Добова динаміка

Добові зміни чисельності й біомаси простежуються в популяціях дрібних організмів з дуже коротким життєвим циклом – бактерій, одноклітинних водоростей і найпростіших, у яких є добова ритміка розмноження або смертності. Внаслідок переважного розмноження у світлий час доби й загибелі в темний час сумарна кількість водоростей вдень часто в 2–3 рази більше, ніж уночі. Добова динаміка чисельності добре простежується й у бактерій. Відоме значення має й пригнічення розмноження бактерій метаболітами водоростей, що активно діляться вдень. Добовою ритмікою харчування ряду тварин може обумовлюватися відповідна динаміка чисельності найпростіших і інших дрібних гідробіонтів з коротким циклом розвитку.

Сезонна динаміка

Сезонні коливання чисельності й біомаси популяцій водних організмів в основному пов'язані зі зміною інтенсивності сонячної радіації як безпосереднього джерела енергії для фотосинтезуючих рослин і як фактора, що впливає на терміку водойм. Зміни в кількості падаючого світла, обумовлюючи періодичність розвитку водоростей, визначають і циклічність динаміки чисельності тварин, що харчуються рослинами.

Сезонна динаміка планктонних водоростей. Динаміка чисельності й біомаси водоростей визначається головним чином сезонними змінами освітленості, кількості живильних солей, температури, вертикальної стійкості водних мас, а також ритмікою виїдання водоростей тваринами. Сезонні зміни освітленості збільшуються в напрямку високих широт, і відповідно до цього різкіше різниця в кількісному багатстві фітопланктону з переходом від весни до літа, осені й зимі. По мірі розвитку фітопланктону вода збіднюється живильними солями, і чисельність водоростей починає знижуватися. Наступне накопичення біогенів супроводжується новим збільшенням кількості водоростей. У тих випадках, коли кількість живильних солей має не один, а кілька максимумів протягом періоду вегетації, в розвитку фітопланктону спостерігається відповідне число спалахів. Як правило, в тропічних і помірних морях простежуються два піки чисельності водоростей, які із просуванням у високі широти усе більше зближуються один з одним у часі. У високоарктичних водах через стислість вегетаційного періоду спостерігається тільки один пік чисельності водоростей. У морях чітко простежується залежність чисельності водоростей від вертикальної стійкості водних мас. З одного боку, перемішування водних мас у вертикальному напрямку сприятливо для розвитку водоростей, тому що забезпечує поповнення поверхневих шарів біогенами за рахунок їхнього виносу із глибин. З іншого боку, вертикальні течії води можуть заносити водорості на такі глибини, де світла для них недостатньо. Чим товще шар води, у якому розосереджені водорості, тим менше світла вони можуть утилізувати, оскільки частина його із просуванням углиб поглинається водою. Крім цього, життєдіяльність вертикально переміщуваних водоростей пригнічується і в іншому відношенні: вони не можуть придбати температурних і світлових адаптацій, що підвищують ефективність фотосинтезу. Такі властивості виробляються тільки в умовах чіткої вертикальної стратифікації водної маси. Внаслідок цього, наприклад, у прибережних водах цвітіння фітопланктону починається раніше, оскільки тут швидше встановлюється відповідна стратифікація. Прибережні води, що опрісняються стоком із суши і завдяки цьому мають меншу густину, по мірі танення снігів тонким шаром розливаються по поверхні більше солоних вод. В результаті утворюється розшарування товщі води, область поширення якого розширюється в напрямку від прибережжя у відкрите море, відповідно чому в цвітіння послідовно включаються все нові, більше віддалені від берега ділянки моря. Розтіканням поталої води по поверхні солоної й утворенням за цей рахунок стратифікації пояснюється інтенсивний розвиток водоростей у кромки льоду, що тане, і являє собою «фальшивий берег». Порушенням стратифікації води можна пояснити й несприятливу дія штормів на розвиток фітопланктону.

Сезонна динаміка планктонних тварин. Сезонні коливання біомаси й чисельності популяцій планктонних тварин пов'язані головним чином з періодичністю масової появи у водоймах водоростей і інших рослин, що 52

являють собою їжу для організмів зоопланктону. Коливання терміки являють собою другий важливий фактор, що визначає сезонність зміни чисельності планктонних тварин. Третій найважливіший фактор динаміки зоопланктону – сезонність його виїдання рибами та іншими тваринами. Оскільки більшість планктонних тварин рослиноїдні, зоопланктон збагачується кількісно тільки після масової появи водоростей, причому з деяким запізненням. У самому зоопланктоні рослиноїдні форми з'являються в масовій кількості раніше зоопланктофагів, а наявність останніх являє собою передумову підвищення чисельності хижаків, що живуть за рахунок м'ясоїдних планктонних тварин. Із просуванням у високі широти тривалість вегетаційного сезону водоростей знижується, відповідно скорочуються й періоди високої чисельності зоопланктону. Паралельно цьому зростають сезонні коливання кількості зоопланктону, які порівняно невеликі в низьких широтах і більш різкі у високих. У деяких випадках масова поява водоростей супроводжується пригніченням зоопланктону. У ставках неодноразово спостерігалося зниження чисельності веслоногих рачків і коловерток у періоди масової появи синьо-зеленої водорості Aphanizomenon. Очевидно, негативно впливають на зоопланктон високі концентрації деяких метаболітів, що створюються під час масової появи водоростей.

Багатство зоопланктону різко зростає в періоди розмноження донних тварин за рахунок появи їх пелагічних личинок після весняного спалаху фітопланктону. Личинки живуть у товщі води від декількох тижнів, у водоймах високих широт, до багатьох місяців у тропічних водах. Після досягнення максимуму чисельність зоопланктонтів починає знижуватися в результаті їх виїдання й відмирання.

Сезонна динаміка донних тварин. Сезонні коливання чисельності й біомаси донних тварин у першу чергу залежать від особливостей їхнього розмноження, росту й виїдання, а також від ряду абіотичних факторів, зокрема терміки водойм. Остання визначає час розмноження донних тварин як безпосередньо, так і через появу водоростей, якими харчуються пелагічні личинки бентичних організмів.

У континентальних водоймах різкі коливання чисельності й біомаси популяцій донних тварин можуть обумовлюватися масовим вильотом комах. У ставках і озерах, де на частку личинок комах доводиться нерідко більше половини всієї біомаси бентосу, його збідніння під час вильоту імаго часто носить спустошливий характер. Залежно від кількості генерацій у масових форм комах різкі зниження біомаси бентосу в таких водоймах бувають від 1 до 3–4 разів на рік.