Vodeni okoliš uključuje površinske i podzemne vode. Površinska voda uglavnom je koncentrirana u oceanu, koji sadrži 1 milijardu 375 milijuna km 3 - oko 98% sve vode na Zemlji. Površina oceana (vodeno područje) iznosi 361 milijun km 2. Otprilike je 2,4 puta veća od kopnene površine teritorija, zauzimajući 149 milijuna km 2. Voda u oceanu je slana, a većina (više od 1 milijarde km3) održava stalnu slanost od oko 3,5% i temperaturu od približno 3,7 °C. Zamjetne razlike u salinitetu i temperaturi uočavaju se gotovo isključivo u površinskom sloju vode, kao iu rubnim, a posebno u Sredozemnom moru. Sadržaj otopljenog kisika u vodi značajno opada na dubini od 50-60 metara.

Podzemna voda može biti slana, boćata (manje slanosti) i slatka; postojeće geotermalne vode imaju povišenu temperaturu (više od 30°C). Za proizvodne aktivnosti čovječanstva i njegove kućanske potrebe potrebna je svježa voda čija količina iznosi samo 2,7% ukupne količine vode na Zemlji, a vrlo mali udio (samo 0,36%) dostupan je na mjestima koja su lako dostupni za ekstrakciju. Većina slatke vode nalazi se u snijegu i slatkovodnim santama leda koje se nalaze uglavnom u južnim područjima Arktički krug. Godišnji globalni riječni protok slatke vode iznosi 37,3 tisuće km 3 . Osim toga, može se koristiti dio podzemnih voda od 13 tisuća km 3 . Nažalost, većina riječnog toka u Rusiji, oko 5000 km 3, pada na neplodna i rijetko naseljena sjeverna područja. U nedostatku slatke vode koristi se slana površinska ili podzemna voda, koja se desalinizira ili hiperfiltrira: propušta se pod visokom razlikom tlaka kroz polimerne membrane s mikroskopskim rupama koje hvataju molekule soli. Oba ova procesa su energetski vrlo intenzivna, pa je zanimljiv prijedlog da se kao izvor slatke vode koriste slatkovodne sante leda (ili njihovi dijelovi) koje se u tu svrhu vuku kroz vodu do obala koje nemaju slatke vode, gdje organizirani su da se tope. Prema preliminarnim izračunima kreatora ovog prijedloga, dobivanje slatke vode bit će približno upola manje energetski intenzivno od desalinizacije i hiperfiltracije. Važna okolnost svojstvena vodenom okolišu je da se njime uglavnom prenose zarazne bolesti (oko 80% svih bolesti). Međutim, neki od njih, na primjer, veliki kašalj, vodene kozice, tuberkuloza, prenose se putem zračni okoliš. Kako bi se suzbila širenje bolesti putem vode, Svjetska zdravstvena organizacija (WHO) ovo je desetljeće proglasila Desetljećem pitke vode.

Ravnoteža vode na Zemlji

Da bismo zamislili koliko je vode uključeno u ciklus, okarakterizirajmo različite dijelove hidrosfere. Više od 94% sastoji se od Svjetskog oceana. Ostali dio (4%) su podzemne vode. Treba uzeti u obzir da većina njih pripada dubokim slanicama, a slatka voda čini 1/15 udjela. Volumen leda polarnih ledenjaka također je značajan: kada se pretvori u vodu, doseže 24 milijuna km, ili 1,6% volumena hidrosfere. Jezerska voda je 100 puta manja - 230 tisuća km, a riječna korita sadrže samo 1200 m vode, ili 0,0001% cijele hidrosfere. No, usprkos maloj količini vode, rijeke imaju vrlo važnu ulogu: one, kao i podzemne vode, zadovoljavaju značajan dio potreba stanovništva, industrije i navodnjavane poljoprivrede. Na Zemlji ima dosta vode. Hidrosfera čini oko 1/4180 mase našeg planeta. Međutim, udio slatke vode, isključujući vodu zarobljenu u polarnim ledenjacima, čini nešto više od 2 milijuna km, odnosno samo 0,15% ukupnog volumena hidrosfere.

Hidrosfera kao prirodni sustav

Hidrosfera je diskontinuirana vodena školjka Kopno, ukupnost mora, oceana, kontinentalnih voda (uključujući podzemlje) i ledenih ploča. Mora i oceani zauzimaju oko 71% Zemljina površina, sadrže oko 96,5% ukupnog volumena hidrosfere. Ukupna površina svih unutarnjih vodnih tijela manja je od 3% njezine površine. Ledenjaci čine 1,6% rezervi vode u hidrosferi, a njihova površina je oko 10% površine kontinenata.

Najvažnije svojstvo hidrosfere je jedinstvo svih vrsta prirodne vode(svjetski oceani, kopnene vode, vodena para u atmosferi, podzemne vode), koji se odvija u procesu kruženja vode u prirodi. Pokretačke snage ovog globalnog procesa su toplinska energija Sunca koja dolazi na Zemljinu površinu i sila gravitacije, koja osigurava kretanje i obnavljanje prirodnih voda svih vrsta.

Isparavanje s površine Svjetskog oceana i s površine kopna početna je karika u kruženju vode u prirodi, osiguravajući ne samo obnovu njezine najvrjednije komponente – slatke kopnene vode, nego i njihovu visoku kakvoću. Pokazatelj aktivnosti vodne izmjene prirodnih voda je visoka stopa njihove obnove, iako se različite prirodne vode obnavljaju (zamjenjuju) različitom brzinom. Najpokretljiviji agens hidrosfere je riječna voda, čiji je period obnove 10-14 dana.

Pretežni dio hidrosferskih voda koncentriran je u Svjetskom oceanu. Svjetski ocean je glavna završna karika kruženja vode u prirodi. Otpušta većinu isparene vlage u atmosferu. Vodeni organizmi koji nastanjuju površinski sloj Svjetskog oceana osiguravaju povratak značajnog dijela slobodnog kisika planeta u atmosferu.

Ogroman volumen Svjetskog oceana ukazuje na neiscrpnost prirodnih resursa planeta. Osim toga, Svjetski ocean je kolektor riječne vode sushi, godišnje prima oko 39 tisuća m 3 vode. Onečišćenje Svjetskog oceana koje se pojavilo na nekim područjima prijeti poremetiti prirodni proces kruženja vlage u njegovoj najkritičnijoj karici - isparavanju s površine oceana.

Voda s kemijskog gledišta

Ogromna uloga vode u ljudskom životu i prirodi razlog je da je ona jedan od prvih spojeva koji je privukao pozornost znanstvenika. Međutim, proučavanje vode je daleko od kraja.

Opća svojstva vode

Voda, zbog popularnosti svojih molekula, potiče razgradnju molekula soli u kontaktu s njom u ione, ali sama voda pokazuje veću stabilnost i kemijski čista voda sadrži vrlo malo iona H + i OH -.

Voda je inertno otapalo; kemijski se ne mijenja pod utjecajem većine tehničkih spojeva da se ne otapa. Ovo je vrlo važno za sve žive organizme na našem planetu, budući da se hranjive tvari potrebne za tkiva unose u vodenim otopinama u relativno malo promijenjenom obliku. U prirodnim uvjetima voda uvijek sadrži jednu ili drugu količinu nečistoća, u interakciji ne samo s krutim i tekućim tvarima, već i otapanjem plinova.

Čak i iz svježe oborinske vode može se izdvojiti nekoliko desetaka miligrama raznih tvari otopljenih u njoj po litri volumena. Nitko nikada nije uspio dobiti apsolutno čistu vodu u bilo kojem od njezinih agregatnih stanja; Kemijski čista voda, uglavnom lišena otopljenih tvari, proizvodi se dugotrajnim i mukotrpnim pročišćavanjem u laboratorijima ili posebnim industrijskim postrojenjima.

U prirodnim uvjetima voda ne može održati "kemijsku čistoću". U stalnom dodiru sa svim vrstama tvari, zapravo uvijek predstavlja otopinu različitih, često vrlo složenih svojstava. U slatkoj vodi sadržaj otopljenih tvari obično prelazi 1 g/l. Sadržaj soli u morskoj vodi varira od nekoliko jedinica do desetaka grama po litri: na primjer, u Baltičkom moru ima samo 5 g/l, u Crnom moru - 18, au Crvenom moru - čak 41 g/l. l.

Sastav soli morske vode uglavnom se sastoji od 89% klorida (uglavnom natrij, kalij, kalcijev klorid), 10% su sulfati (natrij, kalij, magnezij) i 1% karbonati (natrij, kalcij) i druge soli. Slatke vode obično sadrže najviše do 80% karbonata (natrij, kalcij), oko 13% sulfata (natrij, kalij, magnezij) i 7% klorida (natrij i kalcij).

Voda dobro otapa plinove (osobito kad niske temperature), uglavnom kisik, dušik, ugljikov dioksid, vodikov sulfid. Količina kisika ponekad doseže 6 mg/l. U mineralne vode Tip Narzan, ukupni sadržaj plina može biti do 0,1%. Prirodna voda sadrži humusne tvari - složene organske spojeve nastale nepotpunom razgradnjom ostataka biljnog i životinjskog tkiva, kao i spojeve poput proteina, šećera i alkohola.

Voda ima izuzetno visok toplinski kapacitet. Toplinski kapacitet vode uzima se kao jedinica. Toplinski kapacitet pijeska, na primjer, iznosi 0,2, a željeza samo 0,107 toplinskog kapaciteta vode. Sposobnost vode da akumulira velike rezerve toplinske energije omogućuje izglađivanje oštrih temperaturnih fluktuacija u obalnim područjima Zemlje u različita doba godine i različita doba dana: voda djeluje kao regulator temperature u cijelom našem planeta.

Vrijedno je istaknuti posebno svojstvo vode - njenu visoku površinsku napetost - 72,7 erg/cm 2 (pri 20°C). U tom smislu, od svih vrsta tekućina, voda je na drugom mjestu nakon žive. Ovo svojstvo vode najvećim je dijelom posljedica vodikovih veza između pojedinih molekula H 2 O. Površinska napetost posebno se jasno očituje pri prianjanju vode na mnoge površine – vlaženje. Utvrđeno je da tvari - glina, pijesak, staklo, tkanine, papir i mnoge druge, koje se lako kvase vodom, svakako sadrže atome kisika. Ta se činjenica pokazala ključnom u objašnjenju prirode vlaženja: energetski neuravnotežene molekule površinskog sloja vode imaju priliku stvoriti dodatne veze sa "stranim" atomima kisika.

Vlaženje i površinska napetost dio su fenomena koji se naziva kapilarnost: u uskim kanalima voda se može podići do visine mnogo veće od one koju gravitacija "dopušta" za stup određenog presjeka.

U kapilarama voda ima nevjerojatna svojstva. B. V. Deryagin je utvrdio da se u kapilarama voda kondenzirana iz vodene pare ne smrzava na 0 °, pa čak ni kada temperatura padne za desetke stupnjeva.



Ključni pojmovi: okoliš - životni okoliš - vodeni okoliš - tlo-zračni okoliš - okoliš tla - organizam kao životni okoliš

U prethodnim lekcijama često smo govorili o “staništu”, “životnoj sredini” i nismo dali točnu definiciju ovog pojma. Intuitivno smo pod “okolinom” podrazumijevali sve ono što okružuje organizam i na ovaj ili onaj način utječe na njega. Utjecaj okoliša na tijelo su čimbenici okoliša koje smo proučavali u prethodnim lekcijama. Drugim riječima, životni okoliš karakterizira određeni skup okolišnih čimbenika.

Općeprihvaćena definicija okoliša je ona Nikolaja Pavloviča Naumova:

OKOLIŠ - sve što okružuje organizme, izravno ili neizravno utječe na njihovo stanje, razvoj, opstanak i razmnožavanje.

Na Zemlji postoji velika raznolikost životnih uvjeta, što daje raznolikost ekološke niše i njihovu "populaciju". Međutim, unatoč toj raznolikosti, postoje četiri kvalitativno različite životne okoline koje imaju specifičan skup okolišnih čimbenika, te stoga zahtijevaju specifičan skup prilagodbi. Ovo su životne sredine:

tlo-vodeni (kopno);

drugim organizmima.

Upoznajmo se sa značajkama svakog od ovih okruženja.

Vodeni okolišživot

Prema većini autora koji proučavaju nastanak života na Zemlji, evolucijski primarni okoliš za život bio je vodeni okoliš. Nalazimo dosta neizravnih potvrda ovog stava. Prije svega, većina organizama nije sposobna za aktivan život bez ulaska vode u tijelo ili, barem, bez održavanja određenog sadržaja tekućine u tijelu. Unutarnji okoliš organizma, u kojem se odvijaju glavni fiziološki procesi, očito još uvijek zadržava značajke okoliša u kojem se odvijala evolucija prvih organizama. Stoga je sadržaj soli u ljudskoj krvi (koji se održava na relativno konstantnoj razini) blizu onoga u oceanskoj vodi. Svojstva vodenog oceanskog okoliša uvelike su odredila kemijsku i fizičku evoluciju svih oblika života.

Možda i glavni razlikovna značajka vodeni okoliš je njegova relativna konzervativnost. Na primjer, amplituda sezonskih ili dnevnih kolebanja temperature u vodenom okolišu mnogo je manja nego u okolišu kopno-zrak. Topografija dna, razlike u uvjetima na različitim dubinama, prisutnost koraljnih grebena itd. stvoriti različite uvjete u vodenom okolišu.

Značajke vodenog okoliša proizlaze iz fizikalnih i kemijskih svojstava vode. Stoga su velika gustoća i viskoznost vode od velike važnosti za okoliš. Specifična težina vode usporediva je s onom tijela živih organizama. Gustoća vode je otprilike 1000 puta veća od gustoće zraka. Stoga se vodeni organizmi (osobito oni koji se aktivno kreću) susreću s velikom silom hidrodinamičkog otpora. Zbog toga je evolucija mnogih skupina vodenih životinja išla u smjeru formiranja oblika tijela i načina kretanja koji smanjuju otpor, što dovodi do smanjenja troškova energije za plivanje. Tako se među predstavnicima nalazi aerodinamični oblik tijela razne skupine organizmi koji žive u vodi - dupini (sisavci), koštane i hrskavične ribe.

Velika gustoća vode također je razlog što se mehaničke vibracije dobro šire u vodenom okolišu. To je bilo važno u evoluciji osjetilnih organa, orijentacije u prostoru i komunikacije među vodenim stanovnicima. Brzina zvuka u vodenom okolišu, četiri puta veća nego u zraku, određuje veću frekvenciju eholokacijskih signala.

Zbog velike gustoće vodenog okoliša, njegovi stanovnici su lišeni obavezne veze sa supstratom, što je karakteristično za kopneni oblici a povezana je sa silama gravitacije. Zato postoji cijela grupa vodeni organizmi(i biljke i životinje), postoje bez obavezne veze s dnom ili drugim supstratom, "plutajući" u vodenom stupcu.

Električna vodljivost otvorila je mogućnost evolucijskog nastanka električnih osjetilnih organa, obrane i napada.

Prizemno-zračni okoliš života

Prizemno-zračni okoliš karakterizira velika raznolikost životnih uvjeta, ekoloških niša i organizama koji ih nastanjuju. Treba napomenuti da organizmi imaju primarnu ulogu u oblikovanju uvjeta kopneno-zračnog okoliša života, a prije svega plinskog sastava atmosfere. Gotovo sav kisik u zemljinoj atmosferi biogenog je podrijetla.

Glavna obilježja prizemno-zračnog okoliša su velika amplituda promjena okolišnih čimbenika, heterogenost okoliša, djelovanje gravitacijskih sila i mala gustoća zraka. Kompleks fizičko-geografskih i klimatskih čimbenika karakterističnih za određeni prirodno područje, dovodi do evolucijskog oblikovanja morfofizioloških prilagodbi organizama na život u tim uvjetima, raznolikosti životnih oblika.

Atmosferski zrak karakterizira niska i promjenljiva vlažnost. Ta je okolnost uvelike ograničila (ograničila) mogućnosti ovladavanja tlo-zračnim okolišem, a usmjerila je i evoluciju metabolizma vode i soli i strukturu dišnih organa.

Tlo kao životna sredina

Tlo je rezultat aktivnosti živih organizama. Organizmi koji su naselili tlo-zračni okoliš doveli su do nastanka tla kao jedinstvenog staništa. Tlo je složen sustav koji uključuje čvrstu fazu (čestice minerala), tekuću fazu (vlažnost tla) i plinovitu fazu. Odnos ove tri faze određuje karakteristike tla kao životne sredine.

Važna značajka tla je i prisutnost određene količine organske tvari. Nastaje kao posljedica odumiranja organizama i ulazi u sastav njihovih ekskreta (sekreta).

Uvjeti okoliš tla staništa su određena takvim svojstvima tla kao što su njegova prozračnost (tj. zasićenost zrakom), vlažnost (prisutnost vlage), toplinski kapacitet i toplinski režim (dnevne, sezonske, godišnje promjene temperature). Toplinski režim je, u usporedbi s prizemno-zračnim okolišem, konzervativniji, osobito na velikim dubinama. Općenito, tlo ima prilično stabilne životne uvjete.

Vertikalne razlike karakteristične su i za druga svojstva tla, na primjer, prodor svjetlosti prirodno ovisi o dubini.

Mnogi autori primjećuju srednji položaj životnog okoliša tla između vodenog i tlo-zračni okoliš. Tlo može ugostiti organizme koji imaju i vodene i vrsta zraka disanje. Vertikalni gradijent prodiranja svjetlosti u tlo još je izraženiji nego u vodi. Mikroorganizmi se nalaze u cijelom tlu i biljkama (prvenstveno korijenski sustavi) povezani su s vanjskim horizontima.

Organizmi u tlu odlikuju se specifičnim organima i vrstama kretanja (bušenje udova kod sisavaca; sposobnost promjene debljine tijela; prisutnost specijaliziranih čahura glave kod nekih vrsta); oblik tijela (okrugli, vulkanski, crvoliki); izdržljive i fleksibilne navlake; smanjenje očiju i nestanak pigmenata. Među stanovnicima tla široko je razvijena saprofagija - jedenje leševa drugih životinja, trulih ostataka itd.

Organizam kao stanište

Glosar

EKOLOŠKA NIŠA

položaj vrste u prirodi, uključujući ne samo mjesto vrste u prostoru, već i njezinu funkcionalnu ulogu u njemu prirodna zajednica, položaj u odnosu na abiotske uvjete postojanja, mjesto pojedinih faza životni ciklus predstavnici vrste u vremenu (npr. ranoproljetne biljne vrste zauzimaju potpuno samostalnu ekološku nišu).

EVOLUCIJA

ireverzibilni povijesni razvoj žive prirode, praćen promjenama genetskog sastava populacija, nastankom i izumiranjem vrsta, transformacijom ekosustava i biosfere u cjelini.

UNUTARNJA OKOLINA ORGANIZMA

okoliš karakteriziran relativnom postojanošću sastava i svojstava koji osigurava tijek životnih procesa u tijelu. Za čovjeka unutarnje okruženje Tijelo je sustav krvi, limfe i tkivne tekućine.

EHOLOKACIJA, LOKACIJA

određivanje položaja u prostoru objekta emitiranim ili reflektiranim signalima (u slučaju eholokacije - percepcija zvučnih signala). Imaju sposobnost eholokacije zamorci, dupini, šišmiši. Radar i elektrolokacija - percepcija reflektiranih radio signala i signala električnog polja. Neke ribe imaju sposobnost za ovu vrstu mjesta - nilska dugonjuška, gimarc.

Opće karakteristike. Hidrosfera kao vodeni životni okoliš zauzima oko 71% površine i 1/800 volumena Globus. Glavna količina vode, više od 94%, koncentrirana je u morima i oceanima (Sl. 5.2).

Riža. 5.2. Svjetski oceani u usporedbi s kopnom (prema N. F. Reimers, 1990.)

U slatkim vodama rijeka i jezera količina vode ne prelazi 0,016% ukupnog volumena slatke vode.

U oceanu s morima koja ga čine, prvenstveno se razlikuju dva ekološka područja: vodeni stup - pelagijalni a dno - bentalski. Ovisno o dubini bental se dijeli na sublitoralna zona - područje postupnog pada kopna do dubine od 200 m, kupatila - područje strmih padina i abisalna zona - oceansko dno s prosječnom dubinom od 3-6 km. Dublja bentoska područja, koja odgovaraju udubljenjima oceanskog dna (6-10 km), nazivaju se ultraabisal. Rub obale koji je poplavljen za vrijeme plime i oseke naziva se primorje Dio obale iznad razine plime, ovlažen prskanjem valova, naziva se supralitoral.

Otvorene vode Svjetskog oceana također su podijeljene u vertikalne zone koje odgovaraju bentoskim zonama: tipeligialan, bati-peligialan, abesopeligalan(Slika 5.3).

Riža. 5.3. Vertikalna ekološka zonalnost oceana

(prema N.F. Reimers, 1990.)

U vodenom okolišu živi oko 150.000 životinjskih vrsta, ili oko 7% od ukupnog broja (Sl. 5.4.) i 10.000 biljnih vrsta (8%).

Također treba napomenuti da su predstavnici većine skupina biljaka i životinja ostali u vodenom okolišu (njihova "kolijevka"), ali je broj njihovih vrsta mnogo manji od broja kopnenih. Otud zaključak – evolucija na kopnu odvijala se mnogo brže.

Mora i oceani ekvatorijalnih i tropskih područja, prvenstveno Pacifika i Atlantski oceani. Sjeverno i južno od ovih pojaseva visokokvalitetni sastav postupno se iscrpljuje. Na primjer, na području istočnoindijskog arhipelaga postoji najmanje 40.000 vrsta životinja, dok ih u Laptevskom moru ima samo 400. Glavnina organizama Svjetskog oceana koncentrirana je na relativno malom području. morske obale umjereni pojas i među mangrovama tropskih zemalja.

Udio rijeka, jezera i močvara, kao što je ranije navedeno, beznačajan je u usporedbi s morima i oceanima. Međutim, oni stvaraju zalihe svježe vode neophodne za biljke, životinje i ljude.

Riža. 5.4. Distribucija glavnih klasa životinja prema okolišu

stanište (prema G.V. Voitkevich i V.A. Vronsky, 1989)

Bilješkaživotinje smještene ispod valovite linije žive u moru, iznad nje - u kopneno-zračnom okruženju

Poznato je da nema samo vodeni okoliš snažan utjecaj na njegove stanovnike, ali i na živu tvar hidrosfere, djelujući na stanište, obrađuje ga i uključuje u kruženje tvari. Utvrđeno je da se voda oceana, mora, rijeka i jezera razgrađuje i obnavlja u biotičkom ciklusu tijekom 2 milijuna godina, odnosno sva je prošla kroz živu tvar na Zemlji više od tisuću puta.

Prema tome, moderna hidrosfera je proizvod vitalne aktivnosti žive tvari ne samo modernih, već i prošlih geoloških era.

Karakteristična značajka vodeni okoliš je njegov mobilnost, posebno u tekućim, brzim potocima i rijekama. Mora i oceani doživljavaju oseke i oseke, jake struje i oluje. U jezerima se voda kreće pod utjecajem temperature i vjetra.

Ekološke skupine hidrobionata. Debljina vode, odn pelagički(pelages - more), naseljeno pelagijskim organizmima koji imaju sposobnost plivanja ili zadržavanja u određenim slojevima (sl. 5.5).

Riža. 5.5. Profil oceana i njegovih stanovnika (prema N. N. Moiseev, 1983.)

S tim u vezi, ovi se organizmi dijele u dvije skupine: nekton I plankton. Treća skupina okoliša - bentos - tvore stanovnike dna.

Nekton(nektos - plutajući) je skup pelagičnih aktivno pokretnih životinja koje nemaju izravnu vezu s dnom. To su uglavnom velike životinje koje su u stanju prevladati velike udaljenosti i snažne vodene struje. Imaju aerodinamičan oblik tijela i dobro razvijene organe za kretanje. Tipični nektonski organizmi uključuju ribe, lignje, kitove i peraje. Osim riba, nekton u slatkim vodama uključuje vodozemce i aktivno pokretne insekte. Puno morska riba može se kretati u vodenom stupcu ogromnom brzinom: do 45-50 km/h - lignja (Oegophside), 100-150 km/h - jedrenjak (Jstiopharidae) i 130 km/h - sabljarka (Xiphias glabius).

Plankton(planktos - lutanje, lebdenje) je skup pelagičnih organizama koji nemaju sposobnost brzih aktivnih kretanja. U pravilu su to male životinje - zooplankton i biljke - fitoplankton, koji se ne mogu oduprijeti strujama. Plankton također uključuje ličinke mnogih životinja koje "plutaju" u vodenom stupcu. Planktonski organizmi nalaze se i na površini vode, u dubini iu pridnenom sloju.

Organizmi koji se nalaze na površini vode čine posebna skupina - Neuston. Sastav neustona također ovisi o razvojnom stupnju niza organizama. Prolaskom kroz stadij ličinke i odrastanjem napuštaju površinski sloj koji im je služio kao utočište i sele se živjeti na dno ili u podzemne i dublje slojeve. Tu spadaju ličinke desetonožaca, barnakula, kopepoda, puževa i školjkaša, bodljikaša, mnogočetinaša, riba itd.

Isti organizmi čiji je dio tijela iznad površine vode, a drugi u vodi nazivaju se plaiston. To uključuje patku (Lemma), sifonofore (Siphonophora) itd.

Fitoplankton igra važnu ulogu u životu vodenih tijela, jer je glavni proizvođač organske tvari. Fitoplankton prvenstveno uključuje dijatomeje (Diatomeae) i zelene alge (Chlorophyta), biljne bičaše (Phytomastigina), peridineje (Peridineae) i kokolitoforide (Coccolitophoridae). U slatkim vodama rasprostranjene su ne samo zelene alge, već i modrozelene alge (Cyanophyta).

Zooplankton i bakterije mogu se naći na različitim dubinama. U slatkim vodama, uglavnom slabo plivajućim, česti su relativno veliki rakovi (Daphnia, Cyclopoidea, Ostrocoda), mnogi rotatori (Rotatoria) i protozoe.

U morskom zooplanktonu dominiraju mali rakovi (Copepoda, Amphipoda, Euphausiaceae) i protozoe (Foraminifera, Radiolaria, Tintinoidea). Veliki predstavnici su krilati mekušci (Pteropoda), meduze (Scyphozoa) i plivajuće ctenofore (Ctenophora), salpe (Salpae) i neki crvi (Aleiopidae, Tomopteridae).

Planktonski organizmi služe kao važni komponenta hrane za mnoge vodene životinje, uključujući takve divove kao što su usati kitovi (Mystacoceti), sl. 5.6.

Slika 5.6. Shema glavnih pravaca izmjene energije i tvari u oceanu

Bentos(bentos - dubina) je skup organizama koji žive na dnu (na tlu i u zemlji) rezervoara. Dijeli se na zoobentos I fitobentos. Uglavnom su zastupljene prikačenim životinjama ili životinjama koje se sporo kreću ili kopaju. U plitkoj vodi sastoji se od organizama koji sintetiziraju organska tvar(proizvođači), oni koji ga konzumiraju (potrošači) i oni koji ga uništavaju (reduktori). Na dubinama gdje nema svjetla nema fitobentosa (producenta). U morskom zoobentosu dominiraju foraminifore, spužve, koelenterati, crvi, ramenonošci, mekušci, ascidije, ribe i dr. Bentoski oblici brojniji su u plitkim vodama. Njihova ukupna biomasa ovdje može doseći desetke kilograma po 1 m2.

Fitobentos mora uglavnom uključuje alge (dijatomeje, zelene, smeđe, crvene) i bakterije. Uz obale postoje cvjetnice - Zostera, Ruppia, Phyllospadix. Stjenoviti i kameniti dijelovi dna najbogatiji su fitobentosom.

U jezerima, kao iu morima, postoje plankton, nekton I bentos.

Međutim, u jezerima i drugim slatkovodnim tijelima ima manje zoobentosa nego u morima i oceanima, a njegov je sastav vrsta ujednačen. To su uglavnom protozoe, spužve, trepavice i maločetine, pijavice, mekušci, ličinke insekata itd.

Slatkovodni fitobentos predstavljen je bakterijama, dijatomejama i zelenim algama. Obalne biljke smještene su od obale prema unutrašnjosti u jasno definiranim pojasevima. Prvi pojas - polupotopljene biljke (trstika, rogoz, šaš i trska); drugi pojas - potopljene biljke s plutajućim listovima (lopoči, jajčaste kapsule, lopoči, vodene patke). U treći pojas prevladavaju biljke - barska trava, elodeja itd. (slika 5.7).

Riža. 5.7. Biljke s donjim korijenom (A):

1 - mačji rep; 2- rogoz; 3 - vrh strelice; 4 - vodeni ljiljan; 5, 6 - ribnjak; 7 - hara. Slobodno plutajuće alge (B): 8, 9 - nitasto zelene; 10-13 - zelena; 14-17 - dijatomeje; 18-20 - plavo-zelena

Na temelju načina života, vodene biljke se dijele na dvije glavne: ekološke skupine: hidrofiti - biljke koje su samo donjim dijelom uronjene u vodu i obično imaju korijen u zemlji, te hidatofiti - biljke koje su potpuno uronjene u vodu, a ponekad plutaju na površini ili imaju plutajuće listove.

U životu vodenih organizama važnu ulogu imaju vertikalno kretanje vode, gustoća, temperatura, svjetlosni, solni, plinski (sadržaj kisika i ugljičnog dioksida) režimi te koncentracija vodikovih iona (pH).

Temperaturni režim. U vodi se razlikuje, prvo, manjim dotokom topline, a drugo, većom stabilnošću nego na kopnu. Dio toplinske energije koja dolazi na površinu vode se reflektira, a dio troši na isparavanje. Isparavanje vode s površine rezervoara, koje troši oko 2263x8 J/g, sprječava pregrijavanje donjih slojeva, a stvaranje leda, koji oslobađa toplinu taljenja (333,48 J/g), usporava njihovo hlađenje.

Promjene temperature u tekućim vodama prate njezine promjene u okolnom zraku, razlikuju se manjom amplitudom.

U jezerima i barama umjerenih geografskih širina toplinski režim je određen dobro poznatim fizikalnim fenomenom - voda ima najveću gustoću pri 4°C. Voda u njima je jasno podijeljena u tri sloja: gornji - epilimnion,čija temperatura doživljava oštre sezonske fluktuacije; prijelazni sloj temperaturnog skoka, - metalimnion, gdje se slavi oštri pad temperature; duboko more (dno) - hipolimnion dopire do samog dna, gdje je temperatura tijekom cijele godine promjene neznatan.

Ljeti se najtopliji slojevi vode nalaze na površini, a najhladniji na dnu. Ovaj tip Raspodjela temperatura u ležištu po slojevima naziva se izravna stratifikacija Zimi, kako temperatura padne, obrnuta stratifikacija. Površinski sloj vode ima temperaturu blizu 0°C. Na dnu je temperatura oko 4°C, što odgovara njegovoj najvećoj gustoći. Dakle, temperatura raste s dubinom. Ova pojava se zove temperaturna dihotomija. Uočava se u većini naših jezera ljeti i zimi. Kao rezultat toga, vertikalna cirkulacija je poremećena, formira se stratifikacija gustoće vode i počinje razdoblje privremene stagnacije - stagnacija(Slika 5.8).

S daljnjim porastom temperature, gornji slojevi vode postaju sve manje gusti i više ne tonu - nastupa ljetna stagnacija. "

U jesen se površinske vode ponovno ohlade na 4°C i potonu na dno, uzrokujući drugo miješanje masa u godini s izjednačavanjem temperature, tj. početkom jesenske homotermije

U morski okoliš Postoji i toplinska slojevitost određena dubinom. Oceani imaju sljedeće slojeve Površinski- vode su izložene djelovanju vjetra, pa se po analogiji s atmosferom ovaj sloj naziva troposfera ili more termo-mosfere. Dnevna kolebanja temperature vode ovdje se uočavaju do otprilike 50 metara dubine, a sezonska kolebanja i dublje. Debljina termosfere doseže 400 m. srednji - predstavlja stalni termoklin. Temperatura u različitim morima i oceanima pada na 1-3°C. Proteže se do dubine od cca 1500 m. Duboko more - karakterizira ujednačena temperatura od oko 1-3°C, s izuzetkom polarnih područja, gdje je temperatura blizu 0°C.

U Općenito, treba napomenuti da amplituda godišnjih kolebanja temperature u gornjim slojevima oceana nije veća od 10-15 °C, au kontinentalnim vodama je 30-35 °C.

Riža. 5.8. Stratifikacija i miješanje vode u jezeru

(prema E. Guntheru i sur., 1982.)

Duboke slojeve vode karakterizira konstantna temperatura. U ekvatorijalnim vodama prosječna godišnja temperatura U površinskim slojevima je 26-27°C, u polarnim oko 0°C i niže. Iznimka su termalni izvori, gdje temperatura površinskog sloja doseže 85-93°C.

U vodi kao životnom okolišu, s jedne strane, postoji prilično velika raznolikost temperaturnih uvjeta, as druge strane, postoje termodinamička svojstva vodenog okoliša, kao što su visoki specifični toplinski kapacitet, visoka toplinska vodljivost i širenje tijekom smrzavanje (u ovom slučaju, led se formira samo na vrhu, a glavni vodeni stupac se ne smrzava), stvaraju povoljne uvjete za žive organizme.

Stoga je za zimovanje višegodišnjih hidrofita u rijekama i jezerima od velike važnosti vertikalna raspodjela temperatura ispod leda. Najgušći i najmanji hladna voda s temperaturom od 4°C nalazi se u donjem sloju, gdje se spuštaju zimski pupoljci (turioni) rožnjaka, mjehurića, akvarela i dr. (sl. 5.9), kao i cijelih lisnatih biljaka, kao što su patka, elodea.

Riža. 5.9. Akvarel (Hydrocharias morsus ranae) u jesen.

Vidljivi su pupoljci koji prezimljuju, tonu na dno

(od T.K. Goryshinoya, 1979.)

Utvrđeno je mišljenje da je potapanje povezano s nakupljanjem škroba i utezanjem biljaka. Do proljeća škrob se pretvara u topive šećere i masti, što čini pupoljke lakšima i omogućuje im da plutaju.

Organizmi u vodenim tijelima umjerenih geografskih širina dobro su prilagođeni sezonskim vertikalnim kretanjima slojeva vode, proljetnoj i jesenskoj homotermiji te ljetnoj i zimskoj stagnaciji. Budući da temperaturni režim vodenih tijela karakterizira velika stabilnost, stenotermija je češća među vodenim organizmima u većoj mjeri nego među kopnenim organizmima.

Eurytermalne vrste nalaze se uglavnom u plitkim kontinentalnim rezervoarima iu litoralnoj zoni mora visokih i umjerenih geografskih širina, gdje su dnevne i sezonske fluktuacije značajne.

Gustoća vode. Voda se od zraka razlikuje po tome što je gušća. U tom je pogledu 800 puta superiorniji od zraka. Gustoća destilirane vode pri temperaturi od 4 °C iznosi 1 g/cm3. Gustoća prirodnih voda koje sadrže otopljene soli može biti i veća: do 1,35 g/cm 3 . U prosjeku se u vodenom stupcu za svakih 10 m dubine tlak povećava za 1 atmosferu. Velika gustoća vode odražava se na građu tijela hidrofita. Dakle, ako su kod kopnenih biljaka mehanička tkiva dobro razvijena, osiguravajući čvrstoću debla i stabljike, raspored mehaničkih i vodljivih tkiva duž periferije stabljike stvara strukturu "cijevi" koja je dobro otporna na pregibe i savijanja, tada u hidrofita mehanička tkiva su jako reducirana, budući da se biljke same podupiru. Mehanički elementi i vodljivi snopovi često su koncentrirani u središtu stabljike ili lisne peteljke, što mu daje mogućnost savijanja pri pokretima vode.

Potopljeni hidrofiti imaju dobar uzgon koji stvaraju posebni uređaji (zračne vrećice, otekline). Dakle, listovi žabe leže na površini vode i ispod svakog lista imaju plutajući mjehurić ispunjen zrakom. Poput sićušnog prsluka za spašavanje, mjehurić omogućuje listu da pluta na površini vode. Zračne komore u stabljici drže biljku uspravnom i dovode kisik do korijena.

Uzgon se također povećava s povećanjem površine tijela. To je jasno vidljivo kod mikroskopskih planktonskih algi. Razni izdanci tijela pomažu im da slobodno "plutaju" u vodenom stupcu.

Organizmi u vodenom okolišu raspoređeni su po cijeloj njegovoj debljini. Na primjer, u oceanskim depresijama životinje se nalaze na dubinama većim od 10 000 m i podnose pritisak od nekoliko do stotina atmosfera. Tako slatkovodni stanovnici (ronilice, papuče, suvojke itd.) u pokusima mogu izdržati do 600 atmosfera. Holoturije iz roda Elpidia i crvi Priapulus caudatus žive od priobalne do ultra-abisalske zone. Istodobno, treba napomenuti da su mnogi stanovnici mora i oceana relativno stenobatični i ograničeni na određene dubine. To se prvenstveno odnosi na plitkomorske i dubokomorske vrste. Žive samo u primorju lišajevi pješčani crv Arenicola, mekušci - ljupci (Patella). Na velike dubine pri tlaku od najmanje 400-500 atmosfera nalaze se ribe iz skupine ribiča, glavonošci, rakovi, morske zvijezde, pogonofore i drugi.

Gustoća vode omogućuje životinjskim organizmima da se oslanjaju na nju, što je posebno važno za beskeletne oblike. Oslonac medija služi kao uvjet za plutanje u vodi. Upravo su na takav način života prilagođeni mnogi vodeni organizmi.

Svjetlosni način rada. Na vodene organizme uvelike utječu svjetlosni uvjeti i prozirnost vode. Intenzitet svjetlosti u vodi jako je oslabljen (sl. 5.10), budući da se dio upadnog zračenja reflektira od površine vode, a drugi apsorbira njezina debljina. Slabljenje svjetlosti povezano je s prozirnošću vode. U oceanima, na primjer, s velikom prozirnošću, oko 1% zračenja još pada na dubinu od 140 m, au malim jezerima s donekle zatvorenom vodom, već na dubini od 2 m, tek desetinke postotka.

Riža. 5.10. Osvjetljenje u vodi tijekom dana.

Rezervoar Tsimlyansk (prema A. A. Potapovu,

Dubina: 1 - na površini; 2-0,5m; 3- 1,5 m; 4-2m

Budući da zrake različitih dijelova sunčevog spektra voda različito apsorbira, s dubinom se mijenja i spektralni sastav svjetlosti, a crvene zrake slabe. Plavo-zelene zrake prodiru do značajnih dubina. Sumrak u oceanu, koji se s dubinom zgušnjava, najprije je zelen, zatim plav, indigo, plavoljubičast, da bi kasnije ustupio mjesto stalnoj tami. Sukladno tome, živi organizmi zamjenjuju jedni druge dubinom.

Tako biljke koje žive na površini vode ne osjećaju nedostatak svjetla, dok se potopljene, a posebno dubokomorske biljke svrstavaju u “floru u sjeni”. Moraju se prilagoditi ne samo nedostatku svjetla, već i promjenama u njegovom sastavu stvaranjem dodatnih pigmenata. To se može vidjeti u poznatom obrascu bojanja algi koje žive na različitim dubinama. U zonama plitkih voda, gdje biljke još uvijek imaju pristup crvenim zrakama, koje u najvećoj mjeri apsorbira klorofil, prevladavaju zelene alge. U dubljim zonama ima smeđe alge, koji osim klorofila imaju smeđe pigmente fikafein, fukoksantin itd. Još dublje žive crvene alge koje sadrže pigment fikoeritrin. Ovdje je jasno vidljiva sposobnost snimanja. sunčeve zrake S različite dužine valovi. Ova pojava se zove kromatska prilagodba.

Dubokomorske vrste imaju brojne fizičke osobine karakteristične za biljke u sjeni. Među njima vrijedi istaknuti nisku točku kompenzacije za fotosintezu (30-100 luksa), "prirodu sjene" svjetlosne krivulje fotosinteze s niskim platoom zasićenja; alge, na primjer, imaju velike kromatofore. Dok su za površinske i plutajuće forme ove krivulje “lakšeg” tipa.

Za korištenje slabog svjetla u procesu fotosinteze potrebna je povećana površina organa za asimilaciju. Tako strijelka (Sagittaria sagittifolia) razvijajući se na kopnu i u vodi stvara listove različitih oblika.

Nasljedni program kodira mogućnost razvoja u oba smjera. “Mehanizam okidač” za razvoj “vodenih” oblika lišća je zasjenjenje, a ne izravno djelovanje vode.

Često odlazi vodene biljke, uronjeni u vodu, snažno su secirani u uske niti poput režnjeva, kao, na primjer, u hornwort, uruti, mjehura, ili imaju tanku prozirnu ploču - podvodni listovi jajnih kapsula, lopoč, lišće potopljenog ribnjaka.

Ove značajke također su karakteristične za alge, kao što su nitaste alge, razrezane talije Characeae i tanke prozirne tali mnoge dubokomorske vrste. To omogućuje hidrofitima da povećaju omjer tjelesne površine i volumena, a time i da razviju veću površinu uz relativno niske troškove organske mase.

U biljkama djelomično uronjenim u vodu, heterofilija, tj. razlika u građi nadvodnih i podvodnih listova iste biljke: To je jasno vidljivo kod vodenog ljutića (sl. 5.11). Nadvodni imaju značajke zajedničke listovima nadzemnih biljaka (dorzoventralni struktura, dobro razvijena pokrovna tkiva i stomatalni aparat) , pod vodom - vrlo tanke ili secirane lisne ploče. Heterofilija je također zabilježena kod lopoča i jajnih čahura, vrhova strelica i drugih vrsta.

Riža. 5.11. Heterofilija u vodenom ljutiku

Ranunculus diversifolius (od T, G. Goryshina, 1979)

Listovi: 1 - nadvodni; 2 - pod vodom

Ilustrativan primjer je tuč (Simn latifolium) na čijoj se stabljici može vidjeti nekoliko oblika listova koji odražavaju sve prijelaze od tipično kopnenog do tipično vodenog.

Dubina vodenog okoliša također utječe na životinje, njihovu boju, sastav vrsta itd. Na primjer, u jezerskom ekosustavu glavni život koncentriran je u sloju vode, u koji prodire količina svjetlosti dovoljna za fotosintezu. Donja granica ovog sloja naziva se razina kompenzacije. Iznad te dubine biljke ispuštaju više kisika nego što troše, a višak kisika mogu iskoristiti drugi organizmi. Ispod te dubine fotosinteza ne može osigurati disanje, stoga je organizmima dostupan samo kisik koji dolazi s vodom iz površinskih slojeva jezera.

Životinje jarkih i raznolikih boja žive u svijetlim, površinskim slojevima vode, dok su dubokomorske vrste obično lišene pigmenata. U zoni sumraka oceana žive životinje koje su obojene crvenkastom bojom, što im pomaže da se sakriju od neprijatelja, jer se crvena boja u plavo-ljubičastim zrakama percipira kao crna. Crvena boja je karakteristična za životinje zone sumraka kao što su brancin, crveni koralj, razni rakovi itd.

Apsorpcija svjetlosti u vodi je to jača što je njena prozirnost manja, što je posljedica prisutnosti mineralnih čestica (glina, mulj) u njoj. Prozirnost vode također se smanjuje s brzim rastom vodene vegetacije ljetno razdoblje ili tijekom masovne reprodukcije malih organizama suspendiranih u površinskim slojevima. Prozirnost karakterizira ekstremna dubina, gdje je još uvijek vidljiv posebno spušten Secchijev disk (bijeli disk promjera 20 cm). U Sargaškom moru (najčišće vode) Secchijev disk vidljiv je do dubine od 66,5 m, u tihi ocean- do 59, u indijskom - do 50, u plitka mora- do 5-15 m. Prozirnost rijeka ne prelazi 1-1,5 m, au srednjoazijskim rijekama Amu Darya i Syr Darya - nekoliko centimetara. Stoga se granice zona fotosinteze jako razlikuju u različitim vodnim tijelima. U najčišćim vodama fotosintetička zona ili eufotička zona doseže dubinu ne veću od 200 m, zona sumraka (disfotička) proteže se do 1000-1500 m, a dublje u afotičku zonu sunčeva svjetlost uopće ne prodire.

Dnevno svjetlo u vodi mnogo je kraće (osobito u dubokim slojevima) nego na kopnu. Količina svjetla u gornjim slojevima rezervoara varira ovisno o geografskoj širini područja i dobu godine. Stoga duge polarne noći uvelike ograničavaju vrijeme pogodno za fotosintezu u arktičkom i antarktičkom bazenu, a ledeni pokrivač otežava svjetlosti pristup svim zaleđenim vodenim površinama zimi.

Režim soli. Salinitet vode ili slani režim ima važnu ulogu u životu vodenih organizama. Kemijski sastav voda nastaje pod utjecajem prirodnih povijesnih i geoloških uvjeta, kao i antropogenog utjecaja. Sadržaj kemijskih spojeva (soli) u vodi određuje njenu slanost i izražava se u gramima po litri ili po milji(°/od). Prema općoj mineralizaciji vode se dijele na slatke sa sadržajem soli do 1 g/l, bočate (1-25 g/l), morske slanosti (26-50 g/l) i slanice (više od 50 g/l). Najvažnije otopljene tvari u vodi su karbonati, sulfati i kloridi (tablica 5.1).

Prema suvremenim hipotezama o nastanku života, opće je prihvaćeno da je evolucijski primarni okoliš na našem planetu bio vodeni okoliš. Potvrda prihvaćenih tvrdnji je da je koncentracija kisika, kalcija, kalija, natrija i klora u našoj krvi približna onoj u oceanskoj vodi.

Vodeno stanište

U svom sastavu, osim morski ocean, uključuje sve rijeke, jezera i podzemne vode. Potonji su, pak, izvor hrane za rijeke, jezera i mora. Stoga je ciklus vode u prirodi pokretačka snaga hidrosfere i važan izvor slatke vode na kopnu.

Na temelju navedenog hidrosferu treba podijeliti na:

• površina (površinska hidrosfera uključuje mora i oceane, jezera, rijeke, močvare, ledenjake itd.);
• pod zemljom.

Glavna značajka površinske hidrosfere je da ne tvori kontinuirani sloj, ali istodobno zauzima značajno područje - 70,8% Zemljine površine.

Sastav podzemne hidrosfere predstavljen je podzemnom vodom. Ukupni volumen rezervi vode na Zemlji iznosi oko 1370 milijuna km3, od čega je oko 94% koncentrirano u oceanima, 4,12% u podzemnim vodama, 1,65% u ledenjacima i manje od 0,02% vode sadržano je u jezerima i rijekama.

U hidrosferi, na temelju životnih uvjeta živih organizama, razlikuju se sljedeće zone:

• pelagikal - vodeni stup i bentos - dno;
• u bentalu, ovisno o dubini, razlikuje se sublitoral - područje glatkog porasta dubine do 200 m;
• batial - donja padina;
• abisal - oceansko korito, duboko do 6 km;
• ultraabisal, predstavljen depresijama oceanskog dna;
• litoral, koji predstavlja rub obale, redovito plavljen tijekom plime i isušen osekom, i sublitoral, koji predstavlja dio obale navlažen mlazom valova.

Na temelju vrste staništa i načina života živi organizmi koji nastanjuju hidrosferu dijele se u sljedeće skupine:

1. pelagosi - su skup organizama koji žive u vodenom stupcu. Među pelagom razlikuje se plankton - skupina organizama koja uključuje biljke (fitoplankton) i životinje (zooplankton), koji nisu sposobni za samostalno kretanje u vodenom stupcu i pokreću ih struje, kao i nekton - skupina živih organizmi sposobni za samostalno kretanje u vodenom stupcu (ribe, školjke itd.).
2. bentos je skupina organizama koji žive na dnu iu tlu. S druge strane, bentos se dijeli na fitobentos, kojeg predstavljaju alge i više biljke, i zoobentos ( morske zvijezde, rakovi, mekušci itd.).

Ekološki čimbenici u vodenim staništima

Glavni čimbenici okoliša u vodenom staništu su struje i valovi koji djeluju gotovo neprekidno. Oni mogu imati neizravan učinak na organizme, mijenjajući ionski sastav vode, njezinu mineralizaciju, što zauzvrat pridonosi promjenama koncentracija hranjivim tvarima. Što se tiče izravnog utjecaja gore navedenih čimbenika, oni doprinose prilagodbi živih organizama protoku. Tako npr. ribe koje žive u mirnim vodama imaju tijelo spljošteno sa strane (deverika), dok u brzim vodama imaju zaobljeno tijelo (pastrva).

Budući da je prilično gust medij, voda pruža značajan otpor kretanju živih organizama koji ga nastanjuju. Zbog toga većina stanovnika hidrosfere ima aerodinamičan oblik tijela (ribe, dupini, lignje itd.).

Napomena 1

Vrijedno je napomenuti da ljudski embrij u prvim tjednima svog razvoja na mnogo načina podsjeća na riblji embrij i tek u dobi od jednog i pol do dva mjeseca stječe osobine karakteristične za ljude. Sve to ukazuje na kritičnu važnost vodenog okoliša u razvoju života.

Životni okoliš u vodi.

Hidrosfera zauzima približno 71% površine planeta. Njegova glavna količina koncentrirana je u morima i oceanima (94%). U slatkovodnim vodnim tijelima količina vode je mnogo manja (0,016%).

U vodenom okolišu živi oko 150 tisuća vrsta životinja (7% ukupnog broja na Zemlji) i 10 tisuća vrsta biljaka (8%).

Značajke vodenog okoliša: pokretljivost, gustoća, posebna sol, svjetlost i temperaturni uvjeti, kiselost (koncentracija vodikovih iona), sadržaj kisika, ugljičnog dioksida i hranjivih tvari.

Važna značajka vodenog okoliša je njegova mobilnost. U potocima i rijekama Prosječna brzina protok se obično povećava kako se kreće nizvodno. Zapravo brza struja rastu biljke koje prekrivaju podlogu, ili nitaste alge, mahovine i jetrenjače. U slaboj struji - biljke teku oko toka, ne pružaju mu veći otpor i čvrsto su pričvršćene za nepomični objekt s obilnim rastom adventivnog korijenja. Nevezane, slobodno plutajuće biljke nalaze se na mjestima sa sporim strujama ili gdje struje uopće nema.

Beskralješnjaci nemirnih rijeka imaju izrazito spljošteno tijelo.

Voda je 800 puta jača od zraka po gustoći. Gustoća prirodnih voda je 1,35 g/cm3 zbog sadržaja soli. Za svakih 10 m dubine tlak se povećava za 1 atmosferu. Kod hidrobionata su mehanička tkiva jako reducirana. Potpora okoliša služi kao uvjet za lebdenje i održavanje neskeletnih oblika u vodi. Mnogi hidrobionti prilagođeni su ovakvom načinu života.

Režim soli važne za vodene organizme.Prema općoj mineralizaciji vode se mogu podijeliti na slatke sa sadržajem soli do 1 g/l, bočate (1 - 25 g/l), morske slanosti (26 - 50 g/l) i salamura (više od 50 g/l) . Najvažnije otopljene tvari u vodi su karbonati, sulfati i kloridi.

Kalcij može djelovati kao ograničavajući faktor. Postoje "meke" vode - sadržaj kalcija manji od 9 mg po 1 litri i "tvrde" vode koje sadrže kalcij više od 25 mg po 1 litri.

U morskoj vodi pronađeno je 13 metaloida i najmanje 40 metala.

Salinitet vode može imati značajan utjecaj na distribuciju i brojnost organizama.

Zrake različitih dijelova sunčevog spektra voda različito apsorbira, spektralni sastav svjetlosti se mijenja s dubinom, a crvene zrake slabe. Plavo-zelene zrake prodiru do značajnih dubina. Sve dublji sumrak u oceanu prvo je zelen, zatim plav, indigo, plavo-ljubičast, a kasnije se miješa sa stalnom tamom.

U zonama plitke vode biljke koriste crvene zrake koje najviše apsorbira klorofil, u pravilu prevladavaju zelene alge. U dubljim zonama nalaze se smeđe alge koje osim klorofila sadrže smeđe pigmente fikafein, fukoksantin i dr. Još dublje žive crvene alge koje sadrže pigment fikoeritrin. Taj se fenomen naziva kromatografska adaptacija.

Životinje jarkih i raznolikih boja žive u svijetlim, površinskim slojevima vode; dubokomorske vrste obično su lišene pigmenata. Organizmi s crvenkastom bojom žive u zoni sumraka, što im pomaže da se sakriju od neprijatelja.

Amplituda godišnjih kolebanja temperature u gornjim slojevima oceana nije veća od 10-15 0 C , u kontinentalnim vodama 30-35 0 C. Duboke slojeve vode karakterizira stalna temperatura. U ekvatorijalnim vodama prosječna godišnja temperatura površinskih slojeva je 26-27 0 C, u polarnim vodama oko 0 0 C i niže. Izuzetak su termalni izvori, gdje temperatura površinskog sloja doseže 85 - 93 0 C.

Termodinamičke značajke vodenog okoliša - veliki specifični toplinski kapacitet, visoka toplinska vodljivost i širenje tijekom smrzavanja - stvaraju povoljne uvjete za žive organizme.

Uz promociju kiselost vode, raznolikost vrsta životinja koje nastanjuju rijeke, bare i jezera obično se smanjuje.

Slatkovodne vode s pH 3,7 - 4,7 smatraju se kiselim, 6,95 - 7,3 - alkalnim, a s pH većim od 7,8 - alkalnim. U slatkovodnim tijelima, pH doživljava značajne fluktuacije, često tijekom dana. Morska voda alkalnija i pH joj se mijenja manje od slatke vode. pH opada s dubinom.

Većina slatkovodne ribe podnosi pH razine od 5 do 9. Ako je pH manji od 5, dolazi do masovnog uginuća ribe, a iznad 10, sve ribe i druge životinje umiru.

Glavni plinovi vodenog okoliša su kisik i ugljični dioksid, a sumporovodik ili metan imaju sekundarni značaj.

Kisik je najvažniji za vodeni okoliš ekološki faktor. U vodu ulazi iz zraka, a biljke ga oslobađaju tijekom procesa fotosinteze. Povećanjem temperature i slanosti vode smanjuje se koncentracija kisika u njoj. U slojevima gusto naseljenim životinjama i bakterijama može doći do nedostatka kisika zbog povećane potrošnje kisika. Uvjeti blizu dna rezervoara mogu biti bliski anaerobnim.

Ugljičnog dioksida ima 700 puta više nego u atmosferi, jer je 35 puta topljiviji u vodi.

U vodenom okolišu mogu se razlikovati tri ekološke skupine vodenih organizama:

1)nekton (plutajući) - Ovo je zbirka aktivno pokretnih životinja koje nemaju izravnu vezu s dnom. To su uglavnom velike životinje sposobne prevaliti velike udaljenosti i snažne struje.

2)plankton (lutajući, plutajući) je skup organizama koji nemaju sposobnost brzog aktivnog kretanja. Dijeli se na fitoplankton (biljke) i zooplankton (životinje). Planktonski organizmi nalaze se i na površini vode, u dubini iu pridnenom sloju.

3) bentos (dubina) je skup organizama koji žive na dnu (na tlu i u zemlji) vodenih tijela. Dijeli se na zoobentos i fitobentos.