Tavi ökoszisztémák

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2020. május 5-én felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 20 szerkesztést igényelnek .

A tó ökoszisztémája biotikus (élő) növényeket, állatokat és mikroorganizmusokat , valamint abiotikus (nem élő) fizikai és kémiai kölcsönhatásokatfoglal magában[egy]

A tavi ökoszisztémák kiváló példái a stagnáló ökoszisztémáknak. A pangó vagy alacsony folyású vizek pangók (a latin Lentus szóból - lomha). Az állóvíz a tavaktól, tavaktól a vizes élőhelyekig terjed . A helyhez kötött ökoszisztémák a folyékony ökoszisztémákhoz hasonlíthatók, amelyek magukban foglalják az áramló talajvizeket, például a folyókat és patakokat. Ez a két terület együtt egy szélesebb tanulmányi területet alkot az édesvízi vagy vízi ökológia területén.

A pangó rendszerek változatosak, egy kis, néhány centiméteres, ideiglenes esővízmedencétől a mély, a Bajkál -tóig terjednek , amelynek maximális mélysége 1740 m. [2] A tó- és tómedencék közötti általános megkülönböztetés elmosódott, de Brown [1] azt állítja, hogy a tavaknak és medencéknek van megvilágított fenekük, míg a tavaknak nincs. Ezenkívül egyes tavak szezonálisan rétegesedni kezdtek (alább részletesebben). A tavaknak és medencéknek két területe van: a nyíltvízi nyíltvízi zóna és a bentikus , amely magában foglalja a fenéket és a partot. Mivel a tavaknak vannak alacsonyabb mélységű régiói, amelyek nincsenek kitéve fénynek, ezeknek a rendszereknek van egy további zónája, a mély ( profundálok ). [3] Ez a három terület nagyon eltérő abiotikus feltételekkel rendelkezhet, és ezért sok olyan faj, amely speciálisan alkalmazkodott az ottani élethez. [egy]

Fontos abiotikus tényezők

Fény

A fény szolgáltatja a napenergiát, amely a fotoszintézis elindításához szükséges , amely az álló rendszerek fő energiaforrása (Bronmark és Hanson, 2005). A kapott fény mennyisége több tényező kombinációjától függ. Kis tavak keletkezhetnek a környező fák árnyékolása miatt, és a felhőtakaró befolyásolhatja a fény elérhetőségét minden rendszerben, mérettől függetlenül. Az évszakos és napi ingadozások is szerepet játszanak a hozzáférhetőség könnyítésében, mert minél kisebb szögben éri a fény a vizet, annál több fényt veszít a visszaverődés. Ez Beer törvényeként ismert (Giller és Malmquist, 1998). Miután a fény áthatol a felszínen, a vízoszlopban lebegő részecskékbe is szétszóródhat. Ez a szóródás a mélység növekedésével csökkenti a teljes fénymennyiséget (Moss 1998, Kalff 2002). A tavak fény- és afotikus zónákra oszlanak, amelyek először megkapják a fényt, majd teljesen szétszórják azt, ami mentesíti a fotoszintetikus potenciált (Bronmark és Hanson, 2005). A tó zonalitása szerint a nyílt tengeri és bentikus zónák a világos régióban, míg a profundálisok az afotikus zónában helyezkednek el (Brown, 1987).

Hőmérséklet

A hőmérséklet fontos abiotikus tényező a stagnáló ökoszisztémákban, mivel a bióta nagy része poikiloterm , ahol a test maghőmérsékletét a környező rendszer határozza meg. A víz felmelegíthető vagy hűthető a felszínről érkező sugárzással és a levegőből vagy a környező szubsztrátumból származó vezetés révén (Giller és Malmquist, 1998). A sekély víztesteken gyakran folyamatos a hőmérséklet-gradiens a felszínen lévő meleg vizektől a fenéken lévő hideg vizekig. Ezenkívül ezekben a rendszerekben a hőmérséklet- ingadozások igen nagyok lehetnek, mind napi, mind szezonális jellegűek (Brown, 1987).

A nagy tavakban a hőmérsékleti viszonyok nagyon eltérőek (1. ábra). A mérsékelt égövön például a levegő hőmérsékletének emelkedésével a tó felszínén kialakult jégréteg felbomlik, és körülbelül 4 °C hőmérsékletű vizet hagy maga után. Ezen a hőmérsékleten a legnagyobb a víz sűrűsége. Az évszak előrehaladtával a melegebb levegő felmelegíti a felszíni vizet, így az kevésbé sűrű. A mélyebb vizek érintésre hidegek és sűrűek maradnak a csökkentett fénybehatolás miatt. Amikor elkezdődik a nyár, két különálló réteg, amelyek között ekkora hőmérsékletkülönbség van, rétegzett marad . A tóban az alsó hideg zónát hypolimnionnak nevezik. A felső meleg zónát epilimnionnak nevezik. E zónák között van egy gyors hőmérséklet-változási sáv, az úgynevezett termoklin . A hidegebb őszi szezonban a felületi hőveszteség is hűti az epilimniót. Amikor a két zóna hőmérséklete megközelítőleg egyenlő, a vizek újra keveredni kezdenek, és egyenletes hőmérsékletet hoznak létre, ezt az eseményt tóborulásnak nevezik. Télen fordított rétegződés lép fel, a felszín közelében lévő víz lehűl, megfagy, és meleg, de sűrű víz marad a fenék közelében. Beáll a termoklin , és a ciklus megismétlődik (Brown 1987; Bronmark és Hansson 2005).

Szél

Nyílt rendszerekben a szél turbulens, spirális felszíni áramlatokat hozhat létre, amelyeket Langmuir-forgásoknak nevezünk. Ezeket az áramlatokat még nem értjük jól, de nyilvánvaló, hogy bizonyos kölcsönhatást foglalnak magukban a vízszintes felszíni áramok és a felszíni gravitációs hullámok között. Ezen forgások látható eredménye, amely minden tóban látható, a szél irányával párhuzamos vonalak felülete. A lebegő részecskék és a kis élőlények habokban koncentrálódnak a felszínen, a nem lebegő tárgyak két forgás között a feláramlásban vannak. A semlegesen lebegő tárgyakat általában egyenletesen kell elosztani a vízoszlopban (Kalff, 2002; Bronmark és Hansson, 2005). Ez a turbulencia összekeveri a tápanyagokat a vízoszlopban, így számos nyílt tengeri faj számára fontos, de a bentikus és a tengerfenéken élő szervezetekre gyakorolt ​​hatása minimális (Kalff, 2002). A tápanyagforgalom mértéke olyan tényezők rendszerétől függ, mint a szél erőssége és időtartama, valamint a tó vagy medence mélysége és termőképessége.

Kémia

Az oxigén elengedhetetlen az élőlények légzéséhez. Az állóvízben lévő oxigén mennyisége függ: 1) a tiszta víz levegőhöz jutó területétől, 2) a víz keringésétől a rendszerben és 3) az élőlények által termelt és felhasznált oxigén mennyiségétől. (Brown, 1987). A sekély, növényzettel borított medencékben nappal a fotoszintézis miatt nagy oxigénkoncentráció ingadozások, éjszakai értékek pedig nagyon alacsonyak lehetnek, amikor a légzés a domináns elsődleges termelő folyamat. A nagy rendszerekben a termikus rétegződés a különböző zónákban jelenlévő oxigén mennyiségét is befolyásolhatja. Az epilimnion egy oxigénben gazdag zóna, mivel gyorsan kering, és levegővel érintkezve nyeri el az oxigént. A Hypolymnion viszont nagyon lassan kering, és nincs légköri érintkezése. Ezenkívül kevesebb zöld növény található a hipolimnionban, így kevesebb oxigén szabadul fel a fotoszintézis során . Tavasszal és ősszel, amikor az epilimnion és a hypolimnion keveredik, az oxigén egyenletesebben oszlik el a rendszerben (Brown, 1987). Alacsony oxigénszint jellemzi a profundálokat a nyílt tengeri és bentális zónákból lehulló, pusztuló növényi és állati maradványok felhalmozódása és az elsődleges termelők általi támogatás hiánya miatt (Brown, 1987).

A foszfor minden élőlény számára fontos, mivel a DNS és az RNS alkotóeleme, valamint az ATP és az AUTOMATIKUS FELDOLGOZÁS komponenseként részt vesz a sejtmetabolizmusban . Ezenkívül a foszfor nem található nagy mennyiségben az édesvízi rendszerekben, mivel a fő termelők fotoszintézisére korlátozódik, így a stagnáló szisztémás termelés fő meghatározója. A foszfor körforgása összetett, de az alábbiakban felvázolt modell felvázolja az alapokat. A foszfor főként vízgyűjtő lefolyással vagy légköri lerakódással kerül a víztestbe vagy a tóba. A rendszerbe kerülés után a foszfor reaktív formáját általában az algák és a makrofiták veszik fel, amelyek a fotoszintézis melléktermékeként a nem reaktív foszforvegyületet bocsátják ki. Ez a foszfor lefelé sodródhat, és a bentikus vagy mélyen fekvő üledék részévé válhat, vagy a vízoszlopban lévő mikrobák remineralizálhatják reaktív formává. Hasonlóképpen, az üledékben lévő nem reaktív foszfor reaktív formává alakítható (Brenmark és Hansson, 2005). Az üledékek általában gazdagabbak foszforban, mint a tó vizei, azonban figyelembe kell venni, hogy ez a tápanyag még sokáig ott tartózkodhat, mielőtt újramineralizálódik és bekerül a rendszerbe (Kalff, 2002).

Nem folyó biotikus rendszer

Baktériumok

A baktériumok az állóvizek minden területén jelen vannak. A szabadon élő formák a bomló szerves anyagokban, a vízoszlopban lebegő kőzet- és növényfelületeken található biofilmben , valamint a bentikus és mélységi zóna üledékeiben találhatók. Ezenkívül más formák is megtalálhatók a pangó állatok belében parazitaként vagy kísérőként . [3] A baktériumok a tápanyag-újrahasznosítás révén fontos szerepet játszanak a szisztémás anyagcserében, [2] amiről a trofikus kapcsolatokról szóló részben esik szó.

Őstermelők

A tengeri moszatok, köztük a fitoplankton és a perifiton , a fő fotoszintetizálók a víztestekben és tavakban. Sok faj sűrűsége nagyobb, mint a víz, ami miatt elsüllyednek és a bentoszban maradnak . Ennek leküzdésére a fitoplankton kifejlesztett egy olyan mechanizmust, amely megváltoztatja a sűrűséget vakuolák és gázbuborékok képződésével, vagy alakjuk megváltoztatásával, hogy ellenállást okozzon, lelassítva a süllyedést. Nagyon kifinomult adaptáció, amelyet kevés faj használ, a farokszerű ostor, amely függőleges helyzetet tud kialakítani, és lehetővé teszi a mozgást bármilyen irányba. [2] A fitoplankton a vízoszlopban is megőrizheti jelenlétét azáltal, hogy Langmuir-forgásban bőségesen előfordul. [3] A perifitikus algák viszont az alaphoz tapadnak. A tavakban és tározókban minden bentikus felszínt beboríthatnak. Mindkét típusú plankton fontos táplálékforrásként és oxigénszolgáltatóként. [2]

A bentikus és tengeri területeken egyaránt élő vízinövények növekedési mintázata szerint csoportosíthatók: 1) lebegő = alulra tapadva, de a levelekkel és virágokkal a felszínen helyezkednek el, 2) lebegő levelek = az aljához kötődnek, de lebegő levelek, 3) víz alatti = a felszín alatt nőnek és 4) szabadon lebegő makrofiták = nem ágyazódnak be a tövébe és a felszínen lebegnek. [1] A makrofiták e különböző formái általában a bentikus zóna különböző területein találhatók meg a partvonal közelében lebegő növényzet mellett, míg az úszó leveles makrofitákat víz alatti növényzet kíséri. A szabadon úszó makrofiták a rendszer felszínén bárhol előfordulhatnak. [2]

A vízi növények mozgékonyabbak, mint szárazföldi társaik, mivel a víz sűrűsége nagyobb, mint a levegő. Ez lényegtelenné teszi a tavakban és tározókban a növények szerkezeti merevségét (kivéve a légi szárakat és leveleket). Így a legtöbb vízinövény levelei és szárai kevesebb energiát használnak fel a fás szövet felépítésére és fenntartására, ehelyett a felesleget a gyors növekedésbe fektetik be. [1] A növényeknek rugalmasnak és merevnek kell lenniük, hogy ellenálljanak a szél és a hullámok okozta nyomásnak. A fény, a vízmélység és az aljzattípusok a legfontosabb tényezők, amelyek szabályozzák az elmerült vízinövények terjedését. [4] A makrofiták táplálék-, oxigén- és élőhelyforrások a bentikus zónában, de nem tudnak behatolni az afotikus zóna mélyére, ezért ott nem találhatók meg. [1] [5]

Gerinctelenek

A zooplankton apró állatok, amelyek ideiglenesen egy vízoszlopban függnek. Fitoplanktonként ezek a fajok olyan mechanizmusokat fejlesztettek ki, amelyek megakadályozzák, hogy mélyebb vizekbe süllyedjenek, beleértve a rezisztens testformákat és az olyan függelékeket, mint az antennák vagy a tüskék. [1] A vízoszlopban való létezés táplálkozási előnyökkel járhat, de ebből a zónából hiányoznak a ragadozásra érzékeny refugia zooplankton levelei. Erre válaszul egyes fajok, különösen a Daphnia fajok, napi függőleges vándorlást hajtanak végre a vízoszlopban, napközben passzívan ereszkednek le sötétebb, alacsonyabb mélységekbe, éjszaka pedig aktívan mozognak a felszín felé. Ezen túlmenően, mivel a nem áramlásos rendszerben a körülmények meglehetősen változóak lehetnek a különböző évszakokban, a zooplankton képes átváltani a normál tojásrakásról a pihenő tojásokra, amikor nincs táplálék, a hőmérséklet 2 °C alá esik, vagy ha a ragadozók száma magas. . Ezeknek a pihenő tojásoknak van egy nyugalmi állapota vagy nyugalmi időszaka, amely lehetővé teszi a zooplankton számára, hogy kikelésükkor a túlélés szempontjából kedvezőbb körülményekre várjon. [6] A bentikus zónában élő gerinctelenek túlnyomórészt a kis fajokat uralják, és a nyíltvízi zooplanktonhoz képest fajgazdagok. Ide tartoznak a rákfélék (pl. rákok, rákok és garnélarák), a puhatestűek (pl. kagylók és csigák), valamint számos rovarfajta. [2] Ezek az organizmusok többnyire a makrofiták növekedési területein találhatók, gazdag erőforrásokban, magas oxigéntartalmú vízben és az ökoszisztéma legmelegebb részén. A makrofiták szerkezetileg különálló "ágyai" fontos helyszínei a szerves anyagok felhalmozódásának, ideális területet biztosítva a kolonizációhoz. Az üledékek és a növények kiváló védelmet nyújtanak a ragadozó halak ellen is. [3]

Nagyon kevés gerinctelen képes belakni a hideg, sötét és oxigénszegény mély zónát. Azok, amelyek képesek, gyakran vörös színűek a nagy mennyiségű hemoglobin jelenléte miatt, ami nagymértékben növeli a sejtekbe szállított oxigén mennyiségét. [1] Mivel ebben a zónában az oxigénkoncentráció meglehetősen alacsony, a legtöbb faj alagutakat épít, vagy kölcsönkéri azoktól, akik minimális energiaveszteséggel át tudják húzni a vízoszlopon. [egy]

Halak és más gerincesek

A halak egy sor fiziológiai toleranciával rendelkeznek, amely attól függ, hogy melyik fajhoz tartoznak. Különböző halálos hőmérsékletük, oldott oxigénigényük és ívási igényük van, ami szintjüktől, aktivitásuktól és viselkedésüktől függ. Mivel a halak nagyon mozgékonyak, képesek megváltoztatni az egyik zónában a nem megfelelő abiotikus tényezőket egyszerűen egy másik zónába való áthelyezéssel. Például a mély zónában lévő törmelékevő, aki csökkent oxigénkoncentrációnak volt kitéve, közelebb táplálkozhat a bentikus zónához. A hal életciklusának különböző időszakaiban lakóhelyet is változtathat: először megtelepszik a fészekben, majd egy gyenge bentikus zónába költözik, hogy táplálékforrásokkal védett, védett környezetben fejlődjön, végül felnőttként a tengeri zónába.

Más gerinces taxonok is stagnáló rendszerekben élnek. Ide tartoznak a kétéltűek (pl. szalamandra és békák), hüllők (pl. kígyók, teknősök és alligátorok), valamint számos vízimadárfaj. [5] E gerincesek többsége idejének egy részét szárazföldi élőhelyeken tölti, így a tóban vagy tavakban élő abiotikus tényezők nem érintik őket közvetlenül. Számos halfaj fontos fogyasztóként és zsákmányként a nagyobb (fent említett) gerincesek számára.

Trófikus kapcsolatok

Őstermelők

A nem áramló rendszerek energiájuk nagy részét a vízi növények és algák által végrehajtott fotoszintézisből nyerik. Ez a gyökérfolyamat magában foglalja a szén-dioxid, a víz és a napenergia kombinálását szénhidrátok és oldott oxigén előállítására. Egy tóban vagy víztestben a fotoszintézis potenciális sebessége általában a mélységgel csökken a fényintenzitás gyengülése miatt. A fotoszintézis azonban gyakran főként a felület néhány milliméteres körzetében megy végbe, valószínűleg az ultraibolya sugárzás interferenciája miatt. Ennek a görbének a pontos mélysége és fotoszintetikus sebessége egy specifikus rendszer, és függ: 1) a fotoszintetikus sejtek teljes biomasszájától, 2) a sugárzást csökkentő anyagok mennyiségétől és 3) a fényelnyelő pigmentek mennyiségétől és frekvenciatartományától ( azaz klorofillok) a sejt fotoszintetikus. [5] Az ezen elsődleges termelők által megtermelt energia fontos a közösség számára, mert a fogyasztás révén magasabb trofikus szintre kerül.

Baktériumok

A tavakban és tározókban élő baktériumok túlnyomó többsége az állatok és a növényzet maradványainak feldolgozásával nyer energiát. A tengeri övezetben elhullott halak és alkalmanként allochton alom a durva szervesanyag-makrorészecskék (CPOM>1 mm) példái. A baktériumok szerves anyag mikrorészecskéivé (FPOM<1 mm) dolgozzák fel őket, majd tovább emészthető tápanyagokká. A kis organizmusokat, például a planktont FPOM-nak is nevezik. Nagyon alacsony koncentrációjú tápanyagok vesznek el a lebomlás során, mert a baktériumok saját biomassza felépítésére használják fel őket. A baktériumokat azonban a protozoonok fogyasztják, amelyeket viszont a zooplankton, majd a trofikus szinteken magasabban. A tápanyagok, beleértve a szén- és foszfortartalmúakat is, a tápláléklánc bármely szintjén visszakerülnek a vízoszlopba a szervezet kiválasztódása vagy elpusztulása révén, így újra elérhetővé válik a baktériumok számára. Ezt a regenerációs ciklust mikrobiális huroknak nevezik, és a pangó táplálékháló kulcsfontosságú összetevője. [2]

A szerves anyagok bomlása folytatódhat a bentikus és bentikus területeken, ha a maradványok átesnek a vízoszlopon, mielőtt a tengeri baktériumok teljesen megemésztik őket. A baktériumok legnagyobb mennyiségben az üledékekben találhatók, ahol jellemzően 2-1000-szer nagyobb mennyiségben vannak jelen, mint a vízoszlopban. [6]

Alsó gerinctelenek

A tengerfenéken élő gerinctelenek nagy fajdiverzitásuk miatt számos módszerrel rendelkeznek a zsákmány befogására. A szűrők áramot hoznak létre a szifonokon vagy a szempillákon keresztül, hogy a vizet és annak tápanyagtartalmát feléjük szívják a megfeszítés érdekében. A növényevők tisztító, aprító és aprító tartozékokat használnak algák és makrofiták táplálására. A gyűjtögetők átfésülik az üledéket, és kiválasztanak bizonyos részecskéket ragadozó függelékekkel. Az üledékevő gerinctelenek válogatás nélkül fogyasztják az üledéket, megemésztik a benne lévő szerves anyagokat. Végül néhány gerinctelen ragadozó élő állatokat fog be és fogyaszt el. [2] [7] Az alsó zóna a szűrőadagolók egyedülálló csoportjának ad otthont, amelyek enyhe testmozgások segítségével áramot szívnak át az üledékben létrehozott üregeken. Ez az etetési mód a legkevesebb mozgást igényli, így ezek a fajok energiát takarítanak meg. [1] A gerinctelen taxonok egy része bentikus ragadozó. Ezek a fajok valószínűleg más területekről származnak, és csak táplálkozni jönnek ezekre a mélységekre. Ebben a zónában a gerinctelenek túlnyomó többsége üledékből táplálkozik, és energiát nyer a környező maradványokból. [7]

Halak

A halak mérete, mozgékonysága és érzékszervi képességei lehetővé teszik számukra, hogy kiterjedt zsákmánybázissal rendelkezzenek, amely több zónás területet is lefed. A gerinctelenekhez hasonlóan a halak étkezési szokásai is céhekbe sorolhatók. A tengeri zónában a növényevők a vízoszlopból vett bentikus makrofiton vagy fitoplanktonon legelnek. A ragadozók közé tartoznak a vízoszlopban található zooplanktonnal táplálkozó halak (zooplanktievők), a vízfelszínen, bentikus szerkezetekben vagy üledékben lévő rovarok (rovarevők), valamint azok, amelyek más halakkal táplálkoznak (ragadozók). Azokat a halakat, amelyek a maradékot fogyasztják, és ennek a szerves anyagnak a feldolgozásával nyernek energiát, detritivoroknak nevezzük. A mindenevők sokféle zsákmányt fogyasztanak, beleértve a növényi, állati és szerves anyagokat. Végül a parazita céh tagjai különféle gazdáktól, általában más halaktól vagy nagy gerincesektől származó táplálékot fogyasztanak. [2] A hal taxonjai rugalmasak táplálkozási szerepükben, és a zsákmány elérhetősége és a környezeti feltételek függvényében változtatják étrendjüket. Sok faj táplálkozása is megváltozik fejlődésük során. Ezért valószínű, hogy egyetlen hal élete során különféle táplálkozó céheket foglal el. [nyolc]

Pangó víztestek táplálékláncai

Amint azt az előző szakaszokban megjegyeztük, a stagnáló bioanyag trofikus kapcsolatok összetett hálójában kapcsolódik össze. Ezek az élőlények bizonyos trófikus csoportokhoz (pl. elsődleges termelők, növényevők, elsődleges ragadozók, másodlagos ragadozók stb.) lazán kapcsolódónak tekinthetők. A tudósok számos elméletet dolgoztak ki, hogy megértsék azokat a mechanizmusokat, amelyek ezeken a csoportokon belül szabályozzák a bőséget és a sokféleséget. Nagyon valószínű, hogy a felülről lefelé irányuló folyamatok azt sugallják, hogy a préda taxonok bősége a magasabb trofikus szinten lévő fogyasztók tevékenységétől függ. Ezek a folyamatok jellemzően csak két trofikus szint között működnek, anélkül, hogy a többit befolyásolnák. Egyes esetekben azonban a vízi rendszerek trofikus kaszkádot tapasztalnak; Ez például akkor fordulhat elő, ha az őstermelőkre kisebb nyomás nehezedik a növényevők részéről, mert ezeket a növényevőket túlterhelték a húsevők. Az alulról felfelé irányuló folyamatok akkor működnek, ha a magasabb trofikus szintű tagok bősége vagy sokfélesége az alacsonyabb szinteken lévő erőforrások elérhetőségétől vagy minőségétől függ. Végül az egységes szabályozási elmélet, alulról felfelé és felülről lefelé, egyesíti az erőforrások rendelkezésre állásának és a fogyasztóknak előre jelzett hatásait. Ez azt jósolja, hogy a legalacsonyabb trofikus szintekhez közeli trofikus szinteket fogják leginkább befolyásolni a felfelé ható erők, míg a lefelé irányuló hatások a magasabb szinteken lesznek a legerősebbek. [2]

Sokszínűség és közösségi minták

Gazdagság helyi szinten

Egy pangó rendszer biodiverzitása a tó vagy tározó felületével növekszik. Ez annak köszönhető, hogy nagyobb valószínűséggel találhatunk szárazföldi fajtákat egy nagy rendszerben. Ezenkívül, mivel a nagyobb rendszerek általában nagyobb populációkkal rendelkeznek, a fajok kihalásának esélye csökken. [9] További tényezők, köztük a hőmérséklet, a pH, a táplálék elérhetősége, az élőhely összetettsége, a fajképződés százalékos aránya, a versengés és a ragadozás, összefüggenek a rendszerekben jelen lévő fajok számával. [2] [4]

Minta öröklődés plankton közösségekben – a PEG modell

A tórendszerekben a fitoplankton és zooplankton közösségek szezonális szekvencián mennek keresztül a tápanyagok elérhetősége, a ragadozás és a versengés tekintetében. Sommer és munkatársai [10] ezeket a mintákat a Plankton Ecology Group (PEG) modell részeként írták le, 24 állítást több rendszer elemzéséből. A következőkben ezeknek az állításoknak egy részhalmazát találjuk, amint azt Brenmark és Hansson [2] kifejtette , egyetlen szezonális cikluson keresztül illusztrálva a sorozatot:

Tél: 1. A megnövekedett tápanyag- és fényellátottság a fitoplankton gyors növekedéséhez vezet a tél vége felé. A domináns fajok, mint például a kovamoszatok, kicsik és gyors növekedési lehetőségekkel rendelkeznek. 2. Ezt a planktont a zooplankton fogyasztja, amely a domináns plankton taxonokká válik.

Tavasz: 3. Víztisztítási szakasz következik be, amikor a fitoplankton populáció kimerül a növekvő számú zooplankton miatt megnövekedett ragadozók miatt.

Nyár: 4. A csökkent fitoplankton betakarítás és a megnövekedett juvenilis predáció következtében a zooplankton abundanciája csökken. 5. A megnövekedett tápanyag-elérhetőség és a zooplanktonból származó ragadozók csökkenése miatt változatos fitoplankton közösség alakul ki. 6. A nyár előrehaladtával előre látható sorrendben kimerülnek a tápanyagok: foszfor, szilícium-dioxid, majd nitrogén. A különböző fitoplanktonfajok egyedszáma az ezekre a tápanyagokra vonatkozó biológiai szükségleteik függvényében változik. 7. A kisméretű zooplankton a zooplanktonok domináns típusává válik, mivel kevésbé érzékeny a ragadozók általi elkapásra.

Csökkenés: 8. Csökken a halragadozók száma, csökken a hőmérséklet, és minden méretű zooplankton növekszik.

Tél: 9. Az alacsony hőmérséklet és a korlátozott megközelíthetőség alacsonyabb alaptermelést és csökkent fitoplankton abundanciát eredményez. 10. A zooplankton szaporodása a hőmérséklet-csökkenés és a zsákmányszám csökkenése miatt csökken.

A PEG-modell ennek a sorozatnak egy idealizált változatát képviseli, miközben a természetes rendszerekről ismert, hogy megváltoztatják ezeket. [2]

Latitude modellek

Van egy jól dokumentált globális példa, amely összefüggésbe hozza a csökkenő növényi és állati diverzitást a növekvő szélességi körrel, vagyis azzal, hogy kevesebb faj mozog a sarkok felé. Ennek a példának az oka a mai környezetvédők egyik legnagyobb rejtélye. A magyarázatra szolgáló elméletek közé tartozik az energia rendelkezésre állása, az éghajlati változékonyság, a nyugtalanság, a verseny stb. [2] A globális diverzitási gradiens ellenére ez a példa nem meggyőző az édesvízi rendszerekre a globális tengeri és szárazföldi rendszerekhez képest. [11] Ez minden bizonnyal összefüggésbe hozható, mivel Hillebrand és Azovsky [12] megállapította, hogy a kisebb szervezetek (protozoák és planktonok) nem nagyon követték a várt trendet, míg a nagyobb fajok (gerincesek) igen. Ezt a kisebb élőlények jobb elterjedési képességének tulajdonították, ami a globális népesség növekedéséhez vezet. [2]

A tó természetes ciklusai

Tavak kialakulása

A tavak sokféle módon képződhetnek, de a leggyakoribbakat az alábbiakban röviden tárgyaljuk. A legrégebbi és legnagyobb rendszerek tektonikus tevékenység eredménye. Az afrikai réstavak például két tektonikus lemez választóvonala mentén zajló szeizmikus tevékenység eredménye. Jég alakú tavak jöttek létre, amikor a gleccserek visszahúzódtak, hézagokat hagyva maguk után a felszínformákban, amelyek aztán vízzel megteltek. Végül a holtágak folyami tavak, amelyek akkor jelennek meg, amikor egy vándorló folyókanyart elvágnak a főcsatornától. [2]

Természetes kihalás

Minden tó és víztározó kap csapadékot. Mivel ezek a rendszerek nem igazán terjeszkednek, logikus az a feltételezés, hogy egyre sekélyebbé válnak, végül vizes élőhelyekké vagy szárazföldi növényzetté válnak. Ennek a folyamatnak az időtartama az üledékképződés mértékétől és mélységétől függ. Moss [5] a Tanganyika-tó példáját hozza fel, amely eléri az 1500 méter mélységet, és 0,5 mm/év ülepedési sebességgel rendelkezik, ami arra utal, hogy ha antropogén beavatkozás nélkül rakódnak le üledék, akkor ennek a rendszernek körülbelül 3 millió éven belül el kell tűnnie. [5]

Emberi beavatkozás

Savasodás

A kén-dioxid és a nitrogén-oxidok természetesen vulkánokból , talajban, vizes élőhelyeken és tengeri rendszerekben található szerves vegyületekből származnak, de ezeknek a vegyületeknek a többsége szén, olaj, benzin elégetésekor, valamint kéntartalmú ércek olvasztásakor keletkezik. [3] Ezek az anyagok a légkör nedvességében lebomlanak, és savas esővel bejutnak a pangó rendszerekbe. [1] A karbonátokban gazdag bázist tartalmazó tavak és tavak természetes pufferrel rendelkeznek, ami nem eredményez pH változást. Az ilyen bázist nem tartalmazó rendszerek azonban nagyon érzékenyek a sav hozzáadására, mivel alacsony semlegesítő erejük van, ami kis mennyiségű sav esetén is csökkenti a pH-t. [3] ≈ 5-6 pH-értéknél sok algafaj elpusztul és a biomassza csökken, ami a víz átlátszóságának növekedéséhez vezet – ez az oxidált tavak jellemző tulajdonsága. Ahogy a pH csökken, az egész fauna diverzitása csökken. A legjelentősebb jellemző a halszaporulat tönkretétele. Így a populáció végső soron néhány, idős egyedből áll, akik végül elpusztulnak, és halak nélkül hagyják el a rendszereket. [2] [3] A savas esők különösen károsak voltak Skandináviában, Nyugat-Skóciában, Nyugat-Walesben és az Egyesült Államok északkeleti részén.

Eutrofizáció

Az eutróf rendszerek nagy koncentrációban tartalmaznak foszfort (~30 +µg/L), nitrogént (~1500 +µg/L), vagy mindkettőt. [2] A foszfor a szennyvízből, a nyers szennyvízből vagy a termőföld lefolyásából kerül be az állóvízbe. A nitrogén főként a mezőgazdasági műtrágyákból származik elfolyásban vagy kilúgozásban, majd a talajvízben. Az elsődleges termelők által igényelt tápanyag-növekedés a fitoplankton növekedésének jelentős növekedéséhez vezet, amit planktonvirágzásnak neveznek. Ez a virágzás csökkenti a víz átlátszóságát, ami a víz alatti növények elvesztését eredményezi. Az élőhely szerkezetének csökkenése miatt negatív hatások érik az azt szaporodásra, érésre és életre használó fajokat. Ezenkívül a nagy mennyiségű rövid életű fitoplankton nagy mennyiségű elhalt biomassza lerakódását eredményezi a fenéken. [5] A baktériumoknak nagy mennyiségű oxigénre van szükségük ennek az anyagnak a feldolgozásához, ami a víz oxigénkoncentrációjának csökkenéséhez vezet. Ez különösen erős a réteges tavakban, ahol a termoklin megakadályozza az oxigéndús víz keveredését a felszínen alacsonyabb szintekkel. Az alacsony vagy anoxikus körülmények sok olyan taxon létezését tönkreteszik, amelyek fiziológiailag nem tolerálják ezeket a feltételeket. [2]

Agresszív fajok

Az agresszív fajokat célzott akciókkal (pl. ellátási projektek és táplálékfajok révén), valamint nem szándékos eseményekkel (pl. ballasztvízben) juttatták be a pangó rendszerekbe. Ezek az élőlények a zsákmányért vagy élőhelyért való versengés, ragadozás, élőhelymódosítás, hibridizáció vagy káros betegségek és paraziták behurcolása révén befolyásolhatják az őslakosokat. [13] Egy őshonos faj tekintetében a betolakodók változásokat okozhatnak a méretben és az életkorban, az elterjedésben, a sűrűségben, a populáció növekedésében, és akár a populációt is a kihalásig vezethetik. [2] A pangó rendszerek híres betolakodói közé tartozik a zebrakagyló és a tengeri lámpaláz a Nagy-tavakban .

Lásd még

Jegyzetek

  1. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Brown, A. L. Édesvízi ökológia  (határozatlan) . - Heinimann Educational Books, London, 1987. -  163. o . — ISBN 0435606220 .
  2. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Brönmark, C.; L. A. Hansson. A tavak és tavak biológiája  (neopr.) . - Oxford University Press, Oxford, 2005. - P. 285. - ISBN 0198516134 .
  3. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 Kalff, J. Limnology (  határozatlan) . - Prentice Hall, Upper Saddle, NJ, 2002. - P. 592. - ISBN 0130337757 .
  4. 1 2 Keddy, PA (2010). Wetland Ecology: Principles and Conservation (2. kiadás). Cambridge University Press, Cambridge, Egyesült Királyság. USBN 0521739675.
  5. ↑ 1 2 3 4 5 6 Moss, B. Édesvizek ökológiája: ember és közeg, múlttól  jövőig . – Blackwell Science, London, 1998. –  557. o . — ISBN 0632035129 .
  6. ↑ 1 2 Gliwicz, ZM "Zooplankton", pp. 461–516, O'Sullivan (2005)
  7. ↑ 1 2 Jónasson, PM "Benthic gerinctelenek", pp. 341–416, O'Sullivan (2005)
  8. Winfield, IJ "Fish Population Ecology", pp. 517–537, O'Sullivan (2005)
  9. Browne, RA A tavak mint szigetek: biogeográfiai eloszlás, forgalom és fajösszetétel a New York-i középső tavakban  //  Journal of Biogeography : folyóirat. - 1981. - 1. évf. 8 1 . - 75-83 . o . - doi : 10.2307/2844594 . — .
  10. Sommer, U.; ZM Gliwicz, W. Lampert és A. Duncan. Az édesvízi plankton események szezonális egymásutániságának PEG-modellje  (angol)  // Archiv für Hydrobiologie : Journal. - 1986. - 1. évf. 106 . - P. 433-471 .
  11. Hillebrand, H. A szélességi diverzitási gradiens általánosságáról  //  Az amerikai természettudós : folyóirat. - University of Chicago Press , 2004. - Vol. 1632 , sz. 2 . - P. 192-211 . - doi : 10.1086/381004 . — PMID 14970922 .
  12. Hillebrand, H.; AI Azovsky. A test mérete határozza meg a szélességi diverzitás  gradiensének erősségét //  Ökográfia : folyóirat. - 2001. - 20. évf. 24 , sz. 3 . - P. 251-256 . - doi : 10.1034/j.1600-0587.2001.240302.x .
  13. Giller, S.; B. Malmqvist. A patakok és folyók biológiája  (neopr.) . - Oxford University Press, Oxford, 1998. - P. 296. - ISBN 0198549776 .

Bibliográfia