Реферат: Охрана Водных Экосистем:. Охрана водных экосистем реферат

Курсовая работа - Охрана Водных Экосистем

Доклад

ПО БИОЛОГИИ

“ Охрана Водных Экосистем ”

Ученицы 10 класса «б»

Средней школы

Стецюк Анны

Введение.

Проблемы чистой воды и охраны водных экосистем стано­вятся все более острыми по мере исторического развития об­щества, стремительно увеличивается влияние на природу, вызы­ваемого научно- техническим прогрессом.

Уже сейчас во многих районах земного шара наблюдаются большие трудности в обеспечении водоснабжения и водопользо­вания в следствие качественного и количественного истощения водных ресурсов, что связано с загрязнением и нерациональным использованием воды.

Загрязнение воды преимущественно происходит вследствие сброса в нее промышленных, бытовых и сельскохозяйственных отходов. В некоторых водоемах загрязнение настолько велико, что произошла их полная деградация как источников водоснаб­жения.

Небольшое количество загрязнений не может вызвать зна­чительное ухудшение состояния водоема, так как он имеет способность биологического очищения, но проблема состоит в том, что как правило количество загрязняющих веществ, сбрасываемых в воду, очень велико и водоем не может спра­виться с их обезвреживанием.

Водоснабжение и водопользование часто осложняется био­логческими помехами: зарастание каналов снижает их пропуск­ную способность, цветение водорослей ухудшает качество воды, ее санитарное состояние, обрастание создает помехи в навига­ции и функционировании гидротехнических сооружений. Поэтому разработка мер с биологическими помехами приобретает большое практическое значение и становится одной из важнейших проб­лем гидробиологии.

Из-за нарушения экологического равновесия в водоемах создается серьезная угроза значительного ухудшения экологи­ческой обстановки в целом. Поэтому перед человечеством стоит огромная задача охраны гидросферы и сохранения биологическо­го равновесия в биосфере.

<I. Гидросфера как среда жизнедеятельности.>

Гидросфера вместе с ее населением играет большую роль в жизни человека, которая с прогрессом цивилизации непрерывно возрастает. Водоемы все интенсивнее используют для питьевого и технического водоснабжения как рыбохозяйственные угодья и зоны рекреации, для целей энергетики и навигации и во многих других отношениях. Поэтому по мере освоения гидросфе­ры все большее значение приобретает ее биологическое изуче­ние в интересах оптимизации природопользования и охраны сре­ды. Этими вопросами занимается гидробиология.

<II. Население.>

Население гидросферы по числу видов (более 250000) за­метно уступает наземному из-за необычайного богатства в нем фауны и насекомых. Иная картина получается если сравнение вести по классам. Например, из 33-х классов растений, 18 ви­дов -гидрофиты. Эти данные рассматриваются как доказательст­во того, что жизнь зародилась не в воздушной, а в водной среде.

Одна из характерных особенностей водного населения -резкое преобладание зомассы над фитомассой, в то время как на Земле наблюдается обратная картина.

Биомасса в различных районах Мирового океана колеблется в очень широких пределах. Так в верхнем 100-метровом слое в районе экватора биомасса составляет около 500 мг/м3 и бо­лее, а в водах Субарктики и Субантарктики соответственно 100-300 мг/м. [1.]

Фитобеноз состоит в основном из бурых, красных и зеле­ных водорослей, а также некоторых цветковых растений.

Зообеноз в наибольшей степени представлен простейшими,

кишечнополостными, ракообразными, головоногими и рыбами. Планктон по видовому составу в основном представлен ракооб­разными.

Флора и фауна Мирового океана с продвижением в глубь по числу видов и численности значительно обедняются. Это связа­но с ухудшением условий обитания. Основным источником пищи глубоководных является скопление органических веществ на дне.

Континентальные водоемы могут быть искусственными и

естественными. В подавляющем большинстве континентальные во-

доемы пресные, что и определяет видовой состав их населения. Население рек характеризуется значительным видовым раз-

нообразием. Из отдельных экологических групп значительного обилия в реках достигают планктон, бентос и нектон. Числен­ность бактерий в речной воде значительно меняется по сезо­нам, обнаруживая максимум в период паводка. Заметно повыша­ется численность бактерий в реках ниже очагов загрязнения органическими веществами. Количество планктона в реках на протяжении года значительно меняется, падая до минимума зи­мой и во время половодья вследствие разбавления талыми вода­ми, почти не содержащими каких-либо организмов. От весны к лету благодаря размножению количество планктона значительно увеличивается. Бентос преимущественно представляется живот­ными; донные растения обильны только в реках с прозрачной водой. Образованию прибрежной растительности мешает размыв берегов и половодья.

На видовой состав озер оказывают влияние: географи­ческое положение, происхождение и особенности гидрологи­ческого режима. Нектон и планктон в озерах представлены бо­гаче, чем в других континентальных водоемах. На поверхности пленки: клопы-водомерки, мухи, на нижней поверхности -жуки и клопы, личинки комаров и т.п. Нектон представлен почти иск­лючительно рыбами. В больших озерах (Байкал, Ладожское) оби­тют несколько видов тюленей. Северные и высокогорные озера богаты ласосевыми рыбами.

Население болот отличается бедностью как по видовому составу, так и в количественном отношении. Отрицательное значение в этом отношении имеет малая концентрация кислорода и повышенная кислотность. Растительность болот представлена в основном зелеными мхами, осоками, хвощами, вейниками, тростниками и т.п.

<Физико-химические свойства воды.>

Из огромного количества физико-химических факторов, влияющих на население гидросферы, сравнительно немногие име­ют ведущее экологическое значение. К таким факторам прежде всего относятся физико-химические свойства воды и грунта, растворенные и взвешенные в воде вещества, температура исвет, а в последнее время загрязнение водоемов, вызванное деятельностью человека.

Вода как физико-химическое тело оказывает непрерывное воздействие на жизнь гидробиоитов. Она не только удовлетво­ряет физиологические потребности организмов, но и служит им опорой, доставляет кислород и пищу и уносит метаболиты, пе­реносит половые продукты и самих гидробиоитов. Благодаря подвижности воды в гидросфере возможно существование прик­репленных животных, которых, как известно, нет на суше. Поэ­тому свойства воды -важнейший фактор абиотической среды вод­ного населения.

На первый взгляд, изменение плотности воды с повышением температуры не так существенно. Однако следует учесть, что плотность гидробиоитов отличается от единицы лишь во вто­ром-третьем знаке после запятой. Поэтому температурные коле­бания означают очень многое в смысле изменения условийплава­ния (различная опорность среды).

По сравнению с другими жидкостями вода имеет сравни­тельно небольшую вязкость, что обуславливает ее подвижность и облегчает плавание гидробиоитов. С повышением водной тем­пературы вязкость заметно снижается. С увеличением солености вязкость воды несколько возрастает. Изменение вязкости осо­бенно сильно влияет на передвижение мелких организмов. С од­ной стороны, они обладают сравнительно маломощной локомотор­ной системой, в то время как относительная поверхность, про­порционально которой действуют силы трения, очень велика. С другой стороны, вязкость тормозит движение тем больше, чем ближе находятся смещаемые относительно друг друга слои воды. Для мелких организмов они располагаются на очень небольших расстояниях и поэтому преодоление сил трения сопряжено со значительными затратами энергии.

Вода обладает сравнительно высоким коэффициентом по­верхностного натяжения, который в зависимости от температуры и солености лежит в пределах 0,771-0,765 Н/м2. Поверхностная пленка предоставляет организмам своеобразную опору, для использования которой вырабатываются специфические адапта­ции, в частности смачиваемость или несмачиваемость телесного покрова. Организмы с несмачивающимися покровами, находясь на поверхности воды, поддерживаются ею, и, будучи тяжелее воды,

не тонут. Гидробиоиты более легкие, чем вода удерживаются в ней, упираясь в находящуюся над ними пленку.

По сравнению с почвой и воздухом вода отличается гораз­до большей термостабильностью, что благоприятно для сущест­вования жизни. Когда вода начинает нагреваться, возрастает испарение, вседствие чего повышение температуры замедляется. При охлаждении воды ниже 0'С и образовании льда, выделяюще­еся тепло тормозит дальнейшее понижение температуры.

По сравнению с воздухом вода гораздо менее прозрачна, и падающий в нее свет довольно быстро поглощается и рассеива­ется.

Цвет воды, ее прозрачность зависят от избирательности поглощения и рассеивания различных лучей. От цвета воды сле­дует отличать цвет поверхности, который в отличие от первого зависит от погодных условий и угла зрения.

Из отдельных физико-химических свойств грунтов наиболь­шее экологическое значение для водного населения имеют раз­меры частиц, плотность их прилегания друг к другу и стабись­ность взаиморасположения, степень смыва течениями и темп ак­камуляции за счет оседания взвешенного материала. Физические свойства грунтов прежде всего характеризуются их механи­ческим и гранулометрическим составом, под которым понимают размер зерен, образующих данные складки.

С переходом от каменистых грунтов к песчаным и гли­нистым численность водных животных обычно увеличивается, а их средняя масса снижается в результате мельчания представи­телей гидрофауны (уменьшение опорности грунта).

Условиями движения внутри грунта с различными грануло­метрическим составом объясняется разница в размерах организ­мов, обитающих в песке морских пляжей. Крайне неблагоприятна для существования данного населения недостаточная стабиль­ность грунтов: оседание частиц, снос поверхностных слоев то­ками воды и перемещение частей относительно друг друга. В первом случае обитатели грунта засыпаются слоем наносов, во втором -вымываются и уносятся течением, в третьем -перетира­ются и не могут укорениться.

Многие донные животные питаются, пропуская через себя грунт, и поэтому важное значение приобретает нахождение в нем органического вещества, которое образуется в результате

попадания в грунт остатков организмов на тех или иных стади­ях разложения.

Данные отложения тесно взаимодействуют с водой. Из грунта в воду непрерывно поступают различные соли, газы, твердые компоненты, навстречу этому потоку идет другой, несущий в донные отложения различные минеральные и органи­ческие вещества из толщи воды. Процессы взаимодействия между ложем водоема и его водной массой имеют большое значение для жизни гидробиоитов.

Природная вода существует и не в виде химического сое­динения, состоящего из водорода и кислорода, а представляет собой сложное тело, в состав которого помимо молекул воды входят самые различные вещества. Все они играют ту или иную роль в жизни водного населения. Наибольшее экологическое значение имеют для него степень насыщения воды различными газами, концентрация ионов минеральных солей, водородных ио­нов и органических веществ, состав и концентрация взвешенных веществ.

Из отдельных газов наибольшее значение для водного населения имеют кислород, углекислый газ, сероводород и ме­тан.

Для водного населения кислород представляет собой реша­ющий фактор. На суше количество кислорода велико, кроме то­го, в силу подвижности атмосферного воздуха, некоторой от­дельный, могущий возникать дефицит быстро ликвидируется за счет диффузии и воздушных течений. В воде также происходит выравнивание концентрации кислорода, но процесс диффузии протекает в 320 раз медленнее, чем на суше. По отношению к кислороду организмы делятся на эври- и стеноксидные формы, способные соответственно жить в пределах широких и узких ко­лебаний концентрации кислорода. В случае, когда адаптация гидробиоита к данной кислородосодержащей среде оказывается недостаточной, он погибает. Если подобное явление приобрета­ет массовый характер, то это называется замором.

Обогащение воды углекислым газом происходит в результа­те дыхания водных организмов. Снижение концентрации угле­кислого газа происходит преимущественно при потреблении последнего фотосинтезирующими организмами. Высокие концент­рации углекислого газа смертельно опасны для животных и поэ-

тому многие родники лишены жизни. Только некоторые двусто­ронние моллюски и рачки могут сравнительно долго выносить высокие концентрации СО2, нейтрализуя его путем растворения извести раковин в своей телесной жидкости. Для растений высокие концентрации СО2 безвредны.

Сероводород в водоеме образуется почти исключительно биологическим путем, за счет деятельности различных бакте­рий. Для водного населения он вреден как косвенно, так и не­посредственно. Для многих гидробиоитов он смертелен даже в самых малых концентрациях. Образование больших количеств Н2S может вызвать заморы. Помимо серных бактерий Н2S окисляют фотосинтезирующие пурпурные и некоторые виды зеленых бакте­рий, использующие сероводород в качестве донора водорода и спасающие тем самым население водоема.

Ионы минеральных солей играют в жизни гидробиоитов са­мую различную роль: одни из них используются растениями для построения тела и получившие название биогенов. На других они оказывают физиологическое влияние, вызывая резкие сдвиги в процессах обмена веществ. Виды, выносящие большие колеба­ния солености, называются эвриолинными, в отличие от стено­линных, не выдерживающих такие перепады. Большое экологи­ческое значение для гидробиологов имеет не только суммарное количество ионов, но также и их состав, соотношение. Сущест­венное значение имеет тот факт, что с увеличением солености понижается точка замерзания воды.

Взвешенные в воде вещества с известной степенью услов­ности могут быть подразделены на возмущенный грунт, содер­жащий небольшее количество органического вещества, и детрит, в котором его сравнительно много. Присутствие в воде большо­го количества взвешенных частиц оказывает на водное населе­ние самое разнообразное влияние. Снижение прозрачности воды в результате возмущения грунта с одной стороны уменьшает освещение донных растений, а с другой -сопровождается увели­чением концентрации биогенов. Неблагоприятное воздействие оказывает минеральная взвесь на животных, отфильтровывающих свой корм в толще воды, и засыпая организмы, обитающие на грунте.

Температура, свет, звук и другие колебания воздействуют на водное население или непосредственно или играют роль

условных сигналов. К первому случаю относится, например, влияние температуры на протекание многих биологических про­цессов, значение света для фотосинтеза и т.п.

Термический режим отдельных водоемов определяется их географическим положением, глубиной, особенностью циркулиро­вания водных масс и многими другими факторами. Поступление тепла в водоем зависит главным образом от проникновения сол­нечной радиацией и и контакта с менее нагретой атмосферой. Известную роль играет тепло выпадающих осадков. В последние годы тепловой режим многих водоемов претерпевает существен­ные изменения под влиянием поступления в них подогретых вод из охлаждающих контуров тепловых и атомных станций. Темпера­турный водный баланс безусловно зависит от времени года.

У многих гидробиоитов, периодически подвергающихся действию отрицательных температур вырабатываются адаптации, предупреждающие замерзание соков тела. В основном они сво­дятся к снижению точки замерзания соков и повышению их способности к переохлаждению. Благодаря этим адаптациям не­которые организмы переносят понижение температуры до -10'С, например, мидии. Чем чаще и сильнее периодические изменения температуры в естественных местах обитания гидробиоитов, тем выше их устойчивость к холодовым и тепловым повреждениям.

Большое экологическое значение температура имеет как

фактор влияющий на скорость протекания процессов, в част­ности дыхания, роста и развития. Повышение температуры обыч­но сопровождается ускорением всех процессов.

Во всех случаях оптимальные для роста амплитуды и ско­рости изменения температуры оказались сходными с теми пере­падами, какие рыбы испытывают в природных местах обитания. По-видимому, для организмов неблагоприятно стационарное состояние фактора, если в естественных условиях оно динамич­но. Организмы, исторически адаптированные к экологическому разнообразию, не только ризестентны к нему, но и нуждаются в нем; экологическое однообразие в своем предельном выражении, создаваемом в искусственных условиях, не соответствует физи­ческим потребностям организмов, уменьшает их жизнедеятель­ность.

Особенно большое экологическое значение свет имеет для фотосинтезирующих растений. Из-за его недостатка они

отсутствуют на многокилометровой глубине океанических вод. Реже растения страдают от избытка света и отсутствуют в по­верхностном слое воды, если его освещенность становится че­резмерной.

Большинству животных свет нужен для распознания среды и ориентации движений. Под контролем светового фактора про­исходят грандиозные миграции, когда каждые сутки миллиарды тонн живых организмов перемещаются на сотни метров с поверх­ности в глубину и обратно. В очень большой степени от света зависит окраска гидробиоитов, которая у ряда животных может даже меняться, обеспечивая маскировку.

Ориентируясь на свет, гидробиоиты находят для себя наи­более выгодное положение в пространстве. Особенно большое значение свет имеет для организмов, совершающих суточные миграции. В большинстве случаев начало подъема и спуска оп­ределяется временем наступления той или иной освещенности.

Восприятие звука у водных животных развито относительно

лучше, чем у наземных. Звук быстрее и дольше распространя­ется в воде, чем на суше. Известное значение в жизни гидро­биоита имеют шумовые нагрузки, связанные с деятельностью че­ловека -работой лодочных и корабельных моторов, турбин, под­водным бурением и т.д. У гидробиоитов одновременно снижается скорость дыхания, темп роста и доля яйценосных самок; привы­кание к шуму не наблюдается даже после месячного содержания рыб в таких условиях.

Очевидно, весьма значительную, но еще малоизученную роль играют в жизни гидробиоитов электрические и магнитные поля. Благодаря высокой чувствительности электрорецепторов, многие гидробиоиты способны воспринимать богатейшую информацию, в частности различают особей своего вида и врагов, скорость и направление течений, температуру, солевые и газовые ингреди­енты, а также устанавливают симптомы, предшествующие ано­мальным природным явлениям.

<Экологические основы жизнедеятельности.>

В биосферном аспекте питание -один из основных про­цессов, благодаря которому осуществляется круговорот веществ в природе. В более узком плане питание выступает как процессвключения того или иного органического вещества вкакие-либо конкретные организмы, желательные или нежелательные для че­ловека. Управление этим процессом в целях усиления воспроиз­водства нужного биологического сырья, формирования высокого качества воды и охраны чистоты водоемов в условиях их комп­лексного использования -одна из актуальнейших проблем.

Пищевые адаптации водных организмов с одной стороны

направлены на добывание корма нужного количества, т.е. обуславливают выборность или элективность питания; а с дру­гой стороны обеспечивают определенный уровень интенсивности питания, т.е. добывание корма в нужных количествах и доста­точно высокую степень его переваривания.

Покровы гидробиоитов полупроницаемы. Находясь в воде они должны противостоять физико-химическим силам выравнива­ния осмотических и солевых градиентов, а временно оказываясь в воздушной среде избежать потери влаги. Для противостояния силам выравнивания водные организмы вырабатывают ряд адапта­ций, Направленных, с одной стороны, на активное поддержание нужных градиентов, а с другой- уменьшение до минимума физи­ко-химических эффектов, в частности за счет снижения прони­цаемости покровов. Последний путь, энергетически более эко­номный, используется в ограниченных пределах, поскольку растущая изоляция от среды осложняет процессы обмена веществ с нею.

Процессы регуляции водно-солевого обмена обеспечиваются работой выделительной системы, рядом морфологических и пове­денческих адаптаций. Приспособление к снижению влагоотдачи и некоторые другие предохраняют гидробиоитов от гибели вне во­ды, например в приливно-отливной зоне, в пересыхающих водое­мах, при периодических выходах на сушу. Ряд адаптаций обеспечивает защиту водных организмов от осмотического обез­воживания и обводнения, создающих угрозу механического пов­реждения клеток. В соответствии с этим решается задача регу­лирования и концентрации соотношения отдельных ионов в клет­ках тела. Совершенством адаптаций, обеспечивающих стабилиза­цию водного и солевого обмена, определяется их способность существовать в водах различной солености и выживать в осма­тически неустойчивой среде.

Помимо расширительного понимания дыхания как всякоговысвобождающего энергию биологического окисления, есть и бо­лее узкое, распространяющееся только на процессы, связанные с поглощением кислорода. Аэробное дыхание в воде сложнее, чем на суше. У наземных животных влага на дыхательных по­верхностях нормальное и несколько меньшее количество раство­рееного кислорода. Если вода, омывающая дыхательные структу­ры гидробиоитов, насыщена кислородом, то условия их дыхания не хуже, а даже лучше, чем у наземных форм. Однако, гораздо чаще содержание кислорода в воде немного ниже нормального и в таких случаях распираторная обстановка для гидробиоитов крайне неблагоприятна. При этом следует учесть, что концент­рация кислорода снижается в результате жизнедеятельности са­мих гидробиоитов, и не всегда достаточно быстро восстанавли­вается за счет тех или иных внутриводоемных процессов. Слож­ность распираторных условий в воде обусловила выработку у гидробиоитов ряда морфологических, физиологических и биохи­мических реакций организма, обеспечивающих нужный уровень интенсивности дыхания в более или менее широком интервале концентраций растворенного кислорода. Регулируя интенсив­ность газообмена, гидробиоиты маневренно оптимизируют свою энергетику, экономичность процессов реализации программы роста и развития. В условиях крайнего дефицита кислорода гидробиоиты предельно снижают свою активность и некоторое время выживают благодаря использования минимума энергии. Не­большое число гидробиоитов постоянно существуют в отсутствие растворенного кислорода, извлекая его из химических соедине­ний и добывая энергию другими способами.

Росту организмов сопутствует их развитие -поступатель­ное изменение всей организации тела, направленное на дости­жение оптимального репродуктивного состояния, обеспечение необходимой эффективности размножения. В ходе онтогенеза, перестраиваясь структурно и функционально, организмы дости­гают репродуктивной зрелости. Чем больше образуется потомков и выше их выживаемость, тем успешнее реализуется жизненная стратегия вида -максимизация в биосфере, свойственной ему формы трансформации веществ и энергии, универсализация свое­го образа жизни, предельное усиление своей биогеохимической функции на Земле. Поскольку такая тенденция свойственна всем видам, это усиливает их конкуренцию на материальные и энер-

гетические ресурсы биосферы, расширяет ресурсную базу жизни, интенсифицирует в эволюционном аспекте биологический круго­ворот веществ и поток энергии в биосфере.

<Водные биоресурсы и их

рациональное использование.>

В результате роста и размножения гидробиоитов в водемах происходит непрерывное образование биомассы. Это экосистем­ное явление называют биологической продуктивностью, сам про­цесс образования биомассы -биологическим продуцированием, а новообразованную биомассу -биологической продукцией. Биоло­гическая продукция -только часть биоорганической продукции -всего органического вещества, содаваемого организмами в процессе своей жизнедеятельности. Биопродуктивность экосис­тем реализуется в форме образования организмов, полезных, безразличных или вредных для человека. В связи с этим исходя из текущих запросов практики можно говорить о биохозяйствен­ной продукции -биомассе организмов, имеющих в настоящее вре­мя промысловое значение. Вне зависимости от интересов прак­тики различают продукцию первичную и вторичную. Первая

представляет собой результат биосинтеза органического ве­щества из неорганического в процессе жизнедеятельности гид­робиантов-автотрофов. Вторичная продукция образуется в про­цессе трансформации уже имеющегося органического вещества организмами-гетеротрофами.

Биопродуктивность гидросистем можно рассматривать в двух планах: природном (биосферном) и социально экономи­ческом. В первом случае результаты продуцирования безотноси­тельно к интересам человека, как одну из особенностей круго­ворота веществ в экосистеме, как одну из функций экосистем -блоков биосферы. С социально-экономической точки зрения би­опродуктивность характеризуется величиной вылова гидробиан­тов, используемых человеком. В этом случае продуктивность определяется как свойствами самих эксплуатируемых экосистем, так и формой их хозяйственного освоения.

Организмы, используемые в качестве объектов промысла, образуют биологические ресурсы водоемов. В историческом про­цессе становления природы для человека все большее число

гидробиантов вовлекается в сферу общественного производства и становится биоресурсами людей. Гидробианты в воспроиз­водство которых вкладывается труд -это уже не биоресурсы, а возделываемое сырье.

Из огромного числа гидробиоитов только очень немногие представители флоры и фауны используются человеком в качест­ве биологического сырья. Этим в значительной мере объясня­ется тот факт, что водные растения и животные составляют 3% в пище людей, хотя первичная продукция гидросферы только в 3 раза меньше первичной продукции суши. Поэтому перспективная оценка биологических ресурсов гидросферы должна исходить не­только из учета возможного вылова объектов, добываемых в настоящее время.

В отличие от полезных ископаемых биологические ресурсы относятся к самовоспроизводящимся. Следовательно, их величи­на в гидросфере определяется не количеством имеющихся про­мысловых организмов, а их приростом, т.е. продукцией. Мерой реализации этой продукции служит промысел.

Объем устойчивого промысла водных организмов определя­ется величиной их естественного воспроизводства. Поэтому промысел не должен превысить естественных природных популя­ций и учитывать особенности их воспроизводства (сроки, места, орудия лова и т.д.). Охрана и повышение эффективности естественного воспроизводства представляют собой важную меру укрепления сырьевой базы промысла, равно как и обогащение водоемов новыми промысловыми объектами за счет акклиматиза­ции.

Промысел водных организмов не всегда легко отличить от «урожая» при искусственном разведении, т.к. существует мно­жество переходных форм между этими двумя видами биосырья.

В настоящее время мировой промысел гидробиоитов состав­ляет около 20% животных белков, потребляемых человеком. До начала 70-х годов он быстро возрастал, затем стабилизиро­вался. Среди рыб значительную долю в промысле составляют сельдевые, тресковые, скумбриевые и ставридовые. В меньшем количестве добываются тунцовые, мерлузовые и комбаловые, еще меньше отлавливаются лососевые.

Среди нерыбных объектов, добываемых в водоемах в насто­ящее время, первое место по массе занимают моллюски. Из них

в наибольшем количестве добываются двустворчатые моллюски, в значительном количестве -головоногие моллюски (больше поло­вины из них -кальмары). Из ракообразных наибольшую роль в промысле играют крабы и креветки.

Мировой промысел гидрофитов основан преимущественно на добыче красных и бурых водорослей. В гораздо меньшем коли­честве добывают зеленые. Значительная часть водорослей используется для йода и других технических и медицинских продуктов.

В настоящее время уровень использования гидробиоитов в отношении большинства традиционных объектов промысла достиг величин, близких к предельным. Во многих случаях наблюдается перелов гидробиоитов; что означает, что воспроизводительная способность их популяций уже не может компенсировать убыль в результате промысла. В 1770г. был убит последний экземпляр замечательного растительноядного млекопитающего -стеллеровой (морской) коровы. Почти исчез в наше время гренландский кит, взятый под охрану слишком поздно, под угрозой исчезновения находится синий кит. Среди рыб наблюдается перелов многих легко поддающихся добыче камбал, сельдей. В ряде районов в чрезвычайно напряженном состоянии находятся запасы крабов. Поэтому с необычайной остротой встает вопрос об охране и по­вышении естественного воспроизводства биоресурсов.

Серьезный вред воспроизводству промысловых гидробиоитов может наносить гидротехническое строительство, в частности сооружение плотин, перерезающих естественные миграционные пути рыб. Например, гидростроительство на Волге и Куре резко нарушило условия естественного размножения осетровых, в свя­зи с чем пришлось принять меры по организации искусственного воспроизводства. Огромное количество молоди гибнет, попадая в оросительные системы и в турбины гидроэлектростанций. Для предупреждения захода молоди в каналы оросительной системы, в турбины электростанций создают различные заградители, в частности электрические.

Естественное воспроизводство промысловых организмов часто подрывает неправильная организация их вылова. В связи с этим необходимо научное обоснование регулирования про­мысла: оно должно сводится не только к установлению необхо­димого объема вылова, но и к установлению сроков и мест про-мысла, регламентирование способов и орудий лова.

Проблема охраны, повышения эффективности естественного воспроизводства биоресурсов осложняется тем, что приходится в решать в условиях комплексного использования водоемов, учитывая интересы самых разных отраслей народного хозяйства связанных с использованием водоемов.

Большое значение для усиления естественного воспроиз­водства промысловых организмов имеет борьба с их пищевыми конкурентами, врагами и паразитами. Огромное количество рыб погибает от вирусных и бактериальных заболеваний. Основной элемент в комплексе мер борьбы с паразитами прудовых рыб -профилактика заболеваний, в частности контроль за перевоз­ками рыб. Помимо комплекса профилактических мероприятий, проводятся лечебные.

Термином «акклиматизация» обозначают целенаправленную деятельность человека по обогащению флоры и фауны новыми компонентами. В биологическом смысле под акклиматизацией по­нимают приспособление организмов к существованию за предела­ми собственного ареала после переселения в новые места оби­тания. Акклиматизация характеризуется не только выживанием и размножением переселенных особей, но и нормальным развитием последующих поколений, т.е. натурализацией вида.

Из промысловых организмов акклиматизируются рыбы, рако­образные, моллюски и водные млекопитающие.

Акклиматизация организмов является одной из первых составляющих частей аквакультуры (в узком смысле слова «ак­вакультура» понимается как промышленное выращивание гидроби­антов по определенной технологической схеме с контролем над всеми основными звеньями процесса). Дальнейшее развитие ак­вакультуры сводится к преобразованию экосистем, их конструи­рованию в интересах оптимизации производства биосырья в во­доемах.

<Загрязнение водоемов.>

Под загрязнением водоемов понимается ухудшение их эко­логического значения и биосферных функций в результате ант­ропогенного поступления в них вредных веществ.

При загрязнении водоемов наблюдается нарушение отдель-

ных физиологических функций, изменение поведения, снижение темпа роста, увеличение смертности, изменение наследствен­ности особе. Загрязнения также могут изменить некоторые по­казатели популяции: изменение численности гидробиоитов и би­омассы, рождаемости и смертности, половой и размерной струк­туры и ряда функциональных свойств. К этому следует добавить хаотичность внутрипопуляционных отношений, играющих огромную роль в коммуникации особей.

На биоцентрическом уровне загрязнение сказывается на структуре и функциях сообщества, поскольку одни и те же заг­рязняющие вещества по разному влияют на разные компоненты биоценоза. В конечном счете происходит деградация экосистемы -ухудшение ее как элемента среды человека и снижение положи­тельной роли в формировании биосферы, обесценивание в хо­зяйственном отношении.

Каждое из токсических веществ обладает определенным ме­ханизмом действия и обуславливает специфический механизм ре­агирования. Гидробиоиты, их популяции и гидробиоценозы обна­руживают различную чувствительность и устойчивость к токси­нам.

Из загрязненных веществ наибольшее значение для водных экосистем имеют нефть и продукты ее переработки, пестициды, соединения тяжелых металлов и т.п. Чрезвычайно опасным стало загрязнение водоемов различными продуктами радиоактивного распада -радионуклидами или радиоизотопами. Все большее беспокойство вызывает загрязнение и осоление пресных водое­мов в следствие выпадания «кислотных дождей», когда в ат­мосферной влаге растворяются газы и некоторые другие вещест­ва, выбрасываемые в воздух промышленными предприятиями. Зна­чительную роль в загрязнении водоемов играют бытовые стоки, лесосплав, отходы деревообрабатывающих предприятий и многие другие виды загрязнения, не относящиеся к токсичным, но ухудшающие среду гидробиоитов.

<Вывод.>

Как наука экологическая гидробиология исходит из представлений о том, что живое, возникшее из неживого, оста­ется в тесной зависимости с последним, находится с ним в

структурно -функциональном единстве. На всех уровнях ореоли­зации живое существует только как часть противоречивого це­лого -биологического тела в его взаимосвязях со всей сово­купностью окружающих условий. Обитатели того или иного водо­ема вне зависимости от систематического положения конвер­гентно приобретают сходные адаптации к существованию в пре­делах своего места обитания, образуя характерные жизненные формы.

Организмы, популяции, биоценозы -не жесткие системы, разрушающиеся при состояниях среды, отличающихся от опти­мальных, они способны адаптироваться к среде.

Оценка степени ухудшения условий в водных экосистемах под влиянием загрязнения или других антропогенных воз­действий с той или другой точностью в настоящее время может быть сформулирована только применительно к практическим фор­мам использования водоемов. Показателем экологического благо­получия водных экосистем может служить хорошо развитый биок­руговорот. Прогноз состояния водных экосистем и влиянии тен­денций в их изменении крайне важны для перспективного плани­рования рациональной эксплуатации водоемов.

Человек должен стабилизировать свой обмен с природой на основе его адекватности, гармонического сочетания интересов общества и возможностей природы.

Список литературы:

1. Гидробиология, М., 1985г.

2. Биология и экология водных организмов, Л.,1987г. 3.

Экологический словарь, Алма-Ата 1983г.

4. Одум Ю. Основы экологии, М., 1975г.

5. Константинов А.С. Общая гидробиология, М., 1986г. 6. Чернова Н.М. Экология, М., 1988г.

7. Теоретическая экология, М.,1987г.

www.ronl.ru

Реферат: Охрана Водных Экосистем

Доклад

ПО БИОЛОГИИ

“Охрана Водных Экосистем”

Ученицы 10 класса «б»

Средней школы

Стецюк Анны

Введение.

     Проблемы чистой  воды  и охраны водных экосистем стано­вятся все более острыми по мере исторического  развития  об­щества, стремительно увеличивается влияние на природу, вызы­ваемого научно- техническим прогрессом.

     Уже сейчас  во  многих районах земного шара наблюдаются большие трудности в обеспечении водоснабжения и  водопользо­вания  в следствие качественного и количественного истощения водных ресурсов, что связано с загрязнением и нерациональным использованием воды.

     Загрязнение воды преимущественно происходит  вследствие сброса  в  нее промышленных,  бытовых и сельскохозяйственных отходов.  В некоторых водоемах загрязнение настолько велико, что  произошла их полная деградация как источников водоснаб­жения.

     Небольшое количество  загрязнений не может вызвать зна­чительное ухудшение состояния  водоема,  так  как  он  имеет способность  биологического очищения,  но проблема состоит в том,  что  как  правило  количество  загрязняющих   веществ, сбрасываемых  в  воду,  очень велико и водоем не может спра­виться с их обезвреживанием.

     Водоснабжение и  водопользование часто осложняется био­логческими помехами:  зарастание каналов снижает их пропуск­ную способность, цветение водорослей ухудшает качество воды, ее санитарное состояние, обрастание создает помехи в навига­ции и функционировании гидротехнических сооружений.  Поэтому разработка мер с биологическими помехами приобретает большое практическое  значение и становится одной из важнейших проб­лем гидробиологии.

     Из-за нарушения  экологического  равновесия  в водоемах создается серьезная угроза значительного ухудшения  экологи­ческой обстановки в целом. Поэтому перед человечеством стоит огромная задача охраны гидросферы и сохранения биологическо­го равновесия в биосфере.

<I. Гидросфера как среда жизнедеятельности.>

     Гидросфера вместе с ее населением играет большую роль в жизни человека,  которая с прогрессом цивилизации непрерывно возрастает. Водоемы все интенсивнее используют для питьевого и технического водоснабжения как рыбохозяйственные угодья  и зоны  рекреации,  для целей энергетики и навигации и во многих других отношениях. Поэтому по мере освоения гидросфе­ры  все большее значение приобретает ее биологическое изуче­ние в интересах оптимизации природопользования и охраны сре­ды. Этими вопросами занимается гидробиология.

<II. Население.>

     Население гидросферы  по числу видов (более 250000) за­метно уступает наземному из-за необычайного богатства в  нем фауны  и  насекомых.  Иная картина получается если сравнение вести по классам. Например, из 33-х классов растений, 18 ви­дов -гидрофиты. Эти данные рассматриваются как доказательст­во того,  что жизнь зародилась не в воздушной,  а  в  водной среде.

     Одна из  характерных  особенностей  водного   населения -резкое преобладание зомассы над фитомассой,  в то время как на Земле наблюдается обратная картина.

     Биомасса в различных районах Мирового океана колеблется в очень широких пределах.  Так в верхнем  100-метровом  слое в районе  экватора биомасса составляет около 500 мг/м3 и бо­лее, а в водах  Субарктики  и  Субантарктики  соответственно 100-300 мг/м. [1.]

     Фитобеноз состоит в основном из бурых,  красных и зеле­ных водорослей, а также некоторых цветковых растений.

Зообеноз в наибольшей степени представлен  простейшими,

кишечнополостными, ракообразными,   головоногими  и  рыбами. Планктон по видовому составу в основном представлен  ракооб­разными.

     Флора и фауна Мирового океана с продвижением в глубь по числу видов и численности значительно обедняются. Это связа­но с ухудшением условий обитания.  Основным источником  пищи глубоководных является скопление органических веществ на дне.

Континентальные водоемы  могут  быть  искусственными  и

естественными. В подавляющем большинстве континентальные во-

доемы пресные, что и определяет видовой состав их населения. Население рек характеризуется значительным видовым раз-

нообразием. Из отдельных экологических  групп  значительного обилия в реках достигают планктон,  бентос и нектон. Числен­ность бактерий в речной воде значительно меняется  по  сезо­нам, обнаруживая максимум в период паводка.  Заметно повыша­ется численность бактерий в реках  ниже  очагов  загрязнения органическими веществами.  Количество  планктона  в реках на протяжении года значительно меняется,  падая до минимума зи­мой и во время половодья вследствие разбавления талыми вода­ми, почти не содержащими каких-либо организмов.  От весны  к лету благодаря  размножению количество планктона значительно увеличивается. Бентос преимущественно представляется  живот­ными;  донные  растения  обильны только в реках с прозрачной водой.  Образованию прибрежной растительности мешает  размыв берегов и половодья.

     На видовой  состав  озер  оказывают влияние:  географи­ческое положение,  происхождение  и  особенности  гидрологи­ческого режима.  Нектон и планктон в озерах представлены бо­гаче, чем в других континентальных водоемах.  На поверхности пленки: клопы-водомерки, мухи, на нижней поверхности -жуки и клопы, личинки комаров и т.п.  Нектон представлен почти иск­лючительно рыбами. В больших озерах (Байкал, Ладожское) оби­тют несколько  видов тюленей.  Северные и высокогорные озера богаты ласосевыми рыбами.

     Население болот  отличается  бедностью  как по видовому составу, так и  в  количественном  отношении.  Отрицательное значение в этом отношении имеет малая концентрация кислорода и повышенная кислотность.  Растительность болот представлена в основном  зелеными  мхами,  осоками,  хвощами,  вейниками, тростниками и т.п.

<Физико-химические свойства воды.>

     Из огромного  количества  физико-химических   факторов, влияющих на население гидросферы, сравнительно немногие име­ют ведущее экологическое значение.  К таким факторам  прежде всего относятся  физико-химические  свойства  воды и грунта, растворенные и взвешенные в  воде  вещества,  температура  исвет, а  в  последнее время загрязнение водоемов,  вызванное деятельностью человека.

     Вода как  физико-химическое  тело оказывает непрерывное воздействие на жизнь гидробиоитов.  Она не только удовлетво­ряет физиологические потребности организмов,  но и служит им опорой,  доставляет кислород и пищу и уносит метаболиты, пе­реносит  половые  продукты  и самих гидробиоитов.  Благодаря подвижности воды в гидросфере возможно  существование  прик­репленных животных, которых, как известно, нет на суше. Поэ­тому свойства воды -важнейший фактор абиотической среды вод­ного населения.

     На первый взгляд, изменение плотности воды с повышением температуры не так существенно.  Однако следует учесть,  что плотность гидробиоитов отличается от единицы  лишь  во  вто­ром-третьем знаке после запятой. Поэтому температурные коле­бания означают очень многое в смысле изменения условийплава­ния (различная опорность среды).

     По сравнению с другими жидкостями  вода  имеет  сравни­тельно небольшую вязкость,  что обуславливает ее подвижность и облегчает плавание гидробиоитов.  С повышением водной тем­пературы вязкость заметно снижается. С увеличением солености вязкость воды несколько возрастает.  Изменение вязкости осо­бенно сильно влияет на передвижение мелких организмов. С од­ной стороны, они обладают сравнительно маломощной локомотор­ной системой, в то время как относительная поверхность, про­порционально которой действуют силы трения,  очень велика. С другой стороны,  вязкость тормозит движение тем больше,  чем ближе находятся смещаемые относительно друг друга слои воды. Для мелких  организмов  они располагаются на очень небольших расстояниях и поэтому преодоление сил  трения  сопряжено  со значительными затратами энергии.

     Вода обладает сравнительно  высоким  коэффициентом  по­верхностного натяжения, который в зависимости от температуры и солености лежит в пределах 0,771-0,765 Н/м2. Поверхностная пленка предоставляет   организмам  своеобразную  опору,  для использования которой вырабатываются  специфические  адапта­ции, в частности смачиваемость или несмачиваемость телесного покрова. Организмы с несмачивающимися покровами, находясь на поверхности воды, поддерживаются ею, и, будучи тяжелее воды,

не тонут. Гидробиоиты более легкие, чем вода  удерживаются в ней, упираясь в находящуюся над ними пленку.

     По сравнению с почвой и воздухом вода отличается гораз­до большей термостабильностью,  что благоприятно для сущест­вования жизни.  Когда вода начинает нагреваться,  возрастает испарение, вседствие чего повышение температуры замедляется. При охлаждении воды ниже 0'С и образовании льда,  выделяюще­еся тепло тормозит дальнейшее понижение температуры.

     По сравнению с воздухом вода гораздо менее прозрачна, и падающий в  нее свет довольно быстро поглощается и рассеива­ется.

     Цвет воды,  ее  прозрачность зависят от избирательности поглощения и рассеивания различных лучей. От цвета воды сле­дует отличать цвет поверхности, который в отличие от первого зависит от погодных условий и угла зрения.

     Из отдельных физико-химических свойств грунтов наиболь­шее экологическое значение для водного населения имеют  раз­меры частиц, плотность их прилегания друг к другу и стабись­ность взаиморасположения, степень смыва течениями и темп ак­камуляции за счет оседания взвешенного материала. Физические свойства грунтов прежде  всего  характеризуются  их  механи­ческим и  гранулометрическим составом,  под которым понимают размер зерен, образующих данные складки.

     С переходом  от  каменистых  грунтов  к песчаным и гли­нистым численность водных животных обычно  увеличивается,  а их средняя масса снижается в результате мельчания представи­телей гидрофауны (уменьшение опорности грунта).

     Условиями движения  внутри грунта с различными грануло­метрическим составом объясняется разница в размерах организ­мов, обитающих в песке морских пляжей. Крайне неблагоприятна для существования данного населения  недостаточная  стабиль­ность грунтов: оседание частиц, снос поверхностных слоев то­ками воды и перемещение частей относительно  друг  друга.  В первом случае обитатели грунта засыпаются слоем наносов,  во втором -вымываются и уносятся течением, в третьем -перетира­ются и не могут укорениться.

     Многие донные животные питаются,  пропуская через  себя грунт, и  поэтому  важное  значение приобретает нахождение в нем органического вещества,  которое образуется в результате

попадания в грунт остатков организмов на тех или иных стади­ях разложения.

     Данные отложения  тесно  взаимодействуют  с  водой.  Из грунта в воду непрерывно  поступают  различные  соли,  газы, твердые компоненты,  навстречу  этому  потоку  идет  другой, несущий в донные отложения различные минеральные  и  органи­ческие вещества из толщи воды. Процессы взаимодействия между ложем водоема и его водной массой имеют большое значение для жизни гидробиоитов.

     Природная вода существует и не в виде химического  сое­динения, состоящего из водорода и кислорода,  а представляет собой сложное тело,  в состав которого помимо  молекул  воды входят самые различные вещества.  Все они играют ту или иную роль в жизни  водного  населения.  Наибольшее  экологическое значение имеют  для  него  степень насыщения воды различными газами, концентрация ионов минеральных солей, водородных ио­нов и органических веществ, состав и концентрация взвешенных веществ.

     Из отдельных  газов  наибольшее  значение  для  водного населения имеют кислород,  углекислый газ, сероводород и ме­тан.

     Для водного населения кислород представляет собой реша­ющий фактор.  На суше количество кислорода велико, кроме то­го, в силу подвижности атмосферного воздуха,  некоторой  от­дельный, могущий  возникать  дефицит быстро ликвидируется за счет диффузии и воздушных течений.  В воде также  происходит выравнивание концентрации  кислорода,  но  процесс  диффузии протекает в 320 раз медленнее, чем на суше.  По отношению  к кислороду организмы  делятся  на эври- и стеноксидные формы, способные соответственно жить в пределах широких и узких ко­лебаний концентрации  кислорода.  В случае,  когда адаптация гидробиоита к данной кислородосодержащей  среде  оказывается недостаточной, он погибает. Если подобное явление приобрета­ет массовый характер, то это называется замором.

     Обогащение воды углекислым газом происходит в результа­те дыхания водных организмов.  Снижение  концентрации  угле­кислого газа   происходит  преимущественно  при  потреблении последнего фотосинтезирующими организмами.  Высокие концент­рации углекислого газа смертельно опасны для животных и поэ-

тому многие родники лишены жизни.  Только некоторые  двусто­ронние моллюски  и  рачки  могут сравнительно долго выносить высокие концентрации СО2,  нейтрализуя его путем растворения извести раковин  в  своей  телесной  жидкости.  Для растений высокие концентрации СО2 безвредны.

     Сероводород в  водоеме  образуется  почти исключительно биологическим путем,  за счет деятельности различных  бакте­рий. Для водного населения он вреден как косвенно, так и не­посредственно. Для многих гидробиоитов он смертелен  даже  в самых малых концентрациях. Образование больших количеств Н2S может вызвать заморы.  Помимо серных бактерий  Н2S  окисляют фотосинтезирующие пурпурные  и некоторые виды зеленых бакте­рий, использующие сероводород в качестве донора  водорода  и спасающие тем самым население водоема.

     Ионы минеральных солей играют в жизни гидробиоитов  са­мую различную роль:  одни из них используются растениями для построения тела и получившие название  биогенов.  На  других они оказывают физиологическое влияние, вызывая резкие сдвиги в процессах обмена веществ.  Виды, выносящие большие колеба­ния солености,  называются эвриолинными, в отличие от стено­линных, не выдерживающих такие  перепады.  Большое  экологи­ческое значение  для гидробиологов имеет не только суммарное количество ионов, но также и их состав, соотношение. Сущест­венное значение имеет тот факт,  что с увеличением солености понижается точка замерзания воды.

     Взвешенные в  воде вещества с известной степенью услов­ности могут быть подразделены на возмущенный грунт ,  содер­жащий небольшее количество органического вещества, и детрит, в котором его сравнительно много. Присутствие в воде большо­го количества  взвешенных частиц оказывает на водное населе­ние самое разнообразное влияние.  Снижение прозрачности воды в результате  возмущения  грунта  с  одной стороны уменьшает освещение донных растений, а с другой -сопровождается увели­чением концентрации  биогенов.  Неблагоприятное  воздействие оказывает минеральная взвесь на животных,  отфильтровывающих свой корм  в толще воды,  и засыпая организмы,  обитающие на грунте.

     Температура, свет, звук и другие колебания воздействуют на водное население  или  непосредственно  или  играют  роль

условных сигналов.  К  первому  случаю относится,  например, влияние температуры на протекание многих биологических  про­цессов, значение  света  для фотосинтеза и т.п.

     Термический режим отдельных  водоемов  определяется  их географическим положением, глубиной, особенностью циркулиро­вания водных масс и многими другими  факторами.  Поступление тепла в водоем зависит главным образом от проникновения сол­нечной радиацией и и контакта с менее  нагретой  атмосферой. Известную роль играет тепло выпадающих осадков.  В последние годы тепловой режим многих водоемов претерпевает  существен­ные изменения  под влиянием поступления в них подогретых вод из охлаждающих контуров тепловых и атомных станций. Темпера­турный водный баланс безусловно зависит от времени года.

     У многих  гидробиоитов,   периодически   подвергающихся действию отрицательных  температур вырабатываются адаптации, предупреждающие замерзание соков тела.  В основном они  сво­дятся к  снижению  точки  замерзания  соков  и  повышению их способности к переохлаждению.  Благодаря этим адаптациям не­которые организмы  переносят понижение температуры до -10'С, например, мидии.  Чем чаще и сильнее периодические изменения температуры в естественных местах обитания гидробиоитов, тем выше их устойчивость к холодовым и тепловым повреждениям.

Большое экологическое  значение  температура  имеет как

фактор влияющий на скорость протекания  процессов,  в  част­ности дыхания, роста и развития. Повышение температуры обыч­но сопровождается ускорением всех процессов.

     Во всех  случаях оптимальные для роста амплитуды и ско­рости изменения температуры оказались сходными с теми  пере­падами, какие  рыбы  испытывают в природных местах обитания. По-видимому, для  организмов   неблагоприятно   стационарное состояние фактора, если в естественных условиях оно динамич­но. Организмы,  исторически адаптированные к  экологическому разнообразию, не только ризестентны к нему, но и нуждаются в нем; экологическое однообразие в своем предельном выражении, создаваемом в искусственных условиях, не соответствует физи­ческим потребностям организмов,  уменьшает их  жизнедеятель­ность.

     Особенно большое экологическое значение свет имеет  для фотосинтезирующих растений.   Из-за   его   недостатка   они

отсутствуют на многокилометровой глубине  океанических  вод. Реже растения  страдают от избытка света и отсутствуют в по­верхностном слое воды,  если его освещенность становится че­резмерной.

     Большинству животных свет нужен для распознания среды и ориентации движений.  Под  контролем  светового фактора про­исходят грандиозные миграции,  когда каждые сутки  миллиарды тонн живых организмов перемещаются на сотни метров с поверх­ности в глубину и обратно.  В очень большой степени от света зависит окраска гидробиоитов,  которая у ряда животных может даже меняться, обеспечивая маскировку.

     Ориентируясь на свет, гидробиоиты находят для себя наи­более выгодное положение в  пространстве.  Особенно  большое значение свет  имеет  для  организмов,  совершающих суточные миграции. В большинстве случаев начало подъема и спуска  оп­ределяется временем наступления той или иной освещенности.

Восприятие звука у водных животных развито относительно

лучше, чем  у наземных.  Звук быстрее и дольше распространя­ется в воде,  чем на суше. Известное значение в жизни гидро­биоита имеют шумовые нагрузки, связанные с деятельностью че­ловека -работой лодочных и корабельных моторов, турбин, под­водным бурением и т.д. У гидробиоитов одновременно снижается скорость дыхания, темп роста и доля яйценосных самок; привы­кание к  шуму не наблюдается даже после месячного содержания рыб в таких условиях.

     Очевидно,весьма значительную, но еще малоизученную роль играют в жизни гидробиоитов электрические и магнитные  поля. Благодаря высокой чувствительности электрорецепторов, многие гидробиоиты способны воспринимать богатейшую  информацию,  в частности различают особей своего вида и врагов,  скорость и направление течений, температуру, солевые и газовые ингреди­енты, а  также  устанавливают симптомы,  предшествующие ано­мальным природным явлениям.

<Экологические основы жизнедеятельности.>

     В биосферном аспекте питание  -один  из  основных  про­цессов, благодаря которому осуществляется круговорот веществ в природе. В более узком плане питание выступает как процесс включения того  или иного органического вещества вкакие-либо конкретные организмы,  желательные или нежелательные для че­ловека. Управление этим процессом в целях усиления воспроиз­водства нужного биологического сырья,  формирования высокого качества воды  и охраны чистоты водоемов в условиях их комп­лексного использования -одна из актуальнейших проблем.

Пищевые адаптации  водных  организмов  с  одной стороны

направлены на  добывание  корма  нужного  количества,   т.е. обуславливают выборность или элективность питания;  а с дру­гой стороны обеспечивают определенный уровень  интенсивности питания, т.е.  добывание корма в нужных количествах и доста­точно высокую степень его переваривания.

     Покровы гидробиоитов  полупроницаемы.  Находясь  в воде они должны противостоять физико-химическим силам  выравнива­ния осмотических и солевых градиентов, а временно оказываясь в воздушной среде избежать потери влаги.  Для противостояния силам выравнивания водные организмы вырабатывают ряд адапта­ций, Направленных,  с одной стороны, на активное поддержание нужных градиентов,  а с другой- уменьшение до минимума физи­ко-химических эффектов,  в частности за счет снижения прони­цаемости покровов.  Последний путь, энергетически более эко­номный, используется  в  ограниченных  пределах,   поскольку растущая изоляция от среды осложняет процессы обмена веществ с нею.

     Процессы регуляции водно-солевого обмена обеспечиваются работой выделительной системы, рядом морфологических и пове­денческих адаптаций. Приспособление к снижению влагоотдачи и некоторые другие предохраняют гидробиоитов от гибели вне во­ды, например в приливно-отливной зоне, в пересыхающих водое­мах, при  периодических  выходах  на  сушу.  Ряд   адаптаций обеспечивает защиту водных организмов от осмотического обез­воживания и обводнения,  создающих угрозу механического пов­реждения клеток. В соответствии с этим решается задача регу­лирования и концентрации соотношения отдельных ионов в клет­ках тела. Совершенством адаптаций, обеспечивающих стабилиза­цию водного и солевого обмена,  определяется их  способность существовать в  водах различной солености и выживать в осма­тически неустойчивой среде.

     Помимо расширительного  понимания  дыхания  как всякого высвобождающего энергию биологического окисления, есть и бо­лее узкое,  распространяющееся только на процессы, связанные с поглощением кислорода.  Аэробное дыхание в  воде  сложнее, чем на  суше.  У  наземных животных влага на дыхательных по­верхностях нормальное и несколько меньшее количество раство­рееного кислорода. Если вода, омывающая дыхательные структу­ры гидробиоитов,  насыщена кислородом, то условия их дыхания не хуже,  а даже лучше, чем у наземных форм. Однако, гораздо чаще содержание кислорода в воде немного ниже нормального  и в таких  случаях  распираторная  обстановка для гидробиоитов крайне неблагоприятна. При этом следует учесть, что концент­рация кислорода снижается в результате жизнедеятельности са­мих гидробиоитов, и не всегда достаточно быстро восстанавли­вается за счет тех или иных внутриводоемных процессов. Слож­ность распираторных условий в воде  обусловила  выработку  у гидробиоитов ряда морфологических,  физиологических и биохи­мических реакций организма,  обеспечивающих  нужный  уровень интенсивности дыхания  в  более  или менее широком интервале концентраций растворенного  кислорода.  Регулируя  интенсив­ность газообмена,  гидробиоиты  маневренно оптимизируют свою энергетику, экономичность  процессов  реализации   программы роста и  развития.  В  условиях  крайнего дефицита кислорода гидробиоиты предельно снижают свою  активность  и  некоторое время выживают благодаря использования минимума энергии. Не­большое число гидробиоитов постоянно существуют в отсутствие растворенного кислорода, извлекая его из химических соедине­ний и добывая энергию другими способами.

     Росту организмов  сопутствует их развитие -поступатель­ное изменение всей организации тела,  направленное на дости­жение оптимального  репродуктивного  состояния,  обеспечение необходимой эффективности размножения.  В  ходе  онтогенеза, перестраиваясь структурно и функционально,  организмы дости­гают репродуктивной зрелости. Чем больше образуется потомков и выше  их выживаемость,  тем успешнее реализуется жизненная стратегия вида -максимизация в  биосфере,  свойственной  ему формы трансформации веществ и энергии, универсализация свое­го образа жизни,  предельное усиление своей биогеохимической функции на Земле. Поскольку такая тенденция свойственна всем видам, это усиливает их конкуренцию на материальные и  энер-

гетические ресурсы биосферы, расширяет ресурсную базу жизни, интенсифицирует в эволюционном аспекте биологический  круго­ворот веществ и поток энергии в биосфере.

                <Водные  биоресурсы  и  их

рациональное использование.>

     В результате роста и размножения гидробиоитов в водемах происходит непрерывное образование биомассы.  Это экосистем­ное явление называют биологической продуктивностью, сам про­цесс образования биомассы -биологическим продуцированием,  а новообразованную биомассу -биологической продукцией.  Биоло­гическая продукция  -только  часть биоорганической продукции -всего органического  вещества,  содаваемого  организмами  в процессе своей жизнедеятельности.  Биопродуктивность экосис­тем реализуется в форме  образования  организмов,  полезных, безразличных или вредных для человека. В связи с этим исходя из текущих запросов практики можно говорить о биохозяйствен­ной продукции -биомассе организмов, имеющих в настоящее вре­мя промысловое значение.  Вне зависимости от интересов прак­тики различают  продукцию  первичную  и  вторичную.  Первая

представляет собой результат  биосинтеза  органического  ве­щества из  неорганического в процессе жизнедеятельности гид­робиантов-автотрофов. Вторичная продукция образуется в  про­цессе  трансформации  уже  имеющегося органического вещества организмами-гетеротрофами.

     Биопродуктивность гидросистем   можно  рассматривать  в двух планах:  природном (биосферном)  и  социально  экономи­ческом. В первом случае результаты продуцирования безотноси­тельно к интересам человека, как одну из особенностей круго­ворота веществ  в экосистеме,  как одну из функций экосистем -блоков биосферы. С социально-экономической точки зрения би­опродуктивность характеризуется  величиной вылова гидробиан­тов, используемых человеком.  В этом  случае  продуктивность определяется как свойствами самих эксплуатируемых экосистем, так и формой их хозяйственного освоения.

     Организмы, используемые  в  качестве объектов промысла, образуют биологические ресурсы водоемов. В историческом про­цессе становления  природы  для  человека  все большее число

гидробиантов вовлекается в сферу общественного  производства и становится  биоресурсами  людей.  Гидробианты  в воспроиз­водство которых вкладывается труд -это уже не биоресурсы,  а возделываемое сырье.

     Из огромного числа гидробиоитов только  очень  немногие представители флоры и фауны используются человеком в качест­ве биологического сырья.  Этим в значительной мере  объясня­ется тот факт,  что водные растения и животные составляют 3% в пище людей, хотя первичная продукция гидросферы только в 3 раза меньше первичной продукции суши.  Поэтому перспективная оценка биологических ресурсов гидросферы должна исходить не­только из  учета  возможного  вылова объектов,  добываемых в настоящее время.

     В отличие  от полезных ископаемых биологические ресурсы относятся к самовоспроизводящимся. Следовательно, их величи­на в  гидросфере  определяется не количеством имеющихся про­мысловых организмов,  а их приростом, т.е. продукцией. Мерой реализации этой продукции служит промысел.

     Объем устойчивого промысла водных организмов  определя­ется величиной  их  естественного  воспроизводства.  Поэтому промысел не должен превысить естественных природных  популя­ций и   учитывать  особенности  их  воспроизводства  (сроки, места, орудия лова и т.д.). Охрана и повышение эффективности естественного воспроизводства представляют собой важную меру укрепления сырьевой базы промысла,  равно как  и  обогащение водоемов новыми  промысловыми объектами за счет акклиматиза­ции.

     Промысел водных  организмов не всегда легко отличить от "урожая" при искусственном разведении,  т.к. существует мно­жество переходных форм между этими двумя видами биосырья.

     В настоящее время мировой промысел гидробиоитов состав­ляет около 20%  животных белков,  потребляемых человеком. До начала 70-х годов он быстро  возрастал,  затем  стабилизиро­вался. Среди  рыб  значительную  долю  в промысле составляют сельдевые, тресковые,  скумбриевые и ставридовые.  В меньшем количестве добываются тунцовые, мерлузовые и комбаловые, еще меньше отлавливаются лососевые.

     Среди нерыбных объектов, добываемых в водоемах в насто­ящее время,  первое место по массе занимают моллюски. Из них

в наибольшем количестве добываются двустворчатые моллюски, в значительном количестве -головоногие моллюски (больше  поло­вины из  них  -кальмары).  Из ракообразных наибольшую роль в промысле играют крабы и креветки.

     Мировой промысел  гидрофитов основан преимущественно на добыче красных и бурых водорослей.  В гораздо меньшем  коли­честве добывают   зеленые.   Значительная  часть  водорослей используется для йода и  других  технических  и  медицинских продуктов.

     В настоящее время уровень использования гидробиоитов  в отношении большинства  традиционных объектов промысла достиг величин, близких к предельным. Во многих случаях наблюдается перелов гидробиоитов;  что означает, что воспроизводительная способность их популяций уже не может компенсировать убыль в результате промысла.  В 1770г.  был убит последний экземпляр замечательного растительноядного млекопитающего -стеллеровой (морской) коровы. Почти исчез в наше время гренландский кит, взятый под охрану слишком поздно,  под угрозой  исчезновения находится синий  кит.  Среди  рыб наблюдается перелов многих легко поддающихся добыче камбал,  сельдей.  В ряде районов в чрезвычайно напряженном  состоянии  находятся запасы крабов. Поэтому с необычайной остротой встает вопрос об охране и по­вышении естественного воспроизводства биоресурсов.

     Серьезный вред воспроизводству промысловых гидробиоитов может наносить  гидротехническое строительство,  в частности сооружение плотин,  перерезающих  естественные  миграционные пути рыб. Например, гидростроительство на Волге и Куре резко нарушило условия естественного размножения осетровых, в свя­зи с чем пришлось принять меры по организации искусственного воспроизводства. Огромное количество молоди гибнет,  попадая в оросительные системы и в турбины гидроэлектростанций.  Для предупреждения захода молоди в каналы оросительной системы,в турбины электростанций   создают  различные  заградители,  в частности электрические.

     Естественное воспроизводство   промысловых   организмов часто подрывает неправильная организация их вылова.  В связи с этим  необходимо  научное  обоснование  регулирования про­мысла: оно должно сводится не только к установлению  необхо­димого объема вылова, но и к установлению сроков и мест про-мысла, регламентирование способов и орудий лова.

     Проблема охраны,  повышения эффективности естественного воспроизводства биоресурсов осложняется тем,  что приходится в решать  в  условиях  комплексного  использования водоемов, учитывая интересы самых разных отраслей народного  хозяйства связанных с использованием водоемов.

     Большое значение для усиления  естественного  воспроиз­водства промысловых  организмов  имеет  борьба с их пищевыми конкурентами, врагами и паразитами.  Огромное количество рыб погибает от  вирусных и бактериальных заболеваний.  Основной элемент в комплексе мер борьбы  с  паразитами  прудовых  рыб -профилактика заболеваний,  в частности контроль за перевоз­ками рыб.  Помимо  комплекса  профилактических  мероприятий, проводятся лечебные.

     Термином "акклиматизация"  обозначают  целенаправленную деятельность человека  по  обогащению  флоры  и фауны новыми компонентами. В биологическом смысле под акклиматизацией по­нимают приспособление организмов к существованию за предела­ми собственного ареала после переселения в новые места  оби­тания. Акклиматизация характеризуется не только выживанием и размножением переселенных особей,  но и нормальным развитием последующих поколений, т.е. натурализацией вида.

     Из промысловых организмов акклиматизируются рыбы, рако­образные, моллюски и водные млекопитающие.

     Акклиматизация организмов  является  одной  из   первых составляющих частей  аквакультуры (в узком смысле слова "ак­вакультура" понимается как промышленное выращивание гидроби­антов по  определенной технологической схеме с контролем над всеми основными звеньями процесса).  Дальнейшее развитие ак­вакультуры сводится к преобразованию экосистем, их конструи­рованию в интересах оптимизации производства биосырья в  во­доемах.

               <Загрязнение водоемов.>

     Под загрязнением  водоемов понимается ухудшение их эко­логического значения и биосферных функций в результате  ант­ропогенного поступления в них вредных веществ.

     При загрязнении водоемов наблюдается нарушение  отдель-

ных физиологических функций,  изменение поведения,  снижение темпа роста,  увеличение смертности,  изменение наследствен­ности особе.  Загрязнения также могут изменить некоторые по­казатели популяции: изменение численности гидробиоитов и би­омассы, рождаемости и смертности, половой и размерной струк­туры и ряда функциональных свойств. К этому следует добавить хаотичность внутрипопуляционных отношений, играющих огромную роль в коммуникации особей.

     На биоцентрическом  уровне  загрязнение  сказывается на структуре и функциях сообщества, поскольку одни и те же заг­рязняющие вещества  по  разному  влияют на разные компоненты биоценоза. В конечном счете происходит деградация экосистемы -ухудшение ее как элемента среды человека и снижение положи­тельной роли в формировании биосферы,  обесценивание  в  хо­зяйственном отношении.

     Каждое из токсических веществ обладает определенным ме­ханизмом действия и обуславливает специфический механизм ре­агирования. Гидробиоиты, их популяции и гидробиоценозы обна­руживают различную  чувствительность и устойчивость к токси­нам.

     Из загрязненных  веществ наибольшее значение для водных экосистем имеют нефть и продукты ее переработки,  пестициды, соединения тяжелых металлов и т.п. Чрезвычайно опасным стало загрязнение водоемов  различными  продуктами  радиоактивного распада -радионуклидами   или  радиоизотопами.  Все  большее беспокойство вызывает загрязнение и осоление пресных  водое­мов в  следствие  выпадания "кислотных дождей",  когда в ат­мосферной влаге растворяются газы и некоторые другие вещест­ва, выбрасываемые в воздух промышленными предприятиями. Зна­чительную роль в загрязнении водоемов играют бытовые  стоки, лесосплав, отходы  деревообрабатывающих предприятий и многие другие виды загрязнения,  не  относящиеся  к  токсичным,  но ухудшающие среду гидробиоитов.

                     <Вывод.>

     Как наука   экологическая   гидробиология   исходит  из представлений о том, что живое, возникшее из неживого, оста­ется в  тесной  зависимости  с последним,  находится с ним в

структурно -функциональном единстве. На всех уровнях ореоли­зации живое  существует только как часть противоречивого це­лого -биологического тела в его взаимосвязях со  всей  сово­купностью окружающих условий. Обитатели того или иного водо­ема вне зависимости от  систематического  положения  конвер­гентно приобретают  сходные адаптации к существованию в пре­делах своего места обитания,  образуя характерные  жизненные формы.

     Организмы, популяции,  биоценозы -не  жесткие  системы, разрушающиеся при  состояниях  среды,  отличающихся от опти­мальных, они способны адаптироваться к среде.

     Оценка степени  ухудшения  условий в водных экосистемах под влиянием  загрязнения  или  других  антропогенных   воз­действий с  той или другой точностью в настоящее время может быть сформулирована только применительно к практическим фор­мам использования водоемов. Показателем экологического благо­получия водных экосистем может служить хорошо развитый биок­руговорот. Прогноз состояния водных экосистем и влиянии тен­денций в их изменении крайне важны для перспективного плани­рования рациональной эксплуатации водоемов.

     Человек должен стабилизировать свой обмен с природой на основе его адекватности,  гармонического сочетания интересов общества и возможностей природы.

Список литературы:

1. Гидробиология, М., 1985г.

2. Биология и экология водных организмов, Л.,1987г. 3.

Экологический словарь, Алма-Ата 1983г.

4. Одум Ю. Основы экологии, М., 1975г.

5. Константинов А.С. Общая гидробиология, М., 1986г. 6. Чернова Н.М. Экология, М., 1988г.

7. Теоретическая экология, М.,1987г.

www.referatmix.ru

Реферат : Охрана Водных Экосистем

Доклад

ПО БИОЛОГИИ

“Охрана Водных Экосистем”

Ученицы 10 класса «б»

Средней школы

Стецюк Анны

Введение.

Проблемы чистой воды и охраны водных экосистем стано­вятся все более острыми по мере исторического развития об­щества, стремительно увеличивается влияние на природу, вызы­ваемого научно- техническим прогрессом.

Уже сейчас во многих районах земного шара наблюдаются большие трудности в обеспечении водоснабжения и водопользо­вания в следствие качественного и количественного истощения водных ресурсов, что связано с загрязнением и нерациональным использованием воды.

Загрязнение воды преимущественно происходит вследствие сброса в нее промышленных, бытовых и сельскохозяйственных отходов. В некоторых водоемах загрязнение настолько велико, что произошла их полная деградация как источников водоснаб­жения.

Небольшое количество загрязнений не может вызвать зна­чительное ухудшение состояния водоема, так как он имеет способность биологического очищения, но проблема состоит в том, что как правило количество загрязняющих веществ, сбрасываемых в воду, очень велико и водоем не может спра­виться с их обезвреживанием.

Водоснабжение и водопользование часто осложняется био­логческими помехами: зарастание каналов снижает их пропуск­ную способность, цветение водорослей ухудшает качество воды, ее санитарное состояние, обрастание создает помехи в навига­ции и функционировании гидротехнических сооружений. Поэтому разработка мер с биологическими помехами приобретает большое практическое значение и становится одной из важнейших проб­лем гидробиологии.

Из-за нарушения экологического равновесия в водоемах создается серьезная угроза значительного ухудшения экологи­ческой обстановки в целом. Поэтому перед человечеством стоит огромная задача охраны гидросферы и сохранения биологическо­го равновесия в биосфере.

<I. Гидросфера как среда жизнедеятельности.>

Гидросфера вместе с ее населением играет большую роль в жизни человека, которая с прогрессом цивилизации непрерывно возрастает. Водоемы все интенсивнее используют для питьевого и технического водоснабжения как рыбохозяйственные угодья и зоны рекреации, для целей энергетики и навигации и во многих других отношениях. Поэтому по мере освоения гидросфе­ры все большее значение приобретает ее биологическое изуче­ние в интересах оптимизации природопользования и охраны сре­ды. Этими вопросами занимается гидробиология.

<II. Население.>

Население гидросферы по числу видов (более 250000) за­метно уступает наземному из-за необычайного богатства в нем фауны и насекомых. Иная картина получается если сравнение вести по классам. Например, из 33-х классов растений, 18 ви­дов -гидрофиты. Эти данные рассматриваются как доказательст­во того, что жизнь зародилась не в воздушной, а в водной среде.

Одна из характерных особенностей водного населения -резкое преобладание зомассы над фитомассой, в то время как на Земле наблюдается обратная картина.

Биомасса в различных районах Мирового океана колеблется в очень широких пределах. Так в верхнем 100-метровом слое в районе экватора биомасса составляет около 500 мг/м3 и бо­лее, а в водах Субарктики и Субантарктики соответственно 100-300 мг/м. [1.]

Фитобеноз состоит в основном из бурых, красных и зеле­ных водорослей, а также некоторых цветковых растений.

Зообеноз в наибольшей степени представлен простейшими,

кишечнополостными, ракообразными, головоногими и рыбами. Планктон по видовому составу в основном представлен ракооб­разными.

Флора и фауна Мирового океана с продвижением в глубь по числу видов и численности значительно обедняются. Это связа­но с ухудшением условий обитания. Основным источником пищи глубоководных является скопление органических веществ на дне.

Континентальные водоемы могут быть искусственными и

естественными. В подавляющем большинстве континентальные во-

доемы пресные, что и определяет видовой состав их населения. Население рек характеризуется значительным видовым раз-

нообразием. Из отдельных экологических групп значительного обилия в реках достигают планктон, бентос и нектон. Числен­ность бактерий в речной воде значительно меняется по сезо­нам, обнаруживая максимум в период паводка. Заметно повыша­ется численность бактерий в реках ниже очагов загрязнения органическими веществами. Количество планктона в реках на протяжении года значительно меняется, падая до минимума зи­мой и во время половодья вследствие разбавления талыми вода­ми, почти не содержащими каких-либо организмов. От весны к лету благодаря размножению количество планктона значительно увеличивается. Бентос преимущественно представляется живот­ными; донные растения обильны только в реках с прозрачной водой. Образованию прибрежной растительности мешает размыв берегов и половодья.

На видовой состав озер оказывают влияние: географи­ческое положение, происхождение и особенности гидрологи­ческого режима. Нектон и планктон в озерах представлены бо­гаче, чем в других континентальных водоемах. На поверхности пленки: клопы-водомерки, мухи, на нижней поверхности -жуки и клопы, личинки комаров и т.п. Нектон представлен почти иск­лючительно рыбами. В больших озерах (Байкал, Ладожское) оби­тют несколько видов тюленей. Северные и высокогорные озера богаты ласосевыми рыбами.

Население болот отличается бедностью как по видовому составу, так и в количественном отношении. Отрицательное значение в этом отношении имеет малая концентрация кислорода и повышенная кислотность. Растительность болот представлена в основном зелеными мхами, осоками, хвощами, вейниками, тростниками и т.п.

<Физико-химические свойства воды.>

Из огромного количества физико-химических факторов, влияющих на население гидросферы, сравнительно немногие име­ют ведущее экологическое значение. К таким факторам прежде всего относятся физико-химические свойства воды и грунта, растворенные и взвешенные в воде вещества, температура исвет, а в последнее время загрязнение водоемов, вызванное деятельностью человека.

Вода как физико-химическое тело оказывает непрерывное воздействие на жизнь гидробиоитов. Она не только удовлетво­ряет физиологические потребности организмов, но и служит им опорой, доставляет кислород и пищу и уносит метаболиты, пе­реносит половые продукты и самих гидробиоитов. Благодаря подвижности воды в гидросфере возможно существование прик­репленных животных, которых, как известно, нет на суше. Поэ­тому свойства воды -важнейший фактор абиотической среды вод­ного населения.

На первый взгляд, изменение плотности воды с повышением температуры не так существенно. Однако следует учесть, что плотность гидробиоитов отличается от единицы лишь во вто­ром-третьем знаке после запятой. Поэтому температурные коле­бания означают очень многое в смысле изменения условийплава­ния (различная опорность среды).

По сравнению с другими жидкостями вода имеет сравни­тельно небольшую вязкость, что обуславливает ее подвижность и облегчает плавание гидробиоитов. С повышением водной тем­пературы вязкость заметно снижается. С увеличением солености вязкость воды несколько возрастает. Изменение вязкости осо­бенно сильно влияет на передвижение мелких организмов. С од­ной стороны, они обладают сравнительно маломощной локомотор­ной системой, в то время как относительная поверхность, про­порционально которой действуют силы трения, очень велика. С другой стороны, вязкость тормозит движение тем больше, чем ближе находятся смещаемые относительно друг друга слои воды. Для мелких организмов они располагаются на очень небольших расстояниях и поэтому преодоление сил трения сопряжено со значительными затратами энергии.

Вода обладает сравнительно высоким коэффициентом по­верхностного натяжения, который в зависимости от температуры и солености лежит в пределах 0,771-0,765 Н/м2. Поверхностная пленка предоставляет организмам своеобразную опору, для использования которой вырабатываются специфические адапта­ции, в частности смачиваемость или несмачиваемость телесного покрова. Организмы с несмачивающимися покровами, находясь на поверхности воды, поддерживаются ею, и, будучи тяжелее воды,

не тонут. Гидробиоиты более легкие, чем вода удерживаются в ней, упираясь в находящуюся над ними пленку.

По сравнению с почвой и воздухом вода отличается гораз­до большей термостабильностью, что благоприятно для сущест­вования жизни. Когда вода начинает нагреваться, возрастает испарение, вседствие чего повышение температуры замедляется. При охлаждении воды ниже 0'С и образовании льда, выделяюще­еся тепло тормозит дальнейшее понижение температуры.

По сравнению с воздухом вода гораздо менее прозрачна, и падающий в нее свет довольно быстро поглощается и рассеива­ется.

Цвет воды, ее прозрачность зависят от избирательности поглощения и рассеивания различных лучей. От цвета воды сле­дует отличать цвет поверхности, который в отличие от первого зависит от погодных условий и угла зрения.

Из отдельных физико-химических свойств грунтов наиболь­шее экологическое значение для водного населения имеют раз­меры частиц, плотность их прилегания друг к другу и стабись­ность взаиморасположения, степень смыва течениями и темп ак­камуляции за счет оседания взвешенного материала. Физические свойства грунтов прежде всего характеризуются их механи­ческим и гранулометрическим составом, под которым понимают размер зерен, образующих данные складки.

С переходом от каменистых грунтов к песчаным и гли­нистым численность водных животных обычно увеличивается, а их средняя масса снижается в результате мельчания представи­телей гидрофауны (уменьшение опорности грунта).

Условиями движения внутри грунта с различными грануло­метрическим составом объясняется разница в размерах организ­мов, обитающих в песке морских пляжей. Крайне неблагоприятна для существования данного населения недостаточная стабиль­ность грунтов: оседание частиц, снос поверхностных слоев то­ками воды и перемещение частей относительно друг друга. В первом случае обитатели грунта засыпаются слоем наносов, во втором -вымываются и уносятся течением, в третьем -перетира­ются и не могут укорениться.

Многие донные животные питаются, пропуская через себя грунт, и поэтому важное значение приобретает нахождение в нем органического вещества, которое образуется в результате

попадания в грунт остатков организмов на тех или иных стади­ях разложения.

Данные отложения тесно взаимодействуют с водой. Из грунта в воду непрерывно поступают различные соли, газы, твердые компоненты, навстречу этому потоку идет другой, несущий в донные отложения различные минеральные и органи­ческие вещества из толщи воды. Процессы взаимодействия между ложем водоема и его водной массой имеют большое значение для жизни гидробиоитов.

Природная вода существует и не в виде химического сое­динения, состоящего из водорода и кислорода, а представляет собой сложное тело, в состав которого помимо молекул воды входят самые различные вещества. Все они играют ту или иную роль в жизни водного населения. Наибольшее экологическое значение имеют для него степень насыщения воды различными газами, концентрация ионов минеральных солей, водородных ио­нов и органических веществ, состав и концентрация взвешенных веществ.

Из отдельных газов наибольшее значение для водного населения имеют кислород, углекислый газ, сероводород и ме­тан.

Для водного населения кислород представляет собой реша­ющий фактор. На суше количество кислорода велико, кроме то­го, в силу подвижности атмосферного воздуха, некоторой от­дельный, могущий возникать дефицит быстро ликвидируется за счет диффузии и воздушных течений. В воде также происходит выравнивание концентрации кислорода, но процесс диффузии протекает в 320 раз медленнее, чем на суше. По отношению к кислороду организмы делятся на эври- и стеноксидные формы, способные соответственно жить в пределах широких и узких ко­лебаний концентрации кислорода. В случае, когда адаптация гидробиоита к данной кислородосодержащей среде оказывается недостаточной, он погибает. Если подобное явление приобрета­ет массовый характер, то это называется замором.

Обогащение воды углекислым газом происходит в результа­те дыхания водных организмов. Снижение концентрации угле­кислого газа происходит преимущественно при потреблении последнего фотосинтезирующими организмами. Высокие концент­рации углекислого газа смертельно опасны для животных и поэ-

тому многие родники лишены жизни. Только некоторые двусто­ронние моллюски и рачки могут сравнительно долго выносить высокие концентрации СО2, нейтрализуя его путем растворения извести раковин в своей телесной жидкости. Для растений высокие концентрации СО2 безвредны.

Сероводород в водоеме образуется почти исключительно биологическим путем, за счет деятельности различных бакте­рий. Для водного населения он вреден как косвенно, так и не­посредственно. Для многих гидробиоитов он смертелен даже в самых малых концентрациях. Образование больших количеств Н2S может вызвать заморы. Помимо серных бактерий Н2S окисляют фотосинтезирующие пурпурные и некоторые виды зеленых бакте­рий, использующие сероводород в качестве донора водорода и спасающие тем самым население водоема.

Ионы минеральных солей играют в жизни гидробиоитов са­мую различную роль: одни из них используются растениями для построения тела и получившие название биогенов. На других они оказывают физиологическое влияние, вызывая резкие сдвиги в процессах обмена веществ. Виды, выносящие большие колеба­ния солености, называются эвриолинными, в отличие от стено­линных, не выдерживающих такие перепады. Большое экологи­ческое значение для гидробиологов имеет не только суммарное количество ионов, но также и их состав, соотношение. Сущест­венное значение имеет тот факт, что с увеличением солености понижается точка замерзания воды.

Взвешенные в воде вещества с известной степенью услов­ности могут быть подразделены на возмущенный грунт , содер­жащий небольшее количество органического вещества, и детрит, в котором его сравнительно много. Присутствие в воде большо­го количества взвешенных частиц оказывает на водное населе­ние самое разнообразное влияние. Снижение прозрачности воды в результате возмущения грунта с одной стороны уменьшает освещение донных растений, а с другой -сопровождается увели­чением концентрации биогенов. Неблагоприятное воздействие оказывает минеральная взвесь на животных, отфильтровывающих свой корм в толще воды, и засыпая организмы, обитающие на грунте.

Температура, свет, звук и другие колебания воздействуют на водное население или непосредственно или играют роль

условных сигналов. К первому случаю относится, например, влияние температуры на протекание многих биологических про­цессов, значение света для фотосинтеза и т.п.

Термический режим отдельных водоемов определяется их географическим положением, глубиной, особенностью циркулиро­вания водных масс и многими другими факторами. Поступление тепла в водоем зависит главным образом от проникновения сол­нечной радиацией и и контакта с менее нагретой атмосферой. Известную роль играет тепло выпадающих осадков. В последние годы тепловой режим многих водоемов претерпевает существен­ные изменения под влиянием поступления в них подогретых вод из охлаждающих контуров тепловых и атомных станций. Темпера­турный водный баланс безусловно зависит от времени года.

У многих гидробиоитов, периодически подвергающихся действию отрицательных температур вырабатываются адаптации, предупреждающие замерзание соков тела. В основном они сво­дятся к снижению точки замерзания соков и повышению их способности к переохлаждению. Благодаря этим адаптациям не­которые организмы переносят понижение температуры до -10'С, например, мидии. Чем чаще и сильнее периодические изменения температуры в естественных местах обитания гидробиоитов, тем выше их устойчивость к холодовым и тепловым повреждениям.

Большое экологическое значение температура имеет как

фактор влияющий на скорость протекания процессов, в част­ности дыхания, роста и развития. Повышение температуры обыч­но сопровождается ускорением всех процессов.

Во всех случаях оптимальные для роста амплитуды и ско­рости изменения температуры оказались сходными с теми пере­падами, какие рыбы испытывают в природных местах обитания. По-видимому, для организмов неблагоприятно стационарное состояние фактора, если в естественных условиях оно динамич­но. Организмы, исторически адаптированные к экологическому разнообразию, не только ризестентны к нему, но и нуждаются в нем; экологическое однообразие в своем предельном выражении, создаваемом в искусственных условиях, не соответствует физи­ческим потребностям организмов, уменьшает их жизнедеятель­ность.

Особенно большое экологическое значение свет имеет для фотосинтезирующих растений. Из-за его недостатка они

отсутствуют на многокилометровой глубине океанических вод. Реже растения страдают от избытка света и отсутствуют в по­верхностном слое воды, если его освещенность становится че­резмерной.

Большинству животных свет нужен для распознания среды и ориентации движений. Под контролем светового фактора про­исходят грандиозные миграции, когда каждые сутки миллиарды тонн живых организмов перемещаются на сотни метров с поверх­ности в глубину и обратно. В очень большой степени от света зависит окраска гидробиоитов, которая у ряда животных может даже меняться, обеспечивая маскировку.

Ориентируясь на свет, гидробиоиты находят для себя наи­более выгодное положение в пространстве. Особенно большое значение свет имеет для организмов, совершающих суточные миграции. В большинстве случаев начало подъема и спуска оп­ределяется временем наступления той или иной освещенности.

Восприятие звука у водных животных развито относительно

лучше, чем у наземных. Звук быстрее и дольше распространя­ется в воде, чем на суше. Известное значение в жизни гидро­биоита имеют шумовые нагрузки, связанные с деятельностью че­ловека -работой лодочных и корабельных моторов, турбин, под­водным бурением и т.д. У гидробиоитов одновременно снижается скорость дыхания, темп роста и доля яйценосных самок; привы­кание к шуму не наблюдается даже после месячного содержания рыб в таких условиях.

Очевидно,весьма значительную, но еще малоизученную роль играют в жизни гидробиоитов электрические и магнитные поля. Благодаря высокой чувствительности электрорецепторов, многие гидробиоиты способны воспринимать богатейшую информацию, в частности различают особей своего вида и врагов, скорость и направление течений, температуру, солевые и газовые ингреди­енты, а также устанавливают симптомы, предшествующие ано­мальным природным явлениям.

<Экологические основы жизнедеятельности.>

В биосферном аспекте питание -один из основных про­цессов, благодаря которому осуществляется круговорот веществ в природе. В более узком плане питание выступает как процесс включения того или иного органического вещества вкакие-либо конкретные организмы, желательные или нежелательные для че­ловека. Управление этим процессом в целях усиления воспроиз­водства нужного биологического сырья, формирования высокого качества воды и охраны чистоты водоемов в условиях их комп­лексного использования -одна из актуальнейших проблем.

Пищевые адаптации водных организмов с одной стороны

направлены на добывание корма нужного количества, т.е. обуславливают выборность или элективность питания; а с дру­гой стороны обеспечивают определенный уровень интенсивности питания, т.е. добывание корма в нужных количествах и доста­точно высокую степень его переваривания.

Покровы гидробиоитов полупроницаемы. Находясь в воде они должны противостоять физико-химическим силам выравнива­ния осмотических и солевых градиентов, а временно оказываясь в воздушной среде избежать потери влаги. Для противостояния силам выравнивания водные организмы вырабатывают ряд адапта­ций, Направленных, с одной стороны, на активное поддержание нужных градиентов, а с другой- уменьшение до минимума физи­ко-химических эффектов, в частности за счет снижения прони­цаемости покровов. Последний путь, энергетически более эко­номный, используется в ограниченных пределах, поскольку растущая изоляция от среды осложняет процессы обмена веществ с нею.

Процессы регуляции водно-солевого обмена обеспечиваются работой выделительной системы, рядом морфологических и пове­денческих адаптаций. Приспособление к снижению влагоотдачи и некоторые другие предохраняют гидробиоитов от гибели вне во­ды, например в приливно-отливной зоне, в пересыхающих водое­мах, при периодических выходах на сушу. Ряд адаптаций обеспечивает защиту водных организмов от осмотического обез­воживания и обводнения, создающих угрозу механического пов­реждения клеток. В соответствии с этим решается задача регу­лирования и концентрации соотношения отдельных ионов в клет­ках тела. Совершенством адаптаций, обеспечивающих стабилиза­цию водного и солевого обмена, определяется их способность существовать в водах различной солености и выживать в осма­тически неустойчивой среде.

Помимо расширительного понимания дыхания как всякого высвобождающего энергию биологического окисления, есть и бо­лее узкое, распространяющееся только на процессы, связанные с поглощением кислорода. Аэробное дыхание в воде сложнее, чем на суше. У наземных животных влага на дыхательных по­верхностях нормальное и несколько меньшее количество раство­рееного кислорода. Если вода, омывающая дыхательные структу­ры гидробиоитов, насыщена кислородом, то условия их дыхания не хуже, а даже лучше, чем у наземных форм. Однако, гораздо чаще содержание кислорода в воде немного ниже нормального и в таких случаях распираторная обстановка для гидробиоитов крайне неблагоприятна. При этом следует учесть, что концент­рация кислорода снижается в результате жизнедеятельности са­мих гидробиоитов, и не всегда достаточно быстро восстанавли­вается за счет тех или иных внутриводоемных процессов. Слож­ность распираторных условий в воде обусловила выработку у гидробиоитов ряда морфологических, физиологических и биохи­мических реакций организма, обеспечивающих нужный уровень интенсивности дыхания в более или менее широком интервале концентраций растворенного кислорода. Регулируя интенсив­ность газообмена, гидробиоиты маневренно оптимизируют свою энергетику, экономичность процессов реализации программы роста и развития. В условиях крайнего дефицита кислорода гидробиоиты предельно снижают свою активность и некоторое время выживают благодаря использования минимума энергии. Не­большое число гидробиоитов постоянно существуют в отсутствие растворенного кислорода, извлекая его из химических соедине­ний и добывая энергию другими способами.

Росту организмов сопутствует их развитие -поступатель­ное изменение всей организации тела, направленное на дости­жение оптимального репродуктивного состояния, обеспечение необходимой эффективности размножения. В ходе онтогенеза, перестраиваясь структурно и функционально, организмы дости­гают репродуктивной зрелости. Чем больше образуется потомков и выше их выживаемость, тем успешнее реализуется жизненная стратегия вида -максимизация в биосфере, свойственной ему формы трансформации веществ и энергии, универсализация свое­го образа жизни, предельное усиление своей биогеохимической функции на Земле. Поскольку такая тенденция свойственна всем видам, это усиливает их конкуренцию на материальные и энер-

гетические ресурсы биосферы, расширяет ресурсную базу жизни, интенсифицирует в эволюционном аспекте биологический круго­ворот веществ и поток энергии в биосфере.

<Водные биоресурсы и их

рациональное использование.>

В результате роста и размножения гидробиоитов в водемах происходит непрерывное образование биомассы. Это экосистем­ное явление называют биологической продуктивностью, сам про­цесс образования биомассы -биологическим продуцированием, а новообразованную биомассу -биологической продукцией. Биоло­гическая продукция -только часть биоорганической продукции -всего органического вещества, содаваемого организмами в процессе своей жизнедеятельности. Биопродуктивность экосис­тем реализуется в форме образования организмов, полезных, безразличных или вредных для человека. В связи с этим исходя из текущих запросов практики можно говорить о биохозяйствен­ной продукции -биомассе организмов, имеющих в настоящее вре­мя промысловое значение. Вне зависимости от интересов прак­тики различают продукцию первичную и вторичную. Первая

представляет собой результат биосинтеза органического ве­щества из неорганического в процессе жизнедеятельности гид­робиантов-автотрофов. Вторичная продукция образуется в про­цессе трансформации уже имеющегося органического вещества организмами-гетеротрофами.

Биопродуктивность гидросистем можно рассматривать в двух планах: природном (биосферном) и социально экономи­ческом. В первом случае результаты продуцирования безотноси­тельно к интересам человека, как одну из особенностей круго­ворота веществ в экосистеме, как одну из функций экосистем -блоков биосферы. С социально-экономической точки зрения би­опродуктивность характеризуется величиной вылова гидробиан­тов, используемых человеком. В этом случае продуктивность определяется как свойствами самих эксплуатируемых экосистем, так и формой их хозяйственного освоения.

Организмы, используемые в качестве объектов промысла, образуют биологические ресурсы водоемов. В историческом про­цессе становления природы для человека все большее число

гидробиантов вовлекается в сферу общественного производства и становится биоресурсами людей. Гидробианты в воспроиз­водство которых вкладывается труд -это уже не биоресурсы, а возделываемое сырье.

Из огромного числа гидробиоитов только очень немногие представители флоры и фауны используются человеком в качест­ве биологического сырья. Этим в значительной мере объясня­ется тот факт, что водные растения и животные составляют 3% в пище людей, хотя первичная продукция гидросферы только в 3 раза меньше первичной продукции суши. Поэтому перспективная оценка биологических ресурсов гидросферы должна исходить не­только из учета возможного вылова объектов, добываемых в настоящее время.

В отличие от полезных ископаемых биологические ресурсы относятся к самовоспроизводящимся. Следовательно, их величи­на в гидросфере определяется не количеством имеющихся про­мысловых организмов, а их приростом, т.е. продукцией. Мерой реализации этой продукции служит промысел.

Объем устойчивого промысла водных организмов определя­ется величиной их естественного воспроизводства. Поэтому промысел не должен превысить естественных природных популя­ций и учитывать особенности их воспроизводства (сроки, места, орудия лова и т.д.). Охрана и повышение эффективности естественного воспроизводства представляют собой важную меру укрепления сырьевой базы промысла, равно как и обогащение водоемов новыми промысловыми объектами за счет акклиматиза­ции.

Промысел водных организмов не всегда легко отличить от "урожая" при искусственном разведении, т.к. существует мно­жество переходных форм между этими двумя видами биосырья.

В настоящее время мировой промысел гидробиоитов состав­ляет около 20% животных белков, потребляемых человеком. До начала 70-х годов он быстро возрастал, затем стабилизиро­вался. Среди рыб значительную долю в промысле составляют сельдевые, тресковые, скумбриевые и ставридовые. В меньшем количестве добываются тунцовые, мерлузовые и комбаловые, еще меньше отлавливаются лососевые.

Среди нерыбных объектов, добываемых в водоемах в насто­ящее время, первое место по массе занимают моллюски. Из них

в наибольшем количестве добываются двустворчатые моллюски, в значительном количестве -головоногие моллюски (больше поло­вины из них -кальмары). Из ракообразных наибольшую роль в промысле играют крабы и креветки.

Мировой промысел гидрофитов основан преимущественно на добыче красных и бурых водорослей. В гораздо меньшем коли­честве добывают зеленые. Значительная часть водорослей используется для йода и других технических и медицинских продуктов.

В настоящее время уровень использования гидробиоитов в отношении большинства традиционных объектов промысла достиг величин, близких к предельным. Во многих случаях наблюдается перелов гидробиоитов; что означает, что воспроизводительная способность их популяций уже не может компенсировать убыль в результате промысла. В 1770г. был убит последний экземпляр замечательного растительноядного млекопитающего -стеллеровой (морской) коровы. Почти исчез в наше время гренландский кит, взятый под охрану слишком поздно, под угрозой исчезновения находится синий кит. Среди рыб наблюдается перелов многих легко поддающихся добыче камбал, сельдей. В ряде районов в чрезвычайно напряженном состоянии находятся запасы крабов. Поэтому с необычайной остротой встает вопрос об охране и по­вышении естественного воспроизводства биоресурсов.

Серьезный вред воспроизводству промысловых гидробиоитов может наносить гидротехническое строительство, в частности сооружение плотин, перерезающих естественные миграционные пути рыб. Например, гидростроительство на Волге и Куре резко нарушило условия естественного размножения осетровых, в свя­зи с чем пришлось принять меры по организации искусственного воспроизводства. Огромное количество молоди гибнет, попадая в оросительные системы и в турбины гидроэлектростанций. Для предупреждения захода молоди в каналы оросительной системы,в турбины электростанций создают различные заградители, в частности электрические.

Естественное воспроизводство промысловых организмов часто подрывает неправильная организация их вылова. В связи с этим необходимо научное обоснование регулирования про­мысла: оно должно сводится не только к установлению необхо­димого объема вылова, но и к установлению сроков и мест про-мысла, регламентирование способов и орудий лова.

Проблема охраны, повышения эффективности естественного воспроизводства биоресурсов осложняется тем, что приходится в решать в условиях комплексного использования водоемов, учитывая интересы самых разных отраслей народного хозяйства связанных с использованием водоемов.

Большое значение для усиления естественного воспроиз­водства промысловых организмов имеет борьба с их пищевыми конкурентами, врагами и паразитами. Огромное количество рыб погибает от вирусных и бактериальных заболеваний. Основной элемент в комплексе мер борьбы с паразитами прудовых рыб -профилактика заболеваний, в частности контроль за перевоз­ками рыб. Помимо комплекса профилактических мероприятий, проводятся лечебные.

Термином "акклиматизация" обозначают целенаправленную деятельность человека по обогащению флоры и фауны новыми компонентами. В биологическом смысле под акклиматизацией по­нимают приспособление организмов к существованию за предела­ми собственного ареала после переселения в новые места оби­тания. Акклиматизация характеризуется не только выживанием и размножением переселенных особей, но и нормальным развитием последующих поколений, т.е. натурализацией вида.

Из промысловых организмов акклиматизируются рыбы, рако­образные, моллюски и водные млекопитающие.

Акклиматизация организмов является одной из первых составляющих частей аквакультуры (в узком смысле слова "ак­вакультура" понимается как промышленное выращивание гидроби­антов по определенной технологической схеме с контролем над всеми основными звеньями процесса). Дальнейшее развитие ак­вакультуры сводится к преобразованию экосистем, их конструи­рованию в интересах оптимизации производства биосырья в во­доемах.

<Загрязнение водоемов.>

Под загрязнением водоемов понимается ухудшение их эко­логического значения и биосферных функций в результате ант­ропогенного поступления в них вредных веществ.

При загрязнении водоемов наблюдается нарушение отдель-

ных физиологических функций, изменение поведения, снижение темпа роста, увеличение смертности, изменение наследствен­ности особе. Загрязнения также могут изменить некоторые по­казатели популяции: изменение численности гидробиоитов и би­омассы, рождаемости и смертности, половой и размерной струк­туры и ряда функциональных свойств. К этому следует добавить хаотичность внутрипопуляционных отношений, играющих огромную роль в коммуникации особей.

На биоцентрическом уровне загрязнение сказывается на структуре и функциях сообщества, поскольку одни и те же заг­рязняющие вещества по разному влияют на разные компоненты биоценоза. В конечном счете происходит деградация экосистемы -ухудшение ее как элемента среды человека и снижение положи­тельной роли в формировании биосферы, обесценивание в хо­зяйственном отношении.

Каждое из токсических веществ обладает определенным ме­ханизмом действия и обуславливает специфический механизм ре­агирования. Гидробиоиты, их популяции и гидробиоценозы обна­руживают различную чувствительность и устойчивость к токси­нам.

Из загрязненных веществ наибольшее значение для водных экосистем имеют нефть и продукты ее переработки, пестициды, соединения тяжелых металлов и т.п. Чрезвычайно опасным стало загрязнение водоемов различными продуктами радиоактивного распада -радионуклидами или радиоизотопами. Все большее беспокойство вызывает загрязнение и осоление пресных водое­мов в следствие выпадания "кислотных дождей", когда в ат­мосферной влаге растворяются газы и некоторые другие вещест­ва, выбрасываемые в воздух промышленными предприятиями. Зна­чительную роль в загрязнении водоемов играют бытовые стоки, лесосплав, отходы деревообрабатывающих предприятий и многие другие виды загрязнения, не относящиеся к токсичным, но ухудшающие среду гидробиоитов.

<Вывод.>

Как наука экологическая гидробиология исходит из представлений о том, что живое, возникшее из неживого, оста­ется в тесной зависимости с последним, находится с ним в

структурно -функциональном единстве. На всех уровнях ореоли­зации живое существует только как часть противоречивого це­лого -биологического тела в его взаимосвязях со всей сово­купностью окружающих условий. Обитатели того или иного водо­ема вне зависимости от систематического положения конвер­гентно приобретают сходные адаптации к существованию в пре­делах своего места обитания, образуя характерные жизненные формы.

Организмы, популяции, биоценозы -не жесткие системы, разрушающиеся при состояниях среды, отличающихся от опти­мальных, они способны адаптироваться к среде.

Оценка степени ухудшения условий в водных экосистемах под влиянием загрязнения или других антропогенных воз­действий с той или другой точностью в настоящее время может быть сформулирована только применительно к практическим фор­мам использования водоемов. Показателем экологического благо­получия водных экосистем может служить хорошо развитый биок­руговорот. Прогноз состояния водных экосистем и влиянии тен­денций в их изменении крайне важны для перспективного плани­рования рациональной эксплуатации водоемов.

Человек должен стабилизировать свой обмен с природой на основе его адекватности, гармонического сочетания интересов общества и возможностей природы.

Список литературы:

1. Гидробиология, М., 1985г.

2. Биология и экология водных организмов, Л.,1987г. 3.

Экологический словарь, Алма-Ата 1983г.

4. Одум Ю. Основы экологии, М., 1975г.

5. Константинов А.С. Общая гидробиология, М., 1986г. 6. Чернова Н.М. Экология, М., 1988г.

7. Теоретическая экология, М.,1987г.

topref.ru

Доклад - Охрана Водных Экосистем

Доклад

ПО БИОЛОГИИ

“ Охрана Водных Экосистем ”

Ученицы 10 класса «б»

Средней школы

Стецюк Анны

Введение.

Проблемы чистой воды и охраны водных экосистем стано­вятся все более острыми по мере исторического развития об­щества, стремительно увеличивается влияние на природу, вызы­ваемого научно- техническим прогрессом.

Уже сейчас во многих районах земного шара наблюдаются большие трудности в обеспечении водоснабжения и водопользо­вания в следствие качественного и количественного истощения водных ресурсов, что связано с загрязнением и нерациональным использованием воды.

Загрязнение воды преимущественно происходит вследствие сброса в нее промышленных, бытовых и сельскохозяйственных отходов. В некоторых водоемах загрязнение настолько велико, что произошла их полная деградация как источников водоснаб­жения.

Небольшое количество загрязнений не может вызвать зна­чительное ухудшение состояния водоема, так как он имеет способность биологического очищения, но проблема состоит в том, что как правило количество загрязняющих веществ, сбрасываемых в воду, очень велико и водоем не может спра­виться с их обезвреживанием.

Водоснабжение и водопользование часто осложняется био­логческими помехами: зарастание каналов снижает их пропуск­ную способность, цветение водорослей ухудшает качество воды, ее санитарное состояние, обрастание создает помехи в навига­ции и функционировании гидротехнических сооружений. Поэтому разработка мер с биологическими помехами приобретает большое практическое значение и становится одной из важнейших проб­лем гидробиологии.

Из-за нарушения экологического равновесия в водоемах создается серьезная угроза значительного ухудшения экологи­ческой обстановки в целом. Поэтому перед человечеством стоит огромная задача охраны гидросферы и сохранения биологическо­го равновесия в биосфере.

<I. Гидросфера как среда жизнедеятельности.>

Гидросфера вместе с ее населением играет большую роль в жизни человека, которая с прогрессом цивилизации непрерывно возрастает. Водоемы все интенсивнее используют для питьевого и технического водоснабжения как рыбохозяйственные угодья и зоны рекреации, для целей энергетики и навигации и во многих других отношениях. Поэтому по мере освоения гидросфе­ры все большее значение приобретает ее биологическое изуче­ние в интересах оптимизации природопользования и охраны сре­ды. Этими вопросами занимается гидробиология.

<II. Население.>

Население гидросферы по числу видов (более 250000) за­метно уступает наземному из-за необычайного богатства в нем фауны и насекомых. Иная картина получается если сравнение вести по классам. Например, из 33-х классов растений, 18 ви­дов -гидрофиты. Эти данные рассматриваются как доказательст­во того, что жизнь зародилась не в воздушной, а в водной среде.

Одна из характерных особенностей водного населения -резкое преобладание зомассы над фитомассой, в то время как на Земле наблюдается обратная картина.

Биомасса в различных районах Мирового океана колеблется в очень широких пределах. Так в верхнем 100-метровом слое в районе экватора биомасса составляет около 500 мг/м3 и бо­лее, а в водах Субарктики и Субантарктики соответственно 100-300 мг/м. [1.]

Фитобеноз состоит в основном из бурых, красных и зеле­ных водорослей, а также некоторых цветковых растений.

Зообеноз в наибольшей степени представлен простейшими,

кишечнополостными, ракообразными, головоногими и рыбами. Планктон по видовому составу в основном представлен ракооб­разными.

Флора и фауна Мирового океана с продвижением в глубь по числу видов и численности значительно обедняются. Это связа­но с ухудшением условий обитания. Основным источником пищи глубоководных является скопление органических веществ на дне.

Континентальные водоемы могут быть искусственными и

естественными. В подавляющем большинстве континентальные во-

доемы пресные, что и определяет видовой состав их населения. Население рек характеризуется значительным видовым раз-

нообразием. Из отдельных экологических групп значительного обилия в реках достигают планктон, бентос и нектон. Числен­ность бактерий в речной воде значительно меняется по сезо­нам, обнаруживая максимум в период паводка. Заметно повыша­ется численность бактерий в реках ниже очагов загрязнения органическими веществами. Количество планктона в реках на протяжении года значительно меняется, падая до минимума зи­мой и во время половодья вследствие разбавления талыми вода­ми, почти не содержащими каких-либо организмов. От весны к лету благодаря размножению количество планктона значительно увеличивается. Бентос преимущественно представляется живот­ными; донные растения обильны только в реках с прозрачной водой. Образованию прибрежной растительности мешает размыв берегов и половодья.

На видовой состав озер оказывают влияние: географи­ческое положение, происхождение и особенности гидрологи­ческого режима. Нектон и планктон в озерах представлены бо­гаче, чем в других континентальных водоемах. На поверхности пленки: клопы-водомерки, мухи, на нижней поверхности -жуки и клопы, личинки комаров и т.п. Нектон представлен почти иск­лючительно рыбами. В больших озерах (Байкал, Ладожское) оби­тют несколько видов тюленей. Северные и высокогорные озера богаты ласосевыми рыбами.

Население болот отличается бедностью как по видовому составу, так и в количественном отношении. Отрицательное значение в этом отношении имеет малая концентрация кислорода и повышенная кислотность. Растительность болот представлена в основном зелеными мхами, осоками, хвощами, вейниками, тростниками и т.п.

<Физико-химические свойства воды.>

Из огромного количества физико-химических факторов, влияющих на население гидросферы, сравнительно немногие име­ют ведущее экологическое значение. К таким факторам прежде всего относятся физико-химические свойства воды и грунта, растворенные и взвешенные в воде вещества, температура исвет, а в последнее время загрязнение водоемов, вызванное деятельностью человека.

Вода как физико-химическое тело оказывает непрерывное воздействие на жизнь гидробиоитов. Она не только удовлетво­ряет физиологические потребности организмов, но и служит им опорой, доставляет кислород и пищу и уносит метаболиты, пе­реносит половые продукты и самих гидробиоитов. Благодаря подвижности воды в гидросфере возможно существование прик­репленных животных, которых, как известно, нет на суше. Поэ­тому свойства воды -важнейший фактор абиотической среды вод­ного населения.

На первый взгляд, изменение плотности воды с повышением температуры не так существенно. Однако следует учесть, что плотность гидробиоитов отличается от единицы лишь во вто­ром-третьем знаке после запятой. Поэтому температурные коле­бания означают очень многое в смысле изменения условийплава­ния (различная опорность среды).

По сравнению с другими жидкостями вода имеет сравни­тельно небольшую вязкость, что обуславливает ее подвижность и облегчает плавание гидробиоитов. С повышением водной тем­пературы вязкость заметно снижается. С увеличением солености вязкость воды несколько возрастает. Изменение вязкости осо­бенно сильно влияет на передвижение мелких организмов. С од­ной стороны, они обладают сравнительно маломощной локомотор­ной системой, в то время как относительная поверхность, про­порционально которой действуют силы трения, очень велика. С другой стороны, вязкость тормозит движение тем больше, чем ближе находятся смещаемые относительно друг друга слои воды. Для мелких организмов они располагаются на очень небольших расстояниях и поэтому преодоление сил трения сопряжено со значительными затратами энергии.

Вода обладает сравнительно высоким коэффициентом по­верхностного натяжения, который в зависимости от температуры и солености лежит в пределах 0,771-0,765 Н/м2. Поверхностная пленка предоставляет организмам своеобразную опору, для использования которой вырабатываются специфические адапта­ции, в частности смачиваемость или несмачиваемость телесного покрова. Организмы с несмачивающимися покровами, находясь на поверхности воды, поддерживаются ею, и, будучи тяжелее воды,

не тонут. Гидробиоиты более легкие, чем вода удерживаются в ней, упираясь в находящуюся над ними пленку.

По сравнению с почвой и воздухом вода отличается гораз­до большей термостабильностью, что благоприятно для сущест­вования жизни. Когда вода начинает нагреваться, возрастает испарение, вседствие чего повышение температуры замедляется. При охлаждении воды ниже 0'С и образовании льда, выделяюще­еся тепло тормозит дальнейшее понижение температуры.

По сравнению с воздухом вода гораздо менее прозрачна, и падающий в нее свет довольно быстро поглощается и рассеива­ется.

Цвет воды, ее прозрачность зависят от избирательности поглощения и рассеивания различных лучей. От цвета воды сле­дует отличать цвет поверхности, который в отличие от первого зависит от погодных условий и угла зрения.

Из отдельных физико-химических свойств грунтов наиболь­шее экологическое значение для водного населения имеют раз­меры частиц, плотность их прилегания друг к другу и стабись­ность взаиморасположения, степень смыва течениями и темп ак­камуляции за счет оседания взвешенного материала. Физические свойства грунтов прежде всего характеризуются их механи­ческим и гранулометрическим составом, под которым понимают размер зерен, образующих данные складки.

С переходом от каменистых грунтов к песчаным и гли­нистым численность водных животных обычно увеличивается, а их средняя масса снижается в результате мельчания представи­телей гидрофауны (уменьшение опорности грунта).

Условиями движения внутри грунта с различными грануло­метрическим составом объясняется разница в размерах организ­мов, обитающих в песке морских пляжей. Крайне неблагоприятна для существования данного населения недостаточная стабиль­ность грунтов: оседание частиц, снос поверхностных слоев то­ками воды и перемещение частей относительно друг друга. В первом случае обитатели грунта засыпаются слоем наносов, во втором -вымываются и уносятся течением, в третьем -перетира­ются и не могут укорениться.

Многие донные животные питаются, пропуская через себя грунт, и поэтому важное значение приобретает нахождение в нем органического вещества, которое образуется в результате

попадания в грунт остатков организмов на тех или иных стади­ях разложения.

Данные отложения тесно взаимодействуют с водой. Из грунта в воду непрерывно поступают различные соли, газы, твердые компоненты, навстречу этому потоку идет другой, несущий в донные отложения различные минеральные и органи­ческие вещества из толщи воды. Процессы взаимодействия между ложем водоема и его водной массой имеют большое значение для жизни гидробиоитов.

Природная вода существует и не в виде химического сое­динения, состоящего из водорода и кислорода, а представляет собой сложное тело, в состав которого помимо молекул воды входят самые различные вещества. Все они играют ту или иную роль в жизни водного населения. Наибольшее экологическое значение имеют для него степень насыщения воды различными газами, концентрация ионов минеральных солей, водородных ио­нов и органических веществ, состав и концентрация взвешенных веществ.

Из отдельных газов наибольшее значение для водного населения имеют кислород, углекислый газ, сероводород и ме­тан.

Для водного населения кислород представляет собой реша­ющий фактор. На суше количество кислорода велико, кроме то­го, в силу подвижности атмосферного воздуха, некоторой от­дельный, могущий возникать дефицит быстро ликвидируется за счет диффузии и воздушных течений. В воде также происходит выравнивание концентрации кислорода, но процесс диффузии протекает в 320 раз медленнее, чем на суше. По отношению к кислороду организмы делятся на эври- и стеноксидные формы, способные соответственно жить в пределах широких и узких ко­лебаний концентрации кислорода. В случае, когда адаптация гидробиоита к данной кислородосодержащей среде оказывается недостаточной, он погибает. Если подобное явление приобрета­ет массовый характер, то это называется замором.

Обогащение воды углекислым газом происходит в результа­те дыхания водных организмов. Снижение концентрации угле­кислого газа происходит преимущественно при потреблении последнего фотосинтезирующими организмами. Высокие концент­рации углекислого газа смертельно опасны для животных и поэ-

тому многие родники лишены жизни. Только некоторые двусто­ронние моллюски и рачки могут сравнительно долго выносить высокие концентрации СО2, нейтрализуя его путем растворения извести раковин в своей телесной жидкости. Для растений высокие концентрации СО2 безвредны.

Сероводород в водоеме образуется почти исключительно биологическим путем, за счет деятельности различных бакте­рий. Для водного населения он вреден как косвенно, так и не­посредственно. Для многих гидробиоитов он смертелен даже в самых малых концентрациях. Образование больших количеств Н2S может вызвать заморы. Помимо серных бактерий Н2S окисляют фотосинтезирующие пурпурные и некоторые виды зеленых бакте­рий, использующие сероводород в качестве донора водорода и спасающие тем самым население водоема.

Ионы минеральных солей играют в жизни гидробиоитов са­мую различную роль: одни из них используются растениями для построения тела и получившие название биогенов. На других они оказывают физиологическое влияние, вызывая резкие сдвиги в процессах обмена веществ. Виды, выносящие большие колеба­ния солености, называются эвриолинными, в отличие от стено­линных, не выдерживающих такие перепады. Большое экологи­ческое значение для гидробиологов имеет не только суммарное количество ионов, но также и их состав, соотношение. Сущест­венное значение имеет тот факт, что с увеличением солености понижается точка замерзания воды.

Взвешенные в воде вещества с известной степенью услов­ности могут быть подразделены на возмущенный грунт, содер­жащий небольшее количество органического вещества, и детрит, в котором его сравнительно много. Присутствие в воде большо­го количества взвешенных частиц оказывает на водное населе­ние самое разнообразное влияние. Снижение прозрачности воды в результате возмущения грунта с одной стороны уменьшает освещение донных растений, а с другой -сопровождается увели­чением концентрации биогенов. Неблагоприятное воздействие оказывает минеральная взвесь на животных, отфильтровывающих свой корм в толще воды, и засыпая организмы, обитающие на грунте.

Температура, свет, звук и другие колебания воздействуют на водное население или непосредственно или играют роль

условных сигналов. К первому случаю относится, например, влияние температуры на протекание многих биологических про­цессов, значение света для фотосинтеза и т.п.

Термический режим отдельных водоемов определяется их географическим положением, глубиной, особенностью циркулиро­вания водных масс и многими другими факторами. Поступление тепла в водоем зависит главным образом от проникновения сол­нечной радиацией и и контакта с менее нагретой атмосферой. Известную роль играет тепло выпадающих осадков. В последние годы тепловой режим многих водоемов претерпевает существен­ные изменения под влиянием поступления в них подогретых вод из охлаждающих контуров тепловых и атомных станций. Темпера­турный водный баланс безусловно зависит от времени года.

У многих гидробиоитов, периодически подвергающихся действию отрицательных температур вырабатываются адаптации, предупреждающие замерзание соков тела. В основном они сво­дятся к снижению точки замерзания соков и повышению их способности к переохлаждению. Благодаря этим адаптациям не­которые организмы переносят понижение температуры до -10'С, например, мидии. Чем чаще и сильнее периодические изменения температуры в естественных местах обитания гидробиоитов, тем выше их устойчивость к холодовым и тепловым повреждениям.

Большое экологическое значение температура имеет как

фактор влияющий на скорость протекания процессов, в част­ности дыхания, роста и развития. Повышение температуры обыч­но сопровождается ускорением всех процессов.

Во всех случаях оптимальные для роста амплитуды и ско­рости изменения температуры оказались сходными с теми пере­падами, какие рыбы испытывают в природных местах обитания. По-видимому, для организмов неблагоприятно стационарное состояние фактора, если в естественных условиях оно динамич­но. Организмы, исторически адаптированные к экологическому разнообразию, не только ризестентны к нему, но и нуждаются в нем; экологическое однообразие в своем предельном выражении, создаваемом в искусственных условиях, не соответствует физи­ческим потребностям организмов, уменьшает их жизнедеятель­ность.

Особенно большое экологическое значение свет имеет для фотосинтезирующих растений. Из-за его недостатка они

отсутствуют на многокилометровой глубине океанических вод. Реже растения страдают от избытка света и отсутствуют в по­верхностном слое воды, если его освещенность становится че­резмерной.

Большинству животных свет нужен для распознания среды и ориентации движений. Под контролем светового фактора про­исходят грандиозные миграции, когда каждые сутки миллиарды тонн живых организмов перемещаются на сотни метров с поверх­ности в глубину и обратно. В очень большой степени от света зависит окраска гидробиоитов, которая у ряда животных может даже меняться, обеспечивая маскировку.

Ориентируясь на свет, гидробиоиты находят для себя наи­более выгодное положение в пространстве. Особенно большое значение свет имеет для организмов, совершающих суточные миграции. В большинстве случаев начало подъема и спуска оп­ределяется временем наступления той или иной освещенности.

Восприятие звука у водных животных развито относительно

лучше, чем у наземных. Звук быстрее и дольше распространя­ется в воде, чем на суше. Известное значение в жизни гидро­биоита имеют шумовые нагрузки, связанные с деятельностью че­ловека -работой лодочных и корабельных моторов, турбин, под­водным бурением и т.д. У гидробиоитов одновременно снижается скорость дыхания, темп роста и доля яйценосных самок; привы­кание к шуму не наблюдается даже после месячного содержания рыб в таких условиях.

Очевидно, весьма значительную, но еще малоизученную роль играют в жизни гидробиоитов электрические и магнитные поля. Благодаря высокой чувствительности электрорецепторов, многие гидробиоиты способны воспринимать богатейшую информацию, в частности различают особей своего вида и врагов, скорость и направление течений, температуру, солевые и газовые ингреди­енты, а также устанавливают симптомы, предшествующие ано­мальным природным явлениям.

<Экологические основы жизнедеятельности.>

В биосферном аспекте питание -один из основных про­цессов, благодаря которому осуществляется круговорот веществ в природе. В более узком плане питание выступает как процессвключения того или иного органического вещества вкакие-либо конкретные организмы, желательные или нежелательные для че­ловека. Управление этим процессом в целях усиления воспроиз­водства нужного биологического сырья, формирования высокого качества воды и охраны чистоты водоемов в условиях их комп­лексного использования -одна из актуальнейших проблем.

Пищевые адаптации водных организмов с одной стороны

направлены на добывание корма нужного количества, т.е. обуславливают выборность или элективность питания; а с дру­гой стороны обеспечивают определенный уровень интенсивности питания, т.е. добывание корма в нужных количествах и доста­точно высокую степень его переваривания.

Покровы гидробиоитов полупроницаемы. Находясь в воде они должны противостоять физико-химическим силам выравнива­ния осмотических и солевых градиентов, а временно оказываясь в воздушной среде избежать потери влаги. Для противостояния силам выравнивания водные организмы вырабатывают ряд адапта­ций, Направленных, с одной стороны, на активное поддержание нужных градиентов, а с другой- уменьшение до минимума физи­ко-химических эффектов, в частности за счет снижения прони­цаемости покровов. Последний путь, энергетически более эко­номный, используется в ограниченных пределах, поскольку растущая изоляция от среды осложняет процессы обмена веществ с нею.

Процессы регуляции водно-солевого обмена обеспечиваются работой выделительной системы, рядом морфологических и пове­денческих адаптаций. Приспособление к снижению влагоотдачи и некоторые другие предохраняют гидробиоитов от гибели вне во­ды, например в приливно-отливной зоне, в пересыхающих водое­мах, при периодических выходах на сушу. Ряд адаптаций обеспечивает защиту водных организмов от осмотического обез­воживания и обводнения, создающих угрозу механического пов­реждения клеток. В соответствии с этим решается задача регу­лирования и концентрации соотношения отдельных ионов в клет­ках тела. Совершенством адаптаций, обеспечивающих стабилиза­цию водного и солевого обмена, определяется их способность существовать в водах различной солености и выживать в осма­тически неустойчивой среде.

Помимо расширительного понимания дыхания как всякоговысвобождающего энергию биологического окисления, есть и бо­лее узкое, распространяющееся только на процессы, связанные с поглощением кислорода. Аэробное дыхание в воде сложнее, чем на суше. У наземных животных влага на дыхательных по­верхностях нормальное и несколько меньшее количество раство­рееного кислорода. Если вода, омывающая дыхательные структу­ры гидробиоитов, насыщена кислородом, то условия их дыхания не хуже, а даже лучше, чем у наземных форм. Однако, гораздо чаще содержание кислорода в воде немного ниже нормального и в таких случаях распираторная обстановка для гидробиоитов крайне неблагоприятна. При этом следует учесть, что концент­рация кислорода снижается в результате жизнедеятельности са­мих гидробиоитов, и не всегда достаточно быстро восстанавли­вается за счет тех или иных внутриводоемных процессов. Слож­ность распираторных условий в воде обусловила выработку у гидробиоитов ряда морфологических, физиологических и биохи­мических реакций организма, обеспечивающих нужный уровень интенсивности дыхания в более или менее широком интервале концентраций растворенного кислорода. Регулируя интенсив­ность газообмена, гидробиоиты маневренно оптимизируют свою энергетику, экономичность процессов реализации программы роста и развития. В условиях крайнего дефицита кислорода гидробиоиты предельно снижают свою активность и некоторое время выживают благодаря использования минимума энергии. Не­большое число гидробиоитов постоянно существуют в отсутствие растворенного кислорода, извлекая его из химических соедине­ний и добывая энергию другими способами.

Росту организмов сопутствует их развитие -поступатель­ное изменение всей организации тела, направленное на дости­жение оптимального репродуктивного состояния, обеспечение необходимой эффективности размножения. В ходе онтогенеза, перестраиваясь структурно и функционально, организмы дости­гают репродуктивной зрелости. Чем больше образуется потомков и выше их выживаемость, тем успешнее реализуется жизненная стратегия вида -максимизация в биосфере, свойственной ему формы трансформации веществ и энергии, универсализация свое­го образа жизни, предельное усиление своей биогеохимической функции на Земле. Поскольку такая тенденция свойственна всем видам, это усиливает их конкуренцию на материальные и энер-

гетические ресурсы биосферы, расширяет ресурсную базу жизни, интенсифицирует в эволюционном аспекте биологический круго­ворот веществ и поток энергии в биосфере.

<Водные биоресурсы и их

рациональное использование.>

В результате роста и размножения гидробиоитов в водемах происходит непрерывное образование биомассы. Это экосистем­ное явление называют биологической продуктивностью, сам про­цесс образования биомассы -биологическим продуцированием, а новообразованную биомассу -биологической продукцией. Биоло­гическая продукция -только часть биоорганической продукции -всего органического вещества, содаваемого организмами в процессе своей жизнедеятельности. Биопродуктивность экосис­тем реализуется в форме образования организмов, полезных, безразличных или вредных для человека. В связи с этим исходя из текущих запросов практики можно говорить о биохозяйствен­ной продукции -биомассе организмов, имеющих в настоящее вре­мя промысловое значение. Вне зависимости от интересов прак­тики различают продукцию первичную и вторичную. Первая

представляет собой результат биосинтеза органического ве­щества из неорганического в процессе жизнедеятельности гид­робиантов-автотрофов. Вторичная продукция образуется в про­цессе трансформации уже имеющегося органического вещества организмами-гетеротрофами.

Биопродуктивность гидросистем можно рассматривать в двух планах: природном (биосферном) и социально экономи­ческом. В первом случае результаты продуцирования безотноси­тельно к интересам человека, как одну из особенностей круго­ворота веществ в экосистеме, как одну из функций экосистем -блоков биосферы. С социально-экономической точки зрения би­опродуктивность характеризуется величиной вылова гидробиан­тов, используемых человеком. В этом случае продуктивность определяется как свойствами самих эксплуатируемых экосистем, так и формой их хозяйственного освоения.

Организмы, используемые в качестве объектов промысла, образуют биологические ресурсы водоемов. В историческом про­цессе становления природы для человека все большее число

гидробиантов вовлекается в сферу общественного производства и становится биоресурсами людей. Гидробианты в воспроиз­водство которых вкладывается труд -это уже не биоресурсы, а возделываемое сырье.

Из огромного числа гидробиоитов только очень немногие представители флоры и фауны используются человеком в качест­ве биологического сырья. Этим в значительной мере объясня­ется тот факт, что водные растения и животные составляют 3% в пище людей, хотя первичная продукция гидросферы только в 3 раза меньше первичной продукции суши. Поэтому перспективная оценка биологических ресурсов гидросферы должна исходить не­только из учета возможного вылова объектов, добываемых в настоящее время.

В отличие от полезных ископаемых биологические ресурсы относятся к самовоспроизводящимся. Следовательно, их величи­на в гидросфере определяется не количеством имеющихся про­мысловых организмов, а их приростом, т.е. продукцией. Мерой реализации этой продукции служит промысел.

Объем устойчивого промысла водных организмов определя­ется величиной их естественного воспроизводства. Поэтому промысел не должен превысить естественных природных популя­ций и учитывать особенности их воспроизводства (сроки, места, орудия лова и т.д.). Охрана и повышение эффективности естественного воспроизводства представляют собой важную меру укрепления сырьевой базы промысла, равно как и обогащение водоемов новыми промысловыми объектами за счет акклиматиза­ции.

Промысел водных организмов не всегда легко отличить от «урожая» при искусственном разведении, т.к. существует мно­жество переходных форм между этими двумя видами биосырья.

В настоящее время мировой промысел гидробиоитов состав­ляет около 20% животных белков, потребляемых человеком. До начала 70-х годов он быстро возрастал, затем стабилизиро­вался. Среди рыб значительную долю в промысле составляют сельдевые, тресковые, скумбриевые и ставридовые. В меньшем количестве добываются тунцовые, мерлузовые и комбаловые, еще меньше отлавливаются лососевые.

Среди нерыбных объектов, добываемых в водоемах в насто­ящее время, первое место по массе занимают моллюски. Из них

в наибольшем количестве добываются двустворчатые моллюски, в значительном количестве -головоногие моллюски (больше поло­вины из них -кальмары). Из ракообразных наибольшую роль в промысле играют крабы и креветки.

Мировой промысел гидрофитов основан преимущественно на добыче красных и бурых водорослей. В гораздо меньшем коли­честве добывают зеленые. Значительная часть водорослей используется для йода и других технических и медицинских продуктов.

В настоящее время уровень использования гидробиоитов в отношении большинства традиционных объектов промысла достиг величин, близких к предельным. Во многих случаях наблюдается перелов гидробиоитов; что означает, что воспроизводительная способность их популяций уже не может компенсировать убыль в результате промысла. В 1770г. был убит последний экземпляр замечательного растительноядного млекопитающего -стеллеровой (морской) коровы. Почти исчез в наше время гренландский кит, взятый под охрану слишком поздно, под угрозой исчезновения находится синий кит. Среди рыб наблюдается перелов многих легко поддающихся добыче камбал, сельдей. В ряде районов в чрезвычайно напряженном состоянии находятся запасы крабов. Поэтому с необычайной остротой встает вопрос об охране и по­вышении естественного воспроизводства биоресурсов.

Серьезный вред воспроизводству промысловых гидробиоитов может наносить гидротехническое строительство, в частности сооружение плотин, перерезающих естественные миграционные пути рыб. Например, гидростроительство на Волге и Куре резко нарушило условия естественного размножения осетровых, в свя­зи с чем пришлось принять меры по организации искусственного воспроизводства. Огромное количество молоди гибнет, попадая в оросительные системы и в турбины гидроэлектростанций. Для предупреждения захода молоди в каналы оросительной системы, в турбины электростанций создают различные заградители, в частности электрические.

Естественное воспроизводство промысловых организмов часто подрывает неправильная организация их вылова. В связи с этим необходимо научное обоснование регулирования про­мысла: оно должно сводится не только к установлению необхо­димого объема вылова, но и к установлению сроков и мест про-мысла, регламентирование способов и орудий лова.

Проблема охраны, повышения эффективности естественного воспроизводства биоресурсов осложняется тем, что приходится в решать в условиях комплексного использования водоемов, учитывая интересы самых разных отраслей народного хозяйства связанных с использованием водоемов.

Большое значение для усиления естественного воспроиз­водства промысловых организмов имеет борьба с их пищевыми конкурентами, врагами и паразитами. Огромное количество рыб погибает от вирусных и бактериальных заболеваний. Основной элемент в комплексе мер борьбы с паразитами прудовых рыб -профилактика заболеваний, в частности контроль за перевоз­ками рыб. Помимо комплекса профилактических мероприятий, проводятся лечебные.

Термином «акклиматизация» обозначают целенаправленную деятельность человека по обогащению флоры и фауны новыми компонентами. В биологическом смысле под акклиматизацией по­нимают приспособление организмов к существованию за предела­ми собственного ареала после переселения в новые места оби­тания. Акклиматизация характеризуется не только выживанием и размножением переселенных особей, но и нормальным развитием последующих поколений, т.е. натурализацией вида.

Из промысловых организмов акклиматизируются рыбы, рако­образные, моллюски и водные млекопитающие.

Акклиматизация организмов является одной из первых составляющих частей аквакультуры (в узком смысле слова «ак­вакультура» понимается как промышленное выращивание гидроби­антов по определенной технологической схеме с контролем над всеми основными звеньями процесса). Дальнейшее развитие ак­вакультуры сводится к преобразованию экосистем, их конструи­рованию в интересах оптимизации производства биосырья в во­доемах.

<Загрязнение водоемов.>

Под загрязнением водоемов понимается ухудшение их эко­логического значения и биосферных функций в результате ант­ропогенного поступления в них вредных веществ.

При загрязнении водоемов наблюдается нарушение отдель-

ных физиологических функций, изменение поведения, снижение темпа роста, увеличение смертности, изменение наследствен­ности особе. Загрязнения также могут изменить некоторые по­казатели популяции: изменение численности гидробиоитов и би­омассы, рождаемости и смертности, половой и размерной струк­туры и ряда функциональных свойств. К этому следует добавить хаотичность внутрипопуляционных отношений, играющих огромную роль в коммуникации особей.

На биоцентрическом уровне загрязнение сказывается на структуре и функциях сообщества, поскольку одни и те же заг­рязняющие вещества по разному влияют на разные компоненты биоценоза. В конечном счете происходит деградация экосистемы -ухудшение ее как элемента среды человека и снижение положи­тельной роли в формировании биосферы, обесценивание в хо­зяйственном отношении.

Каждое из токсических веществ обладает определенным ме­ханизмом действия и обуславливает специфический механизм ре­агирования. Гидробиоиты, их популяции и гидробиоценозы обна­руживают различную чувствительность и устойчивость к токси­нам.

Из загрязненных веществ наибольшее значение для водных экосистем имеют нефть и продукты ее переработки, пестициды, соединения тяжелых металлов и т.п. Чрезвычайно опасным стало загрязнение водоемов различными продуктами радиоактивного распада -радионуклидами или радиоизотопами. Все большее беспокойство вызывает загрязнение и осоление пресных водое­мов в следствие выпадания «кислотных дождей», когда в ат­мосферной влаге растворяются газы и некоторые другие вещест­ва, выбрасываемые в воздух промышленными предприятиями. Зна­чительную роль в загрязнении водоемов играют бытовые стоки, лесосплав, отходы деревообрабатывающих предприятий и многие другие виды загрязнения, не относящиеся к токсичным, но ухудшающие среду гидробиоитов.

<Вывод.>

Как наука экологическая гидробиология исходит из представлений о том, что живое, возникшее из неживого, оста­ется в тесной зависимости с последним, находится с ним в

структурно -функциональном единстве. На всех уровнях ореоли­зации живое существует только как часть противоречивого це­лого -биологического тела в его взаимосвязях со всей сово­купностью окружающих условий. Обитатели того или иного водо­ема вне зависимости от систематического положения конвер­гентно приобретают сходные адаптации к существованию в пре­делах своего места обитания, образуя характерные жизненные формы.

Организмы, популяции, биоценозы -не жесткие системы, разрушающиеся при состояниях среды, отличающихся от опти­мальных, они способны адаптироваться к среде.

Оценка степени ухудшения условий в водных экосистемах под влиянием загрязнения или других антропогенных воз­действий с той или другой точностью в настоящее время может быть сформулирована только применительно к практическим фор­мам использования водоемов. Показателем экологического благо­получия водных экосистем может служить хорошо развитый биок­руговорот. Прогноз состояния водных экосистем и влиянии тен­денций в их изменении крайне важны для перспективного плани­рования рациональной эксплуатации водоемов.

Человек должен стабилизировать свой обмен с природой на основе его адекватности, гармонического сочетания интересов общества и возможностей природы.

Список литературы:

1. Гидробиология, М., 1985г.

2. Биология и экология водных организмов, Л.,1987г. 3.

Экологический словарь, Алма-Ата 1983г.

4. Одум Ю. Основы экологии, М., 1975г.

5. Константинов А.С. Общая гидробиология, М., 1986г. 6. Чернова Н.М. Экология, М., 1988г.

7. Теоретическая экология, М.,1987г.

www.ronl.ru

Реферат: Охрана Водных Экосистем

Доклад

ПО БИОЛОГИИ

“Охрана Водных Экосистем”

Ученицы 10 класса «б»

Средней школы

Стецюк Анны

Введение.

Проблемы чистой воды и охраны водных экосистем стано­вятся все более острыми по мере исторического развития об­щества, стремительно увеличивается влияние на природу, вызы­ваемого научно- техническим прогрессом.

Уже сейчас во многих районах земного шара наблюдаются большие трудности в обеспечении водоснабжения и водопользо­вания в следствие качественного и количественного истощения водных ресурсов, что связано с загрязнением и нерациональным использованием воды.

Загрязнение воды преимущественно происходит вследствие сброса в нее промышленных, бытовых и сельскохозяйственных отходов. В некоторых водоемах загрязнение настолько велико, что произошла их полная деградация как источников водоснаб­жения.

Небольшое количество загрязнений не может вызвать зна­чительное ухудшение состояния водоема, так как он имеет способность биологического очищения, но проблема состоит в том, что как правило количество загрязняющих веществ, сбрасываемых в воду, очень велико и водоем не может спра­виться с их обезвреживанием.

Водоснабжение и водопользование часто осложняется био­логческими помехами: зарастание каналов снижает их пропуск­ную способность, цветение водорослей ухудшает качество воды, ее санитарное состояние, обрастание создает помехи в навига­ции и функционировании гидротехнических сооружений. Поэтому разработка мер с биологическими помехами приобретает большое практическое значение и становится одной из важнейших проб­лем гидробиологии.

Из-за нарушения экологического равновесия в водоемах создается серьезная угроза значительного ухудшения экологи­ческой обстановки в целом. Поэтому перед человечеством стоит огромная задача охраны гидросферы и сохранения биологическо­го равновесия в биосфере.

<I. Гидросфера как среда жизнедеятельности.>

Гидросфера вместе с ее населением играет большую роль в жизни человека, которая с прогрессом цивилизации непрерывно возрастает. Водоемы все интенсивнее используют для питьевого и технического водоснабжения как рыбохозяйственные угодья и зоны рекреации, для целей энергетики и навигации и во многих других отношениях. Поэтому по мере освоения гидросфе­ры все большее значение приобретает ее биологическое изуче­ние в интересах оптимизации природопользования и охраны сре­ды. Этими вопросами занимается гидробиология.

<II. Население.>

Население гидросферы по числу видов (более 250000) за­метно уступает наземному из-за необычайного богатства в нем фауны и насекомых. Иная картина получается если сравнение вести по классам. Например, из 33-х классов растений, 18 ви­дов -гидрофиты. Эти данные рассматриваются как доказательст­во того, что жизнь зародилась не в воздушной, а в водной среде.

Одна из характерных особенностей водного населения -резкое преобладание зомассы над фитомассой, в то время как на Земле наблюдается обратная картина.

Биомасса в различных районах Мирового океана колеблется в очень широких пределах. Так в верхнем 100-метровом слое в районе экватора биомасса составляет около 500 мг/м3 и бо­лее, а в водах Субарктики и Субантарктики соответственно 100-300 мг/м. [1.]

Фитобеноз состоит в основном из бурых, красных и зеле­ных водорослей, а также некоторых цветковых растений.

Зообеноз в наибольшей степени представлен простейшими,

кишечнополостными, ракообразными, головоногими и рыбами. Планктон по видовому составу в основном представлен ракооб­разными.

Флора и фауна Мирового океана с продвижением в глубь по числу видов и численности значительно обедняются. Это связа­но с ухудшением условий обитания. Основным источником пищи глубоководных является скопление органических веществ на дне.

Континентальные водоемы могут быть искусственными и

естественными. В подавляющем большинстве континентальные во-

доемы пресные, что и определяет видовой состав их населения. Население рек характеризуется значительным видовым раз-

нообразием. Из отдельных экологических групп значительного обилия в реках достигают планктон, бентос и нектон. Числен­ность бактерий в речной воде значительно меняется по сезо­нам, обнаруживая максимум в период паводка. Заметно повыша­ется численность бактерий в реках ниже очагов загрязнения органическими веществами. Количество планктона в реках на протяжении года значительно меняется, падая до минимума зи­мой и во время половодья вследствие разбавления талыми вода­ми, почти не содержащими каких-либо организмов. От весны к лету благодаря размножению количество планктона значительно увеличивается. Бентос преимущественно представляется живот­ными; донные растения обильны только в реках с прозрачной водой. Образованию прибрежной растительности мешает размыв берегов и половодья.

На видовой состав озер оказывают влияние: географи­ческое положение, происхождение и особенности гидрологи­ческого режима. Нектон и планктон в озерах представлены бо­гаче, чем в других континентальных водоемах. На поверхности пленки: клопы-водомерки, мухи, на нижней поверхности -жуки и клопы, личинки комаров и т.п. Нектон представлен почти иск­лючительно рыбами. В больших озерах (Байкал, Ладожское) оби­тют несколько видов тюленей. Северные и высокогорные озера богаты ласосевыми рыбами.

Население болот отличается бедностью как по видовому составу, так и в количественном отношении. Отрицательное значение в этом отношении имеет малая концентрация кислорода и повышенная кислотность. Растительность болот представлена в основном зелеными мхами, осоками, хвощами, вейниками, тростниками и т.п.

<Физико-химические свойства воды.>

Из огромного количества физико-химических факторов, влияющих на население гидросферы, сравнительно немногие име­ют ведущее экологическое значение. К таким факторам прежде всего относятся физико-химические свойства воды и грунта, растворенные и взвешенные в воде вещества, температура исвет, а в последнее время загрязнение водоемов, вызванное деятельностью человека.

Вода как физико-химическое тело оказывает непрерывное воздействие на жизнь гидробиоитов. Она не только удовлетво­ряет физиологические потребности организмов, но и служит им опорой, доставляет кислород и пищу и уносит метаболиты, пе­реносит половые продукты и самих гидробиоитов. Благодаря подвижности воды в гидросфере возможно существование прик­репленных животных, которых, как известно, нет на суше. Поэ­тому свойства воды -важнейший фактор абиотической среды вод­ного населения.

На первый взгляд, изменение плотности воды с повышением температуры не так существенно. Однако следует учесть, что плотность гидробиоитов отличается от единицы лишь во вто­ром-третьем знаке после запятой. Поэтому температурные коле­бания означают очень многое в смысле изменения условийплава­ния (различная опорность среды).

По сравнению с другими жидкостями вода имеет сравни­тельно небольшую вязкость, что обуславливает ее подвижность и облегчает плавание гидробиоитов. С повышением водной тем­пературы вязкость заметно снижается. С увеличением солености вязкость воды несколько возрастает. Изменение вязкости осо­бенно сильно влияет на передвижение мелких организмов. С од­ной стороны, они обладают сравнительно маломощной локомотор­ной системой, в то время как относительная поверхность, про­порционально которой действуют силы трения, очень велика. С другой стороны, вязкость тормозит движение тем больше, чем ближе находятся смещаемые относительно друг друга слои воды. Для мелких организмов они располагаются на очень небольших расстояниях и поэтому преодоление сил трения сопряжено со значительными затратами энергии.

Вода обладает сравнительно высоким коэффициентом по­верхностного натяжения, который в зависимости от температуры и солености лежит в пределах 0,771-0,765 Н/м2. Поверхностная пленка предоставляет организмам своеобразную опору, для использования которой вырабатываются специфические адапта­ции, в частности смачиваемость или несмачиваемость телесного покрова. Организмы с несмачивающимися покровами, находясь на поверхности воды, поддерживаются ею, и, будучи тяжелее воды,

не тонут. Гидробиоиты более легкие, чем вода удерживаются в ней, упираясь в находящуюся над ними пленку.

По сравнению с почвой и воздухом вода отличается гораз­до большей термостабильностью, что благоприятно для сущест­вования жизни. Когда вода начинает нагреваться, возрастает испарение, вседствие чего повышение температуры замедляется. При охлаждении воды ниже 0'С и образовании льда, выделяюще­еся тепло тормозит дальнейшее понижение температуры.

По сравнению с воздухом вода гораздо менее прозрачна, и падающий в нее свет довольно быстро поглощается и рассеива­ется.

Цвет воды, ее прозрачность зависят от избирательности поглощения и рассеивания различных лучей. От цвета воды сле­дует отличать цвет поверхности, который в отличие от первого зависит от погодных условий и угла зрения.

Из отдельных физико-химических свойств грунтов наиболь­шее экологическое значение для водного населения имеют раз­меры частиц, плотность их прилегания друг к другу и стабись­ность взаиморасположения, степень смыва течениями и темп ак­камуляции за счет оседания взвешенного материала. Физические свойства грунтов прежде всего характеризуются их механи­ческим и гранулометрическим составом, под которым понимают размер зерен, образующих данные складки.

С переходом от каменистых грунтов к песчаным и гли­нистым численность водных животных обычно увеличивается, а их средняя масса снижается в результате мельчания представи­телей гидрофауны (уменьшение опорности грунта).

Условиями движения внутри грунта с различными грануло­метрическим составом объясняется разница в размерах организ­мов, обитающих в песке морских пляжей. Крайне неблагоприятна для существования данного населения недостаточная стабиль­ность грунтов: оседание частиц, снос поверхностных слоев то­ками воды и перемещение частей относительно друг друга. В первом случае обитатели грунта засыпаются слоем наносов, во втором -вымываются и уносятся течением, в третьем -перетира­ются и не могут укорениться.

Многие донные животные питаются, пропуская через себя грунт, и поэтому важное значение приобретает нахождение в нем органического вещества, которое образуется в результате

попадания в грунт остатков организмов на тех или иных стади­ях разложения.

Данные отложения тесно взаимодействуют с водой. Из грунта в воду непрерывно поступают различные соли, газы, твердые компоненты, навстречу этому потоку идет другой, несущий в донные отложения различные минеральные и органи­ческие вещества из толщи воды. Процессы взаимодействия между ложем водоема и его водной массой имеют большое значение для жизни гидробиоитов.

Природная вода существует и не в виде химического сое­динения, состоящего из водорода и кислорода, а представляет собой сложное тело, в состав которого помимо молекул воды входят самые различные вещества. Все они играют ту или иную роль в жизни водного населения. Наибольшее экологическое значение имеют для него степень насыщения воды различными газами, концентрация ионов минеральных солей, водородных ио­нов и органических веществ, состав и концентрация взвешенных веществ.

Из отдельных газов наибольшее значение для водного населения имеют кислород, углекислый газ, сероводород и ме­тан.

Для водного населения кислород представляет собой реша­ющий фактор. На суше количество кислорода велико, кроме то­го, в силу подвижности атмосферного воздуха, некоторой от­дельный, могущий возникать дефицит быстро ликвидируется за счет диффузии и воздушных течений. В воде также происходит выравнивание концентрации кислорода, но процесс диффузии протекает в 320 раз медленнее, чем на суше. По отношению к кислороду организмы делятся на эври- и стеноксидные формы, способные соответственно жить в пределах широких и узких ко­лебаний концентрации кислорода. В случае, когда адаптация гидробиоита к данной кислородосодержащей среде оказывается недостаточной, он погибает. Если подобное явление приобрета­ет массовый характер, то это называется замором.

Обогащение воды углекислым газом происходит в результа­те дыхания водных организмов. Снижение концентрации угле­кислого газа происходит преимущественно при потреблении последнего фотосинтезирующими организмами. Высокие концент­рации углекислого газа смертельно опасны для животных и поэ-

тому многие родники лишены жизни. Только некоторые двусто­ронние моллюски и рачки могут сравнительно долго выносить высокие концентрации СО2, нейтрализуя его путем растворения извести раковин в своей телесной жидкости. Для растений высокие концентрации СО2 безвредны.

Сероводород в водоеме образуется почти исключительно биологическим путем, за счет деятельности различных бакте­рий. Для водного населения он вреден как косвенно, так и не­посредственно. Для многих гидробиоитов он смертелен даже в самых малых концентрациях. Образование больших количеств Н2S может вызвать заморы. Помимо серных бактерий Н2S окисляют фотосинтезирующие пурпурные и некоторые виды зеленых бакте­рий, использующие сероводород в качестве донора водорода и спасающие тем самым население водоема.

Ионы минеральных солей играют в жизни гидробиоитов са­мую различную роль: одни из них используются растениями для построения тела и получившие название биогенов. На других они оказывают физиологическое влияние, вызывая резкие сдвиги в процессах обмена веществ. Виды, выносящие большие колеба­ния солености, называются эвриолинными, в отличие от стено­линных, не выдерживающих такие перепады. Большое экологи­ческое значение для гидробиологов имеет не только суммарное количество ионов, но также и их состав, соотношение. Сущест­венное значение имеет тот факт, что с увеличением солености понижается точка замерзания воды.

Взвешенные в воде вещества с известной степенью услов­ности могут быть подразделены на возмущенный грунт , содер­жащий небольшее количество органического вещества, и детрит, в котором его сравнительно много. Присутствие в воде большо­го количества взвешенных частиц оказывает на водное населе­ние самое разнообразное влияние. Снижение прозрачности воды в результате возмущения грунта с одной стороны уменьшает освещение донных растений, а с другой -сопровождается увели­чением концентрации биогенов. Неблагоприятное воздействие оказывает минеральная взвесь на животных, отфильтровывающих свой корм в толще воды, и засыпая организмы, обитающие на грунте.

Температура, свет, звук и другие колебания воздействуют на водное население или непосредственно или играют роль

условных сигналов. К первому случаю относится, например, влияние температуры на протекание многих биологических про­цессов, значение света для фотосинтеза и т.п.

Термический режим отдельных водоемов определяется их географическим положением, глубиной, особенностью циркулиро­вания водных масс и многими другими факторами. Поступление тепла в водоем зависит главным образом от проникновения сол­нечной радиацией и и контакта с менее нагретой атмосферой. Известную роль играет тепло выпадающих осадков. В последние годы тепловой режим многих водоемов претерпевает существен­ные изменения под влиянием поступления в них подогретых вод из охлаждающих контуров тепловых и атомных станций. Темпера­турный водный баланс безусловно зависит от времени года.

У многих гидробиоитов, периодически подвергающихся действию отрицательных температур вырабатываются адаптации, предупреждающие замерзание соков тела. В основном они сво­дятся к снижению точки замерзания соков и повышению их способности к переохлаждению. Благодаря этим адаптациям не­которые организмы переносят понижение температуры до -10'С, например, мидии. Чем чаще и сильнее периодические изменения температуры в естественных местах обитания гидробиоитов, тем выше их устойчивость к холодовым и тепловым повреждениям.

Большое экологическое значение температура имеет как

фактор влияющий на скорость протекания процессов, в част­ности дыхания, роста и развития. Повышение температуры обыч­но сопровождается ускорением всех процессов.

Во всех случаях оптимальные для роста амплитуды и ско­рости изменения температуры оказались сходными с теми пере­падами, какие рыбы испытывают в природных местах обитания. По-видимому, для организмов неблагоприятно стационарное состояние фактора, если в естественных условиях оно динамич­но. Организмы, исторически адаптированные к экологическому разнообразию, не только ризестентны к нему, но и нуждаются в нем; экологическое однообразие в своем предельном выражении, создаваемом в искусственных условиях, не соответствует физи­ческим потребностям организмов, уменьшает их жизнедеятель­ность.

Особенно большое экологическое значение свет имеет для фотосинтезирующих растений. Из-за его недостатка они

отсутствуют на многокилометровой глубине океанических вод. Реже растения страдают от избытка света и отсутствуют в по­верхностном слое воды, если его освещенность становится че­резмерной.

Большинству животных свет нужен для распознания среды и ориентации движений. Под контролем светового фактора про­исходят грандиозные миграции, когда каждые сутки миллиарды тонн живых организмов перемещаются на сотни метров с поверх­ности в глубину и обратно. В очень большой степени от света зависит окраска гидробиоитов, которая у ряда животных может даже меняться, обеспечивая маскировку.

Ориентируясь на свет, гидробиоиты находят для себя наи­более выгодное положение в пространстве. Особенно большое значение свет имеет для организмов, совершающих суточные миграции. В большинстве случаев начало подъема и спуска оп­ределяется временем наступления той или иной освещенности.

Восприятие звука у водных животных развито относительно

лучше, чем у наземных. Звук быстрее и дольше распространя­ется в воде, чем на суше. Известное значение в жизни гидро­биоита имеют шумовые нагрузки, связанные с деятельностью че­ловека -работой лодочных и корабельных моторов, турбин, под­водным бурением и т.д. У гидробиоитов одновременно снижается скорость дыхания, темп роста и доля яйценосных самок; привы­кание к шуму не наблюдается даже после месячного содержания рыб в таких условиях.

Очевидно,весьма значительную, но еще малоизученную роль играют в жизни гидробиоитов электрические и магнитные поля. Благодаря высокой чувствительности электрорецепторов, многие гидробиоиты способны воспринимать богатейшую информацию, в частности различают особей своего вида и врагов, скорость и направление течений, температуру, солевые и газовые ингреди­енты, а также устанавливают симптомы, предшествующие ано­мальным природным явлениям.

<Экологические основы жизнедеятельности.>

В биосферном аспекте питание -один из основных про­цессов, благодаря которому осуществляется круговорот веществ в природе. В более узком плане питание выступает как процессвключения того или иного органического вещества вкакие-либо конкретные организмы, желательные или нежелательные для че­ловека. Управление этим процессом в целях усиления воспроиз­водства нужного биологического сырья, формирования высокого качества воды и охраны чистоты водоемов в условиях их комп­лексного использования -одна из актуальнейших проблем.

Пищевые адаптации водных организмов с одной стороны

направлены на добывание корма нужного количества, т.е. обуславливают выборность или элективность питания; а с дру­гой стороны обеспечивают определенный уровень интенсивности питания, т.е. добывание корма в нужных количествах и доста­точно высокую степень его переваривания.

Покровы гидробиоитов полупроницаемы. Находясь в воде они должны противостоять физико-химическим силам выравнива­ния осмотических и солевых градиентов, а временно оказываясь в воздушной среде избежать потери влаги. Для противостояния силам выравнивания водные организмы вырабатывают ряд адапта­ций, Направленных, с одной стороны, на активное поддержание нужных градиентов, а с другой- уменьшение до минимума физи­ко-химических эффектов, в частности за счет снижения прони­цаемости покровов. Последний путь, энергетически более эко­номный, используется в ограниченных пределах, поскольку растущая изоляция от среды осложняет процессы обмена веществ с нею.

Процессы регуляции водно-солевого обмена обеспечиваются работой выделительной системы, рядом морфологических и пове­денческих адаптаций. Приспособление к снижению влагоотдачи и некоторые другие предохраняют гидробиоитов от гибели вне во­ды, например в приливно-отливной зоне, в пересыхающих водое­мах, при периодических выходах на сушу. Ряд адаптаций обеспечивает защиту водных организмов от осмотического обез­воживания и обводнения, создающих угрозу механического пов­реждения клеток. В соответствии с этим решается задача регу­лирования и концентрации соотношения отдельных ионов в клет­ках тела. Совершенством адаптаций, обеспечивающих стабилиза­цию водного и солевого обмена, определяется их способность существовать в водах различной солености и выживать в осма­тически неустойчивой среде.

Помимо расширительного понимания дыхания как всякоговысвобождающего энергию биологического окисления, есть и бо­лее узкое, распространяющееся только на процессы, связанные с поглощением кислорода. Аэробное дыхание в воде сложнее, чем на суше. У наземных животных влага на дыхательных по­верхностях нормальное и несколько меньшее количество раство­рееного кислорода. Если вода, омывающая дыхательные структу­ры гидробиоитов, насыщена кислородом, то условия их дыхания не хуже, а даже лучше, чем у наземных форм. Однако, гораздо чаще содержание кислорода в воде немного ниже нормального и в таких случаях распираторная обстановка для гидробиоитов крайне неблагоприятна. При этом следует учесть, что концент­рация кислорода снижается в результате жизнедеятельности са­мих гидробиоитов, и не всегда достаточно быстро восстанавли­вается за счет тех или иных внутриводоемных процессов. Слож­ность распираторных условий в воде обусловила выработку у гидробиоитов ряда морфологических, физиологических и биохи­мических реакций организма, обеспечивающих нужный уровень интенсивности дыхания в более или менее широком интервале концентраций растворенного кислорода. Регулируя интенсив­ность газообмена, гидробиоиты маневренно оптимизируют свою энергетику, экономичность процессов реализации программы роста и развития. В условиях крайнего дефицита кислорода гидробиоиты предельно снижают свою активность и некоторое время выживают благодаря использования минимума энергии. Не­большое число гидробиоитов постоянно существуют в отсутствие растворенного кислорода, извлекая его из химических соедине­ний и добывая энергию другими способами.

Росту организмов сопутствует их развитие -поступатель­ное изменение всей организации тела, направленное на дости­жение оптимального репродуктивного состояния, обеспечение необходимой эффективности размножения. В ходе онтогенеза, перестраиваясь структурно и функционально, организмы дости­гают репродуктивной зрелости. Чем больше образуется потомков и выше их выживаемость, тем успешнее реализуется жизненная стратегия вида -максимизация в биосфере, свойственной ему формы трансформации веществ и энергии, универсализация свое­го образа жизни, предельное усиление своей биогеохимической функции на Земле. Поскольку такая тенденция свойственна всем видам, это усиливает их конкуренцию на материальные и энер-

гетические ресурсы биосферы, расширяет ресурсную базу жизни, интенсифицирует в эволюционном аспекте биологический круго­ворот веществ и поток энергии в биосфере.

<Водные биоресурсы и их

рациональное использование.>

В результате роста и размножения гидробиоитов в водемах происходит непрерывное образование биомассы. Это экосистем­ное явление называют биологической продуктивностью, сам про­цесс образования биомассы -биологическим продуцированием, а новообразованную биомассу -биологической продукцией. Биоло­гическая продукция -только часть биоорганической продукции -всего органического вещества, содаваемого организмами в процессе своей жизнедеятельности. Биопродуктивность экосис­тем реализуется в форме образования организмов, полезных, безразличных или вредных для человека. В связи с этим исходя из текущих запросов практики можно говорить о биохозяйствен­ной продукции -биомассе организмов, имеющих в настоящее вре­мя промысловое значение. Вне зависимости от интересов прак­тики различают продукцию первичную и вторичную. Первая

представляет собой результат биосинтеза органического ве­щества из неорганического в процессе жизнедеятельности гид­робиантов-автотрофов. Вторичная продукция образуется в про­цессе трансформации уже имеющегося органического вещества организмами-гетеротрофами.

Биопродуктивность гидросистем можно рассматривать в двух планах: природном (биосферном) и социально экономи­ческом. В первом случае результаты продуцирования безотноси­тельно к интересам человека, как одну из особенностей круго­ворота веществ в экосистеме, как одну из функций экосистем -блоков биосферы. С социально-экономической точки зрения би­опродуктивность характеризуется величиной вылова гидробиан­тов, используемых человеком. В этом случае продуктивность определяется как свойствами самих эксплуатируемых экосистем, так и формой их хозяйственного освоения.

Организмы, используемые в качестве объектов промысла, образуют биологические ресурсы водоемов. В историческом про­цессе становления природы для человека все большее число

гидробиантов вовлекается в сферу общественного производства и становится биоресурсами людей. Гидробианты в воспроиз­водство которых вкладывается труд -это уже не биоресурсы, а возделываемое сырье.

Из огромного числа гидробиоитов только очень немногие представители флоры и фауны используются человеком в качест­ве биологического сырья. Этим в значительной мере объясня­ется тот факт, что водные растения и животные составляют 3% в пище людей, хотя первичная продукция гидросферы только в 3 раза меньше первичной продукции суши. Поэтому перспективная оценка биологических ресурсов гидросферы должна исходить не­только из учета возможного вылова объектов, добываемых в настоящее время.

В отличие от полезных ископаемых биологические ресурсы относятся к самовоспроизводящимся. Следовательно, их величи­на в гидросфере определяется не количеством имеющихся про­мысловых организмов, а их приростом, т.е. продукцией. Мерой реализации этой продукции служит промысел.

Объем устойчивого промысла водных организмов определя­ется величиной их естественного воспроизводства. Поэтому промысел не должен превысить естественных природных популя­ций и учитывать особенности их воспроизводства (сроки, места, орудия лова и т.д.). Охрана и повышение эффективности естественного воспроизводства представляют собой важную меру укрепления сырьевой базы промысла, равно как и обогащение водоемов новыми промысловыми объектами за счет акклиматиза­ции.

Промысел водных организмов не всегда легко отличить от "урожая" при искусственном разведении, т.к. существует мно­жество переходных форм между этими двумя видами биосырья.

В настоящее время мировой промысел гидробиоитов состав­ляет около 20% животных белков, потребляемых человеком. До начала 70-х годов он быстро возрастал, затем стабилизиро­вался. Среди рыб значительную долю в промысле составляют сельдевые, тресковые, скумбриевые и ставридовые. В меньшем количестве добываются тунцовые, мерлузовые и комбаловые, еще меньше отлавливаются лососевые.

Среди нерыбных объектов, добываемых в водоемах в насто­ящее время, первое место по массе занимают моллюски. Из них

в наибольшем количестве добываются двустворчатые моллюски, в значительном количестве -головоногие моллюски (больше поло­вины из них -кальмары). Из ракообразных наибольшую роль в промысле играют крабы и креветки.

Мировой промысел гидрофитов основан преимущественно на добыче красных и бурых водорослей. В гораздо меньшем коли­честве добывают зеленые. Значительная часть водорослей используется для йода и других технических и медицинских продуктов.

В настоящее время уровень использования гидробиоитов в отношении большинства традиционных объектов промысла достиг величин, близких к предельным. Во многих случаях наблюдается перелов гидробиоитов; что означает, что воспроизводительная способность их популяций уже не может компенсировать убыль в результате промысла. В 1770г. был убит последний экземпляр замечательного растительноядного млекопитающего -стеллеровой (морской) коровы. Почти исчез в наше время гренландский кит, взятый под охрану слишком поздно, под угрозой исчезновения находится синий кит. Среди рыб наблюдается перелов многих легко поддающихся добыче камбал, сельдей. В ряде районов в чрезвычайно напряженном состоянии находятся запасы крабов. Поэтому с необычайной остротой встает вопрос об охране и по­вышении естественного воспроизводства биоресурсов.

Серьезный вред воспроизводству промысловых гидробиоитов может наносить гидротехническое строительство, в частности сооружение плотин, перерезающих естественные миграционные пути рыб. Например, гидростроительство на Волге и Куре резко нарушило условия естественного размножения осетровых, в свя­зи с чем пришлось принять меры по организации искусственного воспроизводства. Огромное количество молоди гибнет, попадая в оросительные системы и в турбины гидроэлектростанций. Для предупреждения захода молоди в каналы оросительной системы,в турбины электростанций создают различные заградители, в частности электрические.

Естественное воспроизводство промысловых организмов часто подрывает неправильная организация их вылова. В связи с этим необходимо научное обоснование регулирования про­мысла: оно должно сводится не только к установлению необхо­димого объема вылова, но и к установлению сроков и мест про-мысла, регламентирование способов и орудий лова.

Проблема охраны, повышения эффективности естественного воспроизводства биоресурсов осложняется тем, что приходится в решать в условиях комплексного использования водоемов, учитывая интересы самых разных отраслей народного хозяйства связанных с использованием водоемов.

Большое значение для усиления естественного воспроиз­водства промысловых организмов имеет борьба с их пищевыми конкурентами, врагами и паразитами. Огромное количество рыб погибает от вирусных и бактериальных заболеваний. Основной элемент в комплексе мер борьбы с паразитами прудовых рыб -профилактика заболеваний, в частности контроль за перевоз­ками рыб. Помимо комплекса профилактических мероприятий, проводятся лечебные.

Термином "акклиматизация" обозначают целенаправленную деятельность человека по обогащению флоры и фауны новыми компонентами. В биологическом смысле под акклиматизацией по­нимают приспособление организмов к существованию за предела­ми собственного ареала после переселения в новые места оби­тания. Акклиматизация характеризуется не только выживанием и размножением переселенных особей, но и нормальным развитием последующих поколений, т.е. натурализацией вида.

Из промысловых организмов акклиматизируются рыбы, рако­образные, моллюски и водные млекопитающие.

Акклиматизация организмов является одной из первых составляющих частей аквакультуры (в узком смысле слова "ак­вакультура" понимается как промышленное выращивание гидроби­антов по определенной технологической схеме с контролем над всеми основными звеньями процесса). Дальнейшее развитие ак­вакультуры сводится к преобразованию экосистем, их конструи­рованию в интересах оптимизации производства биосырья в во­доемах.

<Загрязнение водоемов.>

Под загрязнением водоемов понимается ухудшение их эко­логического значения и биосферных функций в результате ант­ропогенного поступления в них вредных веществ.

При загрязнении водоемов наблюдается нарушение отдель-

ных физиологических функций, изменение поведения, снижение темпа роста, увеличение смертности, изменение наследствен­ности особе. Загрязнения также могут изменить некоторые по­казатели популяции: изменение численности гидробиоитов и би­омассы, рождаемости и смертности, половой и размерной струк­туры и ряда функциональных свойств. К этому следует добавить хаотичность внутрипопуляционных отношений, играющих огромную роль в коммуникации особей.

На биоцентрическом уровне загрязнение сказывается на структуре и функциях сообщества, поскольку одни и те же заг­рязняющие вещества по разному влияют на разные компоненты биоценоза. В конечном счете происходит деградация экосистемы -ухудшение ее как элемента среды человека и снижение положи­тельной роли в формировании биосферы, обесценивание в хо­зяйственном отношении.

Каждое из токсических веществ обладает определенным ме­ханизмом действия и обуславливает специфический механизм ре­агирования. Гидробиоиты, их популяции и гидробиоценозы обна­руживают различную чувствительность и устойчивость к токси­нам.

Из загрязненных веществ наибольшее значение для водных экосистем имеют нефть и продукты ее переработки, пестициды, соединения тяжелых металлов и т.п. Чрезвычайно опасным стало загрязнение водоемов различными продуктами радиоактивного распада -радионуклидами или радиоизотопами. Все большее беспокойство вызывает загрязнение и осоление пресных водое­мов в следствие выпадания "кислотных дождей", когда в ат­мосферной влаге растворяются газы и некоторые другие вещест­ва, выбрасываемые в воздух промышленными предприятиями. Зна­чительную роль в загрязнении водоемов играют бытовые стоки, лесосплав, отходы деревообрабатывающих предприятий и многие другие виды загрязнения, не относящиеся к токсичным, но ухудшающие среду гидробиоитов.

<Вывод.>

Как наука экологическая гидробиология исходит из представлений о том, что живое, возникшее из неживого, оста­ется в тесной зависимости с последним, находится с ним в

структурно -функциональном единстве. На всех уровнях ореоли­зации живое существует только как часть противоречивого це­лого -биологического тела в его взаимосвязях со всей сово­купностью окружающих условий. Обитатели того или иного водо­ема вне зависимости от систематического положения конвер­гентно приобретают сходные адаптации к существованию в пре­делах своего места обитания, образуя характерные жизненные формы.

Организмы, популяции, биоценозы -не жесткие системы, разрушающиеся при состояниях среды, отличающихся от опти­мальных, они способны адаптироваться к среде.

Оценка степени ухудшения условий в водных экосистемах под влиянием загрязнения или других антропогенных воз­действий с той или другой точностью в настоящее время может быть сформулирована только применительно к практическим фор­мам использования водоемов. Показателем экологического благо­получия водных экосистем может служить хорошо развитый биок­руговорот. Прогноз состояния водных экосистем и влиянии тен­денций в их изменении крайне важны для перспективного плани­рования рациональной эксплуатации водоемов.

Человек должен стабилизировать свой обмен с природой на основе его адекватности, гармонического сочетания интересов общества и возможностей природы.

Список литературы:

1. Гидробиология, М., 1985г.

2. Биология и экология водных организмов, Л.,1987г. 3.

Экологический словарь, Алма-Ата 1983г.

4. Одум Ю. Основы экологии, М., 1975г.

5. Константинов А.С. Общая гидробиология, М., 1986г. 6. Чернова Н.М. Экология, М., 1988г.

7. Теоретическая экология, М.,1987г.

superbotanik.net

Реферат: Охрана Водных Экосистем

Доклад

ПО БИОЛОГИИ

“ Охрана Водных Экосистем ”

Ученицы 10 класса «б»

Средней школы

Стецюк Анны

Введение.

Проблемы чистой воды и охраны водных экосистем стано­вятся все более острыми по мере исторического развития об­щества, стремительно увеличивается влияние на природу, вызы­ваемого научно- техническим прогрессом.

Уже сейчас во многих районах земного шара наблюдаются большие трудности в обеспечении водоснабжения и водопользо­вания в следствие качественного и количественного истощения водных ресурсов, что связано с загрязнением и нерациональным использованием воды.

Загрязнение воды преимущественно происходит вследствие сброса в нее промышленных, бытовых и сельскохозяйственных отходов. В некоторых водоемах загрязнение настолько велико, что произошла их полная деградация как источников водоснаб­жения.

Небольшое количество загрязнений не может вызвать зна­чительное ухудшение состояния водоема, так как он имеет способность биологического очищения, но проблема состоит в том, что как правило количество загрязняющих веществ, сбрасываемых в воду, очень велико и водоем не может спра­виться с их обезвреживанием.

Водоснабжение и водопользование часто осложняется био­логческими помехами: зарастание каналов снижает их пропуск­ную способность, цветение водорослей ухудшает качество воды, ее санитарное состояние, обрастание создает помехи в навига­ции и функционировании гидротехнических сооружений. Поэтому разработка мер с биологическими помехами приобретает большое практическое значение и становится одной из важнейших проб­лем гидробиологии.

Из-за нарушения экологического равновесия в водоемах создается серьезная угроза значительного ухудшения экологи­ческой обстановки в целом. Поэтому перед человечеством стоит огромная задача охраны гидросферы и сохранения биологическо­го равновесия в биосфере.

<I. Гидросфера как среда жизнедеятельности.>

Гидросфера вместе с ее населением играет большую роль в жизни человека, которая с прогрессом цивилизации непрерывно возрастает. Водоемы все интенсивнее используют для питьевого и технического водоснабжения как рыбохозяйственные угодья и зоны рекреации, для целей энергетики и навигации и во многих других отношениях. Поэтому по мере освоения гидросфе­ры все большее значение приобретает ее биологическое изуче­ние в интересах оптимизации природопользования и охраны сре­ды. Этими вопросами занимается гидробиология.

<II. Население.>

Население гидросферы по числу видов (более 250000) за­метно уступает наземному из-за необычайного богатства в нем фауны и насекомых. Иная картина получается если сравнение вести по классам. Например, из 33-х классов растений, 18 ви­дов -гидрофиты. Эти данные рассматриваются как доказательст­во того, что жизнь зародилась не в воздушной, а в водной среде.

Одна из характерных особенностей водного населения -резкое преобладание зомассы над фитомассой, в то время как на Земле наблюдается обратная картина.

Биомасса в различных районах Мирового океана колеблется в очень широких пределах. Так в верхнем 100-метровом слое в районе экватора биомасса составляет около 500 мг/м3 и бо­лее, а в водах Субарктики и Субантарктики соответственно 100-300 мг/м. [1.]

Фитобеноз состоит в основном из бурых, красных и зеле­ных водорослей, а также некоторых цветковых растений.

Зообеноз в наибольшей степени представлен простейшими,

кишечнополостными, ракообразными, головоногими и рыбами. Планктон по видовому составу в основном представлен ракооб­разными.

Флора и фауна Мирового океана с продвижением в глубь по числу видов и численности значительно обедняются. Это связа­но с ухудшением условий обитания. Основным источником пищи глубоководных является скопление органических веществ на дне.

Континентальные водоемы могут быть искусственными и

естественными. В подавляющем большинстве континентальные во-

доемы пресные, что и определяет видовой состав их населения. Население рек характеризуется значительным видовым раз-

нообразием. Из отдельных экологических групп значительного обилия в реках достигают планктон, бентос и нектон. Числен­ность бактерий в речной воде значительно меняется по сезо­нам, обнаруживая максимум в период паводка. Заметно повыша­ется численность бактерий в реках ниже очагов загрязнения органическими веществами. Количество планктона в реках на протяжении года значительно меняется, падая до минимума зи­мой и во время половодья вследствие разбавления талыми вода­ми, почти не содержащими каких-либо организмов. От весны к лету благодаря размножению количество планктона значительно увеличивается. Бентос преимущественно представляется живот­ными; донные растения обильны только в реках с прозрачной водой. Образованию прибрежной растительности мешает размыв берегов и половодья.

На видовой состав озер оказывают влияние: географи­ческое положение, происхождение и особенности гидрологи­ческого режима. Нектон и планктон в озерах представлены бо­гаче, чем в других континентальных водоемах. На поверхности пленки: клопы-водомерки, мухи, на нижней поверхности -жуки и клопы, личинки комаров и т.п. Нектон представлен почти иск­лючительно рыбами. В больших озерах (Байкал, Ладожское) оби­тют несколько видов тюленей. Северные и высокогорные озера богаты ласосевыми рыбами.

Население болот отличается бедностью как по видовому составу, так и в количественном отношении. Отрицательное значение в этом отношении имеет малая концентрация кислорода и повышенная кислотность. Растительность болот представлена в основном зелеными мхами, осоками, хвощами, вейниками, тростниками и т.п.

<Физико-химические свойства воды.>

Из огромного количества физико-химических факторов, влияющих на население гидросферы, сравнительно немногие име­ют ведущее экологическое значение. К таким факторам прежде всего относятся физико-химические свойства воды и грунта, растворенные и взвешенные в воде вещества, температура исвет, а в последнее время загрязнение водоемов, вызванное деятельностью человека.

Вода как физико-химическое тело оказывает непрерывное воздействие на жизнь гидробиоитов. Она не только удовлетво­ряет физиологические потребности организмов, но и служит им опорой, доставляет кислород и пищу и уносит метаболиты, пе­реносит половые продукты и самих гидробиоитов. Благодаря подвижности воды в гидросфере возможно существование прик­репленных животных, которых, как известно, нет на суше. Поэ­тому свойства воды -важнейший фактор абиотической среды вод­ного населения.

На первый взгляд, изменение плотности воды с повышением температуры не так существенно. Однако следует учесть, что плотность гидробиоитов отличается от единицы лишь во вто­ром-третьем знаке после запятой. Поэтому температурные коле­бания означают очень многое в смысле изменения условийплава­ния (различная опорность среды).

По сравнению с другими жидкостями вода имеет сравни­тельно небольшую вязкость, что обуславливает ее подвижность и облегчает плавание гидробиоитов. С повышением водной тем­пературы вязкость заметно снижается. С увеличением солености вязкость воды несколько возрастает. Изменение вязкости осо­бенно сильно влияет на передвижение мелких организмов. С од­ной стороны, они обладают сравнительно маломощной локомотор­ной системой, в то время как относительная поверхность, про­порционально которой действуют силы трения, очень велика. С другой стороны, вязкость тормозит движение тем больше, чем ближе находятся смещаемые относительно друг друга слои воды. Для мелких организмов они располагаются на очень небольших расстояниях и поэтому преодоление сил трения сопряжено со значительными затратами энергии.

Вода обладает сравнительно высоким коэффициентом по­верхностного натяжения, который в зависимости от температуры и солености лежит в пределах 0,771-0,765 Н/м2. Поверхностная пленка предоставляет организмам своеобразную опору, для использования которой вырабатываются специфические адапта­ции, в частности смачиваемость или несмачиваемость телесного покрова. Организмы с несмачивающимися покровами, находясь на поверхности воды, поддерживаются ею, и, будучи тяжелее воды,

не тонут. Гидробиоиты более легкие, чем вода удерживаются в ней, упираясь в находящуюся над ними пленку.

По сравнению с почвой и воздухом вода отличается гораз­до большей термостабильностью, что благоприятно для сущест­вования жизни. Когда вода начинает нагреваться, возрастает испарение, вседствие чего повышение температуры замедляется. При охлаждении воды ниже 0'С и образовании льда, выделяюще­еся тепло тормозит дальнейшее понижение температуры.

По сравнению с воздухом вода гораздо менее прозрачна, и падающий в нее свет довольно быстро поглощается и рассеива­ется.

Цвет воды, ее прозрачность зависят от избирательности поглощения и рассеивания различных лучей. От цвета воды сле­дует отличать цвет поверхности, который в отличие от первого зависит от погодных условий и угла зрения.

Из отдельных физико-химических свойств грунтов наиболь­шее экологическое значение для водного населения имеют раз­меры частиц, плотность их прилегания друг к другу и стабись­ность взаиморасположения, степень смыва течениями и темп ак­камуляции за счет оседания взвешенного материала. Физические свойства грунтов прежде всего характеризуются их механи­ческим и гранулометрическим составом, под которым понимают размер зерен, образующих данные складки.

С переходом от каменистых грунтов к песчаным и гли­нистым численность водных животных обычно увеличивается, а их средняя масса снижается в результате мельчания представи­телей гидрофауны (уменьшение опорности грунта).

Условиями движения внутри грунта с различными грануло­метрическим составом объясняется разница в размерах организ­мов, обитающих в песке морских пляжей. Крайне неблагоприятна для существования данного населения недостаточная стабиль­ность грунтов: оседание частиц, снос поверхностных слоев то­ками воды и перемещение частей относительно друг друга. В первом случае обитатели грунта засыпаются слоем наносов, во втором -вымываются и уносятся течением, в третьем -перетира­ются и не могут укорениться.

Многие донные животные питаются, пропуская через себя грунт, и поэтому важное значение приобретает нахождение в нем органического вещества, которое образуется в результате

попадания в грунт остатков организмов на тех или иных стади­ях разложения.

Данные отложения тесно взаимодействуют с водой. Из грунта в воду непрерывно поступают различные соли, газы, твердые компоненты, навстречу этому потоку идет другой, несущий в донные отложения различные минеральные и органи­ческие вещества из толщи воды. Процессы взаимодействия между ложем водоема и его водной массой имеют большое значение для жизни гидробиоитов.

Природная вода существует и не в виде химического сое­динения, состоящего из водорода и кислорода, а представляет собой сложное тело, в состав которого помимо молекул воды входят самые различные вещества. Все они играют ту или иную роль в жизни водного населения. Наибольшее экологическое значение имеют для него степень насыщения воды различными газами, концентрация ионов минеральных солей, водородных ио­нов и органических веществ, состав и концентрация взвешенных веществ.

Из отдельных газов наибольшее значение для водного населения имеют кислород, углекислый газ, сероводород и ме­тан.

Для водного населения кислород представляет собой реша­ющий фактор. На суше количество кислорода велико, кроме то­го, в силу подвижности атмосферного воздуха, некоторой от­дельный, могущий возникать дефицит быстро ликвидируется за счет диффузии и воздушных течений. В воде также происходит выравнивание концентрации кислорода, но процесс диффузии протекает в 320 раз медленнее, чем на суше. По отношению к кислороду организмы делятся на эври- и стеноксидные формы, способные соответственно жить в пределах широких и узких ко­лебаний концентрации кислорода. В случае, когда адаптация гидробиоита к данной кислородосодержащей среде оказывается недостаточной, он погибает. Если подобное явление приобрета­ет массовый характер, то это называется замором.

Обогащение воды углекислым газом происходит в результа­те дыхания водных организмов. Снижение концентрации угле­кислого газа происходит преимущественно при потреблении последнего фотосинтезирующими организмами. Высокие концент­рации углекислого газа смертельно опасны для животных и поэ-

тому многие родники лишены жизни. Только некоторые двусто­ронние моллюски и рачки могут сравнительно долго выносить высокие концентрации СО2, нейтрализуя его путем растворения извести раковин в своей телесной жидкости. Для растений высокие концентрации СО2 безвредны.

Сероводород в водоеме образуется почти исключительно биологическим путем, за счет деятельности различных бакте­рий. Для водного населения он вреден как косвенно, так и не­посредственно. Для многих гидробиоитов он смертелен даже в самых малых концентрациях. Образование больших количеств Н2S может вызвать заморы. Помимо серных бактерий Н2S окисляют фотосинтезирующие пурпурные и некоторые виды зеленых бакте­рий, использующие сероводород в качестве донора водорода и спасающие тем самым население водоема.

Ионы минеральных солей играют в жизни гидробиоитов са­мую различную роль: одни из них используются растениями для построения тела и получившие название биогенов. На других они оказывают физиологическое влияние, вызывая резкие сдвиги в процессах обмена веществ. Виды, выносящие большие колеба­ния солености, называются эвриолинными, в отличие от стено­линных, не выдерживающих такие перепады. Большое экологи­ческое значение для гидробиологов имеет не только суммарное количество ионов, но также и их состав, соотношение. Сущест­венное значение имеет тот факт, что с увеличением солености понижается точка замерзания воды.

Взвешенные в воде вещества с известной степенью услов­ности могут быть подразделены на возмущенный грунт , содер­жащий небольшее количество органического вещества, и детрит, в котором его сравнительно много. Присутствие в воде большо­го количества взвешенных частиц оказывает на водное населе­ние самое разнообразное влияние. Снижение прозрачности воды в результате возмущения грунта с одной стороны уменьшает освещение донных растений, а с другой -сопровождается увели­чением концентрации биогенов. Неблагоприятное воздействие оказывает минеральная взвесь на животных, отфильтровывающих свой корм в толще воды, и засыпая организмы, обитающие на грунте.

Температура, свет, звук и другие колебания воздействуют на водное население или непосредственно или играют роль

условных сигналов. К первому случаю относится, например, влияние температуры на протекание многих биологических про­цессов, значение света для фотосинтеза и т.п.

Термический режим отдельных водоемов определяется их географическим положением, глубиной, особенностью циркулиро­вания водных масс и многими другими факторами. Поступление тепла в водоем зависит главным образом от проникновения сол­нечной радиацией и и контакта с менее нагретой атмосферой. Известную роль играет тепло выпадающих осадков. В последние годы тепловой режим многих водоемов претерпевает существен­ные изменения под влиянием поступления в них подогретых вод из охлаждающих контуров тепловых и атомных станций. Темпера­турный водный баланс безусловно зависит от времени года.

У многих гидробиоитов, периодически подвергающихся действию отрицательных температур вырабатываются адаптации, предупреждающие замерзание соков тела. В основном они сво­дятся к снижению точки замерзания соков и повышению их способности к переохлаждению. Благодаря этим адаптациям не­которые организмы переносят понижение температуры до -10'С, например, мидии. Чем чаще и сильнее периодические изменения температуры в естественных местах обитания гидробиоитов, тем выше их устойчивость к холодовым и тепловым повреждениям.

Большое экологическое значение температура имеет как

фактор влияющий на скорость протекания процессов, в част­ности дыхания, роста и развития. Повышение температуры обыч­но сопровождается ускорением всех процессов.

Во всех случаях оптимальные для роста амплитуды и ско­рости изменения температуры оказались сходными с теми пере­падами, какие рыбы испытывают в природных местах обитания. По-видимому, для организмов неблагоприятно стационарное состояние фактора, если в естественных условиях оно динамич­но. Организмы, исторически адаптированные к экологическому разнообразию, не только ризестентны к нему, но и нуждаются в нем; экологическое однообразие в своем предельном выражении, создаваемом в искусственных условиях, не соответствует физи­ческим потребностям организмов, уменьшает их жизнедеятель­ность.

Особенно большое экологическое значение свет имеет для фотосинтезирующих растений. Из-за его недостатка они

отсутствуют на многокилометровой глубине океанических вод. Реже растения страдают от избытка света и отсутствуют в по­верхностном слое воды, если его освещенность становится че­резмерной.

Большинству животных свет нужен для распознания среды и ориентации движений. Под контролем светового фактора про­исходят грандиозные миграции, когда каждые сутки миллиарды тонн живых организмов перемещаются на сотни метров с поверх­ности в глубину и обратно. В очень большой степени от света зависит окраска гидробиоитов, которая у ряда животных может даже меняться, обеспечивая маскировку.

Ориентируясь на свет, гидробиоиты находят для себя наи­более выгодное положение в пространстве. Особенно большое значение свет имеет для организмов, совершающих суточные миграции. В большинстве случаев начало подъема и спуска оп­ределяется временем наступления той или иной освещенности.

Восприятие звука у водных животных развито относительно

лучше, чем у наземных. Звук быстрее и дольше распространя­ется в воде, чем на суше. Известное значение в жизни гидро­биоита имеют шумовые нагрузки, связанные с деятельностью че­ловека -работой лодочных и корабельных моторов, турбин, под­водным бурением и т.д. У гидробиоитов одновременно снижается скорость дыхания, темп роста и доля яйценосных самок; привы­кание к шуму не наблюдается даже после месячного содержания рыб в таких условиях.

Очевидно,весьма значительную, но еще малоизученную роль играют в жизни гидробиоитов электрические и магнитные поля. Благодаря высокой чувствительности электрорецепторов, многие гидробиоиты способны воспринимать богатейшую информацию, в частности различают особей своего вида и врагов, скорость и направление течений, температуру, солевые и газовые ингреди­енты, а также устанавливают симптомы, предшествующие ано­мальным природным явлениям.

<Экологические основы жизнедеятельности.>

В биосферном аспекте питание -один из основных про­цессов, благодаря которому осуществляется круговорот веществ в природе. В более узком плане питание выступает как процессвключения того или иного органического вещества вкакие-либо конкретные организмы, желательные или нежелательные для че­ловека. Управление этим процессом в целях усиления воспроиз­водства нужного биологического сырья, формирования высокого качества воды и охраны чистоты водоемов в условиях их комп­лексного использования -одна из актуальнейших проблем.

Пищевые адаптации водных организмов с одной стороны

направлены на добывание корма нужного количества, т.е. обуславливают выборность или элективность питания; а с дру­гой стороны обеспечивают определенный уровень интенсивности питания, т.е. добывание корма в нужных количествах и доста­точно высокую степень его переваривания.

Покровы гидробиоитов полупроницаемы. Находясь в воде они должны противостоять физико-химическим силам выравнива­ния осмотических и солевых градиентов, а временно оказываясь в воздушной среде избежать потери влаги. Для противостояния силам выравнивания водные организмы вырабатывают ряд адапта­ций, Направленных, с одной стороны, на активное поддержание нужных градиентов, а с другой- уменьшение до минимума физи­ко-химических эффектов, в частности за счет снижения прони­цаемости покровов. Последний путь, энергетически более эко­номный, используется в ограниченных пределах, поскольку растущая изоляция от среды осложняет процессы обмена веществ с нею.

Процессы регуляции водно-солевого обмена обеспечиваются работой выделительной системы, рядом морфологических и пове­денческих адаптаций. Приспособление к снижению влагоотдачи и некоторые другие предохраняют гидробиоитов от гибели вне во­ды, например в приливно-отливной зоне, в пересыхающих водое­мах, при периодических выходах на сушу. Ряд адаптаций обеспечивает защиту водных организмов от осмотического обез­воживания и обводнения, создающих угрозу механического пов­реждения клеток. В соответствии с этим решается задача регу­лирования и концентрации соотношения отдельных ионов в клет­ках тела. Совершенством адаптаций, обеспечивающих стабилиза­цию водного и солевого обмена, определяется их способность существовать в водах различной солености и выживать в осма­тически неустойчивой среде.

Помимо расширительного понимания дыхания как всякоговысвобождающего энергию биологического окисления, есть и бо­лее узкое, распространяющееся только на процессы, связанные с поглощением кислорода. Аэробное дыхание в воде сложнее, чем на суше. У наземных животных влага на дыхательных по­верхностях нормальное и несколько меньшее количество раство­рееного кислорода. Если вода, омывающая дыхательные структу­ры гидробиоитов, насыщена кислородом, то условия их дыхания не хуже, а даже лучше, чем у наземных форм. Однако, гораздо чаще содержание кислорода в воде немного ниже нормального и в таких случаях распираторная обстановка для гидробиоитов крайне неблагоприятна. При этом следует учесть, что концент­рация кислорода снижается в результате жизнедеятельности са­мих гидробиоитов, и не всегда достаточно быстро восстанавли­вается за счет тех или иных внутриводоемных процессов. Слож­ность распираторных условий в воде обусловила выработку у гидробиоитов ряда морфологических, физиологических и биохи­мических реакций организма, обеспечивающих нужный уровень интенсивности дыхания в более или менее широком интервале концентраций растворенного кислорода. Регулируя интенсив­ность газообмена, гидробиоиты маневренно оптимизируют свою энергетику, экономичность процессов реализации программы роста и развития. В условиях крайнего дефицита кислорода гидробиоиты предельно снижают свою активность и некоторое время выживают благодаря использования минимума энергии. Не­большое число гидробиоитов постоянно существуют в отсутствие растворенного кислорода, извлекая его из химических соедине­ний и добывая энергию другими способами.

Росту организмов сопутствует их развитие -поступатель­ное изменение всей организации тела, направленное на дости­жение оптимального репродуктивного состояния, обеспечение необходимой эффективности размножения. В ходе онтогенеза, перестраиваясь структурно и функционально, организмы дости­гают репродуктивной зрелости. Чем больше образуется потомков и выше их выживаемость, тем успешнее реализуется жизненная стратегия вида -максимизация в биосфере, свойственной ему формы трансформации веществ и энергии, универсализация свое­го образа жизни, предельное усиление своей биогеохимической функции на Земле. Поскольку такая тенденция свойственна всем видам, это усиливает их конкуренцию на материальные и энер-

гетические ресурсы биосферы, расширяет ресурсную базу жизни, интенсифицирует в эволюционном аспекте биологический круго­ворот веществ и поток энергии в биосфере.

<Водные биоресурсы и их

рациональное использование.>

В результате роста и размножения гидробиоитов в водемах происходит непрерывное образование биомассы. Это экосистем­ное явление называют биологической продуктивностью, сам про­цесс образования биомассы -биологическим продуцированием, а новообразованную биомассу -биологической продукцией. Биоло­гическая продукция -только часть биоорганической продукции -всего органического вещества, содаваемого организмами в процессе своей жизнедеятельности. Биопродуктивность экосис­тем реализуется в форме образования организмов, полезных, безразличных или вредных для человека. В связи с этим исходя из текущих запросов практики можно говорить о биохозяйствен­ной продукции -биомассе организмов, имеющих в настоящее вре­мя промысловое значение. Вне зависимости от интересов прак­тики различают продукцию первичную и вторичную. Первая

представляет собой результат биосинтеза органического ве­щества из неорганического в процессе жизнедеятельности гид­робиантов-автотрофов. Вторичная продукция образуется в про­цессе трансформации уже имеющегося органического вещества организмами-гетеротрофами.

Биопродуктивность гидросистем можно рассматривать в двух планах: природном (биосферном) и социально экономи­ческом. В первом случае результаты продуцирования безотноси­тельно к интересам человека, как одну из особенностей круго­ворота веществ в экосистеме, как одну из функций экосистем -блоков биосферы. С социально-экономической точки зрения би­опродуктивность характеризуется величиной вылова гидробиан­тов, используемых человеком. В этом случае продуктивность определяется как свойствами самих эксплуатируемых экосистем, так и формой их хозяйственного освоения.

Организмы, используемые в качестве объектов промысла, образуют биологические ресурсы водоемов. В историческом про­цессе становления природы для человека все большее число

гидробиантов вовлекается в сферу общественного производства и становится биоресурсами людей. Гидробианты в воспроиз­водство которых вкладывается труд -это уже не биоресурсы, а возделываемое сырье.

Из огромного числа гидробиоитов только очень немногие представители флоры и фауны используются человеком в качест­ве биологического сырья. Этим в значительной мере объясня­ется тот факт, что водные растения и животные составляют 3% в пище людей, хотя первичная продукция гидросферы только в 3 раза меньше первичной продукции суши. Поэтому перспективная оценка биологических ресурсов гидросферы должна исходить не­только из учета возможного вылова объектов, добываемых в настоящее время.

В отличие от полезных ископаемых биологические ресурсы относятся к самовоспроизводящимся. Следовательно, их величи­на в гидросфере определяется не количеством имеющихся про­мысловых организмов, а их приростом, т.е. продукцией. Мерой реализации этой продукции служит промысел.

Объем устойчивого промысла водных организмов определя­ется величиной их естественного воспроизводства. Поэтому промысел не должен превысить естественных природных популя­ций и учитывать особенности их воспроизводства (сроки, места, орудия лова и т.д.). Охрана и повышение эффективности естественного воспроизводства представляют собой важную меру укрепления сырьевой базы промысла, равно как и обогащение водоемов новыми промысловыми объектами за счет акклиматиза­ции.

Промысел водных организмов не всегда легко отличить от "урожая" при искусственном разведении, т.к. существует мно­жество переходных форм между этими двумя видами биосырья.

В настоящее время мировой промысел гидробиоитов состав­ляет около 20% животных белков, потребляемых человеком. До начала 70-х годов он быстро возрастал, затем стабилизиро­вался. Среди рыб значительную долю в промысле составляют сельдевые, тресковые, скумбриевые и ставридовые. В меньшем количестве добываются тунцовые, мерлузовые и комбаловые, еще меньше отлавливаются лососевые.

Среди нерыбных объектов, добываемых в водоемах в насто­ящее время, первое место по массе занимают моллюски. Из них

в наибольшем количестве добываются двустворчатые моллюски, в значительном количестве -головоногие моллюски (больше поло­вины из них -кальмары). Из ракообразных наибольшую роль в промысле играют крабы и креветки.

Мировой промысел гидрофитов основан преимущественно на добыче красных и бурых водорослей. В гораздо меньшем коли­честве добывают зеленые. Значительная часть водорослей используется для йода и других технических и медицинских продуктов.

В настоящее время уровень использования гидробиоитов в отношении большинства традиционных объектов промысла достиг величин, близких к предельным. Во многих случаях наблюдается перелов гидробиоитов; что означает, что воспроизводительная способность их популяций уже не может компенсировать убыль в результате промысла. В 1770г. был убит последний экземпляр замечательного растительноядного млекопитающего -стеллеровой (морской) коровы. Почти исчез в наше время гренландский кит, взятый под охрану слишком поздно, под угрозой исчезновения находится синий кит. Среди рыб наблюдается перелов многих легко поддающихся добыче камбал, сельдей. В ряде районов в чрезвычайно напряженном состоянии находятся запасы крабов. Поэтому с необычайной остротой встает вопрос об охране и по­вышении естественного воспроизводства биоресурсов.

Серьезный вред воспроизводству промысловых гидробиоитов может наносить гидротехническое строительство, в частности сооружение плотин, перерезающих естественные миграционные пути рыб. Например, гидростроительство на Волге и Куре резко нарушило условия естественного размножения осетровых, в свя­зи с чем пришлось принять меры по организации искусственного воспроизводства. Огромное количество молоди гибнет, попадая в оросительные системы и в турбины гидроэлектростанций. Для предупреждения захода молоди в каналы оросительной системы,в турбины электростанций создают различные заградители, в частности электрические.

Естественное воспроизводство промысловых организмов часто подрывает неправильная организация их вылова. В связи с этим необходимо научное обоснование регулирования про­мысла: оно должно сводится не только к установлению необхо­димого объема вылова, но и к установлению сроков и мест про-мысла, регламентирование способов и орудий лова.

Проблема охраны, повышения эффективности естественного воспроизводства биоресурсов осложняется тем, что приходится в решать в условиях комплексного использования водоемов, учитывая интересы самых разных отраслей народного хозяйства связанных с использованием водоемов.

Большое значение для усиления естественного воспроиз­водства промысловых организмов имеет борьба с их пищевыми конкурентами, врагами и паразитами. Огромное количество рыб погибает от вирусных и бактериальных заболеваний. Основной элемент в комплексе мер борьбы с паразитами прудовых рыб -профилактика заболеваний, в частности контроль за перевоз­ками рыб. Помимо комплекса профилактических мероприятий, проводятся лечебные.

Термином "акклиматизация" обозначают целенаправленную деятельность человека по обогащению флоры и фауны новыми компонентами. В биологическом смысле под акклиматизацией по­нимают приспособление организмов к существованию за предела­ми собственного ареала после переселения в новые места оби­тания. Акклиматизация характеризуется не только выживанием и размножением переселенных особей, но и нормальным развитием последующих поколений, т.е. натурализацией вида.

Из промысловых организмов акклиматизируются рыбы, рако­образные, моллюски и водные млекопитающие.

Акклиматизация организмов является одной из первых составляющих частей аквакультуры (в узком смысле слова "ак­вакультура" понимается как промышленное выращивание гидроби­антов по определенной технологической схеме с контролем над всеми основными звеньями процесса). Дальнейшее развитие ак­вакультуры сводится к преобразованию экосистем, их конструи­рованию в интересах оптимизации производства биосырья в во­доемах.

<Загрязнение водоемов.>

Под загрязнением водоемов понимается ухудшение их эко­логического значения и биосферных функций в результате ант­ропогенного поступления в них вредных веществ.

При загрязнении водоемов наблюдается нарушение отдель-

ных физиологических функций, изменение поведения, снижение темпа роста, увеличение смертности, изменение наследствен­ности особе. Загрязнения также могут изменить некоторые по­казатели популяции: изменение численности гидробиоитов и би­омассы, рождаемости и смертности, половой и размерной струк­туры и ряда функциональных свойств. К этому следует добавить хаотичность внутрипопуляционных отношений, играющих огромную роль в коммуникации особей.

На биоцентрическом уровне загрязнение сказывается на структуре и функциях сообщества, поскольку одни и те же заг­рязняющие вещества по разному влияют на разные компоненты биоценоза. В конечном счете происходит деградация экосистемы -ухудшение ее как элемента среды человека и снижение положи­тельной роли в формировании биосферы, обесценивание в хо­зяйственном отношении.

Каждое из токсических веществ обладает определенным ме­ханизмом действия и обуславливает специфический механизм ре­агирования. Гидробиоиты, их популяции и гидробиоценозы обна­руживают различную чувствительность и устойчивость к токси­нам.

Из загрязненных веществ наибольшее значение для водных экосистем имеют нефть и продукты ее переработки, пестициды, соединения тяжелых металлов и т.п. Чрезвычайно опасным стало загрязнение водоемов различными продуктами радиоактивного распада -радионуклидами или радиоизотопами. Все большее беспокойство вызывает загрязнение и осоление пресных водое­мов в следствие выпадания "кислотных дождей", когда в ат­мосферной влаге растворяются газы и некоторые другие вещест­ва, выбрасываемые в воздух промышленными предприятиями. Зна­чительную роль в загрязнении водоемов играют бытовые стоки, лесосплав, отходы деревообрабатывающих предприятий и многие другие виды загрязнения, не относящиеся к токсичным, но ухудшающие среду гидробиоитов.

<Вывод.>

Как наука экологическая гидробиология исходит из представлений о том, что живое, возникшее из неживого, оста­ется в тесной зависимости с последним, находится с ним в

структурно -функциональном единстве. На всех уровнях ореоли­зации живое существует только как часть противоречивого це­лого -биологического тела в его взаимосвязях со всей сово­купностью окружающих условий. Обитатели того или иного водо­ема вне зависимости от систематического положения конвер­гентно приобретают сходные адаптации к существованию в пре­делах своего места обитания, образуя характерные жизненные формы.

Организмы, популяции, биоценозы -не жесткие системы, разрушающиеся при состояниях среды, отличающихся от опти­мальных, они способны адаптироваться к среде.

Оценка степени ухудшения условий в водных экосистемах под влиянием загрязнения или других антропогенных воз­действий с той или другой точностью в настоящее время может быть сформулирована только применительно к практическим фор­мам использования водоемов. Показателем экологического благо­получия водных экосистем может служить хорошо развитый биок­руговорот. Прогноз состояния водных экосистем и влиянии тен­денций в их изменении крайне важны для перспективного плани­рования рациональной эксплуатации водоемов.

Человек должен стабилизировать свой обмен с природой на основе его адекватности, гармонического сочетания интересов общества и возможностей природы.

Список литературы:

1. Гидробиология, М., 1985г.

2. Биология и экология водных организмов, Л.,1987г. 3.

Экологический словарь, Алма-Ата 1983г.

4. Одум Ю. Основы экологии, М., 1975г.

5. Константинов А.С. Общая гидробиология, М., 1986г. 6. Чернова Н.М. Экология, М., 1988г.

7. Теоретическая экология, М.,1987г.

www.yurii.ru

Реферат Охрана Водных Экосистем

ПО БИОЛОГИИ

“Охрана Водных Экосистем”

Ученицы 10 класса «б»

Средней школы

Стецюк Анны

     Проблемы чистой  воды  и охраны водных экосистем стано­вятся все более острыми по мере исторического  развития  об­щества, стремительно увеличивается влияние на природу, вызы­ваемого научно- техническим прогрессом.

     Уже сейчас  во  многих районах земного шара наблюдаются большие трудности в обеспечении водоснабжения и  водопользо­вания  в следствие качественного и количественного истощения водных ресурсов, что связано с загрязнением и нерациональным использованием воды.

     Загрязнение воды преимущественно происходит  вследствие сброса  в  нее промышленных,  бытовых и сельскохозяйственных отходов.  В некоторых водоемах загрязнение настолько велико, что  произошла их полная деградация как источников водоснаб­жения.

     Небольшое количество  загрязнений не может вызвать зна­чительное ухудшение состояния  водоема,  так  как  он  имеет способность  биологического очищения,  но проблема состоит в том,  что  как  правило  количество  загрязняющих   веществ, сбрасываемых  в  воду,  очень велико и водоем не может спра­виться с их обезвреживанием.

     Водоснабжение и  водопользование часто осложняется био­логческими помехами:  зарастание каналов снижает их пропуск­ную способность, цветение водорослей ухудшает качество воды, ее санитарное состояние, обрастание создает помехи в навига­ции и функционировании гидротехнических сооружений.  Поэтому разработка мер с биологическими помехами приобретает большое практическое  значение и становится одной из важнейших проб­лем гидробиологии.

     Из-за нарушения  экологического  равновесия  в водоемах создается серьезная угроза значительного ухудшения  экологи­ческой обстановки в целом. Поэтому перед человечеством стоит огромная задача охраны гидросферы и сохранения биологическо­го равновесия в биосфере.

<I. Гидросфера как среда жизнедеятельности.>

     Гидросфера вместе с ее населением играет большую роль в жизни человека,  которая с прогрессом цивилизации непрерывно возрастает. Водоемы все интенсивнее используют для питьевого и технического водоснабжения как рыбохозяйственные угодья  и зоны  рекреации,  для целей энергетики и навигации и во многих других отношениях. Поэтому по мере освоения гидросфе­ры  все большее значение приобретает ее биологическое изуче­ние в интересах оптимизации природопользования и охраны сре­ды. Этими вопросами занимается гидробиология.

<II. Население.>

     Население гидросферы  по числу видов (более 250000) за­метно уступает наземному из-за необычайного богатства в  нем фауны  и  насекомых.  Иная картина получается если сравнение вести по классам. Например, из 33-х классов растений, 18 ви­дов -гидрофиты. Эти данные рассматриваются как доказательст­во того,  что жизнь зародилась не в воздушной,  а  в  водной среде.

     Одна из  характерных  особенностей  водного   населения -резкое преобладание зомассы над фитомассой,  в то время как на Земле наблюдается обратная картина.

     Биомасса в различных районах Мирового океана колеблется в очень широких пределах.  Так в верхнем  100-метровом  слое в районе  экватора биомасса составляет около 500 мг/м3 и бо­лее, а в водах  Субарктики  и  Субантарктики  соответственно 100-300 мг/м. [1.]

     Фитобеноз состоит в основном из бурых,  красных и зеле­ных водорослей, а также некоторых цветковых растений.

Зообеноз в наибольшей степени представлен  простейшими,

кишечнополостными, ракообразными,   головоногими  и  рыбами. Планктон по видовому составу в основном представлен  ракооб­разными.

     Флора и фауна Мирового океана с продвижением в глубь по числу видов и численности значительно обедняются. Это связа­но с ухудшением условий обитания.  Основным источником  пищи глубоководных является скопление органических веществ на дне.

Континентальные водоемы  могут  быть  искусственными  и

естественными. В подавляющем большинстве континентальные во-

доемы пресные, что и определяет видовой состав их населения. Население рек характеризуется значительным видовым раз-

нообразием. Из отдельных экологических  групп  значительного обилия в реках достигают планктон,  бентос и нектон. Числен­ность бактерий в речной воде значительно меняется  по  сезо­нам, обнаруживая максимум в период паводка.  Заметно повыша­ется численность бактерий в реках  ниже  очагов  загрязнения органическими веществами.  Количество  планктона  в реках на протяжении года значительно меняется,  падая до минимума зи­мой и во время половодья вследствие разбавления талыми вода­ми, почти не содержащими каких-либо организмов.  От весны  к лету благодаря  размножению количество планктона значительно увеличивается. Бентос преимущественно представляется  живот­ными;  донные  растения  обильны только в реках с прозрачной водой.  Образованию прибрежной растительности мешает  размыв берегов и половодья.

     На видовой  состав  озер  оказывают влияние:  географи­ческое положение,  происхождение  и  особенности  гидрологи­ческого режима.  Нектон и планктон в озерах представлены бо­гаче, чем в других континентальных водоемах.  На поверхности пленки: клопы-водомерки, мухи, на нижней поверхности -жуки и клопы, личинки комаров и т.п.  Нектон представлен почти иск­лючительно рыбами. В больших озерах (Байкал, Ладожское) оби­тют несколько  видов тюленей.  Северные и высокогорные озера богаты ласосевыми рыбами.

     Население болот  отличается  бедностью  как по видовому составу, так и  в  количественном  отношении.  Отрицательное значение в этом отношении имеет малая концентрация кислорода и повышенная кислотность.  Растительность болот представлена в основном  зелеными  мхами,  осоками,  хвощами,  вейниками, тростниками и т.п.

<Физико-химические свойства воды.>

     Из огромного  количества  физико-химических   факторов, влияющих на население гидросферы, сравнительно немногие име­ют ведущее экологическое значение.  К таким факторам  прежде всего относятся  физико-химические  свойства  воды и грунта, растворенные и взвешенные в  воде  вещества,  температура  исвет, а  в  последнее время загрязнение водоемов,  вызванное деятельностью человека.

     Вода как  физико-химическое  тело оказывает непрерывное воздействие на жизнь гидробиоитов.  Она не только удовлетво­ряет физиологические потребности организмов,  но и служит им опорой,  доставляет кислород и пищу и уносит метаболиты, пе­реносит  половые  продукты  и самих гидробиоитов.  Благодаря подвижности воды в гидросфере возможно  существование  прик­репленных животных, которых, как известно, нет на суше. Поэ­тому свойства воды -важнейший фактор абиотической среды вод­ного населения.

     На первый взгляд, изменение плотности воды с повышением температуры не так существенно.  Однако следует учесть,  что плотность гидробиоитов отличается от единицы  лишь  во  вто­ром-третьем знаке после запятой. Поэтому температурные коле­бания означают очень многое в смысле изменения условийплава­ния (различная опорность среды).

     По сравнению с другими жидкостями  вода  имеет  сравни­тельно небольшую вязкость,  что обуславливает ее подвижность и облегчает плавание гидробиоитов.  С повышением водной тем­пературы вязкость заметно снижается. С увеличением солености вязкость воды несколько возрастает.  Изменение вязкости осо­бенно сильно влияет на передвижение мелких организмов. С од­ной стороны, они обладают сравнительно маломощной локомотор­ной системой, в то время как относительная поверхность, про­порционально которой действуют силы трения,  очень велика. С другой стороны,  вязкость тормозит движение тем больше,  чем ближе находятся смещаемые относительно друг друга слои воды. Для мелких  организмов  они располагаются на очень небольших расстояниях и поэтому преодоление сил  трения  сопряжено  со значительными затратами энергии.

     Вода обладает сравнительно  высоким  коэффициентом  по­верхностного натяжения, который в зависимости от температуры и солености лежит в пределах 0,771-0,765 Н/м2. Поверхностная пленка предоставляет   организмам  своеобразную  опору,  для использования которой вырабатываются  специфические  адапта­ции, в частности смачиваемость или несмачиваемость телесного покрова. Организмы с несмачивающимися покровами, находясь на поверхности воды, поддерживаются ею, и, будучи тяжелее воды,

не тонут. Гидробиоиты более легкие, чем вода  удерживаются в ней, упираясь в находящуюся над ними пленку.

     По сравнению с почвой и воздухом вода отличается гораз­до большей термостабильностью,  что благоприятно для сущест­вования жизни.  Когда вода начинает нагреваться,  возрастает испарение, вседствие чего повышение температуры замедляется. При охлаждении воды ниже 0'С и образовании льда,  выделяюще­еся тепло тормозит дальнейшее понижение температуры.

     По сравнению с воздухом вода гораздо менее прозрачна, и падающий в  нее свет довольно быстро поглощается и рассеива­ется.

     Цвет воды,  ее  прозрачность зависят от избирательности поглощения и рассеивания различных лучей. От цвета воды сле­дует отличать цвет поверхности, который в отличие от первого зависит от погодных условий и угла зрения.

     Из отдельных физико-химических свойств грунтов наиболь­шее экологическое значение для водного населения имеют  раз­меры частиц, плотность их прилегания друг к другу и стабись­ность взаиморасположения, степень смыва течениями и темп ак­камуляции за счет оседания взвешенного материала. Физические свойства грунтов прежде  всего  характеризуются  их  механи­ческим и  гранулометрическим составом,  под которым понимают размер зерен, образующих данные складки.

     С переходом  от  каменистых  грунтов  к песчаным и гли­нистым численность водных животных обычно  увеличивается,  а их средняя масса снижается в результате мельчания представи­телей гидрофауны (уменьшение опорности грунта).

     Условиями движения  внутри грунта с различными грануло­метрическим составом объясняется разница в размерах организ­мов, обитающих в песке морских пляжей. Крайне неблагоприятна для существования данного населения  недостаточная  стабиль­ность грунтов: оседание частиц, снос поверхностных слоев то­ками воды и перемещение частей относительно  друг  друга.  В первом случае обитатели грунта засыпаются слоем наносов,  во втором -вымываются и уносятся течением, в третьем -перетира­ются и не могут укорениться.

     Многие донные животные питаются,  пропуская через  себя грунт, и  поэтому  важное  значение приобретает нахождение в нем органического вещества,  которое образуется в результате

попадания в грунт остатков организмов на тех или иных стади­ях разложения.

     Данные отложения  тесно  взаимодействуют  с  водой.  Из грунта в воду непрерывно  поступают  различные  соли,  газы, твердые компоненты,  навстречу  этому  потоку  идет  другой, несущий в донные отложения различные минеральные  и  органи­ческие вещества из толщи воды. Процессы взаимодействия между ложем водоема и его водной массой имеют большое значение для жизни гидробиоитов.

     Природная вода существует и не в виде химического  сое­динения, состоящего из водорода и кислорода,  а представляет собой сложное тело,

     Из отдельных  газов  наибольшее  значение  для  водного населения имеют кислород,  углекислый газ, сероводород и ме­тан.

     Для водного населения кислород представляет собой реша­ющий фактор.  На суше количество кислорода велико, кроме то­го, в силу подвижности атмосферного воздуха,  некоторой  от­дельный, могущий  возникать  дефицит быстро ликвидируется за счет диффузии и воздушных течений.  В воде также  происходит выравнивание концентрации  кислорода,  но  процесс  диффузии протекает в 320 раз медленнее, чем на суше.  По отношению  к кислороду организмы  делятся  на эври- и стеноксидные формы, способные соответственно жить в пределах широких и узких ко­лебаний концентрации  кислорода.  В случае,  когда адаптация гидробиоита к данной кислородосодержащей  среде  оказывается недостаточной, он погибает. Если подобное явление приобрета­ет массовый характер, то это называется замором.

     Обогащение воды углекислым газом происходит в результа­те дыхания водных организмов.  Снижение  концентрации  угле­кислого газа   происходит  преимущественно  при  потреблении последнего фотосинтезирующими организмами.  Высокие концент­рации углекислого газа смертельно опасны для животных и поэ-

тому многие родники лишены жизни.  Только некоторые  двусто­ронние моллюски  и  рачки  могут сравнительно долго выносить высокие концентрации СО2,  нейтрализуя его путем растворения извести раковин  в  своей  телесной  жидкости.  Для растений высокие концентрации СО2 безвредны.

     Сероводород в  водоеме  образуется  почти исключительно биологическим путем,  за счет деятельности различных  бакте­рий. Для водного населения он вреден как косвенно, так и не­посредственно. Для многих гидробиоитов он смертелен  даже  в самых малых концентрациях. Образование больших количеств Н2S может вызвать заморы.  Помимо серных бактерий  Н2S  окисляют фотосинтезирующие пурпурные  и некоторые виды зеленых бакте­рий, использующие сероводород в качестве донора  водорода  и спасающие тем самым население водоема.

     Ионы минеральных солей играют в жизни гидробиоитов  са­мую различную роль:  одни из них используются растениями для построения тела и получившие название  биогенов.  На  других они оказывают физиологическое влияние, вызывая резкие сдвиги в процессах обмена веществ.  Виды, выносящие большие колеба­ния солености,  называются эвриолинными, в отличие от стено­линных, не выдерживающих такие  перепады.  Большое  экологи­ческое значение  для гидробиологов имеет не только суммарное количество ионов, но также и их состав, соотношение. Сущест­венное значение имеет тот факт,  что с увеличением солености понижается точка замерзания воды.

     Взвешенные в  воде вещества с известной степенью услов­ности могут быть подразделены на возмущенный грунт ,  содер­жащий небольшее количество органического вещества, и детрит, в котором его сравнительно много. Присутствие в воде большо­го количества  взвешенных частиц оказывает на водное населе­ние самое разнообразное влияние.  Снижение прозрачности воды в результате  возмущения  грунта  с  одной стороны уменьшает освещение донных растений, а с другой -сопровождается увели­чением концентрации  биогенов.  Неблагоприятное  воздействие оказывает минеральная взвесь на животных,  отфильтровывающих свой корм  в толще воды,  и засыпая организмы,  обитающие на грунте.

     Температура, свет, звук и другие колебания воздействуют на водное население  или  непосредственно  или  играют  роль

условных сигналов.  К  первому  случаю относится,  например, влияние температуры на протекание многих биологических  про­цессов, значение  света  для фотосинтеза и т.п.

     Термический режим отдельных  водоемов  определяется  их географическим положением, глубиной, особенностью циркулиро­вания водных масс и многими другими  факторами.  Поступление тепла в водоем зависит главным образом от проникновения сол­нечной радиацией и и контакта с менее  нагретой  атмосферой. Известную роль играет тепло выпадающих осадков.  В последние годы тепловой режим многих водоемов претерпевает  существен­ные изменения  под влиянием поступления в них подогретых вод из охлаждающих контуров тепловых и атомных станций. Темпера­турный водный баланс безусловно зависит от времени года.

     У многих  гидробиоитов,   периодически   подвергающихся действию отрицательных  температур вырабатываются адаптации, предупреждающие замерзание соков тела.  В основном они  сво­дятся к  снижению  точки  замерзания  соков  и  повышению их способности к переохлаждению.  Благодаря этим адаптациям не­которые организмы  переносят понижение температуры до -10'С, например, мидии.  Чем чаще и сильнее периодические изменения температуры в естественных местах обитания гидробиоитов, тем выше их устойчивость к холодовым и тепловым повреждениям.

Большое экологическое  значение  температура  имеет как

фактор влияющий на скорость протекания  процессов,  в  част­ности дыхания, роста и развития. Повышение температуры обыч­но сопровождается ускорением всех процессов.

     Во всех  случаях оптимальные для роста амплитуды и ско­рости изменения температуры оказались сходными с теми  пере­падами, какие  рыбы  испытывают в природных местах обитания. По-видимому, для  организмов   неблагоприятно   стационарное состояние фактора, если в естественных условиях оно динамич­но. Организмы,  исторически адаптированные к  экологическому разнообразию, не только ризестентны к нему, но и нуждаются в нем; экологическое однообразие в своем предельном выражении, создаваемом в искусственных условиях, не соответствует физи­ческим потребностям организмов,  уменьшает их  жизнедеятель­ность.

     Особенно большое экологическое значение свет имеет  для фотосинтезирующих растений.   Из-за   его   недостатка   они

отсутствуют на многокилометровой глубине  океанических  вод. Реже растения  страдают от избытка света и отсутствуют в по­верхностном слое воды,  если его освещенность становится че­резмерной.

     Большинству животных свет нужен для распознания среды и ориентации движений.  Под  контролем  светового фактора про­исходят грандиозные миграции,  когда каждые сутки  миллиарды тонн живых организмов перемещаются на сотни метров с поверх­ности в глубину и обратно.  В очень большой степени от света зависит окраска гидробиоитов,  которая у ряда животных может даже меняться, обеспечивая маскировку.

     Ориентируясь на свет, гидробиоиты находят для себя наи­более выгодное положение в  пространстве.  Особенно  большое значение свет  имеет  для  организмов,  совершающих суточные миграции. В большинстве случаев начало подъема и спуска  оп­ределяется временем наступления той или иной освещенности.

Восприятие звука у водных животных развито относительно

лучше, чем  у наземных.  Звук быстрее и дольше распространя­ется в воде,  чем на суше. Известное значение в жизни гидро­биоита имеют шумовые нагрузки, связанные с деятельностью че­ловека -работой лодочных и корабельных моторов, турбин, под­водным бурением и т.д. У гидробиоитов одновременно снижается скорость дыхания, темп роста и доля яйценосных самок; привы­кание к  шуму не наблюдается даже после месячного содержания рыб в таких условиях.

     Очевидно,весьма значительную, но еще малоизученную роль играют в жизни гидробиоитов электрические и магнитные  поля. Благодаря высокой чувствительности электрорецепторов, многие гидробиоиты способны воспринимать богатейшую  информацию,  в частности различают особей своего вида и врагов,  скорость и направление течений, температуру, солевые и газовые ингреди­енты, а  также  устанавливают симптомы,  предшествующие ано­мальным природным явлениям.

<Экологические основы жизнедеятельности.>

     В биосферном аспекте питание  -один  из  основных  про­цессов, благодаря которому осуществляется круговорот веществ в природе. В более узком плане питание выступает как процесс включения того  или иного органического вещества вкакие-либо конкретные организмы,  желательные или нежелательные для че­ловека. Управление этим процессом в целях усиления воспроиз­водства нужного биологического сырья,  формирования высокого качества воды  и охраны чистоты водоемов в условиях их комп­лексного использования -одна из актуальнейших проблем.

Пищевые адаптации  водных  организмов  с  одной стороны

направлены на  добывание  корма  нужного  количества,   т.е. обуславливают выборность или элективность питания;  а с дру­гой стороны обеспечивают определенный уровень  интенсивности питания, т.е.  добывание корма в нужных количествах и доста­точно высокую степень его переваривания.

     Покровы гидробиоитов  полупроницаемы.  Находясь  в воде они должны противостоять физико-химическим силам  выравнива­ния осмотических и солевых градиентов, а временно оказываясь в воздушной среде избежать потери влаги.  Для противостояния силам выравнивания водные организмы вырабатывают ряд адапта­ций, Направленных,  с одной стороны, на активное поддержание нужных градиентов,  а с другой- уменьшение до минимума физи­ко-химических эффектов,  в частности за счет снижения прони­цаемости покровов.  Последний путь, энергетически более эко­номный, используется  в  ограниченных  пределах,   поскольку растущая изоляция от среды осложняет процессы обмена веществ с нею.

     Процессы регуляции водно-солевого обмена обеспечиваются работой выделительной системы, рядом морфологических и пове­денческих адаптаций. Приспособление к снижению влагоотдачи и некоторые другие предохраняют гидробиоитов от гибели вне во­ды, например в приливно-отливной зоне, в пересыхающих водое­мах, при  периодических  выходах  на  сушу.  Ряд   адаптаций обеспечивает защиту водных организмов от осмотического обез­воживания и обводнения,  создающих угрозу механического пов­реждения клеток. В соответствии с этим решается задача регу­лирования и концентрации соотношения отдельных ионов в клет­ках тела. Совершенством адаптаций, обеспечивающих стабилиза­цию водного и солевого обмена,  определяется их  способность существовать в  водах различной солености и выживать в осма­тически неустойчивой среде.

     Помимо расширительного  понимания  дыхания  как всякого высвобождающего энергию биологического окисления, есть и бо­лее узкое,  распространяющееся только на процессы, связанные с поглощением кислорода.  Аэробное дыхание в  воде  сложнее, чем на  суше.  У  наземных животных влага на дыхательных по­верхностях нормальное и несколько меньшее количество раство­рееного кислорода. Если вода, омывающая дыхательные структу­ры гидробиоитов,  насыщена кислородом, то условия их дыхания не хуже,  а даже лучше, чем у наземных форм. Однако, гораздо чаще содержание кислорода в воде немного ниже нормального  и в таких  случаях  распираторная  обстановка для гидробиоитов крайне неблагоприятна. При этом следует учесть, что концент­рация кислорода снижается в результате жизнедеятельности са­мих гидробиоитов, и не всегда достаточно быстро восстанавли­вается за счет тех или иных внутриводоемных процессов. Слож­ность распираторных условий в воде  обусловила  выработку  у гидробиоитов ряда морфологических,  физиологических и биохи­мических реакций организма,  обеспечивающих  нужный  уровень интенсивности дыхания  в  более  или менее широком интервале концентраций растворенного  кислорода.  Регулируя  интенсив­ность газообмена,  гидробиоиты  маневренно оптимизируют свою энергетику, экономичность  процессов  реализации   программы роста и  развития.  В  условиях  крайнего дефицита кислорода гидробиоиты предельно снижают свою  активность  и  некоторое время выживают благодаря использования минимума энергии. Не­большое число гидробиоитов постоянно существуют в отсутствие растворенного кислорода, извлекая его из химических соедине­ний и добывая энергию другими способами.

     Росту организмов  сопутствует их развитие -поступатель­ное изменение всей организации тела,  направленное на дости­жение оптимального  репродуктивного  состояния,  обеспечение необходимой эффективности размножения.  В  ходе  онтогенеза, перестраиваясь структурно и функционально,  организмы дости­гают репродуктивной зрелости. Чем больше образуется потомков и выше  их выживаемость,  тем успешнее реализуется жизненная стратегия вида -максимизация в  биосфере,  свойственной  ему формы трансформации веществ и энергии, универсализация свое­го образа жизни,  предельное усиление своей биогеохимической функции на Земле. Поскольку такая тенденция свойственна всем видам, это усиливает их конкуренцию на материальные и  энер-

гетические ресурсы биосферы, расширяет ресурсную базу жизни, интенсифицирует в эволюционном аспекте биологический  круго­ворот веществ и поток энергии в биосфере.

                <Водные  биоресурсы  и  их

рациональное использование.>

     В результате роста и размножения гидробиоитов в водемах происходит непрерывное образование биомассы.  Это экосистем­ное явление называют биологической продуктивностью, сам про­цесс образования биомассы -биологическим продуцированием,  а новообразованную биомассу -биологической продукцией.  Биоло­гическая продукция  -только  часть биоорганической продукции -всего органического  вещества,  содаваемого  организмами  в процессе своей жизнедеятельности.  Биопродуктивность экосис­тем реализуется в форме  образования  организмов,  полезных, безразличных или вредных для человека. В связи с этим исходя из текущих запросов практики можно говорить о биохозяйствен­ной продукции -биомассе организмов, имеющих в настоящее вре­мя промысловое значение.  Вне зависимости от интересов прак­тики различают  продукцию  первичную  и  вторичную.  Первая

представляет собой результат  биосинтеза  органического  ве­щества из  неорганического в процессе жизнедеятельности гид­робиантов-автотрофов. Вторичная продукция образуется в  про­цессе  трансформации  уже  имеющегося органического вещества организмами-гетеротрофами.

     Биопродуктивность гидросистем   можно  рассматривать  в двух планах:  природном (биосферном)  и  социально  экономи­ческом. В первом случае результаты продуцирования безотноси­тельно к интересам человека, как одну из особенностей круго­ворота веществ  в экосистеме,  как одну из функций экосистем -блоков биосферы. С социально-экономической точки зрения би­опродуктивность характеризуется  величиной вылова гидробиан­тов, используемых человеком.  В этом  случае  продуктивность определяется как свойствами самих эксплуатируемых экосистем, так и формой их хозяйственного освоения.

     Организмы, используемые  в  качестве объектов промысла, образуют биологические ресурсы водоемов. В историческом про­цессе становления  природы  для  человека  все большее число

гидробиантов вовлекается в сферу общественного  производства и становится  биоресурсами  людей.  Гидробианты  в воспроиз­водство которых вкладывается труд -это уже не биоресурсы,  а возделываемое сырье.

     Из огромного числа гидробиоитов только  очень  немногие представители флоры и фауны используются человеком в качест­ве биологического сырья.  Этим в значительной мере  объясня­ется тот факт,  что водные растения и животные составляют 3% в пище людей, хотя первичная продукция гидросферы только в 3 раза меньше первичной продукции суши.  Поэтому перспективная оценка биологических ресурсов гидросферы должна исходить не­только из  учета  возможного  вылова объектов,  добываемых в настоящее время.

     В отличие  от полезных ископаемых биологические ресурсы относятся к самовоспроизводящимся. Следовательно, их величи­на в  гидросфере  определяется не количеством имеющихся про­мысловых организмов,  а их приростом, т.е. продукцией. Мерой реализации этой продукции служит промысел.

     Объем устойчивого промысла водных организмов  определя­ется величиной  их  естественного  воспроизводства.  Поэтому промысел не должен превысить естественных природных  популя­ций и   учитывать  особенности  их  воспроизводства  (сроки, места, орудия лова и т.д.). Охрана и повышение эффективности естественного воспроизводства представляют собой важную меру укрепления сырьевой базы промысла,  равно как  и  обогащение водоемов новыми  промысловыми объектами за счет акклиматиза­ции.

     Промысел водных  организмов не всегда легко отличить от "урожая" при искусственном разведении,  т.к. существует мно­жество переходных форм между этими двумя видами биосырья.

     В настоящее время мировой промысел гидробиоитов состав­ляет около 20%  животных белков,  потребляемых человеком. До начала 70-х годов он быстро  возрастал,  затем  стабилизиро­вался. Среди  рыб  значительную  долю  в промысле составляют сельдевые, тресковые,  скумбриевые и ставридовые.  В меньшем количестве добываются тунцовые, мерлузовые и комбаловые, еще меньше отлавливаются лососевые.

     Среди нерыбных объектов, добываемых в водоемах в насто­ящее время,  первое место по массе занимают моллюски. Из них

в наибольшем количестве добываются двустворчатые моллюски, в значительном количестве -головоногие моллюски (больше  поло­вины из  них  -кальмары).  Из ракообразных наибольшую роль в промысле играют крабы и креветки.

     Мировой промысел  гидрофитов основан преимущественно на добыче красных и бурых водорослей.  В гораздо меньшем  коли­честве добывают   зеленые.   Значительная  часть  водорослей используется для йода и  других  технических  и  медицинских продуктов.

     В настоящее время уровень использования гидробиоитов  в отношении большинства  традиционных объектов промысла достиг величин, близких к предельным. Во многих случаях наблюдается перелов гидробиоитов;  что означает, что воспроизводительная способность их популяций уже не может компенсировать убыль в результате промысла.  В 1770г.  был убит последний экземпляр замечательного растительноядного млекопитающего -стеллеровой (морской) коровы. Почти исчез в наше время гренландский кит, взятый под охрану слишком поздно,  под угрозой  исчезновения находится синий  кит.  Среди  рыб наблюдается перелов многих легко поддающихся добыче камбал,  сельдей.  В ряде районов в чрезвычайно напряженном  состоянии  находятся запасы крабов. Поэтому с необычайной остротой встает вопрос об охране и по­вышении естественного воспроизводства биоресурсов.

     Серьезный вред воспроизводству промысловых гидробиоитов может наносить  гидротехническое строительство,  в частности сооружение плотин,  перерезающих  естественные  миграционные пути рыб. Например, гидростроительство на Волге и Куре резко нарушило условия естественного размножения осетровых, в свя­зи с чем пришлось принять меры по организации искусственного воспроизводства. Огромное количество молоди гибнет,  попадая в оросительные системы и в турбины гидроэлектростанций.  Для предупреждения захода молоди в каналы оросительной системы,в турбины электростанций   создают  различные  заградители,  в частности электрические.

     Естественное воспроизводство   промысловых   организмов часто подрывает неправильная организация их вылова.  В связи с этим  необходимо  научное  обоснование  регулирования про­мысла: оно должно сводится не только к установлению  необхо­димого объема вылова, но и к установлению сроков и мест про-мысла, регламентирование способов и орудий лова.

     Проблема охраны,  повышения эффективности естественного воспроизводства биоресурсов осложняется тем,  что приходится в решать  в  условиях  комплексного  использования водоемов, учитывая интересы самых разных отраслей народного  хозяйства связанных с использованием водоемов.

     Большое значение для усиления  естественного  воспроиз­водства промысловых  организмов  имеет  борьба с их пищевыми конкурентами, врагами и паразитами.  Огромное количество рыб погибает от  вирусных и бактериальных заболеваний.  Основной элемент в комплексе мер борьбы  с  паразитами  прудовых  рыб -профилактика заболеваний,  в частности контроль за перевоз­ками рыб.  Помимо  комплекса  профилактических  мероприятий, проводятся лечебные.

     Термином "акклиматизация"  обозначают  целенаправленную деятельность человека  по  обогащению  флоры  и фауны новыми компонентами. В биологическом смысле под акклиматизацией по­нимают приспособление организмов к существованию за предела­ми собственного ареала после переселения в новые места  оби­тания. Акклиматизация характеризуется не только выживанием и размножением переселенных особей,  но и нормальным развитием последующих поколений, т.е. натурализацией вида.

     Из промысловых организмов акклиматизируются рыбы, рако­образные, моллюски и водные млекопитающие.

     Акклиматизация организмов  является  одной  из   первых составляющих частей  аквакультуры (в узком смысле слова "ак­вакультура" понимается как промышленное выращивание гидроби­антов по  определенной технологической схеме с контролем над всеми основными звеньями процесса).  Дальнейшее развитие ак­вакультуры сводится к преобразованию экосистем, их конструи­рованию в интересах оптимизации производства биосырья в  во­доемах.

               <Загрязнение водоемов.>

     Под загрязнением  водоемов понимается ухудшение их эко­логического значения и биосферных функций в результате  ант­ропогенного поступления в них вредных веществ.

     При загрязнении водоемов наблюдается нарушение  отдель-

ных физиологических функций,  изменение поведения,  снижение темпа роста,  увеличение смертности,  изменение наследствен­ности особе.  Загрязнения также могут изменить некоторые по­казатели популяции: изменение численности гидробиоитов и би­омассы, рождаемости и смертности, половой и размерной струк­туры и ряда функциональных свойств. К этому следует добавить хаотичность внутрипопуляционных отношений, играющих огромную роль в коммуникации особей.

     На биоцентрическом  уровне  загрязнение  сказывается на структуре и функциях сообщества, поскольку одни и те же заг­рязняющие вещества  по  разному  влияют на разные компоненты биоценоза. В конечном счете происходит деградация экосистемы -ухудшение ее как элемента среды человека и снижение положи­тельной роли в формировании биосферы,  обесценивание  в  хо­зяйственном отношении.

     Каждое из токсических веществ обладает определенным ме­ханизмом действия и обуславливает специфический механизм ре­агирования. Гидробиоиты, их популяции и гидробиоценозы обна­руживают различную  чувствительность и устойчивость к токси­нам.

     Из загрязненных  веществ наибольшее значение для водных экосистем имеют нефть и продукты ее переработки,  пестициды, соединения тяжелых металлов и т.п. Чрезвычайно опасным стало загрязнение водоемов  различными  продуктами  радиоактивного распада -радионуклидами   или  радиоизотопами.  Все  большее беспокойство вызывает загрязнение и осоление пресных  водое­мов в  следствие  выпадания "кислотных дождей",  когда в ат­мосферной влаге растворяются газы и некоторые другие вещест­ва, выбрасываемые в воздух промышленными предприятиями. Зна­чительную роль в загрязнении водоемов играют бытовые  стоки, лесосплав, отходы  деревообрабатывающих предприятий и многие другие виды загрязнения,  не  относящиеся  к  токсичным,  но ухудшающие среду гидробиоитов.

                     <Вывод.>

     Как наука   экологическая   гидробиология   исходит  из представлений о том, что живое, возникшее из неживого, оста­ется в  тесной  зависимости  с последним,  находится с ним в

структурно -функциональном единстве. На всех уровнях ореоли­зации живое  существует только как часть противоречивого це­лого -биологического тела в его взаимосвязях со  всей  сово­купностью окружающих условий. Обитатели того или иного водо­ема вне зависимости от  систематического  положения  конвер­гентно приобретают  сходные адаптации к существованию в пре­делах своего места обитания,  образуя характерные  жизненные формы.

     Организмы, популяции,  биоценозы -не  жесткие  системы, разрушающиеся при  состояниях  среды,  отличающихся от опти­мальных, они способны адаптироваться к среде.

     Оценка степени  ухудшения  условий в водных экосистемах под влиянием  загрязнения  или  других  антропогенных   воз­действий с  той или другой точностью в настоящее время может быть сформулирована только применительно к практическим фор­мам использования водоемов. Показателем экологического благо­получия водных экосистем может служить хорошо развитый биок­руговорот. Прогноз состояния водных экосистем и влиянии тен­денций в их изменении крайне важны для перспективного плани­рования рациональной эксплуатации водоемов.

     Человек должен стабилизировать свой обмен с природой на основе его адекватности,  гармонического сочетания интересов общества и возможностей природы.

Список литературы:1. Гидробиология, М., 1985г.2. Биология и экология водных организмов, Л.,1987г. 3.

Экологический словарь, Алма-Ата 1983г.4. Одум Ю. Основы экологии, М., 1975г.5. Константинов А.С. Общая гидробиология, М., 1986г. 6. Чернова Н.М. Экология, М., 1988г.7. Теоретическая экология, М.,1987г.

bukvasha.ru

Смотрите также

• 
  Отраслевая подготовка кадров реферат
• 
  Обратная сторона луны реферат
• 
  Налоговая система польши реферат
• 
  Научная деятельность павлова реферат
• 
  Мода и спорт реферат
• 
  Микро и макросоциология реферат
• 
  Лфк при холецистите реферат
• 
  Критерии профессионализма консультанта реферат
• 
  Костюмы народов севера реферат
• 
  Интересные открытия алхимиков реферат
• 
  Гундобин николай петрович реферат