Байкал озеро как экосистема

Байкал — уникальная экосистема

Фото: http://1baikal.ru
Озеро Байкал имеет огромный интерес не только среди туристического направления, но и со стороны исследований, которые связаны с фантастическими научными открытиями. Байкал, самое старинное и глубокое озеро мира, которое является мощным пресноводным хранилищем, восхищающим своими необъятными просторами.

Байкал расположен в России, между Бурятией и Иркутской областью. Ширина озера составляет более семидесяти километров. Водоём выделяется контрастными формами и не простой конфигурацией. Озеро существует минимум двадцать пять миллионов лет, сохранив свой первозданный вид. Водоём продолжает расти, его берега постоянно отдаляются друг от друга.

Начав своё существование, озеро постепенно начало заселяться жизнью, в ходе преобразования новых форм рельефа. На сегодняшний день, история пресноводного озера, рассмотрена неразрывно с другими территориями, которые возникли на месте разрыва земной коры.

Уникальность озера Байкал как экосистемы, во-первых, определяется, по оценкам ведущих учёных, древнейшим возрастом, который позволил сформировать стабильную климаксовую экологическую систему. Далее, в озере осуществляется бурный водообмен по всей толще воды, что является недостижимым для других водоёмов. Благодаря чему, на всей водяной толще, сохраняется неизменное содержание растворённого кислорода, по причине этого, живая материя распространяется как в глубинных водах, так и в её толще. Функциональное кислородное насыщение в Байкале, проделывают глубоководные течения, которые осуществляют перемешивание воды.

Важнейшим звеном функциональной структуры экологической системы озера, становятся мельчайшие одноклеточные водоросли, которые выживают при экстремально низком температурном режиме. Так же гумусовые вещества, выполняют важную и необходимую работу, оседая на дно озера, они перерабатываются с некоторыми бактериями, активным илом, дрожжами, и используют их питательный субстрат.

Человеческое присутствие предало антропогенный оттенок водной экосистеме озеру Байкал, территорию которого в этом регионе, заселило два миллиона людей. И именно по этой причине, стали происходить неприятные явления, такие как загрязнения, начавшиеся по вине человека. Обеспокоенность вызывает поступление неочищенных промышленных вод в реки, которые впадают в Байкал. Наиболее распространёнными загрязнителями, являются хлориды, тяжелые металлы и нефтепродукты. Особое место занимает проблема бытовых отходов, которые поступают в водоём. А биогенные соединения, которые поступают в воду, несут существенную угрозу для биологического разнообразия Байкала.

Но на данный момент, проделано немало действий, для сохранения экологической системы озера Байкал. Сюда относится запрет строительства восточного водовода через Байкал, так же приостановлена работа целлюлозного бумажного комбината, который на протяжении многих лет, отравлял воды биологическими и опасными веществами.

Озеро Байкал, является крупным объектом экологического и правового регулирования мирового масштаба.

Природа подарила жизнь в озере, которая протекает независимо от времени суток и сезонов, которая не прекращается ни на одну минуту. С 1996 года Байкал внесён в список наследия Юнеско.

Вода Байкала настолько чиста и прозрачна, что камни и разные предметы видны на довольно внушительной глубине. Большое количество разновидностей растений и животных эндемиков, проживают только в этом озере.

Водяных запасов озера Байкал достаточно на сорок лет для существования всех жителей земного шара.

Источник

Сообщества гидробионтов Байкала.Трофические отношения организмов в экосистеме Байкала

Вы здесь

Оглавление

Фотоальбом

Биотическое сообщество на конкретном участке, взаимодействующее с физической средой таким образом, что поток энергии создает четко определенные биотические структуры и круговорот вещества между живой и неживой частями, представляет собой экологическую систему, или экосистему 1 .

В этом определении отражена не только функциональная основа экосистемы, но и «структурная основа (поток энергии создает четко определенные биотические структуры). Биотические структуры – это, прежде всего, трофическая структура и деление на продуценты, консументы и редуценты 2 . Продуценты (фото- и хемосинтезирущие организмы) являются автотрофами («самопитающиеся» организмы), которые продуцируют первичное органическое вещество из неорганического (первый трофический уровень). Макроконсументы (главным образом животные) и микроконсументы или редуценты (бактерии, грибы) – гетеротрофы, поскольку питаются готовыми органическими веществами. Консументы, питающиеся продуцентами и продуктами их распада, образуют второй трофический уровень. Третий трофический уровень возникает, когда в биоценозе присутствуют популяции гидробионтов, живущих за счет поедания организмов второго трофического уровня, и т. д. Организмы второго, третьего и последующих трофических уровней, соответственно, называются консументами первого, второго и последующих порядков 3 .

Пищевую (трофическую) цепь открытой пелагиали Байкала (до 250–300 м) образуют:

• несколько видов фитопланктона;
• растительноядный рачок эпишура;
• батипелагическая амфипода макрогектопус;
• два вида голомянок (большая и малая голомянка) и два вида прибрежно-пелагических бычков (желтокрылый и длиннокрылый);
• омуль;
• нерпа.

Продуценты Байкала – 10–12 видов водорослей. Среди них доминируют диатомовые, перидиниевые и золотистые водоросли. Байкал характеризуется интенсивным развитием водорослей подо льдом, а также длительным периодом вегетации (время полного цикла развития) (около 11 мес.). Максимальное количество первичной продукции – 82 % от годовой создается весной. Мерой биомассы водорослей является содержание в них хлорофилла а. Также его считают интегральным показателем, отражающим уровень развития фитопланктона и его продукции 4 5 . Установлено, что в период летней стратификации содержание хлорофилла а зависит от температуры воды 6 . В зоне влияния БЦБК эти зависимости нарушаются, что предположительно связано с нарушением физиологических функций водорослей 7 .

Значения интегральной первичной продукции колеблются от 6,5 до 1330 мг С/м 2 сут (1977, 1985–1987 гг.), в 45 % случаев значения составляют от 100 до 300 и в 35 % – от 300 до 600 мг С/м 2 сут. Эти значения считаются наиболее типичными для Байкала в период позднего лета 5 .

Главными потребителями первичной продукции – консументами – являются планктонные ракообразные в целом и доминирующий вид – эпишура в частности.

Следующий компонент трофической системы – макрогектопус. Ему принадлежит особое место в экосистеме Байкала, сходное с океаническим крилем или мизидами (высшие раки) в крупных озерах Европы и Северной Америки. Этот эндемик – единственный представитель макрозоопланктона, обитает во всей толще вод. Максимальная биомасса макрогектопуса (6250 экз./м 2 в слое воды 0–500 м) 8 отмечена в средней котловине (в 3–4 раза выше, чем в соседних). Он занимает два трофических уровня, потребляет и фитопланктон, и разнообразный зоопланктон и, возможно, личинок малой голомянки, а в экспериментальных условиях даже собственную молодь. Поэтому он является и фильтратором, и хищником 9 .

Макрогектопусом питаются голомянки. Установлено, что мальки малой голомянки (длина тела 30–40 мм) питаются молодью макрогектопуса размером 2–5 мм, доля которого составляет 75,6 % по весу и эпишурой – 24,4 %. Мальки большой голомянки (30 мм) питаются эпишурой (1 %), молодью макрогектопуса (4,7 %) и личинками малой голомянки (94,3 %). Пищевой спектр взрослой малой голомянки (50–120 мм) включает макрогектопуса (64,9–99,9 %), эпишуру (32,5–0,1%), молодь рыб (2,6–12,6 %), а также донных амфипод (0,2–14,4%) 10 .

В открытой пелагиали Байкала обитают пять эндемичных видов рыб – большая и малая голомянки, желтокрылка, длиннокрылка, северобайкальская желтокрылка и омуль. Основными компонентами пищи омуля, малой голомянки и желтокрылки является макрогектопус (81, 91 и 35 %, по весу). Наиболее высокое пищевое сходство отмечено у омуля и голомянки (81 %), у омуля и желтокрылки (44 %) 10 .

Основным потребителем голомянко-бычковых рыб является нерпа. Стадом нерпы численностью в 68 тыс. экз. съедается 75,5 тыс. т рыбы, из них 68 тыс. т – голомянки. Омуль наряду с другими лососевидными рыбами составляет 0,2 % в рационе нерпы (годовое потребление – 1 %).

Озеро Байкал является олиготрофным водоемом. Значительные концентрации органического вещества в пелагиали озера позволяют отнести Байкал к водоемам с высоким биопродукционным потенциалом. Подтверждение этого – наличие в пелагиали озера больших концентарций голомянко-бычковых рыб и высокая численность тюленей 11 . Естественные колебания продукционных показателей незначительны, поэтому крайне необходимо проведение режимных, долгосрочных наблюдений с использованием классических и новых методов. Это позволит наблюдать за состоянием и выявлять изменения в экосистеме озера.

Источник: Байкаловедение : учеб. пособие / Н. С. Беркин, А. А. Макаров, О. Т. Русинек. – Иркутск : Изд-во Ирк. гос. ун-та, 2009. С. 204-207.

Читайте в Иркипедии

Термины

Другие ресурсы

Литература

1. Тугарина П.Я. , Козлова Н.И.. Значение бокоплавов (Crustacea Amphipoda) в трофике некоторых лососевидных рыб озера Байкал . // Экологические, физиологические и паразитологические исследования пресноводных амфипод: Сб. науч. тр. ; 2002.
2. Калмыков Н.П. Биоразнообразие в экосистемах позднего кайнозоя бассейна Байкала / В.М. Корсунов, Н.М. Пронин, Г.Г. Гончиков и др. — Новосибирск, 1999.

Примечания

1. Одум Ю. Экология / Ю. Одум. – М. : Мир, 1986. – Т. 1. – 328 с.
2. Павлов Б. К. Экология, основные объекты, экологический подход к оценке состояния экосистемы // Методология оценки состояния экоси- стем. – Ростов н/Д : Изд-во ООО «ЦВВР», 2000. – С. 4–10.
3. Константинов А. С. Общая гидробиология / А. С. Константинов. – М. : Высш. шк., 1979. – 480 с.
4. Изместьева Л. Р. Содержание хлорофилла а в водоемах байкальского региона : автореф. дис. … канд. биол. наук / Л. Р. Изместьева. – Киев, 1983. – 24 с.
5. Изместьева Л. Р. Первичная продукция // Мониторинг фитопланктона. – Новосибирск : Наука, 1992. – С. 97–99.
6. Изместьева Л. Р. Структурно-функциональные особенности летнего фитопланктона Байкала / Л. Р. Изместьева, О. М. Кожова, Н. И. Лопатина // Водные ресурсы. – 1994. – Т. 21, № 1. – С. 41–46.
7. Изместьева Л. Р. Пространственные особенности функционирования автотрофного звена экосистемы Байкала // Методология оценки состояния экосистем. – Ростов н/Д : Изд-во ЦВВР, 2000. – С. 25–30.
8. Вилисова И. К. К экологии байкальского пелагического бокоплава Macrohectopus branickii (Dyb.) // Тр. ЛИН СО АН СССР. – 1962. – Т. 2(22). – Ч. 1: Систематика и экология ракообразных Байкала. – С. 156–171.
9. Мельник Н. Г. Распределение M. branickii и некоторые особенности его экологии / Н. Г. Мельник, О. А. Тимошкин, В. Г. Сиделева // Атлас и определитель пелагобионтов Байкала. – Новосибирск : Наука, 1995. – С. 511–522.
10. Дзюба Е. В. Исследование пищевых стратегий пелагических рыб Байкала : автореф. дис. …канд. биол. наук / Е. В. Дзюба. – Борок, 2004. – 24 с.
11. Поповская Г. И. Фитопланктон Байкала и его многолетние изменения : автореф. дис. … д-ра биол. наук / Г. И. Поповская. – Новосибирск, 1991. – 32 с.

Выходные данные материала:

Примечание: «Авторский коллектив» означает совокупность всех сотрудников и нештатных авторов Иркипедии, которые создавали статью и вносили в неё правки и дополнения по мере необходимости.

Источник

Байкал — уникальная экологическая единица

На Востоке Сибири, где жизнь каждую секунду борется с экстремальными условиями обитания, расположено самое глубокое озеро в мире — Байкал

Вот уже 25 млн. лет оно собирает в себя воды более чем с 500 водотоков и более чем с пятисот тысяч квадратных километров территории. Среди них — Верхняя Ангара, Селенга, Турка, Баргузин, Кичера, Снежная и множество других, менее известных, но оттого не менее важных в жизни озера рек. Результат их работы превратил Байкал в мощное пресноводное хранилище, восхищающее своими бескрайними просторами.

А расположилось оно в России, между Иркутской областью и Бурятией. По подсчетам ученых, совокупная площадь поверхности воды данного природного образования тождественна величине Нидерландов и Бельгии. Это обстоятельство позволило ему занять седьмую позицию в рейтинге крупнейших озер мира.

Как громадное серповидное тело, Байкал вытянулся с юго-запада на северо-восток почти на 600 км. Сама же ширина водоема составляет до 70 км и выше.

Свыше 2 тысяч километров составляет общая протяженность береговой линии озера. Его, и без того морфологически непростая конфигурация, пестрит самыми контрастными формами микро- и мезорельефа — от каменистых скал и обрывов в его западной части, до пологих гор на востоке.

Байкал под призмой геологических эпох

То, что Байкал ныне считается самым древним пресноводным озером не оставляет никаких сомнений. Ни Великие американские озера, ни сходные происхождением озера Африки, не способны сравниться с ним в возрасте. Просуществовав как минимум 25 млн лет, оно, подобно многим другим образованиям с таким же возрастом, дошло до нас почти в первозданном виде. Кроме того, современными методами геофизических исследований получилось установить, что данный водоем растет, причем в прямом смысле этого слова. Каждый год его берега удаляются друг от друга примерно на 2 см, что позволило даже заговорить о данном процессе, как о развитии нового океана. Что ж, как природа не шутит?

О самых древних страницах истории озера практически нет достоверной информации. Известно то, что перед образованием в этих краях прогибов и впадин, впоследствии сформировавших котлован озера, здесь царили преимущественно положительные формы рельефа, о чем свидетельствуют сохранившиеся склоны, а так же рядом расположенные современные.

Сложно поверить, что данная акватория когда-то, еще на заре эволюции жизни, была холмисто-возвышенной с мощным осадочным чехлом. В ходе сложных тектонических преобразований на смену положительным постепенно явились отрицательные формы рельефа, зародившие примерно 23 млн. лет назад будущие очертания этого водного реликта. Начав свое существование из системы мелководий, озеро начинает заселяться жизнью, получившей новый плацдарм для существования.

На период, начавшийся приблизительно 1,5 млн. лет назад, приходится главный этап образования его озерной впадины. Этому также сопутствовали резкие климатические перемены и оледенение его окружающих просторов. Ледники произвели свою геологическую деятельность, позволив принять озеру морфометрический облик, близкий современному.

На сегодня и геологическая активность, и сама история Байкала как уникальной рифтовой зоны рассматривается в неразрывном единстве с другими аналогичными территориями, возникшими на местах разрыва земной коры.

Привлекает внимание нетипичная для большинства мировых озер глубина. Ее величина составляет 1642 м, что было подтверждено рядом гидрологических исследований и делает Байкал глубочайшим пресноводным водоемом мира Несмотря на это, это материковое углубление не утратило тектонической связи с верхней мантией, о чем говорят аномальные температуры горных пород под самим котлованом.

Кроме всего прочего, тектогенез на современном этапе существования Байкала не прекратился. Горное обрамление озера периодически напоминает о себе тектоническими нарушениями и повышенной (до 11 баллов по шкале Рихтера) сейсмической активностью. Много из подобных явлений происходило и в ушедшем XX столетии. В среднем, в данных широтах происходит до нескольких тысяч незначительных землетрясений в год.

Тектонические преобразования, продолжающиеся и сейчас, сформировали в озере не только максимальные абсолютные, но и высокие значения средних глубин. Средний показатель по глубинам в этом озере составляет 745 м, что дает все основания ставить его в один ряд с озером Танганьика в Центральной Африке и Каспийским морем на евразийском континенте.

Экологическая ценность озера Байкал

Длительная история образования, большие площадь и глубина, постоянный приток пресной воды смогли сформировать здесь самобытнейшую пресноводную экосистему, не перестающую удивлять все новых и новых туристов. Секрет невероятной привлекательности озера кроется в гармоничном единстве абиотических и биотических компонентов экосистемы, работающих как слаженный механизм. Уникальность Байкала как экологической системы по оценкам ведущих ученых определяются следующими особенностями:

древним возрастом, позволившим сформировать стабильную климаксовую экосистему, способную справляться как с автохтонными, так и аллохтонными воздействиями. Автохтонные процессы начинаются изнутри самой системы и обусловлены резкой сменой ее параметров. Аллохтонные берут же свое начало извне. Причиной их возникновения считают стихийные бедствия, попадание в экосистему чужеродных видов-вселенцев, а так же, влияние человеческой активности;специфическим комплексом гидрохимических и гидрологических условий, которые остаются константными как в приповерхностном слое, так и на внушительных глубинах;наличием большого процента эндемичных и уникальных видов флоры и фауны, образовавшихся в результате многомиллионной борьбы за существование и естественного отбора.

Озеро Байкал — яркий пример водного объекта, в котором осуществляется практически недостижимое для аналогичных водоемов условие — активный водообмен по всей толще воды. Интенсивное смешивание глубинных, поверхностных и срединных толщ воды происходит очень интенсивно. Около 5 месяцев требуется для того, чтобы поверхностные слои воды достигли самого дна водоема, что в условиях нереально громадной площади водоема, согласитесь, нелегкая задача. Именно благодаря этому практически во всей толще воды озера сохраняется стабильное содержание растворенного кислорода, что дает возможность живой материи распространяться как на глубине, так и даже в толще осадочных отложений, так же насыщенных оксигеном.

И в этом Байкалу нет равных. В подобных озерах жизнь может развиваться лишь до нескольких сот метров. Остальная часть водоема в силу анаэробности условий не в силах поддержать ее развитие. В Байкале же функцию кислородного насыщения выполняют глубоководные течения, волновые процессы, осуществляющие перенос и перемешивание воды практически во всех векторах водной толщи.

Кислородный режим явился ключевым фактором для массового расселения живого в Байкале. Важным функциональным звеном структуры его экосистемы выступают мельчайшие одноклеточные водоросли — фитопланктон, сохраняющие свою активность даже в период ледостава. Причем именно здесь они демонстрируют удивительную эврибионтность, выживая и при экстремально низкой температуре воды. К примеру, активная фаза роста их популяций в Байкале наступает уже при +1 С, в то время, как в подобных экосистемах для этого нужна заметно более высокая температура.

Круглогодичная активность данного компонента экосистемы Байкала поддерживает и другие ее трофические блоки, например рыб и моллюсков, которые им питаются. Кроме стабильности пищевых связей, планктонные водоросли в процессе фотосинтеза продуцируют огромное количество кислорода, идущее на аэробные процессы водоема. Таким образом, получается что-то подобно замкнутой цепи — эти зеленые хлорофилоносные компоненты экосистемы получили массовое развитие благодаря равномерному распределению между различными водными пластами оксигена, который сами и производят.

Именно с фотосинтезирующей функцией планктонных обитателей Байкала связывают его небывалую устойчивость к действию различного рода загрязнителей, попадающих в озеро с прилежащей территории. Атомарный кислород выступает как обязательный реагент окислительно-восстановительных процессов водоема, выполняя тем самым функцию самоочищения озера. Кроме этого, данному процессу способствуют и другие вещества, например, гумусовые, способные нейтрализовать поллютанты различной химической природы. Работа гумусовых веществ осуществляется посредством химических реакций, продуктом которых выступают комплексные и обычно нерастворимые соединения — гуматы. Будучи химически инертными, они не в силах преобразовываться далее, поэтому оседают на дно водоема, где перерабатываются дальше активным илом — некоторыми бактериями, дрожжами, актиномицетами, использующими их как питательный субстрат.

Обширный и чрезвычайно разнообразный комплекс фито- и бактериопланктона являются фундаментом органического компонента экосистемы Байкала. Кроме них в озере встречается около 1000 видов фитобентоса — водорослей, и свыше 2000 видов животных различных систематических и экологических группировок. Среди них наиболее распространены организмы:

микропланктон — микрофауна, размер которой не превышает миллиметра. Это в основном, протозои, насчитывающие до 50 видов;мезопланктон — их размер лежит в диапазоне от 2 до 5 мм. Сюда входят водные членистоногие — ракообразные, составляющие практически абсолютную массу этой группы;макропланктон — крупные животные, неспособные к активному передвижению. Обычно это молодь рыб.макрозообентос — достаточно крупные животные организмы (моллюски, губки, ракообразные, олигохеты, личинки насекомых), которые большую часть своего жизненного цикла проводят на дне или в толще донных отложений;нектон — крупные активно перемещающиеся в водной толще аквабионты, как правило рыбы, которых насчитывается около 60 видов. Кроме них, озеро населяет и единственный для данной экосистемы вид млекопитающих — тюлень нерпа, замыкающий его трофическую пирамиду.

Каждая из обозначенных экологических групп содержит в себе высокую долю эндемичных, некогда возникших и обитающих в пределах Байкала видов. Так, среди растений эндемиков более 30%, а среди животных данный показатель достигает отметки в 80% всех видов. Данный факт еще раз подчеркивает раритетность этой биоты не только для самого Байкала, а и для всей биосферы в целом.

Полиструктурность экологических ниш и ценотических взаимодействий, которую нам демонстрирует данная экосистема, явилась итогом многовековой битвы живого с беспощадными условиями среды. И жизнь в этой смертельной схватке победила, приспособившись к широкому спектру экологических факторов Байкала.

Байкал и современная цивилизация

Естественно, близость или прямое присутствие человека предала антропогенные оттенки уже не одной природной наземной или водной экосистеме. Не стало исключением и озеро Байкал. И хотя активное освоение прибайкальских просторов началось лишь с XVIII столетия, на сегодня территорию в этом регионе уже заселило около 2 млн. человек. В общемировых масштабах, согласитесь, это не так уж много.

Однако этого хватило, чтобы заговорить о таких неприятных явлениях, как загрязнение, эвтрофикация, биологические инвазии, начавшиеся по вине человека. Особую обеспокоенность вызывают поступление неочищенных промышленных и коммунально-бытовых сточных вод в реки, впадающие в Байкал. Среди его наиболее распространенных загрязнителей — фториды, хлориды, тяжелые металлы, нефтепродукты, фенольные вещества. Не решена до конца и проблема с твердыми бытовыми отходами, активно поступающими в водоем из-за нашего безразличия к данной проблеме. Существенную угрозу для биологического разнообразия Байкала несет так же браконьерство и эвтрофикация, вызванная поступающими в воду биогенными соединениями.

К счастью, для сохранения этой экосистемы уже предпринято немало. На данный момент запрещено строительство Восточного водовода через водосборный бассейн Байкала, приостановлена работа Байкальского целлюлозно-бумажного комбината, не один десяток лет отравлявщего его воды биологически опасными веществами.

На сегодняшний день озеро Байкал — объект эколого-правового регулирования уже не только государственного, а и мирового масштаба, что подтверждается его принадлежностью к списку Всемирного наследия ЮНЕСКО. Среди лимнических экосистем Байкал вне конкуренции. Жизнь в нем бурлит независимо от сезона, времени дня и ночи, не останавливаясь ни на секунду. Надеемся, что разумный подход к тому, что подарила нам природа, обеспечит возможность насладиться красотами Байкала еще не одному поколению.

Источник