Пруд — это небольшой неподвижный наземный водоем , образовавшийся в результате скопления во впадине естественным или искусственным путем . Пруд меньше озера [1] , и не существует официальных критериев, различающих эти два вида, хотя пруд определяется как площадью менее 5 гектаров (12 акров), глубиной менее 5 метров (16 футов) и с меньшей более 30% с надводной растительностью помогает отличить экологию прудов от экологии озер и водно-болотных угодий . [2] [3] : 460 Пруды могут быть созданы в результате самых разных природных процессов (например, в поймах рек в качестве отрезанных речных русел, в результате ледниковых процессов, в результате образования торфяников, в системах прибрежных дюн, в результате деятельности бобров) или же они могут быть просто изолированные впадины (такие как яма, весенняя лужа , выбоина в прерии или просто естественные холмы на неосушенной земле), заполненные стоками, грунтовыми водами или осадками, или всеми тремя из них. [4] Их можно разделить на четыре зоны: зона растительности, открытая вода, донный ил и поверхностная пленка. [3] : 160–163 Размер и глубина прудов часто сильно меняются в зависимости от времени года; многие пруды образовались в результате весеннего паводка рек. Пруды могут быть пресноводными или солоноватыми по своей природе. «Пруды», состоящие из соленой воды и имеющие прямой выход к морю для поддержания полной солености, обычно считаются частью морской среды. В этих водоемах не обитают пресные или солоноватые организмы, и они не считаются прудами.
Пруды обычно представляют собой мелкие водоемы с различным обилием водных растений и животных. Глубина, сезонные колебания уровня воды, потоки питательных веществ, количество света, попадающего в пруды, форма, присутствие крупных млекопитающих, состав любых рыбных сообществ и соленость – все это может влиять на типы присутствующих растительных и животных сообществ. [5] Пищевые сети основаны как на свободно плавающих водорослях , так и на водных растениях. Обычно здесь обитает разнообразная водная жизнь, в том числе водоросли, улитки, рыбы, жуки, водяные клопы, лягушки, черепахи, выдры и ондатры. К высшим хищникам могут относиться крупные рыбы, цапли или аллигаторы. Поскольку рыба является основным хищником личинок земноводных, пруды, которые каждый год пересыхают, в результате чего погибает местная рыба, служат важными убежищами для размножения земноводных. [5] Пруды, которые полностью пересыхают каждый год, часто называют весенними бассейнами . Некоторые пруды образовались в результате деятельности животных, в том числе норы аллигаторов и бобровые пруды, и они вносят важное разнообразие в ландшафты. [5]
Пруды часто создаются человеком или расширяются за пределы их первоначальной глубины и границ по антропогенным причинам. Помимо своей роли в качестве пресноводных экосистем с высоким биоразнообразием, в основном естественных, пруды имели и до сих пор имеют множество применений, в том числе обеспечивают водой сельское хозяйство , животноводство и общины, помогают в восстановлении среды обитания, служат нерестилищами для местных и мигрирующих видов, декоративными. компоненты ландшафтной архитектуры , водосборные бассейны, общая урбанизация, бассейны улавливания загрязняющих веществ, а также источники и поглотители парниковых газов .
Техническое различие между прудом и озером не получило универсального стандарта. Лимнологи и пресноводные биологи предложили формальные определения пруда , в частности, включив в них «водоемы, где свет проникает до дна водоема», «водоемы, достаточно мелкие, чтобы повсюду могли расти укоренившиеся водные растения» и «водоемы». в которых отсутствует волновое воздействие на береговую линию». Каждое из этих определений трудно измерить или проверить на практике, они имеют ограниченное практическое применение и в настоящее время по большей части не используются. Соответственно, некоторые организации и исследователи остановились на технических определениях пруда и озера , основанных только на размере. [6]
В некоторых регионах США пруд определяется как водоем площадью менее 10 акров (4,0 га). Обычно говорят, что Миннесота , известная как «земля 10 000 озер», согласно этому определению отличает озера от прудов, болот и других водных объектов, [7] но также утверждает, что озеро отличается в первую очередь действием волн, достигающих берега. [8] Даже среди организаций и исследователей, которые отличают озера от прудов только по размеру, не существует общепризнанного стандарта максимального размера пруда. Международная Рамсарская конвенция о водно-болотных угодьях устанавливает верхний предел размера пруда в 8 гектаров (80 000 м 2 ; 20 акров ). [9] Исследователи британской благотворительной организации Pond Conservation (теперь называемой Freshwater Habitats Trust) определили пруд как «искусственный или естественный водоем площадью от 1 м 2 (0,00010 га; 0,00025 акра) до 20 000 м 2 (2,0 га; 4,9 акра) на территории, удерживающей воду четыре месяца в году и более». Другие европейские биологи установили верхний предел размера в 5 гектаров (50 000 м 2 ; 12 акров). [10]
В Северной Америке прудами называют даже более крупные водоемы; например, Кристальное озеро на 33 акрах (130 000 м 2 ; 13 га), Уолден-Понд в Конкорде, Массачусетс на 61 акре (250 000 м 2 ; 25 га) и близлежащий пруд Спот на 340 акрах (140 га). Есть множество примеров в других штатах, где водоемы площадью менее 10 акров (40 000 м 2 ; 4,0 га) называются озерами. Как показывает случай с Crystal Lake, маркетинговые цели иногда могут быть движущим фактором категоризации. [11]
На практике водоем называют прудом или озером в индивидуальном порядке, поскольку условности меняются от места к месту и со временем. По происхождению пруд является вариантом слова фунт, означающего замкнутое пространство. [12] В прежние времена пруды были искусственными и утилитарными, например, пруды для тушения , мельничные пруды и так далее. Значение этой особенности в некоторых случаях, по-видимому, было потеряно, когда это слово распространилось за границу среди эмигрантов. Однако в некоторых частях Новой Англии есть «пруды», которые на самом деле размером с небольшое озеро по сравнению с другими странами. В США естественные бассейны часто называют прудами. Пруды специального назначения сохраняют прилагательное, например «животный пруд», используемое для поения скота. Этот термин также используется для обозначения временного накопления воды из поверхностного стока ( прудная вода).
Существуют различные региональные названия естественных прудов. В Шотландии одним из терминов является лочан , который также может относиться к большому водоему, например озеру. В юго-западных частях Северной Америки озера или пруды, которые являются временными и часто пересыхают большую часть года, называются плайасами . [13] Эти пляжи представляют собой просто неглубокие впадины в засушливых районах, которые могут заполняться водой только в определенных случаях, например, из-за избыточного местного дренажа, просачивания грунтовых вод или дождя.
Любое углубление в земле, которое собирает и удерживает достаточное количество воды, можно считать прудом, и оно может быть образовано в результате различных геологических , экологических и антропогенных терраформирующих событий.
Естественные пруды – это пруды, возникшие в результате экологических явлений. Они могут варьироваться от ледниковых, вулканических, речных или даже тектонических событий. Начиная с эпохи плейстоцена, ледниковые процессы создали большую часть прудов Северного полушария; примером является регион прерий с выбоинами в Северной Америке. [14] [15] Когда ледники отступают, они могут оставить после себя неровную почву из-за упругого отскока коренных пород и смыва отложений на равнинах. [16] На этих территориях могут образовываться впадины, которые могут заполняться избытком осадков или просачивающимися грунтовыми водами, образуя небольшой пруд. Озера-котелы и пруды образуются, когда лед откалывается от более крупного ледника, в конечном итоге засыпается окружающим ледниковым тиллом и со временем тает. [17] Орогении и другие тектонические подъемы создали одни из старейших озер и прудов на земном шаре. Эти углубления имеют тенденцию быстро заполняться грунтовыми водами, если они находятся ниже местного уровня грунтовых вод. Другие тектонические разломы или впадины могут заполняться осадками, местным горным стоком или питаться горными ручьями. [18] Вулканическая активность также может привести к образованию озер и прудов из-за обрушившихся лавовых трубок или вулканических конусов. Естественные поймы рек, а также ландшафты, содержащие множество впадин, могут подвергаться весенним/дождливым наводнениям и таянию снегов. Таким образом создаются временные или весенние пруды, которые важны для разведения рыбы, насекомых и амфибий, особенно в крупных речных системах, таких как Амазонка . [19] Некоторые пруды созданы исключительно видами животных, такими как бобры , бизоны , аллигаторы и другие крокодилы, путем проклятия и раскопок гнезд соответственно. [20] [21] В ландшафтах с органическими почвами местные пожары могут создавать депрессии в периоды засухи. Они имеют тенденцию заполняться небольшим количеством осадков до тех пор, пока не вернется нормальный уровень воды, превращая эти изолированные пруды в открытую воду. [22]
Искусственные пруды — это пруды, созданные в результате вмешательства человека с целью сохранения местной окружающей среды, промышленных условий или для рекреационных/декоративных целей.
Многие экосистемы связаны водой, и было обнаружено, что пруды содержат большее биоразнообразие видов, чем более крупные пресноводные озера или речные системы. [23] Таким образом, пруды являются средой обитания для многих разновидностей организмов, включая растения, амфибий, рыб, рептилий, водоплавающих птиц, насекомых и даже некоторых млекопитающих. Пруды используются как места размножения этих видов, а также как укрытие и даже места для питья и кормления других диких животных. [24] [25] Практика аквакультуры в значительной степени опирается на искусственные пруды для выращивания и ухода за множеством различных видов рыб для потребления человеком, исследований, сохранения видов или развлекательного спорта.
В сельском хозяйстве можно создавать очистные пруды , чтобы уменьшить сток питательных веществ, попадающих в местные ручьи или хранилища подземных вод. Загрязнители, попадающие в пруды, часто можно уменьшить за счет естественного осаждения и других биологических и химических действий в воде. Таким образом, пруды-стабилизаторы отходов становятся популярными недорогими методами общей очистки сточных вод. Они также могут предоставить ирригационные резервуары для испытывающих затруднения ферм во время засухи.
Поскольку урбанизация продолжает распространяться, пруды-отстойники становятся все более распространенными в новых жилых комплексах. Эти пруды снижают риск наводнений и ущерба от эрозии из-за избыточного стока ливневых вод в местных сообществах. [26]
Экспериментальные пруды используются для проверки гипотез в области науки об окружающей среде, химии, водной биологии и лимнологии. [27]
Некоторые пруды являются источником жизненной силы многих небольших деревень в засушливых странах, например, в странах Африки к югу от Сахары, где проводятся купание, санитарные услуги, рыбалка, социализация и ритуалы. [28] На Индийском субконтиненте монахи индуистских храмов заботятся о священных прудах, используемых как для религиозных обрядов, так и для купания паломников . [29] В средние века в Европе для многих монастырей и замков (небольших, частично самодостаточных общин) было типично иметь пруды с рыбой . Они все еще распространены в Европе и Восточной Азии (особенно в Японии), где кои можно хранить или выращивать.
В Непале искусственные пруды были важным элементом древней системы питьевого водоснабжения . Эти пруды питались дождевой водой, водой, поступающей по каналам , из собственных источников или из комбинации этих источников. Они были спроектированы так, чтобы удерживать воду, и в то же время позволяли ей просачиваться и питать местные водоносные горизонты . [30]
Определяющей особенностью пруда является наличие стоячей воды , которая обеспечивает среду обитания для биологического сообщества, обычно называемого прудовой жизнью . Из-за этого во многих прудах и озерах обитает большое количество эндемичных видов, которые прошли адаптивную радиацию и стали специализироваться на предпочитаемой ими среде обитания. [18] Знакомые примеры могут включать кувшинки и другие водные растения, лягушек , черепах и рыб.
Часто весь край пруда окружен водно-болотными угодьями , и эти водно-болотные угодья поддерживают водную пищевую сеть , обеспечивают убежище диким животным и стабилизируют берег пруда. Эта окраина также известна как прибрежная зона и содержит большую часть фотосинтезирующих водорослей и растений этой экосистемы, называемых макрофитами. Другие фотосинтезирующие организмы, такие как фитопланктон (взвешенные водоросли) и перифитоны (организмы, включающие цианобактерии, детрит и другие микробы), процветают здесь и служат основными производителями пищевых сетей пруда. [18] Некоторые пасущиеся животные, такие как гуси и ондатры , потребляют растения водно-болотных угодий непосредственно в качестве источника пищи. Во многих других случаях прудовые растения разлагаются в воде. Многие беспозвоночные и травоядный зоопланктон затем питаются разлагающимися растениями, и эти организмы более низкого трофического уровня обеспечивают пищу для видов водно-болотных угодий, включая рыб, стрекоз и цапель, как в прибрежной зоне, так и в пресноводной зоне. [18] Омнетическая зона открытой воды может способствовать росту водорослей , поскольку сюда все еще проникает солнечный свет. Эти водоросли могут поддерживать еще одну пищевую сеть, включающую водных насекомых и другие виды мелких рыб. Таким образом, в пруду могут существовать комбинации трех различных пищевых цепей: одна основана на более крупных растениях, другая — на разложившихся растениях, а третья — на водорослях и их специфических потребителях и хищниках верхнего трофического уровня. [18] Следовательно, в прудах часто обитает множество различных видов животных, использующих широкий спектр источников пищи посредством биотического взаимодействия. Таким образом, они являются важным источником биологического разнообразия ландшафтов.
Противоположностью многолетним прудам являются весенние пруды . Эти пруды пересыхают часть года и называются так потому, что весной они обычно достигают максимальной глубины (значение «весенний» происходит от латинского слова «весна» ) . В естественных весенних прудах обычно нет рыбы, которая является основным потребителем рыбы на более высоких тропических уровнях, поскольку эти пруды часто пересыхают. Отсутствие рыбы является очень важной характеристикой этих прудов, поскольку препятствует установлению длинноцепочечных биотических взаимодействий. Пруды без такого конкурентного давления со стороны хищников обеспечивают места для размножения и безопасные убежища для исчезающих или мигрирующих видов. Следовательно, попадание рыбы в пруд может иметь серьезные пагубные последствия. В некоторых частях мира, например в Калифорнии, в весенних прудах обитают редкие и исчезающие виды растений. На прибрежной равнине они обеспечивают среду обитания для находящихся под угрозой исчезновения лягушек, таких как лягушка-суслик Миссисипи . [20]
Часто группы прудов в одном ландшафте – так называемые «прудовые ландшафты» – обеспечивают особенно высокие преимущества биоразнообразия по сравнению с одиночными прудами. Группа прудов обеспечивает более высокую степень сложности среды обитания и связанности местообитаний. [31] [32]
Многие пруды подвергаются регулярным ежегодным процедурам по тем же причинам, что и более крупные озера, если они достаточно глубоки и/или защищены от ветра. Абиотические факторы, такие как УФ-излучение, общая температура, скорость ветра, плотность воды и даже размер, играют важную роль, когда речь идет о сезонном воздействии на озера и пруды. [33] Весенний переворот, летняя стратификация, осенний оборот и обратная зимняя стратификация, за счет этих влияний пруды корректируют свою стратификацию или вертикальную зональность температуры. Эти факторы окружающей среды влияют на циркуляцию пруда и температурные градиенты внутри самой воды, образуя отдаленные слои; эпилимнион , металимнион и гиполимнион . _ [18]
Каждая зона имеет различные особенности, которые поддерживают или наносят вред определенным организмам и биотическим взаимодействиям под поверхностью в зависимости от сезона. Зимний поверхностный лед начинает таять весной. Это позволяет столбу воды начать перемешиваться благодаря солнечной конвекции и скорости ветра. По мере перемешивания пруда достигается общая постоянная температура. По мере повышения температуры летом происходит термическая стратификация. Летняя стратификация позволяет эпилимниону перемешиваться ветрами, поддерживая постоянную высокую температуру во всей этой зоне. Здесь процветает фотосинтез и первичное производство . Однако те виды, которым нужна более прохладная вода с более высокой концентрацией растворенного кислорода, отдают предпочтение более низкому металимниону или гиполимниону. С приближением осени температура воздуха падает, и возникает глубокий слой перемешивания. Осенний оборот приводит к образованию изотермических озер с высоким уровнем растворенного кислорода, поскольку вода в среднем достигает более низкой температуры. Наконец, зимняя стратификация происходит обратно летней стратификации, поскольку поверхностный лед начинает снова формироваться. Этот ледяной покров сохраняется до тех пор, пока весной не вернутся солнечная радиация и конвекция.
Из-за постоянного изменения вертикальной зональности сезонная стратификация приводит к соответствующему росту и сокращению среды обитания. Некоторые виды привязаны к этим отдельным слоям водной толщи, где они могут процветать и выживать с максимально возможной эффективностью.
Дополнительную информацию о сезонной термической стратификации прудов и озер можно найти в разделе « Стратификация озер ».
Пруды приносят не только экологическую ценность, но и практическую пользу обществу. Одним из все более важных преимуществ прудов является их способность выступать в качестве поглотителей парниковых газов. Большинство естественных озер и прудов являются источниками парниковых газов и способствуют потоку этих растворенных соединений. Однако искусственные пруды на фермах становятся важными поглотителями выбросов газа и борьбы с изменением климата . [34] Эти сельскохозяйственные водоемы получают воду с высоким уровнем pH из окружающих почв. Дренажные пруды с высокой кислотностью действуют как катализатор превращения избытка CO 2 (диоксида углерода) в формы углерода, которые могут легко храниться в отложениях. [35] Когда строятся эти новые дренажные пруды, концентрация бактерий, которые обычно расщепляют мертвые органические вещества, такие как водоросли, низкая. В результате разложения и выделения газов азота из этих органических материалов, таких как N 2 O , не происходит и, следовательно, они не попадают в нашу атмосферу. [36] Этот процесс также используется при регулярной денитрификации в бескислородном слое прудов. Однако не все пруды способны стать поглотителями парниковых газов . Большинство прудов подвергаются эвтрофикации там, где они сталкиваются с чрезмерным поступлением питательных веществ из удобрений и стоков. Это приводит к чрезмерной нитрификации воды в пруду и приводит к массовому цветению водорослей и гибели местной рыбы .
Некоторые фермерские пруды используются не для контроля стока, а скорее для домашнего скота, такого как крупный рогатый скот или буйволы, в качестве мест для водопоя и купания. Как упоминалось в разделе об использовании, пруды являются важными очагами биоразнообразия. Иногда это становится проблемой из-за инвазивных или интродуцированных видов, которые нарушают динамику экосистемы пруда, такую как структура пищевой сети , разделение ниш и распределение гильдий. [37] Это варьируется от интродуцированных видов рыб, таких как карп , который питается местными водными растениями, или северных змееголовов , которые нападают на размножающихся земноводных, водных улиток, которые переносят инфекционных паразитов, убивающих другие виды, и даже быстро распространяющихся водных растений, таких как гидрилла и ряска , которые могут ограничить поток воды и вызвать затопление берегов. [37]
Пруды, в зависимости от их ориентации и размера, могут распространять свою среду обитания на водно-болотные угодья на местные прибрежные зоны или границы водоразделов. Пологие склоны земли, ведущей к прудам, обеспечивают простор среды обитания водно-болотных растений и влажных лугов , которые могут выйти за пределы пруда. [38] Однако строительство подпорных стенок, газонов и других урбанизированных объектов может серьезно ухудшить разнообразие среды обитания пруда и долговечность самого пруда. Дороги и шоссе действуют одинаково, но они также мешают амфибиям и черепахам, которые мигрируют в пруды и обратно в рамках своего ежегодного цикла размножения, и их следует держать как можно дальше от существующих прудов. [39] Из-за этих факторов пологие береговые линии с широкими пространствами водно-болотных угодий не только обеспечивают наилучшие условия для дикой природы, но и помогают защитить качество воды из источников в окружающих ландшафтах. Также полезно позволять уровню воды падать каждый год в более засушливые периоды, чтобы восстановить эти нееврейские береговые линии. [39]
В ландшафтах, где пруды построены искусственно, они создаются для того, чтобы обеспечить возможность наблюдения за дикой природой и ее сохранения, для очистки сточных вод, для секвестрации и сдерживания загрязнения или просто для эстетических целей. Одним из способов стимулирования сохранения и развития естественных прудов является общее восстановление ручьев и рек. Многие небольшие реки и ручьи впадают в местные пруды или из них в пределах одного водораздела. Когда эти реки и ручьи разливаются и начинают извиваться, образуется большое количество естественных прудов, в том числе весенних заводей и водно-болотных угодий . [40]
Некоторые известные пруды:
{{cite book}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка ){{cite journal}}
: Требуется цитировать журнал |journal=
( помощь ){{cite book}}
: CS1 maint: другие ( ссылка ){{cite book}}
: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка ) CS1 maint: другие ( ссылка )