Естественные факторы среды
Естественная эволюция озер от момента их возникновения является длительным процессом, который заканчивается обмелением водоема при накоплении донных отложений и зарастанием водной растительностью. Это можно объяснить тем, что озера являются аккумулирующими природными системами с замедленным водообменом. Первым этапом начала деградации и
умирания озер является их эвтрофирование, т.е. увеличение уровня биопродуктивности, связанное в первую очередь с накоплением в озерах питательных веществ (Драбкова и др., 1994). Помимо этого происходит деградация и значительное преобразование водоемов за счет приноса загрязняющих компонентов, таких как нефтепродукты, тяжелые металлы, пестициды и пр.
Для изучения антропогенного влияния на водоем необходимо сначала рассмотреть разнообразие имеющихся естественных факторов, т.к. именно они изначально создают условия обитания для организмов, на которые впоследствии накладывается внешнее воздействие. Естественные условия существования и развития водных экосистем представлены совокупностью физических, химических факторов среды, а также сложными взаимодействиями между сообществами гидробионтов.
Первостепенное значение имеет сама среда их обитания. Вода не только удовлетворяет физиологические потребности организмов, но и служит им опорой, доставляет кислород и пищу, уносит метаболиты (Константинов, 1986). Среди факторов физической природы значительное влияние оказывает температура воды. При этом воздействие проявляется как прямо, так и опосредованно через изменение других важных условий обитания. В сочетании с колебаниями интенсивности солнечной радиации и низкими концентрациями питательных веществ, суточные и сезонные колебания температуры могут создавать экстремальные экологические условия для обитания гидробионтов. Изменение температуры может оказывать дестабилизирующее воздействие не только на отдельные популяции организмов, но и на всю пищевую цепочку в целом, от фитопланктона до планктоноядных хищников (Beisner et al., 1997).
Температурный режим водоема в значительной степени влияет на степень насыщения водной толщи газами и в первую очередь кислородом. На количество кислорода также влияет общее содержание растворенных солей, которое обычно выражают через минерализацию воды. Минерализация также обеспечивает плотностную характеристику водных масс. Помимо общего
содержания различных солей отмечается лимитирующая значимость ряда соединений как минеральной, так и органической природы на жизненные циклы планктонных животных.
Важным фактором можно считать и активную реакцию среды, измеряемую величиной рН. От величины рН зависит развитие и жизнедеятельность водных растений, устойчивость различных форм миграции элементов. Реакция природной водной среды в естественных условиях может изменяться в широком диапазоне значений, но большинство природных вод имеет величину рН 6,0-8,5. Величина рН воды влияет на процессы превращения различных форм биогенных элементов, изменяет токсичность загрязняющих веществ (Гусева, 2000). Эффект закисления проявляется в уменьшении величины pH ниже 6, уменьшении щелочности воды и содержания в ней кальция, а также в увеличении содержания токсичных форм металлов, особенно алюминия. Биологические эффекты закисления водоемов начинают проявляться уже при pH<6,5, а при pH<4 фактически прекращается развитие биоты. В целом отмечается, что в закисленных водоемах трофическая сеть проще, чем в незакисленных, она содержит меньше видов, также отмечается отсутствие большинства облигатных и ряда факультативных хищников, наблюдается низкая плотность межвидовых связей (Лазарева, 2003). Изменения в сообществе могут наблюдаться даже при незначительном закислении (Barmuta et al., 1990).
Большое влияние на жизнедеятельность гидробионтов оказывает также солнечная радиация, рассматривать которую следует в совокупности с цветностью и прозрачностью воды. Отмечается, что ритмика миграционного поведения водных животных находится в зависимости от обилия хищников, и в целом может варьировать для определенных видов из года в год и от озера к озеру. Характер и амплитуда миграций изменяется от вида к виду или внутри одного вида с изменениями размера особей, может меняться в зависимости от гендерных признаков, возраста. Например, для планктонных организмов показана достоверная положительная связь между ежедневными
вертикальными миграциями и прозрачностью воды (Dodson, 1990). Можно ожидать различное вертикальное распределение зоопланктона в озерах с различной концентрацией растворенного органического углерода. Положение веслоногих ракообразных в водной толще может исключительно зависеть от прозрачности воды (Wissel, Ramacharan, 2003).
Разносторонними являются и биотические взаимоотношения, связывающие разнородные сообщества с иными компонентами водоема в единую экосистему. Наличием подобных связей обеспечивается устойчивость структуры водного сообщества в целом, и они значительным образом влияют на процессы, происходящие в водоеме. Для их понимания можно рассмотреть теорию трофического каскада, когда водные сообщества рассматриваются как системы с восходящими трофическими уровнями. Первичные продуценты определяют состояние более высоких трофических уровней (контроль «снизу»), но также и хищничество консументов более высоких порядков создает каскад биотических воздействий, направленный вниз и отвечающий за состояние экосистемы в целом (контроль «сверху») (Бульон, 2002).
Все вышеизложенное позволяет говорить о сложных и разносторонних механизмах взаимодействия сообществ гидробионтов с компонентами окружающей среды, иногда еще до конца не понятых и не изученных. Решающая роль в формировании компонентов водных экосистем принадлежит естественных факторам, однако, современный трофический статус обусловливается, прежде всего, антропогенным воздействием и значимость последнего фактора лишь возрастает.
