Войти
Этот поток в национальных и государственных парках Редвуд вместе с окружающей средой можно рассматривать как образующий реку экосистема. Речные экосистемы представляют собой проточные воды, которые осушают ландшафт и включают биотические (живые) взаимодействия между растениями, животными и микроорганизмами, а также абиотические (неживые) физические и химические взаимодействия многих его частей. Речные экосистемы являются частью более крупных водосборных сетей или водосборов, где более мелкие верхние потоки стекают в средние потоки, которые постепенно стекают в более крупные речные сети.
Речные экосистемы являются яркими примерами лотковых экосистем. Лотик означает текущую воду, от латинского lotus, что означает омытый. Плоские воды простираются от источников шириной всего несколько сантиметров до крупных рек шириной километров. Большая часть этой статьи применима к лоточным экосистемам в целом, включая связанные с ними лотковые системы, такие как потоки и источники. Лотические экосистемы можно противопоставить непроточным экосистемам, которые включают относительно спокойные наземные воды, такие как озера, пруды и водно-болотные угодья. Вместе эти две экосистемы образуют более общую область изучения пресноводной или водной экологии.
Следующие объединяющие характеристики делают экологию проточных вод уникальной среди водных сред обитания.
Неживые компоненты экосистемы называются абиотическими компонентами. Например. камень, воздух, почва и т. д.
Задумчивая река Куплакуррипа, Новый Южный Уэльс 
Пороги в Провинциальный парк Маунт-Робсон Однонаправленный поток воды является ключевым фактором в лотковых системах, влияющих на их экологию. Однако поток может быть непрерывным или прерывистым. Водоток является результатом суммарного поступления грунтовых вод, осадков и наземного стока. Водный поток может варьироваться в зависимости от системы, от проливных порогов до медленных заводей, которые почти похожи на непроточные системы. Скорость или скорость потока воды в водяном столбе также может варьироваться в пределах системы и подвержена хаотической турбулентности, хотя скорость воды имеет тенденцию быть самой высокой в средней части русла потока (известная как талвег ). Эта турбулентность приводит к отклонениям потока от среднего вектора нисходящего потока, что характерно для вихревых токов. Вектор среднего расхода основан на изменчивости трения о дно или боковые стороны канала, волнистости , препятствиях и градиенте наклона. Кроме того, количество воды, поступающей в систему от прямых осадков, таяния снега и / или грунтовых вод, может влиять на скорость потока. Количество воды в потоке измеряется как расход (объем в единицу времени). По мере того как вода течет вниз по течению, ручьи и реки чаще всего увеличивают объем воды, поэтому при базовом расходе (т. Е. Без ливневого поступления) меньшие верхние потоки имеют очень низкий расход, в то время как большие реки имеют гораздо больший расход. «Режим течения» реки или ручья включает в себя общие модели стока в годовых или десятилетних временных масштабах и может отражать сезонные изменения в потоке.
Хотя поток воды в значительной степени определяется уклоном, текущие воды могут меняться общая форма или направление русла ручья, характеристика, также известная как геоморфология. Профиль водной толщи реки складывается из трех основных факторов: эрозии, переноса и отложения. Реки были описаны как «сточные канавы, по которым текут руины континентов». Реки непрерывно размывают, переносят и откладывают субстрат, отложения и органический материал. Непрерывное движение воды и увлекаемого материала создает множество сред обитания, включая перекаты, скольжения и бассейны.
Свет важен для лотковые системы, потому что они обеспечивают энергию, необходимую для управления первичной продукцией посредством фотосинтеза, а также могут обеспечить убежище для жертв в тени, которые они отбрасывают. Количество света, которое получает система, может быть связано с комбинацией внутренних и внешних переменных потока. Например, территория, окружающая небольшой ручей, может быть затенена окружающими лесами или стенами долины. Более крупные речные системы имеют тенденцию быть широкими, поэтому влияние внешних переменных сводится к минимуму, и солнце достигает поверхности. Эти реки также имеют тенденцию быть более бурными, и частицы в воде все больше ослабляют свет по мере увеличения глубины. Сезонные и дневные факторы также могут влиять на доступность света, поскольку угол падения, под которым свет падает на воду, может привести к потере света из-за отражения. Известный как Закон Бера, чем меньше угол, тем больше света отражается, а количество полученного солнечного излучения логарифмически уменьшается с глубиной. Дополнительные факторы, влияющие на доступность света, включают облачный покров, высоту и географическое положение.
Castle Geyser, Йеллоустонский национальный парк 
Лесной ручей зимой около Эрцхаузен, Германия Большинство лотосных видов - это пойкилотермы, внутренняя температура которых зависит от окружающей среды, поэтому температура является для них ключевым абиотическим фактором. Вода может быть нагрета или охлаждена за счет излучения на поверхности и проводимости к или от воздуха и окружающей подложки. Мелкие потоки обычно хорошо перемешиваются и поддерживают относительно однородную температуру в пределах области. Однако в более глубоких и медленно движущихся водных системах может возникнуть сильная разница между температурой дна и поверхности. Системы с пружинным питанием мало отличаются друг от друга, так как источники обычно берут начало из подземных источников, температура которых часто очень близка к температуре окружающей среды. Многие системы демонстрируют сильные суточные колебания, а сезонные колебания наиболее экстремальны в арктических, пустынных и умеренных системах. Степень затенения, климат и высота над уровнем моря также могут влиять на температуру лотковых систем.
Химический состав воды в речных экосистемах варьируется в зависимости от того, какие растворенные вещества и газы присутствуют в водной толще поток. В частности, речная вода может включать, помимо самой воды,
Растворенные в потоке растворенные вещества можно считать реактивными или консервативными. Реактивные растворенные вещества легко биологически ассимилируются автотрофной и гетеротрофной биотой потока; примеры могут включать неорганические соединения азота, такие как нитрат или аммоний, некоторые формы фосфора (например, растворимый реактивный фосфор) и диоксид кремния. Другие растворенные вещества можно считать консервативными, что указывает на то, что растворенные вещества не усваиваются и не используются биологически; хлорид часто считается консервативным растворенным веществом. Консервативные растворенные вещества часто используются в качестве гидрологических индикаторов движения и транспорта воды. Как реактивный, так и консервативный химический состав воды в ручье в первую очередь определяется данными геологии его водораздела или водосборного бассейна. На химический состав речной воды также могут влиять осадки и добавление загрязняющих веществ из источников человека. В небольших лотковых системах обычно не бывает больших различий в химическом составе из-за высокой скорости перемешивания. Однако в более крупных речных системах концентрация большинства питательных веществ, растворенных солей и pH снижается по мере удаления от источника реки.
Что касается растворенных газов, Кислород, вероятно, является наиболее важным химическим компонентом лотковых систем, поскольку он необходим всем аэробным организмам для выживания. Он попадает в воду в основном за счет диффузии на границе раздела вода-воздух. Растворимость кислорода в воде уменьшается по мере увеличения pH и температуры воды. Быстрые турбулентные потоки подвергают воздействию воздуха большую часть поверхности воды и, как правило, имеют низкие температуры и, следовательно, больше кислорода, чем медленные заводи. Кислород является побочным продуктом фотосинтеза, поэтому системы с высоким содержанием водных водорослей и растений также могут иметь высокие концентрации кислорода в течение дня. Эти уровни могут значительно снизиться в ночное время, когда основные продуценты переключаются на дыхание. Кислород может быть ограничивающим, если циркуляция между поверхностным и более глубоким слоями плохая, если активность стайных животных очень высока или если происходит большое количество органического разложения.
Каскад в Пиренеи Реки также могут переносить взвешенные неорганические и органические вещества. Эти материалы могут включать отложения или органические вещества земного происхождения, которые попадают в русло реки. Часто органическое вещество перерабатывается в потоке посредством механического дробления, потребления и выпаса беспозвоночными, а также микробного разложения. Листья и древесный мусор: от крупных твердых частиц органического вещества (CPOM) до твердых частиц (POM) до мелких твердых частиц. Древесные и недревесные растения имеют разную скорость разрушения в потоке, при этом лиственные растения или части растений (например, лепестки цветов) разрушаются быстрее, чем древесные бревна или ветви.
Неорганические субстрат лотковых систем состоит из геологического материала, присутствующего в водосборе, который размывается, транспортируется, сортируется и откладывается течением. Неорганические субстраты классифицируются по размеру по шкале Вентворта, которая варьируется от валунов до гальки, гравия, песка и ила. Как правило, размер частиц субстрата уменьшается вниз по течению с появлением более крупных валунов и камней в более горных районах и песчаного дна в равнинных реках. Это связано с тем, что более высокие уклоны горных ручьев способствуют более быстрому течению, перемещая более мелкие материалы субстрата дальше по потоку для осаждения. Субстрат также может быть органическим и может включать мелкие частицы, осенние опавшие листья, крупные древесные остатки, такие как затопленные бревна деревьев, мох и полуводные растения. Отложение субстрата не обязательно является постоянным явлением, так как оно может подвергаться значительным изменениям во время наводнений.
Живые компоненты экосистемы называются биотическими компонентами. В ручьях обитают многочисленные типы биотических организмов, включая бактерии, первичные продуценты, насекомых и других беспозвоночных, а также рыб и других позвоночных.
Биопленка - это комбинация водорослей, диатомовых водорослей, грибов, бактерий, планктона и других мелких микроорганизмов, которые существуют в пленке вдоль русла или бентос. Сами биопленки сложны и усложняют русло реки.
Бактерии присутствуют в большом количестве в лотковых водах. Свободноживущие формы связаны с разлагающимся органическим материалом, биопленкой на поверхности скал и растительности, между частицами, составляющими субстрат, и взвешенными в толще воды. Другие формы также связаны с кишечником лотических организмов как паразиты или в комменсальных отношениях. Бактерии играют большую роль в рециркуляции энергии (см. ниже).
Перифитон Водоросли, состоящие из фитопланктона и перифитона, являются наиболее важными Источники первичной продукции в большинстве ручьев и рек. Фитопланктон свободно плавает в толще воды и, таким образом, не может поддерживать популяции в быстро текущих ручьях. Однако они могут создавать значительные популяции в медленно движущихся реках и заводях. Перифитон обычно бывает нитчатым и пучковым водоросли, которые могут прикрепляться к объектам, чтобы их не смыло быстрыми потоками. В местах, где скорость потока незначительна или отсутствует, перифитон может образовывать студенистый, незакрепленный плавающий мат.
Обычный водный гиацинт в цветке Растения демонстрируют ограниченное количество приспособления к быстрому течению и наиболее успешны при пониженных течениях. Более примитивные растения, такие как мхи и печеночники, прикрепляются к твердым предметам. Обычно это происходит в более холодных истоках, где в основном каменистый субстрат предлагает места прикрепления. Некоторые растения свободно плавают на поверхности воды в плотных матах, таких как ряска или водяной гиацинт. Другие являются укорененными и могут быть классифицированы как подводные или надводные. Укорененные растения обычно встречаются на участках с ослабленным течением, где встречаются мелкозернистые почвы. Этиукоренившиеся растения гибкие, с удлиненными листьями, которые обладают минимальным сопротивлением току.
Жизнь в проточной воде может быть полезна для растений и водорослей, потому что течение обычно хорошо аэрируется и обеспечивает постоянную подачу питательных веществ. Эти организмы ограничены потоком, светом, химическим составом воды, субстратом и давлением выпаса. Водоросли и растения важны для лотковых систем как источники энергии, для формирования микроместообитаний, укрывающих другую фауну от хищников и течения, и как источник пищи.
До 90% беспозвоночных в некоторых лотковых системах - это насекомые. Эти виды обладают огромным разнообразием и могут быть найдены в почти каждой доступной среде обитания, включая поверхности камней, глубоко под субстратом в гипорейной зоне, дрейфующие по течению и в поверхностной пленке.
Насекомые разработали несколько стратегий для жизни в разнообразных потоках лотковых систем. Некоторые избегают областей с сильным течением, населяя субстрат или защищенные стороны скал. У других есть плоские тела, чтобы уменьшить силы сопротивления, которые они испытывают от жизни в проточной воде. Некоторые насекомые, такие как гигантский водяной клоп (Belostomatidae ), избегают наводнений, покидая ручей, когда чувствуют дождь. В дополнение к этому поведению и формам тела насекомые имеют различную жизненную историю адаптации, чтобы справляться с естественной физической суровостью среды ручья. Некоторые насекомые определяют время своей жизни в зависимости от того, когда происходят наводнения и засухи. Например, некоторые поденки синхронизируются, когда они появляются в качестве летающих взрослых особей, с паводками, которые обычно происходят в ручьях Колорадо. Другие насекомые не имеют летающей стадии и проводят весь свой жизненный цикл в реке.
Как и большинство основных потребителей, лотковые беспозвоночные часто сильно зависят от тока, чтобы доставить им пищу и кислород. Беспозвоночные важны и как потребители, и как жертвы в лотковых системах.
Общие отряды насекомых, встречающиеся в речных экосистемах, включают Ephemeroptera (также известный как поденок ), Trichoptera (также известный как a ручейник ), Plecoptera (также известный как веснянок, Diptera (также известный как настоящая муха ), некоторые виды Coleoptera (также известные как жук ), Odonata (группа, которая включает стрекоз и стрекоза ) и некоторые типы Hemiptera (также известные как настоящие клопы).
Дополнительные беспозвоночные таксоны, общие для проточных вод, включают моллюсков такие как улитки, блюдечки, моллюски, мидии, а также ракообразные например раки, амфиподы и крабы.
форель родом из небольших ручьев, ручьев, озер и родниковых прудов.. 
Новозеландский длинноперый угорь может весить более 50 килограммов. Fis h, вероятно, самые известные обитатели лотковых систем. Способность видов рыб жить в проточной воде зависит от скорости, с которой они могут плавать, и продолжительности, в течение которой их скорость может поддерживаться. Эта способность может сильно различаться у разных видов и зависит от среды обитания, в которой они могут выжить. Непрерывное плавание требует огромных затрат энергии, поэтому рыбы проводят на полном течении лишь короткие периоды времени. Вместо этого люди остаются близко к дну или берегам, за препятствиями и укрываются от течения, плавая по течению только для того, чтобы поесть или сменить местоположение. Некоторые виды приспособились к жизни только на дне системы, никогда не выходя в открытый водоток. У этих рыб дорсо-вентрально сплющено, чтобы уменьшить сопротивление потоку, и часто есть глаза на макушке, чтобы наблюдать за тем, что происходит над ними. У некоторых также есть сенсорные бочки, расположенные под головой, чтобы помочь в тестировании субстрата.
Лотические системы обычно соединяются друг с другом, образуя путь к океану (весна → ручей → река → океан) и множеству рыб имеют жизненные циклы, требующие стадий как в пресной, так и в соленой воде. Лосось, например, проходной вид, который рождается в пресной воде, но проводит большую часть своей взрослой жизни в океане, возвращаясь в пресную воду только для нереста. Угри - катадромные виды, которые поступают наоборот, живя в пресной воде во взрослой жизни, но мигрируя в океан для нереста.
Другие таксоны позвоночных, которые Населяют лотические системы, включая земноводных, таких как саламандры, рептилии (например, змеи, черепахи, крокодилы и аллигаторы), различные виды птиц
