7.7.1 ВЕРТИКАЛЬНА СТРУКТУРА ВОДНИХ ЕКОСИСТЕМ
Поглинання різних спектральних діапазонів сонячної радіації водною товщею
Вертикальна структура водних екосистем виражена більш чітко ніж в екосистемах суші. Основним фактором, який створює градієнт вертикального розчленування біоценозу, є кількість світлової енергії, яка швидко поглинається водною товщею. Причому крім зменшення загальної освітленості, відбувається неоднорідне поглинання різних спектральних діапазонів сонячної радіації. У більш глибокі шари води проникає короткохвильове блакитне та зелене випромінювання, у той час як червоне та фіолетове не проникає глибше 10 м (точні величини залежать від хімічного складу води та кута падіння сонячних променів). Завдяки особливостям енергетичного спектру на великих глибинах фотоавтотрофні організми мають специфічний набір пігментів, здатних поглинати енергію цих діапазонів – хроматична адаптація.
За кількістю проникаючого світла, товщу моря поділяють на дві горизонтальні зони: верхню, або евфотичну зону – це товща води приблизно до 200 м, де інтенсивність освітлення достатня для проходження фотосинтезу. Афотична зона – простягається глибше 200 м – кількості світлової енергії для фотосинтезу недостатньо. Афотична зона поділяється у свою чергу на мезопелагіаль, батіпелагіаль та бентосну зону (абісаль), кожна з яких населена специфічними гідробіонтами, переважна більшість з яких є гетеротрофними організмами. В афотичній зоні створюються вертикальні потоки речовини, що утворилася при відмиранні біотичних угруповань верхніх зон. По мірі заглиблення відмерлі рештки асимілюються гетеротрофними організмами, після відмирання яких знову продовжують шлях до дна.
Ярусність екосистем Світового океану
Специфічні умови певних вертикальних зон водних екосистем викликали появу окремих екологічних груп гідробіонтів. В залежності від вертикальної зони мешкання виділяють наступні екологічні (життєві) форми водних організмів:
Нейстон – сукупність організмів, що мешкають біля поверхневої плівки води – межі водного та повітряного середовищ. Нейстон складають в основному водорості та дрібні тварини. Виділяють епінейстон – організми, які мешкають над поверхневою плівкою (наприклад, клоп-водомірка), та гіпонейстон – прикріплюються до неї знизу (наприклад, личинки та лялечки комарів). Окремо виділяють плейстон – організми, частина яких знаходиться на поверхні води, частина занурена у води (наприклад, сифонофора португальський кораблик)
Планктон – найчастіше дрібні організми, які мешкають у товщі води у завислому стані та не здатні активно протистояти перенесенню течією. Найбільша кількість планктонних організмів мешкає у еуфотичному шарі і являють собою мікроскопічні організми. В залежності від типу живлення, розрізняють фітопланктон – представлений автотрофними мікроскопічними організмами (одноклітинні водорості та бактерії), та зоопланктон – дрібні ракоподібні, личинки риб, реброплави, медузи. Вони мають специфічні пристосування для підтримання у завислому стані – дрібні розміри, тонкі довгі вирости, значні запаси жирових включень Поряд з дрібними планктонниим організмами існують і представники велетенського розміру. Наприклад, деякі медузи сягають розміру 2 м. До планктону відносять навіть велетенську рибу-місяць, масою до 1,5 т.
Нектон – активно плаваючі організмів водної товщі. Можуть активно протистояти течії та переміщуватись на значні відстані (риби, кальмари та крилоногі молюски, китоподібні та ластоногі). Мають пристосування для активного плавання – обтічну форму тіла, довгі плавці.
Бентос – мешканці поверхні дна. Мають специфічні пристосування – засоби для прикріплення до поверхні дна та закопування у донні відклади. Розрізняють фітобентос (фотосинтетичні органзми, які мешкають на дні неглибоких ділянок) та зообентос.
Перифітон – угруповання організмів, які прикріплені до твердого субстрату. Можуть мешкати як на горизонтальній, так і на вертикальній поверхні завдяки спеціальним прикріпним механізмам. Часто мають тверді захисні покриви для протидії ударам хвиль.
Для континентальних водних екосистем також характерна вертикальна неоднорідність, яка найбільш виражена для озер (особливо таких великих, як Каспійське та Азовське моря, озеро Байкал). Подібно океанам, в структурі озерної екосистеми виділяють пелагіаль та бенталь. У свою чергу, пелагіаль поділяють на епілімніон – товща води, для якої характерні добові коливання температури; та гіполімніон – придонний шар води, де температура протягом року змінюється слабо. Між ними розташований металімніон (термокліна) – зона температурного стрибка.