Перевод статьи "Muddy Waters. By Ronald L. Shimek, Ph D."
Грязные воды.

DSB продемонстрировали, что они - полезная и функциональная часть морских рифовых аквариумов. Несмотря на то, что их легко установить и обслуживать, существует удивительно большое количество мифов об их фукциях, устройстве и полезности.

Большая часть неправильных представлений о DSB в самом аквариуме касается некоторых из процессов, которые происходят в них (Stark 1998), в то время как другие неправильные представления касаются того, как оценить их с точки зрения физики и просто как они функционируют по сравнению с песчаным грунтом естественных рифов (Harker 1999). Я думал, что не потребуется много времени, чтобы рассмотреть некоторые из аспектов DSB в минирифе или, как я называл их в других статьях, экосистем песчаного дна (Shimek 1999). Хотя это - не научная статья, я привел ссылки на источники, где они в данной статье первый раз использовались; затем я уже не ссылаюсь на те же источники.

Некоторые замечания

Большая часть поверхности земли - мягкий грунт, и его значительное влияние на экологию было детально исследовано с самого зарождения современной морской экологии (см.: Sanders 1958, Rhoads 1967, 1974, Rhoads и Young 1970, Young и Rhoads 1971, Gray 1974, 1981, Woodin 1974, 1978, 1981, Myers 1977, Peterson 1977, 1979, Tenore 1977, Peterson и Andre 1980, Lopez и Levinton 1987, Wilson 1986, 1990, Smith и Brumsickle 1989, Hall 1994, Snelgrove и Butman 1994). Большая часть этих работ касается умеренных и арктических систем, но тропические системы также были изучены (см., например, Bak и Luckhurst 1980, Johnstone и другие. 1990, Capone и другие. 1992, Hall 1994).

В отличие от фауны на камнях, фауна, найденная в умеренных и тропических грунтах, существенно похожа, и это позволяет объединить данные вопреки проведенных человеком искусственных географических границ. Вероятно, что физические свойства самого грунта более важны для животных, чем географическая область, где он находится.

Физические свойства грунта

Эти физические свойства грунта, очевидно, являются важными, как в природе, так и в DSB, которые мы, увлеченные аквариумистикой люди, делаем в наших аквариумах. К сожалению, недавние публикации одного такого человека показывают, что эти свойства не поняты в должной мере. Чтобы понять, как функционируют DSB или любая экосистема мягкого грунта, мы сначала должны ясно и однозначно описать сам грунт, организмы, найденные в нем и взаимодействия между всеми компонентами.

Посколько люди, увлеченные аквариумистикой, обычно именно в этом и заинтересованы, описания грунта, как правило, касаются одного единственного фактора - размера частиц грунта. Размер действительно важен. Однако, это - только один фактор из нескольких, которые определяют грунт. Чтобы обсуждать природные и искусственные экосистемы, мы должны выйти за рамки рассмотрения только размеров частиц и рассмотреть другие физические свойства грунта. Нижеизложенное обсуждение физических свойств раскроет глаза обычному человеку, увлеченному аквариумистикой, но если Вы не попадаете в эту категорию, Вы можете перескочить сразу к заключению. Для остальных я поспешу сказать сдедующее...

Классификация грунта по размеру частиц (Wentworth) (Все размеры в мм)
Имя категории частиц	Предельные размеры
Валуны	> 256
Булыжники	64 - 256
Галька	4 - 64
Гравий	2 - 4
Песок	1/16 - 2
Очень крупный песок	1 - 2
Крупный песок	1/2 - 1
Средний песок	1/4 - 1/2
Мелкий песок	1/8 - 1/4
Очень мелкий песок	1/16 - 1/8
Ил	1/256 - 1/16
Глина	< 1/256

Чтобы обсуждать грунт и биоматерию в нем, мы сначала должны его физически описать. Это может звучать разумно на первый взгляд. Однако, подобно большинству вещей, связанных с рифовыми аквариумами, или, точнее для этого случая, с морской бентической экологией мягкого грунта, это не так легко, как это могло бы показаться (Krumbein и Pettijohn 1938, Buchanan 1984, Holme и McIntyre 1984, Ott 1986).

По определению, грунт состоит из частиц, и эта очевидное свойство определяет способ его анализа и описания. Диапазон частиц грунта может быть представлен как градиент с частицами молекулярного размера в одном конце, и планеты Земля на другом. К сожалению, люди не склонны легко понимать и анализировать свойства градиентов.

Чтобы иметь дело с подобными градиентами, мы обычно определяем для них некоторую систему обозначений. В случае размеров частиц грунта, мы называем эту систему "гранулометрический классификатор". Многочисленные гранулометрические классификаторы были предложены в работах по исследованию грунта, но чаще всего используется классификатор "Wentworth". Стоит помнить, что эта методология была разработана до появления компьютеров, когда большинство исследований было графическое и расчеты делались вручную.

Для графического анализа, к этому классификатору было применено логарифмическое преобразование и введен так называемый "Phi (ø)-параметр", который равен отрицательному логарифму по основанию 2 от диаметра частицы в миллиметрах. Вот соответствующий гранулометрический классификатор "Wentworth" для мелких частиц:

Phi (ø) Классификация песка и еще более мелких частиц
Размер частиц	Размер в		ø (=Phi) обозначение
Название	мм	микронах
Очень крупный песок	1 - 2	1000 - 2000	0
Крупный песок	1/2 - 1	500 - 1000	1
Средний песок	1/4 - 1/2	250 - 500	2
Мелкий песок	1/8 - 1/4	125 - 250	3
Очень мелкий песок	1/16 - 1/8	62 - 125	4
Ил	1/256 - 1/16	4 - 62	8
Глина	< 1/256	< 4	8+

Такой тип масштабирования позволяет представить распределение частиц грунта по размеру в легко понятой графической форме; приблизительно, каждая группа отличается от соседней по размеру в два раза. Например, средний песок в два раза крупнее мелкого. Без Phi-преобразования, было бы очень трудно графически представить распределение частиц по размеру, поскольку размер частиц от группы к группе изменяются значительно (см. следующий график), и на графике все подробности оказались бы скомканными.

График соответствия размеров частиц грунта в мм и в Phi-форме (ø). VCS = очень крупный песок, CS = крыпный песок, MS = средний песок, FS = мелкий песок, VFS = очень мелкий песок, S+C = ил и глина.

Итак, теперь мы знаем, как описать отдельную частицу. Правильно, только одну. Как описать распределение частиц по размерам в данном конкретном грунте? Необходимо ввести еще некоторые термины.

Состав грунта

Для дальнейшего анализа грунта, мы должны обсудить, как отдельные частицы образуют грунт. В самых простых грунтах, частицы имеют одинаковый размер. Грунт такого типа, конечно, тоже встречается в природе, но обычно только в условиях быстрых течений и с тяжелыми частицами, составляющими грунт, типа богатого железом кварцевого песка. В обычных условиях, в грунт входят частицы всех размеров (см. следующий график). Каждая тип грунта характеризуется относительным содержанием входящих в него фракций.

Есть предположение, что грунт в окружающий среде с высокой энергией имеет частицы больших размеров, и это обычно верно. Однако, другие факторы часто изменяют эту закономерность. В недавнем исследовании участка рифов в Большом Барьерном рифе, Klinger и другие (1997) обнаружили, что более крупный грунт находится на участке рифа с более высокой энергией. Однако, такой грунт был также богат органикой, и исследователи выдвинули гипотезу, что грунт в таких местах подвергся обработке морскими огурцами, которые часто посещали эти места. Такая ситуация типична, но часто выпускается из виду в обсуждениях состава грунта.

Если относительные пропорции всех Phi-групп определены, то можно рассчитать медиану. Для тех из Вас, кто никогда не мог или не хотел знать статистику, медиана - индикатор образца грунта. Медиана - числовая оценка (далее обозначим как N) половины совокупной массы осадка. Таким образом, медиана - середина в распределении грунта пог размеру частиц. В отличие от усредненного размера, на медиану не влияют отдельные частицы очень большого и очень маленького размера, имеющиеся в образце грунта.

Грунт естественного кораллового рифа по данным Johnstone и других (1990). Обратите внимание на то, что во всех группах имеется грунт с разными Phi (ø).

Итак, теперь мы знаем размер частицы, которая находится в середине распределения по размеру. О чем это нам говорит? Само по себе, это не дает много информации. Таким образом, цель не достигнута. Мы не знаем, как частицы по размеру распределены вокруг этой средней. Например, если средний размер N, частицы по размерам могли бы расположиться от N с обеих сторон на несколько единиц, или от N в узком диапазоне. Если частицы грунта очень похожи по размеру, образец называется "хорошо отсортированным", и "Коэффициент сортировки" (мера дисперсии или ширина распределения) мал.

Если частицы в грунте сильно различаются по размеру, это называется "плохо отсортированным" грунтом, и коэффициент сортировки относительно большой. Наконец, частицы грунта по размеру могут быть симметрично распределены вокруг среднего размера или не симметрично в одну или другую сторону; мера этого - "Коэффициент перекоса".

Все эти факторы помогают описать распределение частицы грунта по размеру, и описание грунта только одним способом типа Phi (Harker 1999) неточно и вводит в заблуждение (Бьюкенен 1984). Однако, легче сказать, чем сделать. Вы должны спросить себя, как узнать все эти параметры для конкретного грунта? Выкопать образец и посмотреть на него? Хороший вариант, но вы должны понимать, что это, в лучшем случае, неполная оценка.

Если Вы собираетесь анализировать грунт, Вы должны принять решение о том, как и что вы собираетесь делать. Прежде всего это влияет на погрешность, которая отразится на результатах - во всех исследованиях присутствует погрешность. Обычно существует два типа анализа - сухой и мокрый. Что замечательно для этой "грязной" науки, суть анализа ясно вытекает из названия. Тип анализа определяется анализируемым грунтом - был ли он сохранен влажными или был высушен.

Сухой анализ проводится после обработки грунта химикалиями, растворяющими сухой органический остаток. Например, фосфатом натрия или другие дисперсантами; эти химикалии используются во многих лабораториях, изучающих грунт, и в производстве жидких моющих средств, капли и двух которых достаточно для мытья тарелки.

После взятия пробы грунта, ее промывают в пресной воде для удаления инородных частиц. Затем она подвергается химической обработке, высушиванию и просеиванию через ряд сит с определенным размером ячеек; оставшиеся на ситах части пробы взвешиваются и данные сводятся в таблицу. Этот метод успешно применяется для собственно песка, но для ила и глины требуются особые методы, и, блаженны верующие, но я не буду подробно о них говорить здесь (Бьюкенен 1984).

Мокрый анализ подразумевает сохранение грунта во влажном состоянии и не использование дисперсантов. Иначе это будет сухой анализ с использованием сит. Мокрый анализ обычно не применяется для морской воды, так как имеется некоторая погрешность.

Сухое просеивание дает хорошие результаты для минеральной составляющей грунта. Мокрый анализ дает фактическое распределение, с которым и имеют дело организмы, поскольку грунт в мокром анализе сохранен "более или менее естественном" состоянии. Недостатки есть у обоих методов. Результаты сухого анализа дают распределение в весьма искусственном состоянии грунта, когда вся органика удалена, а во многих морских грунтах она может составлять аж 20% от веса грунта. Эта органика часто клееподобна и скрепляет между собой мелкие частички.

Мокрый анализ, с другой стороны, часто приводит к большей погрешности, поскольку норы червей и бактериальные скопления остаются неповрежденными, и они могут изменить картину в конкретном образце так сильно, чтобы необходимо сделать анализ нескольких образцов грунта. Следовательно, мокрый анализ нескольких образцов более дорог чем сухой одного образца. В результате, намного больше выполнено исследований грунта с помощью сухого анализа, чем мокрого, и согласование данных, полученных этими разными методиками, часто затруднительно.

Наконец, последняя проблема - как взять образец. Вообще говоря, очевидно, что для полноценного анализа грунта необходимо примерно 30 грамм сухого веса. Больше - лучше. Образцы грунта берутся кусками приблизительно 5 см в диаметре взятые на глубине никак не меньше чем 15 см. Эти образцы гомогенизируются и используются для анализа.

Для анализа конкретной области грунта необходимо взять несколько репрезентативных образцов, поскольку часто состав грунта значительно отличается в пределах небольшой области (10 сантиметров). Взятые образцы немедленно герметично запечатываются, чтобы предотвратить потерю частиц грунта (Holme и McIntyre 1984). Анализ грунта, основанный на неполных образцах или образцах, которые были некорретно взяты, часто приводит к ошибочным заключениям.

Минеральный состав грунта

Аквариумистам важен минеральный состав DSB. Однако, для матери-природы и для жителей грунта он не важен. Природный грунт в зоне кораллового рифа может быть карбонатным по природе, начиная от оолитовых песков в зонах осаждения карбоната кальция до шельфов из фораминефер, коралловой крошки и песка, или они могут быть полностью или частично состоять из лавы или речных отложений (земляной грунт, включая силикаты, органический осадок или ил). Как правило, всегда находятся подобные организмы, живущие в грунте подобного размера независимо от состава. Пока в грунте нет некоторых, однозначно ядовитых веществ, животным вообще, кажется, безразличен его состав.

Биологические свойства грунта

Может казаться странным обсуждение биологических свойств грунта. В конце концов, грунт - всего лишь минеральное вещество, не так ли? Не так! Из чего состоят частицы грунта - зависит от того, кто их изучает или использует. Это для нас песчинка - крохотная вещь, а для бактерий - целый мир, который можно заселить.

Организмы заселяют, изменяют и управляют частичками грунта по своему желанию и существенно изменяют его свойства. Строго неорганические процессы в грунте редки и их трудны определить и померять. Окружающая частички грунта среда заселена организмами и в значительной степени управляется ими (Redfield и другие. 1963).

В естественных системах, все изменения химических параметров, типа концентрации нитратов или фосфатов, происходят из-за деятельности микробов или микроскопических животных и растений на грунте. По мнению океанографов и большинства аквариумистов, грунт - место различных химических процессов, в которых участвуют азот и фосфор. Однако, нужно понять, что и естественный и аквариумный грунт составляют биологическую область. Практически, кроме как в почти безжизненных средах, нет грунта, поверхность которого не была бы заселена бактериями, грибками, протистами, и микроскопическими растениями и животными (Pilson и Betzer 1973, Pomeroy и другие. 1974, Tenore 1977, Montagna и другие 1983, Atkinson 1987, Atkinson и Smith 1987, Atkinson и Bilger 1992, Bilger и Atkinson 1992, Mayer и другие. 1993, Hovanec и DeLong 1996, Hovanec 1998, Lowrie и Borneman 1999).

Долго время считалось, что организмы управляют и подстраивают под себя химическое состояние окружающей средой под свои нужды. На самом деле, чисто неорганические процессы исключительно редки в естественных условиях. Условий, которые способствовали бы таким неорганическим процессам - полное бесплодие или исключительное органическое загрязнение - обычно не бывает в аквариумах.

Грунт и организмы

Чтобы обсуждать живущие в грунте организмы, необходимо ознакомится с обширной литературой, исследующей эту тему, и учитывать изменение масштаба в обсуждении взаимодействий, встречающихся в рассматриваемыой экосистеме. Можно буквально идти от обсуждения организма, живущего на отдельной песчинке к обсуждению всех организмов, живущих в песке кораллового рифа всюду вдоль тропика. Последнее сложно рассматривать в перспективе...

Аналогичным образом можно бесконечно обсуждать различные истории жизни всех организмов грунта этих местностей. Оставим эти обсуждения для других дискуссий и в других местах и сконцентрируемся в оставшейся части этой статьи на некоторых вещах, допустимых в нашем случае.

Экосистему в окружающей среде грунта, природном или аквариумном, можно разделить на в множество отдельных сред обитания, каждая со своим множеством организмов. Я думаю, что при обсуждении грунта с общей точки зрения, эти среды обитания и процессы должны быть специфицированы, по возможности используя примеры из литературы, а не как единое целое. Такие обобщенные обсуждения грунта имеют свойство быть правильными вообще, но имеют склонность к тому, чтобы быть неправильными в любом конкретном случае. Тем не менее, с точки зрения методологии человека, увлеченного своим хобби, нужно говорить с обобщенной точки зрения, затем рассматривать специфические особенности в наших попытках найти понимание, и затем снова пробовать применить это в общем случае.

Есть три главных среды обитания, найденные в окружающей среде грунта. Это: поверхность грунта (или интерфейс между грунтом и придонной водой), промежуточная среда обитания, состоящая из непосредственно поверхности частиц грунта и пространства между ними, и грунта в целом.

Организмы во всех трех этих средах обитания важны для аквариумиста. Однако, в большинстве случаев мы не должны беспокоиться о том, где и какие разновидности найдены. Это маленькое облегчение - результат того, что основные среды обитания найдены почти всюду в океанском грунте и содержат много подобных организмов, делающих подобные вещи (Dayton и Oliver 1980).

В этом обсуждении грунта важно признать, что, подобно всем экосистемам, наша имеет много обычных способов для передачи вещества и энергии через нее. Поддержание всех этих способов не является для организмов в системе жизненно необходимым. Но это необходимо, чтобы предотвратить накопление материалов и химической энергии. Нарушение подобных процессов, обычно в результате избытка питательных веществ, является первичной причиной разрушения сообщества в органически загрязненных экосистемах. Если такой процесс разрушения начинается в малых объемах, он обычно распространяется и на большие.

Например, когда естественная окружающая среда становиться перегруженной органическими питательными веществами, часть организмов гибнет, что вызывает еще большую перегрузку и гибель еще части организмов и так далее... (Pearson и Rosenberg 1978, Cabioch 1980).

Некоторые из вышеназванных способов передачи веществ и энергии осуществляются исключительно или главным образом несколькими группами организмов, часто живущих в пределах специализированных микросред обитания. Переработка азотсодержащих соединений производится в основном бактериями, живущими на частичках грунта или между ними. Переработка фосфатов производится бактериями и одноклеточными морскими водорослями, типа диатомовых водорослей и динофлагеллата, также живущего в промежуточной среде обитания грунта. Движение органических питательных веществ, типа сахара и аминокислот в грунте, прежде всего осуществляется маленькими животными, которые добывают себе пищу на поверхности грунта. Перенос питательных веществ от поверхности грунта вглубь часто происходит потому, что сами организмы идут этим путем.

Все эти группы должны присутствовать и быть функциональными, чтобы экосистема DSB могла существовать. Если таковые имеются и есть непрерывное поступление энергии, то система будет функционировать.

Человек, изучающий экосистему грунта, может изучать либо систему в целом, т.е. группу организмов, выполняющих подобные функции, и движение энергии и веществ, отдельных особей и их взаимодействия, либо группу таксономически связанных особей и их взаимодействия. Конечно, от подхода, который Вы используете в исследовании системы, будут зависеть ваши результаты.

Некоторые мои собственные исследования касались нескольких групп маленьких грунтовых животных-хищников и тех, на кого они охотятся (Shimek 1977, 1980, 1983a, 1983b, 1983c, 1983d, 1984, 1988, 1990, Shimek и Kohn 1981). Для этого я должен был изучить процессы переработки грунтом питательных веществ, и как на эти процессы влияет механическое воздействия на грунт.

Изучение передачи энергии и веществ через экосистему грунта позволило мне предложить использовать экосистему DSB в качестве биофильтра. Что еще более важно, это позволило мне сформулировать несколько определенных требований для таких искусственных экосистем в морских аквариумах.

Функциональные возможности грунта в морском аквариуме

Для обсуждения обобщенных функциональных возможностей DSB в морских аквариумах, я должен сделать несколько основных предположений. Первое из них - вода в аквариуме должна быть разумным аналогом реальной морской воды. Мы все знаем, что могут быть существенные различия между естественной и искусственной морской водой (Atkinson и Bingman 1999).

Кроме того, нужно понимать, что даже у тех аквариумистов, у которых при запуске аквариума использовалась естественная морская вода, последняя, по истечение некоторого времени, перестает быть таковой. Однако, подобные отличия могут быть несущественными, если вода в аквариуме может поддерживать широкое разнообразие жизни бактерий и других организмов. Вообще, я предполагаю, что это верно всегда, если в аквариуме поддерживается жизнь разнообразного множества животных и морских водорослей.

Во-вторых, я делаю предположение, что если подобные организмы найдены в подобных средах обитания в наших аквариумах и в природе, то они и там и там будут делать подобные вещи. Хотя это выглядит как малозначимое предположению, все же оно имеет глубокое значение.

Например, это означает, что чисто неорганические реакции в наших аквариумах происходят так же часто, как и в природе, т.е., вообще говоря, очень редко. Хотя такие химические процессы и могут происходить, они вызваны живыми организмами. Это также означает, что для полной утилизации избыточных питательных веществ в нашем аквариуме, мы должны сделать последний максимально похожим на природную экосистему, насколько это возможно.

Наконец, это означает, что физические и биологические процессы с участием грунта происходят подобным образом в обеих системах. Иными словами, нет ничего уникального в одной системе по сравнению с другой.

А сейчас я должен обозначить разницу между аквариумом, в котором аквариумист попытается подражать природному рифу, и аквариумом с коралловым садом, в котором аквариумист пытается заниматься японским искусством выращивания карликовых деревьев в горшке, т.е. широкое разнообразие кораллов в маленьком объеме. Аквариумы последнего типа склонны к различным рода проблемам, в т.ч. к проблемам с животными, по причине неестественных условий, и многие из процессов, которые обеспечивают стабильность, в таких аквариумах не функционируют.

Учитывая все эти предположения, DSB, как компонент экосистемы рифового аквариума, вероятно, самая важная часть всей аквариумной системы. Чтобы быть полностью функциональным, DSB должен быть достаточно глубоким, чтобы обеспечить развитие необходимых бактериальных компонентов, включая те, которые требуют полностью анаэробных условий. Гранулометрический состав грунта не является слишком критическим за исключением того, что грунт не должен быть слишком крупным. Потому, что среда обитания бактерий - поверхность грунта, а у мелкого грунта площадь поверхности отнесенная к объему больше, чем у крупного. Максимальный размер песчинок в грунте должен быть несколько миллиметров, и их не должно быть слишком много. Аналогично, не должно быть слишком много очень мелких частиц размера глины, поскольку они заполняют промежутки и исключают возможность существования животных.

Хотя частицы размера ила необходимы в DSB, аквариумисты не должны их добавлять. Большинство из таких частиц, которые накапливаются в DSB, это фекальные шарики, произведенные маленькими ракообразными. Эти фекальные шарики - важная часть пищевой цепочки и не должны удаляться сифонкой грунта или другим способом.

Фекальные шарики ракообразных не похожи на экскременты млекопитающих, так как они являются результатом разных процессов пищеварения животных. У маленьких ракообразных пища, которую они проглотили, окружена тонкой хитиновой оболочкой. Пищеварительные ферменты всасываются в мешок, а питательные вещества диффундируют наружу. Когда этот мешок покидает ракообразное как фекальный шарик, все, что он содержит - неусвоенную пищу, некоторые пищеварительные ферменты и некоторые бактерии, и все это находится в водопроницаемом мешочке.

Поскольку материал в этих шариках разлагается, шарики покрыты слоем бактерий. Когда это происходит, другие организмы едят фекальный шарик и передают его содержимое и бактерий дальше по пищевой цепочке системы, по существу усваивая только бактерии. Было подсчитано, что некоторые фекальные шарики с оболочкой в открытом море могут быть съедены от 8 до 10 раз прежде, чем вся энергия, годная к употреблению, будет усвоена.

Питающиеся отложениями организмы едят фекальные шарики, детрит и грунт, переваривая доступные им питательные вещества, включая некоторые из бактерий грунта (Self и Jumars 1978, Taghon и другие. 1978, Aller и Yingst 1985, Watling 1988, 1989, Miller и другие. 1992, Goldstein и Corliss 1994). Этb процессы усиливают действие биофильтра системы, способствуя росту новых бактерий, необходимых для биологической переработке нитратов и фосфатов.

Широкое разнообразие организмов в таком DSB необходимо для обеспечения разнообразия пищевых цепочек в круговороте питательных веществ и в использовании энергии. Этому разнообразию организмов необходим несортированный грунт с широким спектром размеров частиц грунта, от умеренно большого (1-2 мм) до очень мелкого ила.

Большинству разновидностей организмов предпочтительнее DSB из песка категорий от "мелкого" до "очень мелкого", чем более крупный или более мелкий, который все же тоже должен присутствовать. Такой грунт обнаружен в категориях, часто упоминаемых как "sugar-fine", хотя есть некоторые неясности в толковании этого термина.

Широкое разнообразие организмов в грунте необходимо для его успешной работы. Такое разнообразие может быть получено путем прививок или добавлением различных типов "живого песка", "комплектов для активации песка", "комплекты детритоядных" или им подобные, которые предлагаются многими продавцами. Чем больше первоначально предпринятого разнообразия тем лучше.

Каждая система аквариума уникальна и выживут только некоторые виды организмов из любого из этих источников. Как только это произойдет, важно не сифонить грунт и не помещать в аквариум просеивающих песок животных (или, более точно, хищников, питающимся организмами грунта).

Здоровая фауна DSB предотвратит его комкование, которое происходит, когда грунт неправильно засыпан или ненадлежащим образом обслуживается. Такое комкование происходит, вообще говоря, из-за бактериального роста, скрепляющего песчинки между собой, и это может привести к некоторым ненормальным неорганическим отложениям на грунте. Комкование - исключительно результат неправильной засыпки и обслуживания DSB. В таком DSB недостаточное, по сравнению с обычным, число организмов и, соответственно, нарушена их деятельность по рытью грунта.

Сифонка грунта, конечно, удалит некоторые питательные вещества в форме ила. Это было предложено как способ удалить дополнительные неорганические фосфаты, и метод был предложен именно для этого (Stark 1998). К сожалению, данный метод также уничтожит все бактериальные и водорослевые ячейки в грунте и освободит фосфаты, содержащиеся в их тканях. Очевидно, что неясно, сколько неорганических фосфатов можно удалить данным методом, поскольку полная концентрация фосфата - это та, что измерена, и не было предложено методов для дифференцированного определения фосфатов из органических и неорганических источников.

Кроме удаления полезного грунта, его сифонка также разрушит комки. Это обеспечит тех аквариумистов, которым просто необходимо что-то делать, регулярной работой, которую, сделав один раз, они будут вынуждены продолжать выполнять все время существования аквариума. В итоге, аквариумист станет большим, просеивающим песок, организмом, без разбора удаляющим животных в грунте.

Даже небольшая сифонка грунта оказывает существенное влияние на небольшие поселения животных и может быстро привести к их исчезновению. Вместо такого ненормального занятияя, я предложил бы хорошо укомплектовать DSB животными и затем о них заботиться. С этим легко справятся черви, если позволить им это делать...

Сравнение с природными системами

Разнообразие физических параметров окружающей среды в пределах даже простого грунта достаточно велико, чтобы убедить сомневающихся в том, что следует рассматривать определенные типы грунта без полного рассмотрения характеристик окружающей среды. Это - банальное утверждение, но часто не следует пытаться сравнивать системы без достаточно полных их характеристик и без полноценного документирования происходящих в них процессов. Из-за свойственной им сложности, сравнение грунта рифового аквариума и грунта кораллового рифа чревато погрешностями.

Одно исследование, которое делает некоторые полезные сравнения для рифовых аквариумов, особенно низктемпературных, опубликовано в 1990 (Johnstone и другие 1990). В этом специфическом исследовании показаны некоторые полезные данные по распределению частиц грунта по размеру, которые были полученны вызывающими доверие методами, так что я выбрал это для моего обсуждения в этой работе.

Гранулометрический состав Некоторых из множества грунтов кораллового рифа показаны на рис.2 (от Johnstone и других. 1990). Побережье атолла в Большом Барьерном рифе (~22 градуса Южной широты). Они назвали среды обитания на основе преобладающих типов грунтов.

На коротких дистанциях гранулометрический состав грунта меняется очень сильно. Найдены среды обитания с крупным песком, средним песком, мелким песком и очень мелким песком. Следует отметить, что взятые с поверхности грунта образцы визуально можно было отличить друг от друга по наиболее крупным фракциям в них, но невозможно было охарактеризовать сам грунт таким методом даже в небольшой области. Грунт отсортирован естественным образом так, что крупных частиц больше сверху. Поэтому маленькие образцы с поверхности не могли не давать смещенную картину состояния грунта. Это пример того, почему необходимо делать полноценную пробу при исследовании грунта.

Даже просто изучая данные по составу грунта из рядом находящихся мест, можно сделать некоторые выводы. Во-первых, весь грунт, исследованный Джонстоном и другими, плохо отсортированы - в каждом широкое разнообразие песчинок разного размера. Это типично для областей с переменными и хаотическими течениями. Грунт исследовался с различных точек зрения и было обнаружено много интересных вещей.

Одним из таких интересных моментов было то, что грунт понижал концентрацию азотсодержащих соединений только летом. В более прохладных условиях зимой (24-25.5^oC), анаэробных бактерий, участвующих в азотном цикле, было мало, тогда как летом (26.5-28^oC) такие бактерии преобладали.

Интересно, что и в летний, и в зимний период свободный кислород, по существу, отсутствовал на глубине больше ~1 см. Также зафиксирован значительно больший рост водорослей в крупном грунте по сравнению с мелким, вероятно из-за более легкого проникновение света между более крупными частицами грунта. Большая часть этих водорослей попадает в текущую над грунтом воду.

Во все зоны грунта в данном исследовании попадало существенное количество детрита, но ни в какой зоне не было признаков его накопления, что указывало, что все зоны грунта были способны к переработке детрита. Все в этих зонах указывало на то, что детрит быстро перемешивался с грунтом и что это было необходимо для его переработки, также как и наличие разнообразной фауны. Некоторые из животных, типа больших роющих креветок, негативно влияли на процесс переработки детрита из-за того, что они питались живущими в грунте животными, тогда как питающиеся грунтом животные типа морских огурцов, влияли позитивно.

Есть множество других исследований, которые дают похожие результаты, полученные в нескольких разных природных зонах. Как такие данные можно использовать в аквариумистике?

Советы по организации DSB в рифовом аквариуме

Несколько советов из этого списка становятся очевидными после вышеупомянутых исследований.

Рекомендуемый гранулометрический состав песка для DSB, легко воспроизводимый аквариумистами и схожий с составом природного грунта.

• DSB надо делать из нескольких различных сортов песка с преобладанием мелкого, или так называемого "sugar-fine". Такой DSB предпочтительнее для различных типов животных. Использование песка с частицами примерно одинакового размера нецелесообразно. Я предлагаю следующий гранулометрический состав грунта, оптимальный для рифового аквариума (см.рис.3) (Shimek 1999).
• Крупный песок способствует развитию морских водорослей и, тем самым, производству органических веществ путем фотосинтеза, а мелкий песок способствует развитию потребителей этих органических веществ. Эта разница особенно заметна при относительно низких температурах (24-25.5^oC), чем при более высоких (26.5-28^oC).
• Поверхность DSB необходимо немного взрыхлять, либо течением воды, либо животными, чтобы детрит мог проникать внутрь DSB для переработки. В аквариуме такими животными могут быть улитки Nassarius, многощетинковые черви, морские звезды змеехвостки или морские огурцы.
• DSB должен быть достаточно глубоким для обеспечения анаэробных условий. Грунт в таком состоянии может и реально перерабатывает азот- и углеродсодержащие соединения по самым высоким природным меркам. Моделирование природы в DSB работает успешно при глубине последнего от 10-15 см.
• Наличие разнообразной и многочисленной фауны помогает этому процессу. Хищных роющих животных следует избегать, а питающихся грунтом поддерживать.

Хотя грунт в наших DSB отличается от грунта природных рифов, DSB - хороший аналог функционального природного грунта с точки зрения его способности к переработке питательных веществ и пищи в наших рифовых аквариумах, а так же как компонент, который более естественен, чем большинство других структур минирифа.

Перевод Ярцев Валерий
Источник: http://reef.yarnet.ru/THEORY/DSB/MuddyWaters.shtml