2. Пресноводные экосистемы

Пресноводные местообитания удобно подразделять на три группы:

1. Стоячие воды или лентические (лат. lenis - спокойный) экосистемы - озера и пруды.

2. Текучие воды или лотические (лат. lotus - омывающий) экосистемы - родники, ручьи и реки.

3. Заболоченные участки с колеблющимся уровнем воды часто но сезонам, но возможно и от года к году - марши и болота.

Типы этих местообитаний приведены на рис. П.12. Грунтовые воды, хотя они и образуют очень большой пресноводный резервуар и представляют собой очень важный для людей ресурс (гл. 5, разд. 4), в общем не считаются экосистемой, так как они безжизненны или населены очень слабо (иногда бактериями). Грунтовые воды связаны с тремя главными поверхностными экосистемами (см. рис. 4.10) и, таким образом, представляют собой среду на входе и среду на выходе для этих экосистем.

По сравнению с морскими и наземными местообитаниями пресноводные местообитания занимают сравнительно малую часть поверхности Земли, но их значение для человека поистине огромно. Это объясняется рядом причин.

1. Пресные воды - самый удобный и самый дешевый источник воды для бытовых и промышленных нужд. (Мы можем и, по-видимому, будем получать большую часть пресной воды из моря, но стоимость такой воды чрезвычайно высока, если учесть расход энергии для опреснения и возрастающее при этом засоление среды.)

2. Пресные воды - узкое место планетарного гидрологического цикла (см. рис. 4.9, Б).

3. Пресноводные экосистемы наряду с лиманами и эстуариями представляют собой самую удобную и дешевую систему третичной переработки отходов. Почти все без исключения крупнейшие города мира расположены на больших реках, озерах или лиманах, которые служат бесплатными коллекторами. Человек настолько злоупотреблял использованием этого природного ресурса, что теперь уже стала очевидной необходимость прилагать значительные усилия для немедленного уменьшения возникшего стресса. В противном случае вода станет основным лимитирующим фактором для человека как биологического вида (т. 1, с. 289).

Вода обладает рядом уникальных термодинамических свойств, способствующих уменьшению температурных колебаний; таким образом, диапазон различных изменений в воде меньше и происходят они медленнее, чем в воздухе. Самые важные из этих термодинамических свойств воды следующие:

1. Высокая удельная теплоемкость. Это значит, что для изменения температуры воды требуется относительно большое количество тепла. Для повышения температуры 1 мл воды (1 г) на 1°С (от 15 до 16°С) необходимо затратить 1 кал тепла. Только аммиак и немногие другие вещества обладают удельной теплоемкостью больше 1.

2. Большая скрытая теплота плавления. Для превращения 1 г льда в воду необходимо затратить 80 кал (столько же тепла выделяется при замерзании воды без изменения температуры).

3. Самая высокая из известных скрытая теплота парообразования. При испарении (а оно происходит более или менее постоянно с поверхности растений, воды и льда) 1 г воды поглощается 536 кал. Значительная часть поступающей солнечной энергии в экосистемах всего мира расходуется на испарение воды (см. гл. 3, разд. 1). Этот поток энергии смягчает климат и делает возможным существование жизни во всем ее фантастическом разнообразии.

4. Наибольшей плотностью вода обладает при 4°С; при температурах выше или ниже 4°С вода расширяется и, следовательно, становится легче. Это уникальное свойство предохраняет озера от промерзания до дна.