Экология. Особи, популяции и сообщества. Том 1 - Бигон М.
ISBN 5-03-001121-8
Скачать (прямая ссылка):
степени доступности биогенных элементов и(или) на концентрациях ядовитых
веществ (рис. 2.18). При pH ниже 4,0-4,5 минеральные почвы содержат так
много ионов алюминия (А13+), что становятся высокотоксичными для
большинства растений. Кроме алюминия, при низких pH в токсичных
концентрациях могут содержаться еще железо и марганец (в виде ионов Fe3+
и Мп2+), которые вообще-то совершенно необходимы растениям. На другом
конце шкалы значений pH серьезной проблемой может стать нехватка тех же
самых биогенных элементов. В щелочных почвах железо, марганец, фосфаты
(Р043~) и некоторые микроэлементы оказываются связанными в составе
сравнительно малорастворимых соединений, и растения обеспечены ими плохо.
Пределы устойчивости по отношению к pH почвы у разных растений различны,
но лишь очень немногие из них способны расти и размножаться при pH ниже
4,5.
Примерно так же обстоит дело с животными, населяющими реки, пруды и
озера; с повышением кислотности воды видовое разнообразие обычно
снижается. Повышенная кислотность может воздействовать на животных тремя
путями: 1) прямо - нарушая процесс осморегуляции, работу ферментов или
газообмен через дыхательные поверхности; 2) косвенно-повышая концентрации
токсичных тяжелых металлов (особенно алюминия) в результате катионного
обмена с донными осадками; 3) косвенно- снижая качество и разнообразие
доступных животным источников пищи [при низком pH подавляется, например,
раз-
98
Ч. 1. Организмы
витие грибов (Hild'rew et al., 1984), а водная растительность нередко
отсутствует или менее разнообразна, чем в водоемах с нормальным pH воды].
В том, какова роль pH в воде и в почве, можно усмотреть некоторые важные
параллели. В обоих случаях влияние pH бывает либо прямым (при токсичных
концентрациях ионов Н+ или ОН-), либо косвенным. Косвенное влияние
осуществляется либо через взаимодействие между двумя различными условиями
(pH и концентрациями ядовитых веществ), либо через взаимодействие между
условием (pH) и степенью доступности ресурса (например, фосфатов,
становящихся менее доступными наземным растениям при высоком pH почвы,
или биомассы грибов, которыми питается какое-нибудь речное беспозвоночное
и которых становится меньше при низком значении pH воды).
Обсуждая в настоящей главе взаимосвязь между организмами и условиями их
существования, мы пока что выделяли лишь пространственный аспект
распространения организмов. В противоположность этому результаты
недавнего исследования микроскопических диатомовых водорослей, обитающих
и обитавших в одних и тех же озерах, привлекли внимание к тому, как
изменение условий может порождать временные сдвиги относительного обилия
организмов различных видов. На рис. 2.19 показано, как за минувшие 400
(или несколько более) лет изменился видовой состав диатомовых водорослей
озера Раунд-Лох-оф-Гленхед (Шотландия). Керн донных осадков, содержащий
накопившиеся в нем и поддающиеся определению остатки диатомей, был
подвергнут послойному анализу; данные этого анализа отчетливо
свидетельствуют о значительной и резкой убыли тех водорослей, о которых
известно, что они лишь изредка встречаются в воде с pH ниже 5,5
(например, Anomoeoneis vitrea и Tabellaria flocculosa), а также о
сопровождавшем эту убыль подъеме численности водорослей, характерных для
кислых вод (например, Eunotia veneris и Tabellaria quadriseptata).
Основной причиной подобных изменений, описанных применительно к целому
ряду самых разнообразных европейских и североамериканских озер, явились,
по-видимому, кислые дожди (Battarbee, 4984). Со времен промышленной
революции сжигание ископаемого топлива, неизбежно сопровождающееся
выбросом в атмосферу различных загрязняющих веществ (прежде всего
двуокиси серы), приводило к отложению сухих ацидо-генных частиц и
выпадению дождя, вода которого по сути дела представляла собой слабую
сернистую кислоту. Имеющиеся у нас сведения об устойчивости различных
диатомовых водорослей по отношению к pH воды позволяют примерно
воссоздать историческую картину изменения pH воды того или иного озера;
результаты подобной реконструкции применительно к
Гл. 2. Условия
99
озеру Раунд-Лох-оф-Гленхед приведены на рис. 2.19. Приблизительно с 1850
г. по настоящее время значение pH понизилось примерно с 5,5 до 4,6.
2.7. Соленость
Обитатели эстуариев. - Растения салоноводных маршей.
Живя в воде, добыть воду не проблема. Однако если организм живет в воде
пресной или слегка солоноватой, то вода стремится проникнуть в него извне
осмотическим путем, и соответственно организму приходится это
проникновение предотвращать или каким-то иным способом ему
противодействовать. Морские обитатели в большинстве своем изотоничны
морской воде, так что их водный баланс сходится; но многие из них
гипотоничны, и вода, стало быть, покидает их тело и уходит в окружающую
среду, что ставит их примерно в то же положение, в каком находятся
наземные организмы. Таким образом, для многих гидробионтов регулирование
