям увеличивается число особей, переживших опасную личиночную стадию. Во-вторых, эстуарии создают постоянный приток питательных веществ в прилегающие экосистемы, накапливая осадочный материал, принесенный рекой, штормами и дождями. Таким образом, окружающие экосистемы получают достаточное количество биогенных веществ, но при этом риск возникновения эвтрофикации и загрязнения ниже по сравнению с местами, где в море попадает неотфильтрованный сток.

Соленые марши

Соленые марши существуют в эстуариях и вдоль берегов. Они образуются там, где илистый, пологий и плоский берег омывается приливами. Часто марши образуются в эстуариях, поскольку река предоставляет постоянный приток питательных веществ.

Условия в разных участках маршей разнятся, что, естественно, влияет на видовой состав организмов в той или иной части марша. Верхняя зона марша лишь изредка заливается приливом. Нижняя зона, напротив, затапливается соленой водой во время каждого прилива. В большинстве районов это случается дважды в день. Следовательно, обитатели нижних маршей должны выдерживать значительно больший осмотический стресс, чем обитатели верхних маршей.

Соленая вода создает очень непростые условия для высших растений, заселяющих марши и другие прибрежные экосистемы. Будучи наземными организмами, цветковые растения получают пресную воду прямо или опосредовано от дождей. Соленая же вода приводит к обезвоживанию большинства растений. Это происходит потому, что из-за высокой концентрации соли вода диффундирует из тела растения наружу, в солевой раствор. Морские растения адаптировались к условиям и могут противостоять обезвоживанию благодаря восковой поверхности, и другим механизмам, позволяющим уменьшить потерю влаги. Благодаря такой адаптации, галофиты занимают нишу, где конкуренция с другими растениями невелика, и становятся доминирующими видами.

Галофиты на нижних участках маршей постоянно подвергаются осмотическому стрессу. Тростник Spartina sp. (что значит «любой вид рода Spartina»; sp. - сокращение от species (вид)) - хороший пример адаптации галофитов к жизни в соленой воде. На листьях травы имеются устьица - поры, через которые она дышит. Эти поры позволяют спартине нагнетать кислород к погруженным корням, отчасти насыщая кислородом анаэробный ил. Кроме того, в корнях спартины поддерживается высокая концентрация соли - выше, чем в окружающей морской воде. Поэтому вода диффундирует в корни, а не наоборот. Солевые железы на листьях и стебле выделяют лишнюю соль.

Растениям на верхних участках марша не приходится погружаться в соленую воду дважды в день. Вдобавок, приток пресной воды разбавляет соленую воду и снижает осмотический стресс. У здешних растений другие механизмы адаптации. Один из примеров - Salicornia или солерос. Саликорния справляется с избытком солей, накапливая их в листьях. Когда концентрация соли в листе достигнет определенной величины, саликорния сбрасывает его, и на этом месте вырастает новый лист.

Хотя галофиты и являются доминирующими видами на соленых маршах, немногие животные могут питаться ими. Эти растения очень жесткие и соленые, что делает их несъедобными для большинства травоядных. Корневая система галофитов скрепляет осадочный материал, который вместе с остатками отмерших растений превращается в плотный гумус. Гумус - это масса частично разложившегося органического материала, входящего в состав почвы и осадочных отложений. На соленых маршах гумус создаст местообитания для больших популяций беспозвоночных, околоводных птиц, личинок и икры рыб, а также других организмов.

Мангровые заросли

Мангровые деревья формируют мангровые заросли, которые, как вы уже знаете, являются одной из важнейших прибрежных экосистем (особенно в тех случаях, когда они соседствуют с коралловыми рифами). И хотя мангровые заросли - это зловонные, грязные, полные комаров и вообще малопривлекательные болота, переплетающиеся корни мангров служат домом бесчисленным мелким организмам. Мутные воды этих болот представляют питательную среду для бактерий, которые, в свою очередь, служат пищей различным мелким организмам.

Наличие пиши и большого количества укрытий дает молодняку гораздо большие шансы на выживание, чем условия открытого моря. Именно поэтому мангры так важны для жизни океана: они служат своеобразными «детскими садами» для прилегающих морских экосистем, в том числе коралловых рифов. Многие виды, молодняк которых подрастает здесь, являются важными промысловыми объектами.

Вторую причину, определяющую важность мангровых зарослей для океана, вы уже знаете: они фильтруют береговой сток. Задерживая взвесь и муть из дождевой и речной воды, мангры защищают чувствительные морские сообщества (в особенности коралловые рифы), которые в противном случае пострадали бы или даже погибли из-за оседающего ила или избыточного количества биогенов в воде. Сегодня многие экологи рассматривают мангры как переходную экосистему— место, где встречаются и взаимодействуют наземная и морская экосистемы.

Кроме того, мангры укрепляют берега. Они замедляют волны, ослабляют эрозию и задерживают органическую взвесь, которой питаются обитатели мангров. Мангровые заросли отлично защищают берега от штормов, принимая на себя удары волн. И хотя мангровые заросли не в силах остановить ураган, тайфун или цунами, но масштаб разрушений будет гораздо меньшим, чем на незащищенных участках берега.

Судьба мангровых зарослей приобрела особое значение в связи с разрастанием городов и развитием рыбного хозяйства (в частности, искусственного разведения рыб, моллюсков и морских млекопитающих). Те, кто не понимает ключевой роли мангров в жизни окружающих экосистем, видят в них просто бесполезные болота. Следовательно, эти заросли можно вырубить и застроить территорию жилыми домами и офисными зданиями. Еще большая угроза — превращение мангров в фермы по разведению креветок. Дело в том, что уничтожение мангровых зарослей приводит к гибели прилегающих экосистем. Спектр последствий весьма широк: от деградации и гибели коралловых рифов, до сокращения популяций промысловых рыб.

Мангровые деревья - это не один вид, а около 50 видов галофильных деревьев и кустарников из нескольких семейств. Мангровые деревья занимают примерно ту же нишу, что и галофиты соленых маршей, но мангры крупнее, имеют твердый ствол и растут в тропиках.

Красное мангровое дерево, Rhizopora sp., поднимается над водой на так называемых ходульных корнях. Таким образом, к корням может поступать кислород. Ризопора получает пресную воду, фильтруя специально адаптированными корнями морскую воду и отделяя соль. Это пример так называемого обратного осмоса - транспорта воды через полупроницаемую мембрану против градиента осмотического давления. Это активный процесс (т.е. требующий затрат энергии), схожий с клеточным транспортом - перемещением веществ из области меньшей концентрации в область большей концентрации.

Корни мангров из рода Avicennia (черное мангровое дерево) находятся в грунте ниже уровня воды. Эти деревья снабжают корни воздухом через особые трубки – пневматофоры, которые поднимаются над поверхностью воды.

Некоторые виды авиценнии накапливают соли в листьях, которые потом сбрасывают, как саликорния. У других есть специальные солевые железы.

Белые мангры, такие как Laguncularia sp., не имеют приспособлений, подобных описанным выше. Они очень устойчивы к соленой воде, но растут в самой верхней зоне мангровых зарослей, поэтому им нет необходимости адаптировать свои корни. Эти деревья получают достаточно пресной воды с дождевым стоком.

Морские травы

Сообщества морской травы схожи с другими сообществами галофитов в том отношении, что они скрепляют осадочные отложения и служат местообитанием для многочисленных морских организмов. Однако морские травы имеют несколько существенных отличий от других галофитов, что позволяет выделить их в отдельную экосистему.

Морские травы - это единственные полностью погруженные растения. Иными словами, они находятся под водой все время, за исключением самых низких отливов, которые случаются весьма редко. Некоторые виды встречаются на глубине до 30 метров. Морская трава может входить в сообщества маршей или мангровых зарослей. Но чаще морские травы растут колониями на морском дне, образуя обширные подводные луга, иногда прилегающие к коралловым рифам. Их корневые системы переплетаются, формируя плотную сеть, скрепляющую грунт. В то время как в других прибрежных сообществах обычно никто не погружается, над зарослями морской травы интересно поплавать с маской и трубкой, так как эти луга богаты жизнью и как правило растут в чистой и прозрачной воде.

Морским травам не нужна пресная вода. В противоположность многим галофитам, морские травы не извлекают пресную воду из соленой. Соленость жидкости внутри растения равна солености морской воды, что снимает все проблемы с осмосом. Окружающая вода является неисчерпаемым источником всего необходимого для морских трав. Они получают из воды кислород и имеют внутренние воздушные каналы. Большинство видов образует пыльцу, которую переносит течение (точно так же, как ветер переносит пыльцу наземных растений).

Благодаря перечисленным особенностям, сообщества морских трав отличаются от сообществ других галофитов. Им не нужна пресная вода, и они могут жить на большой глубине. В отличие от других галофитов, морские травы съедобны - их охотно едят микроорганизмы, беспозвоночные, рыбы, черепахи и даже ламантины и дюгони.

Литоральная зона

Экосистемы литорали начинаются в той части берега, которая все время находится над водой, и продолжаются вниз, иногда до глубины 10 м. Через эту зону вы проплываете, когда погружаетесь с берега, в ее пределах совершаете неглубокие погружения. Во многих местах наблюдается постепенный, но четкий переход к сублиторальным сообществам, который вы можете проследить, двигаясь вглубь.

Зона супралиторали, как вы уже знаете, заливается водой только в самые высокие приливы. Наиболее серьезные проблемы, с которыми сталкиваются обитатели супралиторали - высыхание и тепловой шок. Помимо этого, постоянно долетающие сюда брызги воды, высыхая, оставляют после себя соль.

Животные супралиторальной зоны обладают приспособлениями, позволяющими им сохранять влагу. В отличие от настоящих морских обитателей, супралиторальные организмы могут или поглощать кислород из воздуха, или накапливать его в тканях, пережидая многие часы без воды. Вдобавок, они должны быть достаточно крепкими, чтобы противостоять прибою и движению волн. Типичные примеры организмов, приспособленных к жизни в супралиторали: балянусы (морские желуди), моллюски-блюдечки и улитки литторины.

Обитатели остальной части литоральной зоны (области между уровнями малой и полной воды) встречаются с такими же трудностями: высыхание и тепловой шок. Однако здесь живые организмы не остаются на воздухе столь длительное время, как на супралиторали. По мере того как мы продвигаемся вниз по литорали, проблема высыхания и теплового шока становится все менее существенной для обитателей, а волны и прибой по-прежнему имеют значение. Помимо водорослей, актиний и мидий, здесь также неплохо себя чувствуют многие супралиторальные животные.

Самая нижняя литораль обнажается редко - только вы время максимальных отливов. Обилие воды, солнца и питательных веществ делают нижнюю литораль одной из самых продуктивных зон среди прибрежных экосистем. Поэтому главная проблема для живущих здесь организмов - сильнейшая конкуренция.

Пляжи.На первый взгляд, типичный песчаный пляж представляется почти безжизненным. Он и выглядит как пустыня, только изредка кое-где можно увидеть ракушку или морскую звезду. Дайверы редко погружаются с пляжей, если только рядом под водой нет рифа, затонувшего судна или еще чего-нибудь интересного. Дело в том, что под водой, как и на поверхности, пляж также напоминает пустыню.

Но на самом деле пляжи (как надводная, так и подводная их части) - это весьма богатые и продуктивные экосистемы. Они также играют важную роль в существовании других экосистем.

Песок защищает побережье. Когда волна накатывает на берег, она взмучивает песок. При этом каждая песчинка забирает маленькую часть энергии волны. Таким образом, миллиарды и миллиарды песчинок заметно ослабляют волну, размывающую берег. Следовательно, пляжи влияют на другие экосистемы, уменьшая эрозию берегов. В результате в море попадает меньше осадочного материала.

Песчаные пляжи богаты организмами, живущими в песке на органическом материале. Многоклеточные животные (черви, моллюски и рыбы) живут в толще песка под водой. Мейофауна (донные животные, обитающие в пространствах между песчинками) настолько разнообразна, что только на “перепись населения» одного пляжа уйдет не один год. Примерно треть из известных типов организмов имеют представителей в мейофауне. Водоросли и прочие представители растительного мира также населяют пространство между песчинками.

Движение воды и наличие мейофауны объясняют второе важное влияние пляжей на соседние экосистемы. Физические и биологические процессы в песке приводят к измельчению и переработке органического и неорганического материала. Пляж — огромное сито, где перерабатывается осадочный материал, принесенный с берега или заброшенный сюда штормами из открытого моря.

В следующий раз, когда будете нырять с пляжа на затонувший корабль или риф, внимательно приглядитесь к песчаному дну. Проявив терпение и наблюдательность, вы откроете для себя богатейший мир, который до сих пор оставался для вас невидимым.






Дата добавления: 2020-04-28; просмотров: 7;


Поделитесь с друзьями:

Вы узнали что-то новое, можете расказать об этом друзьям через соц. сети.

Поиск по сайту:

Введите нужный запрос и Знаток покажет, что у него есть.
Znatock.org - Знаток.Орг - 2017-2020 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей. | Обратная связь
Генерация страницы за: 0.015 сек.