Аквариумная экосистема

Поддерживаемая экосистема в домашнем аквариуме

Аква́риумная экосисте́ма — искусственно созданная водная биологическая система, поддерживаемая человеком.

Описание

Понятие «экосистема» обычно применяется к природным объектам различной сложности и размеров, таким как лес или тайга, океан или небольшой пруд, в которых действуют сложно уравновешенные природные процессы. Примером искусственной созданной человеком экосистемы является аквариум — с совокупностью различных организмов, связанных как между собой, так и компонентами неживой природы, взаимодействием веществ и генерацией энергии. Искусственные экосистемы (такие как агроценоз, аквариумы) создаются и поддерживаются человеком.

Биологическое равновесие аквариумной экосистемы — это состояние водной среды, в котором продукты жизнедеятельности всех обитающих организмов распадаются без вреда для этой среды, а физические свойства воды не претерпевают сильных изменений. Устойчивость системы выстраивается в зависимости от количества обитающих организмов и длины организованных цепей питания.

Аквариум является замкнутой экосистемой, для жизнедеятельности которой искусственно создаются условия, максимально приближённые к естественным. Для этого используется освещение, терморегуляция, аэрация и фильтрация — за равновесием искусственно созданной среды следит человек. Грамотно настроенный режим освещения необходим для нормально функционирующего искусственного биотопа.

Источники освещения располагаются над поверхностью воды, имитируют световой день и фотопериод обитателей. В реальных условиях водоёмы даже со стоячей водой подвержены движениям из-за дождей, ветров и других волнений — а значит, в искусственно организованном водоёме также необходима циркуляция воды. Циркуляции способствует организованная аэрация и фильтрация воды. В свою очередь, постоянная циркуляция воды способствует выравниванию показателей кислотности, насыщенности кислородом, другими веществами и микроэлементами. В аквариуме обитают представители живого компонента экосистемы — рыбы, растения, микроорганизмы, в числе необходимых неживых компонентов — вода, грунт, коряги. При нарушении баланса в водной экосистеме живые организмы перестают размножаться или вовсе обречены на гибель.

Важную роль в выстраивании биотопа играют размеры аквариума: чем больше объём искусственного водоёма, тем выше устойчивость к различного рода нарушениям биологического равновесия. В аквариуме объёмом до 200 литров несложно организовать условия обитания, максимально приближённые к естественным, однако, достаточно сложно удерживать необходимый биобаланс. Аквариумам на 20-40 литров требуется регулярная подмена воды — в объёме 1/3-1/5 от общего литража. В так называемых наноаквариумах крайне сложно добиться биологического равновесия.

Представители биоценоза (живого аквариумного компонента) не смогут обеспечить круговорот веществ полного цикла, так как в закрытой экосистеме образуется разрыв цепи между консументами и продуцентами. Моллюски, рачки, креветки (консументы) поедают растения (продуценты). Цепь будет прервана, если в аквариуме никто не питается консументами. Максимально приближённого к реальным условиям равновесия биотопа и биоценоза в аквариумных условиях добиться крайне сложно. В любом случае для выстраивания аквариумной экосистемы необходима тщательная подборка всех его обитателей и всех элементов биотопа. «Профессии» каждого элемента, присутствующего в аквариуме — потребителей, производителей, разрушителей — должны сосуществовать без ущерба другим. В то же время аквариум не должен быть перенасыщен, это приведёт к деградации либо гибели других видов. Все животные и растения постоянно изменяются, это сказывается и на рядом находящихся организмах. Плавающие растения могут сильно разрастаться, если их не прореживать — они будут перекрывать свет растущим в нижней части аквариума водорослям. А недостаточное количество укромных мест на дне приводит к борьбе донных рыб за место обитания и гибель более слабых из них. Аквариумисту необходимо постоянно наблюдать за жизнью в аквариуме — избегать перекармливания рыб, систематически совершать уход за растениями, убирая сгнившие ростки, контролировать чистоту грунта, а также контролировать биологическое равновесие в целом.

Экологические группы организмов

• Продуценты — производители. В большинстве своём ими являются растительные организмы и некоторые виды бактерий, генерирующие при помощи фотосинтеза органические вещества. Даже при достаточном количестве корма рыбам необходимо питаться водорослями, которые являются источником витаминов, биологически активных веществ и микроэлементов. Мелколиственные растения выступают естественными фильтрами, также растения необходимы для укрытия рыб небольшого размера и физически слабых особей, как субстрат для откладывания икры.
• Консументы — потребители. Практические все живые организмы, поедающие растения или других животных. Поедающие растительную пищу считаются консументами первого порядка. В пищевой цепочке их потребляют консументы второго порядка и т д. В небольших домашних аквариумах не принято держать консументов первого и второго порядка совместно, чтобы рыбы не поедали друг друга.
• Редуценты — разрушители. Это различные бактерии и грибы, а также улитки, сомы, которые занимаются очисткой стенок аквариума. Редуценты важны для истребления мёртвой органики и, следовательно, для очистки среды в целом.

Искусственная аквариумная экосистема не является совершенной в части биобаланса и требует поддержки от человека.

Основные факторы биобаланса

• Грунт. Важнейший элемент аквариумной среды. Это не просто декоративная составляющая аквариума, грунт препятствует аккумулированию токсичных веществ, влияет на pH, а также является местом жизни и развития необходимых водной экосистеме нитрифицирующих бактерий, важных для правильного протекания азотного цикла. Важный признак возникающих проблем с грунтом — обитатели (к примеру, моллюски) переходят на растения или стенки аквариума.
• Фильтр. Необходим для очистки и оздоровления водной среды: очищение от органических отходов, токсинов, химических веществ. В фильтре аквариума живут важные аэробные бактерии, важные для распада аммиака.
• Водные растения, водоросли. Обогащают водную среду необходимым кислородом, способствуют выведению нитратов. При замене живых растений искусственными необходима периодическая частичная подмена аквариумной воды.
• Бактерии. Очищают аквариум от продуктов распада. Необходимы для естественного биобаланса.
• Аэрация. В числе необходимых условий содержания биотопного аквариума — аэрация. Средняя норма кислорода для требовательных рыб составляет 5-7 мл/л, для неприхотливых — 3-4 мл/л. Специально измерять уровень кислорода в аквариуме нет необходимости. Если рыбы активны, окрас не блекнет, поедают корм с аппетитом и не находятся у поверхности воды, значит с кислородом в аквариуме всё в порядке.
• Температура воды. Жизнь и здоровье рыб напрямую зависят от постоянства температуры в аквариуме. Оптимальный температурный режим для тепловодных рыб — не ниже 18-20 °С, для холодноводных рыб — не выше 14-25 °С. В случае обитания в аквариуме разных видов рыб, желательно поддерживать температуру около 25 °С.
• Освещение. Искусственное и правильно настроенное освещение необходимо, в первую очередь, для процесса фотосинтеза. Слишком много либо слишком мало света способствует активному произрастанию водорослей, которые могут мешать полноценному развитию растений, закрывая и стенки аквариума, и объекты декора. Для организации аквариумного освещения используются люминесцентные лампы в пределах 0,5-0,65 Вт/л, размещённые на крышке аквариума. Период освещения — 9-12 часов в сутки.

Азотный цикл

Обитатели аквариума в течение своей жизни выделяют органические отходы, которые образовывает аммиак — крайне токсичное вещество, которое может привести к гибели всего живого. В закрытой экосистеме аммиак провоцирует размножение бактерий, которые, в свою очередь, провоцируют распад аммиака в нитриты и нитраты. Нитраты являются идеальным удобрением для роста растений, которыми, в свою очередь, питаются некоторые виды рыб и другие организмы. Процесс преобразования аммиака — азотный цикл — также называют «синдромом нового аквариума», однако данный процесс в искусственном водоёме происходит постоянно, носит спонтанный (скачкообразный) характер и должен максимально контролироваться владельцем аквариума.

Пищевые цепи

Аквариумные растения получают необходимые питательные вещества благодаря процессу фотосинтеза. Рыбы и прочие организмы питаются готовым кормом. В числе инфузорий отличаются полифаги (всеядные) и монофаги (с однородной растительной или животной пищей). В числе полифагов — трубач, стилонихия, которые питаются мелкими видами инфузорий, бактериями, одноклеточными водорослями. Цепи питания в аквариумной среде крайне короткие, не более 2-4 звеньев и зависят от внесения корма для рыб человеком.

Примечания

Одним из источников, использованных при создании данной статьи, является статья из википроекта «Рувики» («ruwiki.ru») под названием «Аквариумная экосистема», расположенная по адресу: — «https://ru.ruwiki.ru/wiki/Аквариумная_экосистема» Материал указанной статьи полностью или частично использован в Циклопедии по лицензии CC-BY-SA 4.0 и более поздних версий. Всем участникам Рувики предлагается прочитать материал «Почему Циклопедия?».