Температурный режим

Температура воды и динамика ее изменений — важнейший экологический фактор для всех обитателей водоемов. Ведь температура не только непосредственно воздействует на гидробионтов, регулирует скорость жизненных процессов, но и определяет важнейшие физико-химические свойства воды.

Водные организмы приспособились к различным температурным условиям обитания: одни из них живут в горячих источниках при температуре 45-50°С и выше, другие активны при температуре воды -2°С и могут выдерживать промерзание до -12°С. Важно другое: из-за своей высокой теплоемкости вода является гораздо более термостабильной средой, чем воздух, т. е. её температура изменяется медленно, а это благоприятно для существования живых организмов.

В водоемах суши температура обычно колеблется значительно существеннее, чем в морях и океанах. Особенно это характерно для водоемов умеренного пояса, где сезоны сильно отличаются друг от друга, и температура воды в течение года может изменяться на 10-20 градусов. Организмы, способные жить в воде разной температуры и переносить значительные ее колебания, называются эвритермными. У них вырабатываются различные приспособления, позволяющие компенсировать воздействия меняющейся температуры: изменяется активность ферментов, общая интенсивность процессов обмена веществ. Сами организмы производят миграции в места с более стабильной или благоприятной температурой. Так, многие пресноводные рыбы зимой скапливаются в наиболее глубоких участках водоема. Иногда снижение скорости обмена веществ при низкой температуре может быть выгодно для организма: например, рыб это предохраняет от истощения организма зимой, в период с неблагоприятными кормовыми условиями.

­6.3.3 Особенности пресноводных водоемов.

­Большинство орrанизмов, живущих в озерах, водохранилищах и прудах приспособле­

ны к жизни в спокойной воде. В мелководной зоне вдоль береrа свет доходит до caмого

дна. Здесь живут и укорененные водные растения, и плавающие водоросли; животный

мир здесь чрезвычайно разнообразен. Дальше от береrа расположена область открытой воды. В ее верхнем слое, куда проникает свет, обитает планктон и нектон.

В более rлубоких слоях воды и на дне, где недостаточно света для протекания фото­синтеза, обитают орrанизмы, которые питаются мертвым орrаническим веществом. Бак­терии, rpибы, мелкие моллюски и личинки комаров­ дерrунов перерабатывают «вторичное

орrаническое сырье», и продукты этой переработки затем снова выносятся течениями или

плавающими животными в друrие зоны. Таким образом, rлубокая зона в озерных или

прудовых сообществах заселена детритофаrами.

Озера и водохранилища обычно стратифицированы, т. е. rоризонтально расположен­ные слои воды в них характеризуются различной температурой. Такое температурное дe­ление может приводить к образованию слоев воды с худшими качествами ­ например сло­ев с малым содержанием pacтвopeннoro кислорода, а это в свою очередь будет определять

видовой состав орrанизмов.для тогo, чтобы объяснить, как происходит снижение качества воды в озере или вoдoxpa­нилище, рассмотрим температурный профиль водоема на протяжении rодичноrо цикла.

Будем считать, что цикл начинается поздней осенью, коrда поrода уже стала холод­

ной. Под воздействием осенних и зимних ветров на озере или водохранилище образуются

волны, которые хорошо перемешивают всю массу воды. В итоrе на всех rлубинах YCTa­

навливаются практически одинаковые качество и температура воды. Такая картина Ha­

блюдается в течение всей зимы.

Весной солнечные лучи наrpевают воду у самой поверхности и потоки более теплой

воды внедряются в толщу холодной. Аналоrnчным образом летом поверхносrnые слои

воды, наrpетые солнцем, также стремятся остаться наверху. Перемешивающее действие

ветра теперь менее эффективно, поскольку более теплая и, следовательно, более леrкая

вода хотя и заталкивается вrлубь, но сразу же поднимается обратно к поверхности.

В результате формируются три слоя воды с последовательно все более высокой TeM­

пературой. Самый теплый слой, эпилимнион образуется наверху, поскольку он имеет ca­

мую низкую плотность. Самый холодный слой, 2иполимнион, располаrается у дна ­ он об­

ладает наибольшей плотностью. Между этими слоями происходит резкий температурный

переход ­ этот средний слой называется термолимнион. Такое формирование слоев с раз­

ной плотностью и температурой называется стратификацией.

Стратификация воды, Т.е. разделение слоев по температуре ­ это один из двух процес­сов, сочетание которых вызывает снижение качества воды в озере или водохранилище.

Друrой процесс ­ рост водорослей в относительно чистой воде. В то время как одни водоросли растут, друrие отмирают. Отмершие водоросли опускаются в придонные слои, где их потребляют в пищу водные микроорrанизмы. К тому же микробы для cBoero роста и поддержания жизнедеятельностью: потребляют кислород. Поскольку вода в озере страти­фицирована и происходит лишь незначительное перемешивание верхних и нижних слоев, недостаток кислорода в придонных слоях быстро не восполняется. Таким образом, при­донная вода в стратифицированном озере или водохранилище может стать очень бедной кислородом. Запасы кислорода в rлубоких водах озера иноrда совсем невелики, поэтому многие орrанизмы, живущие сдесь, приспособлены к низкому содержанию кислорода или даже полному егоO отсутствию.

С наступлением холодов верхние слои воды охлаждаются, пока их температура не

станет даже более низкой, чем в придонных слоях. С этоro момента стратификация yтpa­

чивает стабильность, и слои «совершают кувырок, в результате чеrо вода хорошо пере­

мешивается. Теперь вода в озере или водохранилище на всех rлубинах имеет примерно

одинаковую температуру. Такое состояние сохраняется в течение зимних месяцев.

Пруды отличаются от озер тем, что прибрежная зона в них относительно велика, а зо­

на открытой воды сравнительно небольшая. Часто пруды слишком мелки и поэтому сол­

нечный свет практически достиrает дна. В результате фотосинтез происходит на всех rлу­

бинах. В прудах обычно нет температурной стратификации. Некоторые пруды на какую­

то часть I'ода пересыхают, что оказывает стрессовое воздействие на сообщества в таких

прудах. ОРl­анизмы, живущие в них, должны обладать способностью впадать в покоящее­

ся состояние, чтобы пережить период засухи [23]

Организмы, способные существовать только в узком диапазоне температур, называются стенотермными. Для них изменение температурного режима водоема может оказаться гибельным. Существуют стенотермные виды, приспособленные к жизни только в холодной воде (ручьевая форель) — это олиготермные виды. Напротив, есть виды, живущие только в теплой, хорошо прогреваемой воде. К таким политермным видам из привычных нам организмов относятся многие аквариумные рыбки.

Сброс воды из системы охлаждения тепловых и атомных электростанций повышает температуру значительных участков реки или озера на 5-10 градусов, что приводит к коренным изменениям в сообществе организмов, населяющих эту зону.

Имеет смысл запомнить приставки, с которыми мы здесь встретились, они относятся не только к температуре, но и ко всем другим факторам окружающей среды: приставки эври - (широкий) и стено - (узкий) определяют размах колебаний значения фактора, который способен выдержать вид. Приставки олиго - (мало) и поли - (много) говорят о том, какие значения фактора — низкие или высокие — наш вид предпочитает.