2 Водне середовище як екологічна система

2.1 Поняття про водну екосистему

Живі організми (біота) і їх неживе (абіотичне) оточення, тобто незаселене середовище, нерозривно пов'язані один з одним і знаходяться в постійній взаємодії, спільно утворюючи екологічну систему (екосистему).

Численними авторами пропонувалися різні поняття про екосистему. Найбільш сталим і типовим слід уважати таке визначення:

Екосистема - єдиний природний комплекс, створений живою біотою й середовищем, у якому вона існує, і де всі компоненти тісно пов'язані обміном речовин, енергією, інформацією.

Гідроекологія вивчає водні екосистеми (гідроекосистеми) - озерні, річкові, водосховищ і ставків, тобто - прісноводні екосистеми. Надалі ми будемо вивчати екосистеми водосховищ, озер, річок, гирлових областей річок і лиманів.

Розглянемо декілька прикладів екосистем, наприклад, ставок і водозбірний басейн. Як тільки ми візьмемо пробу води зі ставка, у першу чергу, стає очевидним невіддільність живих організмів від їхнього неживого середовища. Рослини, тварини, мікроорганізми не тільки живуть у ставку й на лугу, але й змінюють хімічний склад води, ґрунту й повітря, які, власне, і складають фізичне середовище. Так, ємність зі ставковою водою, проба донного мулу або лугового ґрунту містять суміш живих організмів (рослин і тварин), органічних і неорганічних компонентів. Деякі крупніші тварини й рослини можуть бути виділені із проби для вивчення, підрахунку, але міріади дрібних живих істот важко повністю відокремити від їхнього неживого середовища так, щоб не змінилися його властивості. Звичайно, можна обробити пробу води, донного мулу або ґрунти в автоклаві, після чого залишаться тільки неживі компоненти, але цей залишок уже не можна назвати ставковою водою або ґрунтом. Це буде речовина із зовсім іншим зовнішнім виглядом і властивостями.

Біологічні компоненти ставка здаються автономними, проте насправді це в дуже великому ступені відкрита система, яка входить складовою частиною в крупнішу систему водозбірного басейну. Функціонування й відносна стабільність екосистеми ставка значною мірою визначаються швидкістю припливу й відтоку води, речовин, організмів із різних частин водозбірного басейну. У невеликому водоймищі, де винесення води обмежене, нерідко накопичуються речовини. Якщо, наприклад, органічні речовини побутових або промислових стічних вод не асимілюються, то їхнє швидке накопичення може загубити систему. Ерозія ґрунту й втрата біогенних елементів із порушеного лісу або з неправильно оброблюваного поля, що вдобрюється, не тільки обідняє ці екосистеми, але часто викликає евтрофікацію або інші неприємні наслідки в екосистемах «нижче за течією». Отже, враховуючи інтереси людини, мінімальною одиницею екосистеми слід уважати не одне водоймище або клаптик землі, покритий рослинністю, а весь водозбірний басейн. Така одиниця як об'єкт регулювання людиною повинна включати на кожен квадратний метр водної поверхні щонайменше в 20 разів більшу поверхню суші водозбірного басейну. Іншими словами, поля, ліси, водоймища й міста, зв'язані між собою річкою або системою річок (або іноді мережею підземних вод), взаємодіючи, утворюють одиницю екосистемного рівня.

Концепція водозбірного басейну допомагає правильно сформулювати багато проблем і конфліктів, які чекають нас у майбутньому. Наприклад, причини забруднення вод і способи боротьби з ними не вдається виявити, якщо вивчати тільки воду; наші водні ресурси страждають, звичайно, через погане господарювання на всій площі водозбірного басейну, який і повинен розглядатися як керована одиниця.