Закономерности трофических взаимодействий, на примере озера

Закономерности  трофических взаимодействий, на примере  озера 

     Актуальность  и научная значимость статьи связана с необходимостью понимания механизмов формирования неоднородностей в распределении различных организмов в водных экосистемах, и влияния этих неоднородностей на функционирование трофических цепей.

     В качестве объектов исследования было взято озеро Донузлав — самое глубокое озеро в Крыму и крупнейшее озеро Черноморского района, относится к Тарханкутской группе озёр. Площадь — 47 км². Тип общей минерализации — солёное, на крайнем севере пресное. Происхождение — лиманное. Сейчас для озера более подходящим статусом может быть лиман, поскольку начиная с 1961 г. (после соединения с водами моря) уровень общей минерализации изменился от рапы до минерализированой (солёной), также изменений претерпела растительность, растущая по берегам.

     Озеро врезается вглубь полуострова на 30 км, отделяя Тарханкутский полуостров от остального Крыма. Наибольшая его глубина — 27 м, в устье ширина доходит до 8,5 км, а в верховье мелеет и суживается до нескольких сот метров. От моря Донузлав отделён песчаной пересыпью, длина которой составляет 9 км, ширина — от 200 до 600 метров. Площадь зеркальной поверхности Донузлава составляет 47 км².

     Высокие и обрывистые берега Донузлава настолько  извилисты, что как бы сами образуют небольшие заливы. В некоторых  местах высота берега над уровнем  воды составляет 25 метров. Ближе к  устью берега пологие, постепенно переходящие  в песчаные пляжи. Дно затянуто 10-метровым слоем ила. По своему составу он сходен с илом Мойнакского озера и может быть использован в лечебных целях.

     Озеро Донузлав солёное. В устье концентрация соли такая же, как в море, но по мере продвижения вверх озеро мелеет, и многочисленные донные родники значительно опресняют его.

     Эта особенность озера и определяет то, что в устье водится морская  рыба — ставрида, бычок, кефаль, барабулька, а в верховье пресноводная — толстолобик, карп.

     На  мелководье много гнездящихся птиц — чайки, бакланы, кулики, утки. Здесь же пролегают пути сезонной миграции птиц, где они отдыхают и кормятся. С 1947 года северная часть озера и прилегающая прибрежная территория объявлена заповедником.

     Трофическая структура водного биоценоза:

     Организмы, входящие в состав того или иного биоценоза могут подразделяться на несколько трофических групп: продуценты, консументы первого порядка, консументы второго порядка, консументы третьего порядка, и т. д., редуценты. В водных биоценозах консументов второго порядка и выше объединяют в группу консументов высшего порядка. Организмы, входящие в одну группу занимают определённый трофический уровень. С одного трофического уровня на другой происходит передача вещества и энергии.

     Схему пищевых связей между организмами  биоценоза можно представить в виде набора маршрутов, по которым вещество и энергия передаются от одного вида организмов к другому.

     В водной экосистеме солнечная энергия, усвоенная водорослями и высшими  растениями, переходит к различным  беспозвоночным, далее к мелким рыбам  и, наконец, к крупным хищникам.

     Большое количество организмов, находящихся  на одном трофическом уровне служит гарантией того, что в случае исчезновения какого либо вида его место в структуре пищевой цепи займёт другой вид и передача вещества и энергии не будет прервана.

     Рисунок №1 - Трофическая структура водного биоценоза озера Донузлав 
 

     Для выполнения работы использовалось сочетание  теории с практикой.

     Любая экосистема включает несколько трофических уровней (звеньев пищевой цепи). Взаимосвязанный ряд трофических уровней представляет цепь питания или трофическую цепь.

     Из  материалов исследования видно, что  выловленные организмы распределяются по следующим трофическим уровням:

     - консументы первого порядка (13 видов),

     - консументы высшего порядка (12 видов),

     - редуценты (4 вида).

     Продуцентами  в водных биоценозах, также как  и в наземных экосистемах, являются зеленые растения. Это могут быть как фитопланктон, так и донные растения.

     Также как и в наземных экосистемах, пищевые цепи в водных биоценозах могут начинаться с мертвого органического вещества – детрита. Некоторые организмы могут относиться к сразу двум группам по типу питания, например, моллюск большой прудовик является и консументом первого порядка и редуцентом. Важно подчеркнуть, что цепь питания не всегда может быть полной. В ней могут отсутствовать растения (продуценты). Такая цепь называется детритной.

     Исходя  из положения: «разнообразие – синоним  устойчивости», можно заключить, что  экосистемы с более длинными и  разветвленными пищевыми цепями питания  характеризуются повышенной надёжностью и будут более устойчивы.

     Большое количество организмов, находящихся  на одном трофическом уровне служит гарантией того, что в случае исчезновения какого либо вида его место в структуре  пищевой цепи займёт другой вид и  передача вещества и энергии не будет прервана.

     Таблица №1 - Оценка экологического состояния озера Донузлав по биотическому индексу

     Комментарии к таблице №1 (оценка экологического состояния водоёмов по биотическому индексу):

     Прежде, чем давать оценку экологического состояния  водоёмов, необходимо пояснить суть данной методики. Исходя из того, что разные группы водных беспозвоночных организмов по-разному реагируют на изменения  экологической обстановки в проточных водоёмах, английский учёный Вудивисс подобрал индикаторные группы организмов, реагирующих на изменения, происходящие в водной среде обитания. Каждой группе организмов было присвоено определённое количество баллов. Чем больше балл, тем благоприятнее условия, в которых находятся данные организмы. Чем больше индикаторных групп присутствует в обследуемом водоёме, и чем выше балл каждой из них, тем выше благоприятность условий обитания организмов в данном водоёме.

     По  полученным в ходе исследования данным видно, что во всех биотопах биотический индекс одинаков, и условия обитания в них можно считать вполне удовлетворительными (БИ = 5).

     Однако  данная методика не позволяет судить о чистоте воды в привычном  для нас понимании, так как  не показывает наличие в воде каких либо химических и/или биологических загрязнителей и тем более их количественного значения. Полученные данные свидетельствуют только об «экологической чистоте» водоёма, но не о его санитарной безопасности. Это объясняется тем, что многие виды загрязнений, неблагоприятные для человека, относительно спокойно переносятся водными организмами, и наоборот. Благоприятность условий обитания определяется также скоростью течения, температурой воды, содержанием кислорода. Большую роль играет наличие органического вещества в водоёме, так как для многих бентосных организмов оно является пищей. Также от органического вещества начинаются детритные пищевые цепи, а наличие разнообразных пищевых цепей обуславливает устойчивость биоценоза.

     Полученные результаты позволяют утверждать, что все исследуемые биотопы вполне благоприятны для обитания водных организмов, как и сам обследуемый участок озера Донузлав. Относительно невысокий показатель биотического индекса может объясняться сезонными особенностями экологии водных беспозвоночных организмов.

     Тем не менее, при экологических исследованиях  данные, дающие более низкие результаты, чем есть на самом деле, нельзя рассматривать  как недостоверные, так как они  не позволяют с излишним спокойствием наблюдать за изменениями окружающей природной среды, а дают возможность заблаговременно принимать решения, направленные на изменения сложившейся экологической ситуации.

      Результаты, полученные в ходе работы, позволяют сделать следующие выводы:

     Обследуемый водоём не испытывает сильных антропогенных нагрузок в районе проведения исследований. Это подтверждается большим числом встреченных видов, так как биоразнообразие является одним из основных показателей устойчивости естественных экосистем.

     Нахождение  в водоёме нескольких индикаторных групп является подтверждением того, что условия обитания водных организмов вполне благоприятны.

     Разветвлённые пищевые цепи с большим числом взаимозаменяемых видов также служит показателем нормального состояния  исследуемого участка водоёма.