Водная среда Для того, чтобы понять жизнь, повадки и поведение рыб в целом, их образ жизни и реакции, необходимо обладать некоторыми знаниями о среде их обитания. Когда, например, рыболовы-спортсмены обсуждают правильный выбор мушки или другой приманки, они часто забывают о тех ограничениях или возможностях, которые объясняются состоянием воды.

Вода — это совершенно уникальная среда во многих отношениях. Молекула воды, состоящая их двух атомов водорода и одного атома кислорода, удивительно стабильна. Вода является единственным в своем роде соединением, которое одновременно существует в газообразном, жидком и твердом состоянии. Другое интересное свойство воды заключается в приобретении весьма плотного состояния при температуре выше уровня замерзания: для пресной воды эти параметры составляют соответственно 4 °С и
0 °С. Это имеет решающее значение для выживания рыбы и других водных организмов в зимний период. Благодаря этому же свойству лед плавает на поверхности воды, образуя защитный слой на озерах, реках и в прибрежных зонах. И это же свойство способствует термальной стратификации водных слоев и сезонному обороту водных масс в озерах в местностях с холодным климатом, что очень важно для жизни рыб.

Водная среда как смесь

Полностью очищенная вода существует только в лабораторных условиях. Любая природная вода содержит в себе много различных веществ. В "сырой воде" это в основном так называемая защитная система или углекислый комплекс, состоящий из соли угольной кислоты, карбоната и бикарбоната. Этот фактор позволяет определить тип воды: кислая, нейтральная или основная, — на основе ее значения рН, что с химической точки зрения означает содержащуюся в воде пропорцию ионов водорода. У нейтральной воды рН=7, более низкие значения указывают на повышенную кислотность воды, а более высокие, — на то что она щелочная. В известняковой местности вода озер и рек обычно имеет повышенные значения рН по сравнению с водоемами тех мест, где содержание известняка в грунте незначительное.

Если вода озер и рек считается пресной, то морская вода называется соленой или солоноватой. Между пресной и соленой водой существует множество промежуточных типов. Воду некоторых внутренних морей, — например, Балтийского, — называют солоноватой. Вода, содержащая менее грамма растворенных веществ на килограмм (литр), считается пресной, при повышенном их содержании она называется соленой или солоноватой. Обычно содержание примесей в морской воде составляет 35 граммов на килограмм (именуемое также промилле — количество частей на тысячу).

Свет в воде

Состояние света в воде значительно отличается от его состояния в воздухе. Даже в чистейшей воде озера или океана солнечный свет отражается, рассеивается и поглощается в такой степени, что лишь один его процент достигает глубины 150 метров. В загрязненную и мутную воду свет может проникнуть всего на несколько метров. Естественно, такие различия светопроводимости в большой степени сказываются, например, на возможности рыбы видеть приманку.

Атмосфера земли абсорбирует часть проходящего через нее солнечного света. Озоновый слой атмосферы выполняет важную задачу, задерживая вредные ультрафиолетовые лучи. Когда солнечный свет попадает в воду, он поглощается в еще большей степени в зависимости от длины волн своих лучей. В пресной воде зелено-голубые лучи проникают на наибольшую глубину, однако даже эта часть спектра ослабевает настолько, что фотосинтез водной растительности на глубине более 100 метров становится невозможным. Поэтому жизненно важно, чтобы питательные вещества из глубины поднимались к поверхности, где солнечный свет интенсивнее, и были там утилизированы планктоном и водорослями.

Несмотря на свои ограниченные возможности проникать через воду, свет весьма важен для водных организмов. Они зависят от света не только с точки зрения тепла и энергии, необходимых для фотосинтеза, но также и в плане кислорода и органических веществ, производимых зелеными водорослями. Такое "первичное" производство сконцентрировано в основном в верхних слоях воды, а в море главным образом в водах континентального шельфа и на отмелях.

Звук в воде

В качестве звукопроводящей среды вода превосходит воздух: скорость звука в воздухе 330 — 340 метров, а в воде — 1400 — 1500 метров в секунду, в зависимости от атмосферного давления и солености воды.

Поэтому водный мир ни в коей мере нельзя назвать миром безмолвия, хотя у нас, рыболовов-спортсменов, иногда складывается именно такое впечатление. Живя над поверхностью воды, мы редко слышим звуки из ее глубин, главным образом, потому, что эти волны угасают на ее поверхности. Проведенные с помощью современного гидроакустического оборудования исследования показали, что водную среду можно сравнить с фонотекой, где рыбы отвечают за основную часть звукозаписей!

Кругооборот воды

Вода покрывает примерно 71% поверхности земли. Ее общий объем оценивается в более чем 1450 миллионов кубических километров. Из этого количества примерно 94% приходится на океаны, 4% — на пресную воду, 2% — на ледники, и только
0,001% — воды содержится в атмосфере. Большая часть пресной воды находится в процессе постоян ного кругообращения, приводимого в движение тепловой энергией солнца. Этот всемирный цикл состоит из нескольких стадий.

Вода постоянно испаряется с поверхности океанов. Ее пары уносятся ветром, конденсируются при охлаждении и выпадают на землю в виде дождя, снега или града. Ежегодно с поверхности океана испаряется слой воды толщиной примерно в 1 метр. 90% ее возвращается прямиком назад, благодаря конденсации над поверхностью моря. Остальная ее часть уносится ветром на континенты и выпадает там в виде весьма ценных осадков, большая часть которых испаряется из озер, рек, с растительности и земли и возвращается обратно в море. То, что остается на континентах, формирует разного рода потоки, сбегающие в море, и этим завершается процесс кругооборота.

В природе постоянно происходит кругооборот энергии и вещества. На этой схематической диаграмме процесса фотосинтеза мертвые органические вещества изображены зелеными стрелками, циклы кислорода и двуокиси углерода — голубыми, азотных соединений — желтыми, а неорганических питательных веществ — красными. Для создания здоровой окружающей среды множество различных процессов должны уравновешивать друг друга. Энергия света вызывает фотосинтез в растениях, поглощающих двуокись углерода и выделяющих кисло род (а). Дыхание — это обратный процесс, потребляющий кислород и выделяющий двуокись углерода и высвобождающий при этом энергию (b).Растительноядные рыбы поедают водоросли (с). Экскременты, моча и мертвые частички растений концентрируются в донных отложениях и разлагаются бактериями (d, e, f). При этом процессе разложения потребляется кислород и выделяется двуокись углерода наряду с питательными веществами, которые всасываются корнями и листьями водных растений. Таким образом, круг замыкается.

Циркуляция и стратификация

Кроме глобального кругооборота воды в океанах и озерах происходит много других процессов, связанных с циркуляцией и течениями. Течения переносят тепло и растворенные в воде вещества, которые очень важны для рыб и других представителей водной жизни. Океанские течения, которые берут свое начало в субтропических широтах, снабжают теплом широкие просторы Северной Атлантики и Тихого океана. Вертикальные течения поднимают прохладную воду и питательные вещества со дна океанов и озер к их поверхности.

Поверхностные течения океанов и озер зависят главным образом от направления ветра. Кроме этого, течениями управляют такие силы, как изменения атмосферного давления, плотность воды, а также приливы, вызванные гравитационным притяжением солнца и луны. Изменение плотности воды зависит от изменения ее температуры. Самые большие изменения такого рода происходят в глубоких озерах в умеренных климатических зонах. Там, как уже говорилось выше, водные слои термально стратифицируются и меняются местами в соответствии с сезонным циклом.

В течение лета более теплая вода в озере имеет наименьшую плотность и поэтому формирует поверхностный слой. Такая стратификация сохраняется до осени. Затем вода остывает, и температура воды во всем озере становится одинаковой. Но поскольку свою наибольшую плотность вода приобретает при температуре 4 °С, дополнительное охлаждение зимой делает самую холодную воду наименее плотной, и она образует поверхностный слой. Зимняя стратификация сохраняется до весны, когда вода на поверхности прогревается и температура всего озера снова выравнивается.

Таким образом, при летней и зимней стратификации в озере располагаются два сравнительно стабильных массива воды с минимальным обменом воды между ними: поверхностный слой (эпилимнион) и донный слой (гиполимни-он), в котором не вырабатывается почти никаких питательных веществ из-за недостатка солнечного света. Эти зоны разделены термоклином — весьма стабильной водной зоной, температура которой может разниться до 10 °С на протяжении всего нескольких метров в глубину. Этот барьер не только препятствует смешиванию воды поверхностного и придонного слоев, но и вызванной ветром циркуляции и поступлению кислорода из атмосферы в придонный слой. Такая летняя стратификация, или "стагнация", воды может вызвать достаточно серьезную нехватку кислорода, особенно в высоко продуктивных озерах, которым требуется много кислорода для разложения органических веществ.

Вся жизнь на земле зависит от солнца. Его радиация не только представляет собой питание для зеленой растительности, но и является источником энергии для циркуляции воды и воздуха на всем земном шаре. Согретая солнцем вода испаряется в атмосферу, переносится ветром и, в конечном итоге, выпадает на землю в виде дождя или снега. Уже на земле она стекает в реки и другие потоки, возвращающиеся в моря, где она циркулирует в течениях, пока не испарится снова.

В то же время в морях при повышении солености воды температура ее максимальной плотности снижается до 4 °С. Вместе с этим, температура ее замерзания опускается немного ниже 0 °С. При высокой солености воды эти температуры становятся практически равными. В результате там, где такая вода однородна, лед не может плавать, и вода не замерзает, пока вся ее масса не охладится до точки замерзания. В отличие от озер, здесь нет никакой стратификации или обмена водных слоев.

В солоноватых водах, особенно с большим количеством пресной воды, как, например, в Балтике, менее соленый поверхностный слой обычно держится над более соленым придонным, и только в поверхностном слое имеет место частичная вертикальная циркуляция. Под ним расположен термоклин или галоклин соленой воды. Вода, расположенная ниже этого уровня, не имеет почти никаких сезонных вариаций температуры и солености. Соответственно, вода выше галоклина обычно хорошо насыщена кислородом, которого не хватает или вообще нет в придонных слоях.

вверх