Реферат: Охрана Водных Экосистем. Водная экосистема реферат

Водные экосистемы. Виды водных экосистем, их характеристики

Водной называется экосистема, для которой естественной средой обитания является вода. Именно она определяет уникальность той или иной экосистемы, видовое разнообразие и ее устойчивость.

Главные факторы, которые влияют на водную экосистему:

1. Температура воды
2. Ее химический состав
3. Количество солей в воде
4. Прозрачность воды
5. Концентрация в воде кислорода
6. Доступность питательных веществ.

Компоненты водной экосистемы делятся на два вида: абиотические (вода, свет, давление, температура, состав почвы дня, состав воды) и биотеческие. Биотика, в свою очередь, разделяется на следующие подвиды:

Продуценты — организмы, производящие органические вещества с помощью солнца, воды и энергии. В водных экосистемах продуцентами являются водоросли, в мелководных водоемах — прибрежные растения.

Редуценты — организмы, потребляющие органику. Это разнообразные виды морских животных, птиц, рыб, земноводных.

Основные типы водных экосистем

В экологии водные экосистемы принято разделять на пресноводные и морские. В основе этого деления лежит показатель солености воды. Если в литре воды содержится более 35% солей — это морские экосистемы.

К морским относятся океаны, моря, соленые озера. К пресноводным — реки, озера, болота, пруды.

Еще одна классификация водных экосистем базируется на таком признаке, как условия создания. Здесь выделяют природные и искусственные. Природные созданы при участии сил природы: моря, озера, реки, болота. Искусственные водные экосистемы создает человек: искусственные пруды, водохранилища, дамбы, каналы, водные фермы.

Естественные водные экосистемы

Пресноводные экосистемы

Пресноводные экосистемы — это реки, озера, болота, пруды. Все они занимают лишь 0,8% поверхности нашей планеты. Хотя в пресных водоемах обитает более 40% известных науке рыб, пресноводные экосистемы все равно значительно уступают в видовом разнообразии морским.

Главным критерием отличия пресноводных водоемов является скорость течения воды. В этой связи выделяют стоячие и проточные. К стоячим относятся болота, озера и пруды. К проточным — реки и ручьи.Для стоячих водных экосистем характерна ярко выраженное распределение биотических организмов в зависимости от слоя воды:

В верхнем слое (литорали) главным компонентом является планктон и прибрежные заросли растений. Это царство насекомых, личинок, здесь обитают черепахи, амфибии, водоплавающие птицы, млекопитающие. Верхний слой водоемов является охотничьими угодьями для цапель, журавлей, фламинго, крокодилов, змей.

Средний слой водоема называется профундаль. Он получает намного меньше солнечного света, а питанием служат вещества, оседающие их верхнего слоя воды. Здесь обитают хищные рыбы.

Нижний слой воды называется бенталь. Огромную роль играет состав почвы, ила. Это место обитания придонных рыб, личинок, моллюсков, ракообразных.

Морские экосистемы

Самой большой морской экосистемой является Мировой океан. Он подразделяется на более мелкие: океаны, моря, соленые озера. Все они занимают свыше 70% поверхности нашей планеты и являются важнейшей составляющей частью гидросферы Земли.

В морских экосистемах главным компонентом, продуцирующим кислород и питательные вещества, является фитопланктон. Он формируется в верхнем слое воды и под действием солнечной энергии вырабатывает питательные вещества, которые потом оседают в более глубокие слои водоема и служат питанием для остальных организмов.

Большие морские экосистемы — это океаны. В открытом океане видовое разнообразие невелико по сравнению с прибрежными зонами. Основная масса живых организмов сосредоточена на глубинах до 100 метров: это различные виды рыб, моллюсков, кораллы, млекопитающие. В прибрежных зонах морских экосистем видовое разнообразие дополняется многочисленными видами морских животных, амфибий, птиц.

В прибрежных зонах морских экосистем выделяют более мелкие (по территории): мангровые болота, шельфы, лиманы, лагуны, солончаки, коралловые рифы.

Места на побережье, где морская вода смешивается с пресной (устья рек), называются эстуариями. Видовое разнообразие здесь достигается максимума. 

Все морские экосистемы весьма устойчивы, способны сопротивляться вмешательству человека и быстро восстанавливаются после антропогенного влияния.

Искусственные водные экосистемы

Все искусственные водные экосистемы созданы человеком для удовлетворения собственных нужд. Это разнообразные пруды, каналы, заводи, водохранилища. К более мелким относят океанариумы, аквариумы.

Для искусственных водных экосистем характерны следующие черты:

• Малое количество видов растений и животных
• Сильная зависимость от деятельности человека
• Неустойчивость экосистемы, так как ее жизнеспособность зависит от влияния человека.

xn----8sbiecm6bhdx8i.xn--p1ai

Водные экосистемы

СодержаниеВведение

1. Экосистемы заболоченных территорий

2. Биоценозы прудов и озер

3. Реки и их обитатели

Заключение

Список литературы

ВведениеЭкосистема - основное понятие экологии. Это совокупность сосуществующих видов растений, животных, грибов, микроорганизмов, взаимодействующих между собой и с окружающей их средой обитания таким образом, что такое сообщество может сохраняться и функционировать на протяжении длительного периода геологического времени. Сообщества взаимодействующих живых организмов представляют собой не случайный набор видов, а вполне определенную систему, достаточно устойчивую, связанную многочисленными внутренними связями, с относительно постоянной структурой и взаимообусловленным набором видов. Такие системы принято называть биотическими сообществами, или биоценозами (от лат. - "биологическое сообщество"), а системы, включающие совокупность живых организмов и среду их обитания, - экосистемами. Термин "биогеоценоз", также обозначает совокупность биологического сообщества и среды его обитания, но в несколько ином контексте. Биотическое сообщество (биоценоз) состоит из сообщества растений (фитоценоз), сообщества животных (зооценоз), сообщества микроорганизмов (микробоценоз). Все организмы Земли и среда их обитания также представляют собой экосистему высшего ранга - биосферу. Биосфера также обладает устойчивостью и другими свойствами экосистемы.

Особенно важно равновесие и благополучие водных экосистем на Планете, так как водные ресурсы требуют постоянной охраны и преумножения.

1. Экосистемы заболоченных территорийОбщим термином «заболоченные территории» называют великое многообразие переувлажненных или полузатопленных участков суши - как внутри материков, так и на морских и океанических побережьях. Это могут быть дельты и поймы рек, болотистые низины, мангровые леса, торфяники и обычные болота.

Заболоченные территории необычайно благоприятны для обитания и плодородны. В их теплых сонных водах полным-полно рыбы, на сочном разнотравье пасется домашний скот, а в густых камышах - настоящий рай для диких животных. Своим богатством и разнообразием животный мир прежде всего обязан обилию растительности, которая служит основой для всех пищевых цепочек. Дельты рек и заросшие водорослями морские отмели в 15 с лишним раз продуктивнее открытого океана, а мангровые заросли - более чем в 20 раз. Болота занимают около 6% поверхности земной суши и встречаются повсюду - от тундры до тропиков.

Солончаковые болота образуются в тихих мелководных заливах умеренных широт, где с годами накапливаются наносы ила и тины. Это распространенные ландшафты речных дельт и морских заливов, отгороженных песчаными и галечниковыми косами. Полностью сформированное солончаковое болото изрезано сетью протоков, по которым движутся приливные волны, а его растительный мир зависит от климатических условий. На добрых 6000 км протянулись солончаковые болота Атлантического побережья Северной Америки, почти сплошь заросшие водорослями. Гораздо богаче флора и фауна болот, окаймляющих на севере Европы берега Северного моря, которые летом радуют глаз пестрыми островками розовой смолевки, лилового кермека и солончаковой астры. Солончаковые растения - галофиты - отлично переносят регулярные морские приливы.

Самое распространенное на таких территориях растение - толстолистый солерос, своими сочными листьями напоминающий растение-суккулент. Он низко стелется по земле и благодаря способности изменять осмотическое давление в тканях может впитывать морскую воду. Солончаковая же астра накапливает соль в листьях и сбрасывает их, когда концентрация достигает определенного предела.

На этих территориях обычно гнездится множество птиц, в Европе это: красноножки, кулики-сороки, жаворонки и обыкновенные чайки. Здесь же часто зимуют дикие гуси. Казарки кормятся солончаковым спорышом и морской травой, серые гуси и гуменники - корневищами исполинского камыша. Обширные поля канадского риса на восточном побережье США щедро кормят огромные стаи овсянок, краснокрылых и рисовых трупиалов. Кроме того, солончаки активно используются для выпаса домашнего скота.

Мангровые леса типичны для прибрежного мелководья тропиков и субтропиков, где на всех возвышенных клочках земли обосновались пальмы Nipa fruticans. Эти леса по преимуществу представляют собой густые заросли мангровых деревьев, корни которых погружены в морскую воду. Самые высокоразвитые мангровые леса, где насчитывается до 60 видов мангровых деревьев, окаймляют берега Юго-Восточной Азии. Эти необычные М деревья демонстрируют поразительные при-с меры адаптации к внешним условиям. Так, огромные воздушные корни красного мангрового дерева растут прямо из ствола высоко над кодой и, словно якоря, удерживают дерево на зыбкой почве. Черное мангровое дерево обладает густой системой подводных корней, находящихся на глубине до 2 м. Из них вырастают вверх дыхательные корни - пневматофоры. У других видоd те же функции выполняют многочисленные коленчатые отростки. Созревшие семена красного мангрового дерева падают в воду и тотчас пускают корни, чтобы отлив не отнес их в море.

Многочисленное население мангровых лесов хорошо приспособилось к жизни на границе между водой и сушей. В сплетении корней и веток чувствуют себя как дома рыбки илистые прыгуны и манящие крабы. Прыгуны резво ползают по жидкой тине, извиваясь всем телом и помогая себе сильными грудными плавниками. С наступлением прилива они крепко цепляются за мангровые корни, пользуясь для этого присоской из сросшихся вместе анальных плавников, а во время отлива подают друг другу сигналы движениями спинных плавников. Илистое мелководье -исконная вотчина манящих крабов. На время отлива они выбираются из нор на поверхность. У самцов одна клешня несоразмерно велика, и они привлекают ею полового партнера либо отпугивают соперников. В мангровых лесах Азии крабами и другими беспозвоночными питаются различные животные и птицы, в том числе собирающие добычу на мелководье макаки-крабоеды, а также аист, лягушки-крабоеды и водяные змеи.

Некогда мангровые леса занимали огромные площади, простираясь далеко на север. Ископаемые семена мангровых деревьев можно найти даже в Эссекских болотах неподалеку от Лондона. Это значит, что 60 млн. лет назад в этих краях росли густые мангровые леса.

В глубине материков часто встречаются низинные и верховые пресноводные болота, трясины и топи. Друг от друга они отличаются уровнем воды, кислотным либо щелочным субстратом и характером растительности.

Если заболоченные низины за лето подсыхают, то уровень воды в обычном болоте более или менее постоянен. Как правило, щелочной субстрат переувлажненных низин служит питательной средой для богатой флоры, в том числе для петрушки, болотной орхидеи и подмаренника. Типичные растения заболоченных низин в умеренных широтах - камыши и такие влаголюбивые виды, как калужница болотная, желтый ирис и болотная орхидея. На обычных болотах растительность повыше -тростник, рогоз, озерный камыш, африканский папирус и некоторые виды деревьев.

Крупнейшая в мире болотная система Эверглейдс в штате Флорида занимает площадь 28 тыс. км. кв. В солоноватых водах ее южной оконечности даже растут мангровые леса. На бескрайних заросших меч-травой болотах разбросаны мелкие островки, облюбованные такими тропическими растениями, как пальмы, красное дерево и золотистый фикус. Зимой, когда уровень воды падает, болотная живность перебирается поближе к сонным протокам или глубоким гнездовым ямам, вырытым аллигаторами. Из мелких млекопитающих здесь водятся енот, водяной кролик, норка, выхухоль, выдра и рысь. Многочисленное птичье население представлено серыми и белыми цаплями, аистами и пеликанами. Большинство птиц кормится рыбой и земноводными. Змеешейка широко распахивает крылья для просушки и без промаха бьет рыбу длинным и острым как кинжал клювом. Коршун-слизнеед, в отличие от других хищников, кормится улитками, добывая их из ракушки тонким крючковатым клювом.

Одной из самых продуктивных экосистем в мире являются заросшие папирусом низинные болота в области Сэдд на юге Судана - излюбленное обиталище травоядного гиганта гиппопотама, вес которого достигает 2,5 тонн. В воде бегемоты кормятся кувшинками, а по ночам выходят на сушу попастись на травке. За ночь один гиппопотам способен съесть около 140 кг зелени. Эти благодушные великаны чистят водоемы от избытка растительности и щедро удобряют воду навозом. В африканских болотах водятся личи и ситатунги, чьи широкие копыта не позволяют проваливаться в жидкую грязь. А в болотах Южной Америки живет самый крупный грызун-вегетарианец - водосвинка. Глаза, уши и ноздри этого отменного пловца посажены в верхней части головы, как у гиппопотама, что вполне отвечает образу его жизни.

В речных поймах (и некоторых болотах) жизнь пробуждается после выпадения обильных дождей, но когда мелкие водоемы пересыхают, здешние обитатели вынуждены приспосабливаться к новым условиям. Брачные периоды многих видов совпадают с колебаниями уровня воды. С приходом паводка начинается бурный рост всех форм растительности, а вместе с нею - насекомых и рыбы. Во время сухого сезона растения гибнут, а рыбе некуда деваться из пересыхающих лужиц. Тогда-то наступает черед птиц и других животных полакомиться даровым уловом и вывести потомство. Болота с их более или менее постоянным уровнем воды - единственный тип переувлажненных земель, где разложение погибшей растительности происходит замедленными темпами, и мертвые растения слой за слоем превращаются в торф. Болота образуются при низких температурах, высокой кислотности, скудости питательных веществ, наличии стоячей воды и нехватке кислорода. Одно время считалось, что торфяники преобладают в высоких широтах северного полушария, но они распространены по всему миру, вплоть до тропиков. Их общая площадь составляет не менее 500 млн. гектаров.

Обширные болота имеются в Ирландии и Северной Шотландии. Это поросшие вереском и пушицей бескрайние топи с более чем 30 видами сфагнума. Болотные растения успешно приспособились к среде с ограниченным количеством питательных минеральных веществ, К примеру, росянка и пузырчатка пополняют свои запасы за счет насекомых и рачков, пойманных длинными липкими волосками или скрытыми под водой пузырьками.

За унылым и невыразительным болотным пейзажем скрывается одна из наиболее ценных экосистем нашей планеты. Плодородные и хорошо увлажненные почвы дают высокие урожаи. Например, в Мали неоценимое хозяйственное значение имеет внутренняя дельта реки Нигер. Во время ежегодных паводков богатые питательными веществами воды разливаются па площади 20 тыс. км2, орошая сцементированные засухой земли. Тучные зеленые пастбища обеспечивают кормом свыше 2,5 млн. коров, овец и коз. Повсеместно выращивается канадский рис, сорго и просо. Богатые кормом теплые воды служат нерестилищем для двух третей всей потребляемой нами рыбы.

Особое значение имеют болота тропиков и субтропиков, где происходят ранние стадии развития съедобных моллюсков и раков. Мангровые деревья служат важным источником древесины, особенно в Юго-Восточной Азии. В заболоченных лесах Индонезии растут деревья ценнейших тропических пород, а болотная пальма Nipa fruticans снабжает местное население плодами, сахаром, уксусом, крепкими напитками и волокном. В северном полушарии торф более 2000 лет используется как топливо. В Ирландии 40% электроэнергии вырабатывают семь работающих на торфе электростанций.

Не менее важным природным ресурсом являются представители болотной фауны, у снабжающие человека большим разнообразием продуктов - от мяса и шкур до меда и птичьих или черепашьих яиц. В Сальвадоре местные жители собирают яйца древесной утки, которые служат ценной белковой добавкой к их небогатому рациону. Разнообразный животный мир болот привлекает все 5 большое число любителей природы, благодаря чему многие бедные страны получают значительные доходы от туризма.

Недоступность многих болот для человека делает их безопасным убежищем для редких и исчезающих видов, например, для ягуара, облюбовавшего обширные болота Пантанхт на юге Бразилии, и сибирского журавля, крупная популяция которого зимует па берегах озера Пояп в Южном Китае.

Болота выполняют важнейшие регуляционные функции, действуя как огромные губки, фильтры и буферные зоны, поддерживающие общий водный баланс. Накапливая воду, они предотвращают паводки и позволяют экономить средства на возведении дорогостоящих дамб и водохранилищ.

Болотная растительность и мангровые леса укрепляют береговую линию и ослабляют ударную мощь штормовых волн, не допуская размывания берегов. Густые фильтры торфяников улавливают азотные и фосфорные удобрения, которые накапливаются в фунте либо всасываются корнями растений. Таким способом очищается вода и предотвращается эутрофикация (перенасыщение азотом и фосфором, приводящее к массовому развитию водорослей) водоемов. Точно так же густой корневой системой болотных растений улавливаются и ядохимикаты.

Из века в век люди неутомимо осушали болота во имя общего прогресса. Это делалось в целях избавления от таких болезней, как малярия, либо осушенные земли использовались в сельском хозяйстве или промышленности. Еще одной причиной наступления на болота был тот фаю; что две трети населения Земли сосредоточены на морских побережьях и в поймах рек. К примеру, в США осушено свыше 50% болот, а тем, что сохранились, нанесен серьезный ущерб. Обширные территории в штате Луизиана заняты солончаковыми болотами, но после того, как в начале 1900-х гг. в этих краях была найдена нефть, здесь прорыли густую систему каналов, которые в сочетании с мелиоративными работа-ми нанесли непоправимый вред креветочным отмелям в Мексиканском заливе.

Серьезно пострадали мангровые леса на юго-востоке Азии. Вырубленные деревья перерабатываются в стружку, экспортируемую в Японию, а на расчищенных территориях создаются рыбоводческие фермы или ведется осушение земель под сельскохозяйственные угодья. С 1920 по 1980 гг. Филиппины потеряли 65% своих мангровых лесов.

Международно-правовую основу в деле сохранения болот заложила Рамсарская конвенция об охране заболоченных территорий, имеющих международное значение, прежде всего мест обитания водоплавающих птиц. Она в 1971 г. была заключена к иранском городе Рамсар и с тех пор ратифицирована 55 странами. В тексте конвенции делается особый упор на общемировую значимость ресурсов болотной экосистемы - ведь рыба, нерестящаяся в прибрежном мелководье, затем попадает в сети рыболовных флотов других стран. На болотах живут и зимуют множество пернатых, особенно болотных птиц и журавлей, поэтому болотистые местности требуют особой защиты в тех странах, где они служат местом отдыха и кормежки перелетных птиц.

Несмотря на достаточно широкий охват, 55 стран-участниц конвенции представляют лишь одну треть стран мира, причем лишь немногие государства Африки, Юго-Восточной Азии и Латинской Америки ратифицировали это международное соглашение. Сохранение болот зависит от осуществления массовых образовательных программ и активной работы органов местного самоуправления в заинтересованных странах. Вода - источник жизни, и пресные водоемы - от быстрых рек и холодных горных ручьев до тихих, богатых кормом прудов - давно стали родным домом для великого множества животных и растений.

Пресноводные формы жизни произошли как от морских, так и от сухопутных предков. Большинство обитателей пресных водоемов, в том числе рыбы и мелкие беспозвоночные, вроде простейших и гидр, перекочевали из родных морей в пресные водоемы по речным системам. Насекомые, пауки и некоторые моллюски перебрались на житье в ручьи и озера с суши.

Водные растения тоже переселились с суши, и у некоторых еще сохранились следы наземного существования - устьица (микроскопические поры), регулирующие газообмен.

Пресные воды можно разделить на две категории - кислые, или мягкие, и известковые (богатые кальцием), или жесткие, хотя во многих ручьях и озерах вода по своим химическим свойствам находится где-то посередине. Важнейшие обитатели любых пресных водоемов - бактерии, составляющие основу пищевой цепочки. Кислая среда губительна для этих простейших растений, потому и фауна кислых водоемов довольно бедна. Зато в жестких известковых водах бактерии процветают, поэтому водоемы и реки с меловым дном чрезвычайно богаты живыми организмами - как по численности, так и по видовому разнообразию.

Б свою очередь водоемы с мягкой водой отличаются богатством растений - от прибрежных болотных видов до тех, чьи корни скрыты в донном иле, а листья плавают на поверхности, и до полностью погруженных в воду. У водных растений меньше механических тканей (лигнина), чем у наземных, и очень тонкий наружный покров (эпидермис). Благодаря этому они могут, не ломаясь, плавно колыхаться в воде. Объемистые воздушные камеры, или аэренхимы, обеспечивают им плавучесть и запас кислорода, распределяемый по всем тканям. Необычайной гибкости водных растений способствуют и их проводящие ткани, сгруппированные в единую центральную сердцевину, тогда как у их наземных сородичей они собраны в несколько пучков.

Шелковник трехлистный - водное растение с плавающими листьями, корни которого кренятся в донном иле пруда или речки. Он имеет два типа листьев. Под водой скрыты тонкие перистые опахала, не оказывающие сопротивления подводным течениям, а на поверхности лежат плотные листья-блюдечки. Шелковник цветет весной, покрывая водоемы ковром белых, похожих на лютики цветков, опыляемых пчелами и другими насекомыми. Широкие, плоские листья кувшинок сверху покрыты водонепроницаемым восковым налетом. Зато их нижняя поверхность усеяна устьицами, через которые происходит газообмен, я также поглощение растворенного в воде кислорода и минеральных солей. Опыление крупных цветков кувшинок - тоже забота всевозможных жуков и мошек.

К сугубо подводным жителям относятся такие растения, как харовые, или каменные, водоросли, названные так за известковые отложения, обнаруженные на клеточных мембранах некоторых видов. Эти родственники морских водорослей образуют в воде густые заросли. Еще один распространенный обитатель пресных водоемов - канадская элодея, или водяная чума. Ее часто высаживают в аквариумах, т. к. в процессе фотосинтеза она выделяет большое количество кислорода.

Многие водные растения, в том числе обыкновенная ряска, свободно плавают на поверхности водоема. Каждое растеньице диаметром несколько миллиметров состоит из листеца (видоизмененного стебля) и тонких висячих корешков. Накопив к осени запасы крахмала, они погружаются на дно, а весной, когда прошлогодние запасы заканчиваются, в растениях образуются воздушные камеры, и они всплывают на поверхность.

Водные растения самоопыляются или всплывают на поверхность, предоставляя эту работу насекомым. Роголистники - свободно плавающие растения, опыление которых происходит под водой. Отделившиеся от мужских цветков тычинки всплывают на поверхность, где раскрываются и выпускают пыльцу. Погрузившись в воду, пыльца опыляет женские цветки в листовой пазухе.

Если па суше нет недостатка в кислороде, то его концентрация в воде гораздо ниже. К тому же, ткани организма медленнее отфильтровывают кислород из воды, нежели из воздуха. Мелкие существа, вроде дафний и плоских червей, дышат всей поверхностью тела.

У более крупных животных имеются особые дыхательные поверхности. Так, рыбы, заглатывая воду, с силой проталкивают ее сквозь жаберные щели. Жабры, в которых происходит газообмен, снабжены густой сетью кровеносных сосудов. Двустворчатые моллюски типа пресноводных жемчужниц прокачивают воду через организм. При этом вместе с водой поступают и частицы пищи.

В пресных водоемах присутствуют основные типы животных, формируя сложную систему пищевых цепочек.

На водных растениях часто целыми колониями расселяются пресноводные губки, или бодяги, служащие пищей личинкам мухи-сизиры. Гидры, стройные мягкотелые существа длиной до 2,5 см, состоят из длинного стебелька с венчиком щупалец, снабженных стрекательными клетками. Они кормятся преимущественно дафниями и другими мелкими пресноводными рачками. Весьма широко представлены пресноводные плоские черви, которые достигают 4 см в длину и питаются падалью. Некоторые плоские черви, вроде трематод, ведут паразитический образ жизни, присасываясь к покровным тканям рыб. Другие на разных стадиях личиночного развития живут в кишечнике разных животных, в том числе водяных улиток, рыб и птиц. Б жарких странах распространена тяжелая болезнь, вызываемая трематодами - шистосоматоз. Люди заражаются во время купания в водоемах, где личинки трематод впиваются им в ноги и проделывают под кожей глубокие ходы.

Ленточные черви тоже не без успеха находят пристанище у разных хозяев. К примеру, взрослая особь одного вида поселяется в кишечнике птицы-рыболова - зимородка или аиста, - предварительно пройдя несколько стадий личиночного развития в организме пресноводного рачка или рыбы.

Рыбья беззубка - пресноводный моллюск с удивительной биографией. Взрослая особь, достигающая 13 см в длину, безмятежно живет в донном иле или песке, закрепившись для верности мускулистой ногой. Из его оплодотворенных яиц развиваются снабженные ракушками личинки, которые, прицепившись, например, к колюшке, кормятся ее кровью до трех месяцев, после чего отпадают и дальше благополучно развиваются во взрослую особь.

Зыбкая, па первый взгляд, поверхность водоема на самом деле покрыта тончайшей пленкой, образуемой силой поверхностного натяжения. Жуки-водомерки легко скользят по ней, словно заправские конькобежцы. Их конечности снабжены пучками водоотталкивающих щетинок, которые, словно подушки, не допускают разрыва тончайшей поверхностной пленки. Парой длинных средних ножек насекомое отталкивается от воды, а передними ловко хватает добычу - мелких букашек. Жуки-вертячки вообще сидят, наполовину погрузившись в воду и высматривая добычу вверху и внизу. Плавают они с помощью средних и задних лапок, покрытых бахромой тонких волосков.

Ногохвостки - крошечные насекомые длиной не больше 1,5 мм - тучами собираются на поверхностной пленке водоема. Их черные тельца напоминают крупицы сажи. Живущие в пруду ногохвостки питаются гниющими растениями и проворно бегают по воде, помогая себе раздвоенным хвостом.

Личинки многих насекомых, в том числе комаров и жуков-плавунцов, пользуются поверхностной пленкой для пополнения запасов кислорода. Взрослые плавунцы тоже всплывают на поверхность, чтобы глотнуть воздуха. Их примеру время от времени следуют взрослые особи других хищных жуков, таких как гребляк и водяной скорпион.

Плавающие на поверхности водные растения дают пищу и кров личинкам многих насекомых. Гусеницы China moth поедают листья кувшинок, ряска служит кормом личинкам других мотыльков и водомерок, а жуки-гребляки откладывают яйца на корешках и нижней поверхности ее мелких листочков.

Несмотря на скудные запасы кислорода, в вязком донном иле пресного водоема жизнь буквально бьет ключом. Мелкие красные черви длиной 3-4 см живут плотными извивающимися комками в трубчатых норках. Пищей им служат органические донные отложения. Этих червей охотно поедает рыба и личинки некоторых насекомых, вроде долгоножек. Мотыль - комариные личинки длиной до 2 см - тоже селятся в иле, сооружая трубчатые домики из растительных остатков, скрепленных шелковой нитью. В свою очередь, на мотыля охотятся прожорливые личинки и вислокрылок.

На свой лад приспособилась к дефициту кислорода личинка журчалки-стреловидки, которую называют крыской. Обычно она лежит, зарывшись в ил и выставив наружу трехколенную дыхательную трубку, растущую прямо из брюшка. Длина самой личинки не превышает 15-20 мм, зато трубка может вытягиваться на 10 см, чтобы достать до поверхности, и позволяет личинке пользоваться благами обеих сред - безопасностью уютного водоема и атмосферным кислородом. Прудовая рыба

www.coolreferat.com

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.ronl.ru

Реферат Водные экосистемы

СодержаниеВведение

1. Экосистемы заболоченных территорий

2. Биоценозы прудов и озер

3. Реки и их обитатели

Заключение

Список литературы

ВведениеЭкосистема - основное понятие экологии. Это совокупность сосуществующих видов растений, животных, грибов, микроорганизмов, взаимодействующих между собой и с окружающей их средой обитания таким образом, что такое сообщество может сохраняться и функционировать на протяжении длительного периода геологического времени. Сообщества взаимодействующих живых организмов представляют собой не случайный набор видов, а вполне определенную систему, достаточно устойчивую, связанную многочисленными внутренними связями, с относительно постоянной структурой и взаимообусловленным набором видов. Такие системы принято называть биотическими сообществами, или биоценозами (от лат. - "биологическое сообщество"), а системы, включающие совокупность живых организмов и среду их обитания, - экосистемами. Термин "биогеоценоз", также обозначает совокупность биологического сообщества и среды его обитания, но в несколько ином контексте. Биотическое сообщество (биоценоз) состоит из сообщества растений (фитоценоз), сообщества животных (зооценоз), сообщества микроорганизмов (микробоценоз). Все организмы Земли и среда их обитания также представляют собой экосистему высшего ранга - биосферу. Биосфера также обладает устойчивостью и другими свойствами экосистемы.

Особенно важно равновесие и благополучие водных экосистем на Планете, так как водные ресурсы требуют постоянной охраны и преумножения.

1. Экосистемы заболоченных территорийОбщим термином «заболоченные территории» называют великое многообразие переувлажненных или полузатопленных участков суши - как внутри материков, так и на морских и океанических побережьях. Это могут быть дельты и поймы рек, болотистые низины, мангровые леса, торфяники и обычные болота.

Заболоченные территории необычайно благоприятны для обитания и плодородны. В их теплых сонных водах полным-полно рыбы, на сочном разнотравье пасется домашний скот, а в густых камышах - настоящий рай для диких животных. Своим богатством и разнообразием животный мир прежде всего обязан обилию растительности, которая служит основой для всех пищевых цепочек. Дельты рек и заросшие водорослями морские отмели в 15 с лишним раз продуктивнее открытого океана, а мангровые заросли - более чем в 20 раз. Болота занимают около 6% поверхности земной суши и встречаются повсюду - от тундры до тропиков.

Солончаковые болота образуются в тихих мелководных заливах умеренных широт, где с годами накапливаются наносы ила и тины. Это распространенные ландшафты речных дельт и морских заливов, отгороженных песчаными и галечниковыми косами. Полностью сформированное солончаковое болото изрезано сетью протоков, по которым движутся приливные волны, а его растительный мир зависит от климатических условий. На добрых 6000 км протянулись солончаковые болота Атлантического побережья Северной Америки, почти сплошь заросшие водорослями. Гораздо богаче флора и фауна болот, окаймляющих на севере Европы берега Северного моря, которые летом радуют глаз пестрыми островками розовой смолевки, лилового кермека и солончаковой астры. Солончаковые растения - галофиты - отлично переносят регулярные морские приливы.

Самое распространенное на таких территориях растение - толстолистый солерос, своими сочными листьями напоминающий растение-суккулент. Он низко стелется по земле и благодаря способности изменять осмотическое давление в тканях может впитывать морскую воду. Солончаковая же астра накапливает соль в листьях и сбрасывает их, когда концентрация достигает определенного предела.

На этих территориях обычно гнездится множество птиц, в Европе это: красноножки, кулики-сороки, жаворонки и обыкновенные чайки. Здесь же часто зимуют дикие гуси. Казарки кормятся солончаковым спорышом и морской травой, серые гуси и гуменники - корневищами исполинского камыша. Обширные поля канадского риса на восточном побережье США щедро кормят огромные стаи овсянок, краснокрылых и рисовых трупиалов. Кроме того, солончаки активно используются для выпаса домашнего скота.

Мангровые леса типичны для прибрежного мелководья тропиков и субтропиков, где на всех возвышенных клочках земли обосновались пальмы Nipa fruticans. Эти леса по преимуществу представляют собой густые заросли мангровых деревьев, корни которых погружены в морскую воду. Самые высокоразвитые мангровые леса, где насчитывается до 60 видов мангровых деревьев, окаймляют берега Юго-Восточной Азии. Эти необычные М деревья демонстрируют поразительные при-с меры адаптации к внешним условиям. Так, огромные воздушные корни красного мангрового дерева растут прямо из ствола высоко над кодой и, словно якоря, удерживают дерево на зыбкой почве. Черное мангровое дерево обладает густой системой подводных корней, находящихся на глубине до 2 м. Из них вырастают вверх дыхательные корни - пневматофоры. У других видоd те же функции выполняют многочисленные коленчатые отростки. Созревшие семена красного мангрового дерева падают в воду и тотчас пускают корни, чтобы отлив не отнес их в море.

Многочисленное население мангровых лесов хорошо приспособилось к жизни на границе между водой и сушей. В сплетении корней и веток чувствуют себя как дома рыбки илистые прыгуны и манящие крабы. Прыгуны резво ползают по жидкой тине, извиваясь всем телом и помогая себе сильными грудными плавниками. С наступлением прилива они крепко цепляются за мангровые корни, пользуясь для этого присоской из сросшихся вместе анальных плавников, а во время отлива подают друг другу сигналы движениями спинных плавников. Илистое мелководье -исконная вотчина манящих крабов. На время отлива они выбираются из нор на поверхность. У самцов одна клешня несоразмерно велика, и они привлекают ею полового партнера либо отпугивают соперников. В мангровых лесах Азии крабами и другими беспозвоночными питаются различные животные и птицы, в том числе собирающие добычу на мелководье макаки-крабоеды, а также аист, лягушки-крабоеды и водяные змеи.

Некогда мангровые леса занимали огромные площади, простираясь далеко на север. Ископаемые семена мангровых деревьев можно найти даже в Эссекских болотах неподалеку от Лондона. Это значит, что 60 млн. лет назад в этих краях росли густые мангровые леса.

В глубине материков часто встречаются низинные и верховые пресноводные болота, трясины и топи. Друг от друга они отличаются уровнем воды, кислотным либо щелочным субстратом и характером растительности.

Если заболоченные низины за лето подсыхают, то уровень воды в обычном болоте более или менее постоянен. Как правило, щелочной субстрат переувлажненных низин служит питательной средой для богатой флоры, в том числе для петрушки, болотной орхидеи и подмаренника. Типичные растения заболоченных низин в умеренных широтах - камыши и такие влаголюбивые виды, как калужница болотная, желтый ирис и болотная орхидея. На обычных болотах растительность повыше -тростник, рогоз, озерный камыш, африканский папирус и некоторые виды деревьев.

Крупнейшая в мире болотная система Эверглейдс в штате Флорида занимает площадь 28 тыс. км. кв. В солоноватых водах ее южной оконечности даже растут мангровые леса. На бескрайних заросших меч-травой болотах разбросаны мелкие островки, облюбованные такими тропическими растениями, как пальмы, красное дерево и золотистый фикус. Зимой, когда уровень воды падает, болотная живность перебирается поближе к сонным протокам или глубоким гнездовым ямам, вырытым аллигаторами. Из мелких млекопитающих здесь водятся енот, водяной кролик, норка, выхухоль, выдра и рысь. Многочисленное птичье население представлено серыми и белыми цаплями, аистами и пеликанами. Большинство птиц кормится рыбой и земноводными. Змеешейка широко распахивает крылья для просушки и без промаха бьет рыбу длинным и острым как кинжал клювом. Коршун-слизнеед, в отличие от других хищников, кормится улитками, добывая их из ракушки тонким крючковатым клювом.

Одной из самых продуктивных экосистем в мире являются заросшие папирусом низинные болота в области Сэдд на юге Судана - излюбленное обиталище травоядного гиганта гиппопотама, вес которого достигает 2,5 тонн. В воде бегемоты кормятся кувшинками, а по ночам выходят на сушу попастись на травке. За ночь один гиппопотам способен съесть около 140 кг зелени. Эти благодушные великаны чистят водоемы от избытка растительности и щедро удобряют воду навозом. В африканских болотах водятся личи и ситатунги, чьи широкие копыта не позволяют проваливаться в жидкую грязь. А в болотах Южной Америки живет самый крупный грызун-вегетарианец - водосвинка. Глаза, уши и ноздри этого отменного пловца посажены в верхней части головы, как у гиппопотама, что вполне отвечает образу его жизни.

В речных поймах (и некоторых болотах) жизнь пробуждается после выпадения обильных дождей, но когда мелкие водоемы пересыхают, здешние обитатели вынуждены приспосабливаться к новым условиям. Брачные периоды многих видов совпадают с колебаниями уровня воды. С приходом паводка начинается бурный рост всех форм растительности, а вместе с нею - насекомых и рыбы. Во время сухого сезона растения гибнут, а рыбе некуда деваться из пересыхающих лужиц. Тогда-то наступает черед птиц и других животных полакомиться даровым уловом и вывести потомство. Болота с их более или менее постоянным уровнем воды - единственный тип переувлажненных земель, где разложение погибшей растительности происходит замедленными темпами, и мертвые растения слой за слоем превращаются в торф. Болота образуются при низких температурах, высокой кислотности, скудости питательных веществ, наличии стоячей воды и нехватке кислорода. Одно время считалось, что торфяники преобладают в высоких широтах северного полушария, но они распространены по всему миру, вплоть до тропиков. Их общая площадь составляет не менее 500 млн. гектаров.

Обширные болота имеются в Ирландии и Северной Шотландии. Это поросшие вереском и пушицей бескрайние топи с более чем 30 видами сфагнума. Болотные растения успешно приспособились к среде с ограниченным количеством питательных минеральных веществ, К примеру, росянка и пузырчатка пополняют свои запасы за счет насекомых и рачков, пойманных длинными липкими волосками или скрытыми под водой пузырьками.

За унылым и невыразительным болотным пейзажем скрывается одна из наиболее ценных экосистем нашей планеты. Плодородные и хорошо увлажненные почвы дают высокие урожаи. Например, в Мали неоценимое хозяйственное значение имеет внутренняя дельта реки Нигер. Во время ежегодных паводков богатые питательными веществами воды разливаются па площади 20 тыс. км2, орошая сцементированные засухой земли. Тучные зеленые пастбища обеспечивают кормом свыше 2,5 млн. коров, овец и коз. Повсеместно выращивается канадский рис, сорго и просо. Богатые кормом теплые воды служат нерестилищем для двух третей всей потребляемой нами рыбы.

Особое значение имеют болота тропиков и субтропиков, где происходят ранние стадии развития съедобных моллюсков и раков. Мангровые деревья служат важным источником древесины, особенно в Юго-Восточной Азии. В заболоченных лесах Индонезии растут деревья ценнейших тропических пород, а болотная пальма Nipa fruticans снабжает местное население плодами, сахаром, уксусом, крепкими напитками и волокном. В северном полушарии торф более 2000 лет используется как топливо. В Ирландии 40% электроэнергии вырабатывают семь работающих на торфе электростанций.

Не менее важным природным ресурсом являются представители болотной фауны, у снабжающие человека большим разнообразием продуктов - от мяса и шкур до меда и птичьих или черепашьих яиц. В Сальвадоре местные жители собирают яйца древесной утки, которые служат ценной белковой добавкой к их небогатому рациону. Разнообразный животный мир болот привлекает все 5 большое число любителей природы, благодаря чему многие бедные страны получают значительные доходы от туризма.

Недоступность многих болот для человека делает их безопасным убежищем для редких и исчезающих видов, например, для ягуара, облюбовавшего обширные болота Пантанхт на юге Бразилии, и сибирского журавля, крупная популяция которого зимует па берегах озера Пояп в Южном Китае.

Болота выполняют важнейшие регуляционные функции, действуя как огромные губки, фильтры и буферные зоны, поддерживающие общий водный баланс. Накапливая воду, они предотвращают паводки и позволяют экономить средства на возведении дорогостоящих дамб и водохранилищ.

Болотная растительность и мангровые леса укрепляют береговую линию и ослабляют ударную мощь штормовых волн, не допуская размывания берегов. Густые фильтры торфяников улавливают азотные и фосфорные удобрения, которые накапливаются в фунте либо всасываются корнями растений. Таким способом очищается вода и предотвращается эутрофикация (перенасыщение азотом и фосфором, приводящее к массовому развитию водорослей) водоемов. Точно так же густой корневой системой болотных растений улавливаются и ядохимикаты.

Из века в век люди неутомимо осушали болота во имя общего прогресса. Это делалось в целях избавления от таких болезней, как малярия, либо осушенные земли использовались в сельском хозяйстве или промышленности. Еще одной причиной наступления на болота был тот фаю; что две трети населения Земли сосредоточены на морских побережьях и в поймах рек. К примеру, в США осушено свыше 50% болот, а тем, что сохранились, нанесен серьезный ущерб. Обширные территории в штате Луизиана заняты солончаковыми болотами, но после того, как в начале 1900-х гг. в этих краях была найдена нефть, здесь прорыли густую систему каналов, которые в сочетании с мелиоративными работа-ми нанесли непоправимый вред креветочным отмелям в Мексиканском заливе.

Серьезно пострадали мангровые леса на юго-востоке Азии. Вырубленные деревья перерабатываются в стружку, экспортируемую в Японию, а на расчищенных территориях создаются рыбоводческие фермы или ведется осушение земель под сельскохозяйственные угодья. С 1920 по 1980 гг. Филиппины потеряли 65% своих мангровых лесов.

Международно-правовую основу в деле сохранения болот заложила Рамсарская конвенция об охране заболоченных территорий, имеющих международное значение, прежде всего мест обитания водоплавающих птиц. Она в 1971 г. была заключена к иранском городе Рамсар и с тех пор ратифицирована 55 странами. В тексте конвенции делается особый упор на общемировую значимость ресурсов болотной экосистемы - ведь рыба, нерестящаяся в прибрежном мелководье, затем попадает в сети рыболовных флотов других стран. На болотах живут и зимуют множество пернатых, особенно болотных птиц и журавлей, поэтому болотистые местности требуют особой защиты в тех странах, где они служат местом отдыха и кормежки перелетных птиц.

Несмотря на достаточно широкий охват, 55 стран-участниц конвенции представляют лишь одну треть стран мира, причем лишь немногие государства Африки, Юго-Восточной Азии и Латинской Америки ратифицировали это международное соглашение. Сохранение болот зависит от осуществления массовых образовательных программ и активной работы органов местного самоуправления в заинтересованных странах. Вода - источник жизни, и пресные водоемы - от быстрых рек и холодных горных ручьев до тихих, богатых кормом прудов - давно стали родным домом для великого множества животных и растений.

Пресноводные формы жизни произошли как от морских, так и от сухопутных предков. Большинство обитателей пресных водоемов, в том числе рыбы и мелкие беспозвоночные, вроде простейших и гидр, перекочевали из родных морей в пресные водоемы по речным системам. Насекомые, пауки и некоторые моллюски перебрались на житье в ручьи и озера с суши.

Водные растения тоже переселились с суши, и у некоторых еще сохранились следы наземного существования - устьица (микроскопические поры), регулирующие газообмен.

Пресные воды можно разделить на две категории - кислые, или мягкие, и известковые (богатые кальцием), или жесткие, хотя во многих ручьях и озерах вода по своим химическим свойствам находится где-то посередине. Важнейшие обитатели любых пресных водоемов - бактерии, составляющие основу пищевой цепочки. Кислая среда губительна для этих простейших растений, потому и фауна кислых водоемов довольно бедна. Зато в жестких известковых водах бактерии процветают, поэтому водоемы и реки с меловым дном чрезвычайно богаты живыми организмами - как по численности, так и по видовому разнообразию.

Б свою очередь водоемы с мягкой водой отличаются богатством растений - от прибрежных болотных видов до тех, чьи корни скрыты в донном иле, а листья плавают на поверхности, и до полностью погруженных в воду. У водных растений меньше механических тканей (лигнина), чем у наземных, и очень тонкий наружный покров (эпидермис). Благодаря этому они могут, не ломаясь, плавно колыхаться в воде. Объемистые воздушные камеры, или аэренхимы, обеспечивают им плавучесть и запас кислорода, распределяемый по всем тканям. Необычайной гибкости водных растений способствуют и их проводящие ткани, сгруппированные в единую центральную сердцевину, тогда как у их наземных сородичей они собраны в несколько пучков.

Шелковник трехлистный - водное растение с плавающими листьями, корни которого кренятся в донном иле пруда или речки. Он имеет два типа листьев. Под водой скрыты тонкие перистые опахала, не оказывающие сопротивления подводным течениям, а на поверхности лежат плотные листья-блюдечки. Шелковник цветет весной, покрывая водоемы ковром белых, похожих на лютики цветков, опыляемых пчелами и другими насекомыми. Широкие, плоские листья кувшинок сверху покрыты водонепроницаемым восковым налетом. Зато их нижняя поверхность усеяна устьицами, через которые происходит газообмен, я также поглощение растворенного в воде кислорода и минеральных солей. Опыление крупных цветков кувшинок - тоже забота всевозможных жуков и мошек.

К сугубо подводным жителям относятся такие растения, как харовые, или каменные, водоросли, названные так за известковые отложения, обнаруженные на клеточных мембранах некоторых видов. Эти родственники морских водорослей образуют в воде густые заросли. Еще один распространенный обитатель пресных водоемов - канадская элодея, или водяная чума. Ее часто высаживают в аквариумах, т. к. в процессе фотосинтеза она выделяет большое количество кислорода.

Многие водные растения, в том числе обыкновенная ряска, свободно плавают на поверхности водоема. Каждое растеньице диаметром несколько миллиметров состоит из листеца (видоизмененного стебля) и тонких висячих корешков. Накопив к осени запасы крахмала, они погружаются на дно, а весной, когда прошлогодние запасы заканчиваются, в растениях образуются воздушные камеры, и они всплывают на поверхность.

Водные растения самоопыляются или всплывают на поверхность, предоставляя эту работу насекомым. Роголистники - свободно плавающие растения, опыление которых происходит под водой. Отделившиеся от мужских цветков тычинки всплывают на поверхность, где раскрываются и выпускают пыльцу. Погрузившись в воду, пыльца опыляет женские цветки в листовой пазухе.

Если па суше нет недостатка в кислороде, то его концентрация в воде гораздо ниже. К тому же, ткани организма медленнее отфильтровывают кислород из воды, нежели из воздуха. Мелкие существа, вроде дафний и плоских червей, дышат всей поверхностью тела.

У более крупных животных имеются особые дыхательные поверхности. Так, рыбы, заглатывая воду, с силой проталкивают ее сквозь жаберные щели. Жабры, в которых происходит газообмен, снабжены густой сетью кровеносных сосудов. Двустворчатые моллюски типа пресноводных жемчужниц прокачивают воду через организм. При этом вместе с водой поступают и частицы пищи.

В пресных водоемах присутствуют основные типы животных, формируя сложную систему пищевых цепочек.

На водных растениях часто целыми колониями расселяются пресноводные губки, или бодяги, служащие пищей личинкам мухи-сизиры. Гидры, стройные мягкотелые существа длиной до 2,5 см, состоят из длинного стебелька с венчиком щупалец, снабженных стрекательными клетками. Они кормятся преимущественно дафниями и другими мелкими пресноводными рачками. Весьма широко представлены пресноводные плоские черви, которые достигают 4 см в длину и питаются падалью. Некоторые плоские черви, вроде трематод, ведут паразитический образ жизни, присасываясь к покровным тканям рыб. Другие на разных стадиях личиночного развития живут в кишечнике разных животных, в том числе водяных улиток, рыб и птиц. Б жарких странах распространена тяжелая болезнь, вызываемая трематодами - шистосоматоз. Люди заражаются во время купания в водоемах, где личинки трематод впиваются им в ноги и проделывают под кожей глубокие ходы.

Ленточные черви тоже не без успеха находят пристанище у разных хозяев. К примеру, взрослая особь одного вида поселяется в кишечнике птицы-рыболова - зимородка или аиста, - предварительно пройдя несколько стадий личиночного развития в организме пресноводного рачка или рыбы.

Рыбья беззубка - пресноводный моллюск с удивительной биографией. Взрослая особь, достигающая 13 см в длину, безмятежно живет в донном иле или песке, закрепившись для верности мускулистой ногой. Из его оплодотворенных яиц развиваются снабженные ракушками личинки, которые, прицепившись, например, к колюшке, кормятся ее кровью до трех месяцев, после чего отпадают и дальше благополучно развиваются во взрослую особь.

Зыбкая, па первый взгляд, поверхность водоема на самом деле покрыта тончайшей пленкой, образуемой силой поверхностного натяжения. Жуки-водомерки легко скользят по ней, словно заправские конькобежцы. Их конечности снабжены пучками водоотталкивающих щетинок, которые, словно подушки, не допускают разрыва тончайшей поверхностной пленки. Парой длинных средних ножек насекомое отталкивается от воды, а передними ловко хватает добычу - мелких букашек. Жуки-вертячки вообще сидят, наполовину погрузившись в воду и высматривая добычу вверху и внизу. Плавают они с помощью средних и задних лапок, покрытых бахромой тонких волосков.

Ногохвостки - крошечные насекомые длиной не больше 1,5 мм - тучами собираются на поверхностной пленке водоема. Их черные тельца напоминают крупицы сажи. Живущие в пруду ногохвостки питаются гниющими растениями и проворно бегают по воде, помогая себе раздвоенным хвостом.

Личинки многих насекомых, в том числе комаров и жуков-плавунцов, пользуются поверхностной пленкой для пополнения запасов кислорода. Взрослые плавунцы тоже всплывают на поверхность, чтобы глотнуть воздуха. Их примеру время от времени следуют взрослые особи других хищных жуков, таких как гребляк и водяной скорпион.

Плавающие на поверхности водные растения дают пищу и кров личинкам многих насекомых. Гусеницы China moth поедают листья кувшинок, ряска служит кормом личинкам других мотыльков и водомерок, а жуки-гребляки откладывают яйца на корешках и нижней поверхности ее мелких листочков.

Несмотря на скудные запасы кислорода, в вязком донном иле пресного водоема жизнь буквально бьет ключом. Мелкие красные черви длиной 3-4 см живут плотными извивающимися комками в трубчатых норках. Пищей им служат органические донные отложения. Этих червей охотно поедает рыба и личинки некоторых насекомых, вроде долгоножек. Мотыль - комариные личинки длиной до 2 см - тоже селятся в иле, сооружая трубчатые домики из растительных остатков, скрепленных шелковой нитью. В свою очередь, на мотыля охотятся прожорливые личинки и вислокрылок.

На свой лад приспособилась к дефициту кислорода личинка журчалки-стреловидки, которую называют крыской. Обычно она лежит, зарывшись в ил и выставив наружу трехколенную дыхательную трубку, растущую прямо из брюшка. Длина самой личинки не превышает 15-20 мм, зато трубка может вытягиваться на 10 см, чтобы достать до поверхности, и позволяет личинке пользоваться благами обеих сред - безопасностью уютного водоема и атмосферным кислородом. Прудовая рыба

Меньший кузен карпа - линь, - копаясь в придонном иле, кормится животными остатками и мелкими беспозвоночными. На зиму линь зарывается в ил и покрывается слоем слизи.

Щука - зубастая хищница с вытянутым стреловидным телом - отлично приспособлена к молниеносным броскам на добычу из засады. Она предпочитает заросшие пруды, озера и медленные равнинные реки. Ее пятнистая, зеленоватая кожа сливается с растительностью, позволяя незаметно выслеживать мелкую рыбешку. При случае щука не прочь полакомиться водяной полевкой или птенцами водоплавающих птиц.

Быстрые, холодные воды ручьев всегда насыщены кислородом, но из-за сильного течения животным приходится изобретать всевозможные способы удержаться на месте в стремительном потоке. Для этой цели служат три приспособления. У одних это плоское или обтекаемое тело, оказывающее минимальное сопротивление водному потоку; другие постоянно гребут против течения, третьи крепко цепляются крючками или присосками к камням. Более того, многие обитатели быстрых речек и ручьев предпочитают жить у самого дна. Здесь можно укрыться от течения за камнями, да и течение слабее из-за трения о речное дно.

Плоскотелые беспозвоночные существа, вроде личинок поденки и веснянки, часто прячутся в расщелинах между камнями или пластом лежат на дне. Улитки и моллюски-блюдечки полагаются на присоски своих мускулистых ног, а саламандры покрывают кладки яиц слоем липкой слизи и приклеивают их к камням. Некоторые личинки ручейника сооружают крохотные домики, отягощая их для верности грузилами из песчинок или камешков. Другие сплетают густую паутинку, за которую и держатся острыми коготками.

3. Реки и их обитателиРеку можно разделить на несколько зон по видам обитающих в них рыб. У форели, гольяна и хариуса вытянутое обтекаемое тело, приспособленное к жизни в стремительных горных потоках и порожистых верховьях рек

Елец, усач и голавль из семейства карповых - типичные обитатели среднего течения реки. Елец - стройная серебристая рыбка длиной до 25 см, предпочитающая чистую, прозрачную воду и быстрое течение. По соседству с ним селится и усач. У более крупного голавля широкая голова и оливково-зеленая спинка. Его излюбленные места обитания - чистые мелководные стремнины, хотя и в глубоких омутах он частый гость.

Голавль нередко попадается и в нижнем течении рек, но здесь скорее вотчина леща. Это высокая золотисто-коричневая рыба, достигающая 60 см в длину. Лещ хорошо приспособлен к жизни в придонных водах, где вытянутым в трубочку ртом всасывает мотыля, красных червей и прочих беспозвоночных.

Сомик-кошка и члены его семейства живут на самом дне североамериканских рек. Как и у леща, рот рыбы-буйвола приспособлен для всасывания корма. У сомиков глазки маленькие, и корм они отыскивают с помощью чувствительных, похожих на кошачьи усов, которым и обязаны своим названием.

Тело у сомика-кошки гладкое, но толстая, скользкая кожа покрыта защитным слоем слизи. В природных условиях эта плоскобрюхая, широкоголовая рыба достигает 38 см в длину. В условиях тропиков рыбам приходится приноравливаться к пересыханию водоемов и длительной жизни в изолированных лужицах. В прогретой стоячей воде кислорода гораздо меньше, чем в холодной проточной, и у многих тропических пресноводных рыб наблюдаются изменения дыхательного аппарата. У некоторых сомиков-кошек разветвленные, или мешковидные, жаберные камеры открываются в самом верху жаберной полости. У южноамериканского рогозуба и его четырех африканских сородичей имеется пара похожих на мешочки легких. Австралийская баррамунда дышит обычными жабрами, а единственным легким пользуется только в стоячей, бедной кислородом воде.

Изобилующие животной и растительной жизнью пресные водоемы привлекают многочисленных птиц, приспособившихся к жизни по соседству с водой. В верховьях рек и ручьев Европы и западной части Северной Америки часто можно встретить оляпку. Она легко перескакивает с камешка на камешек где-нибудь у кромки воды, а затем вдруг стремительно ныряет, высмотрев на дне вкусную личинку. Ручьевая утка живет по берегам горных речушек в южноамериканских Андах, на высотах до 4500 м. Как и оляпка, она отлично плавает и ныряет, не боясь бурного течения. С каменистых берегов горных потоков совершает акробатические прыжки в воду горная трясо1узка, добывая поденок. Ниже по течению гнездятся другие виды, выбирая жилье в зависимости от берегового рельефа. Так, реки с широкими галечными отмелями привлекают куликов-сорок и галстучников, а обрывистые берега - излюбленное место гнездования зимородков и ласточек-береговушек.

ЗаключениеВодная экосистема это природный объект, который является единством взаимозависимых среды и обитающей в ней биоты. Поэтому, для того, чтобы охарактеризовать состояние водной экосистемы, необходимо знать показатели воды как среды обитания и показатели биотической (организменной) части экосистемы.

Каждая водная экосистема находится в определенном состоянии, которое выражается в определенном сочетании показателей средовой и организменной составляющих водной экосистемы. Конкретному состоянию водной экосистемы соответствует определенный уровень способности к самоочищению, который может быть охарактеризован сочетанием показателей среды и биоты, а набор и величины их могут быть выражены в интервалах значений.

Способность экосистем поверхностных водных объектов к самоочищению эксплуатируется при антропогенной деятельности как механизм утилизации сточных вод. Поэтому возникает необходимость адекватно ее оценивать, что невозможно сделать без экосистемного подхода к водному объекту.

На способность к самоочищению, а, следовательно, на состояние водной экосистемы, влияет ряд факторов как внешнего воздействия на водный объект, так и внутренних закономерностей саморазвития его водной экосистемы

Список литературы1. Астраханцев Г.П., Меншуткин В.В., Петрова Н.А. Моделирование экосистем больших стратифицированных озер. – М.: Наука, 2003. – 363 с.

2. Сердюцкая Л.Ф. Системный анализ и математическое моделирование экологических процессов в водных экосистемах. – М.: Либроком, 2009. – 144 с.

3. Техногенное загрязнение речных экосистем. – М.: Научный мир, 2002. – 140 с.

4. Экосистемы малой реки в изменяющихся условиях среды. – М.: КМК, 2007. – 384 с.

bukvasha.ru

Реферат: Реферат: Водные экосистемы

Содержание

Введение

1. Экосистемы заболоченных территорий

2. Биоценозы прудов и озер

3. Реки и их обитатели

Заключение

Список литературы

Введение

Экосистема - основное понятие экологии. Это совокупность сосуществующих видов растений, животных, грибов, микроорганизмов, взаимодействующих между собой и с окружающей их средой обитания таким образом, что такое сообщество может сохраняться и функционировать на протяжении длительного периода геологического времени. Сообщества взаимодействующих живых организмов представляют собой не случайный набор видов, а вполне определенную систему, достаточно устойчивую, связанную многочисленными внутренними связями, с относительно постоянной структурой и взаимообусловленным набором видов. Такие системы принято называть биотическими сообществами, или биоценозами (от лат. - "биологическое сообщество"), а системы, включающие совокупность живых организмов и среду их обитания, - экосистемами. Термин "биогеоценоз", также обозначает совокупность биологического сообщества и среды его обитания, но в несколько ином контексте. Биотическое сообщество (биоценоз) состоит из сообщества растений (фитоценоз), сообщества животных (зооценоз), сообщества микроорганизмов (микробоценоз). Все организмы Земли и среда их обитания также представляют собой экосистему высшего ранга - биосферу. Биосфера также обладает устойчивостью и другими свойствами экосистемы.

Особенно важно равновесие и благополучие водных экосистем на Планете, так как водные ресурсы требуют постоянной охраны и преумножения.

1. Экосистемы заболоченных территорий

Общим термином «заболоченные территории» называют великое многообразие переувлажненных или полузатопленных участков суши - как внутри материков, так и на морских и океанических побережьях. Это могут быть дельты и поймы рек, болотистые низины, мангровые леса, торфяники и обычные болота.

Заболоченные территории необычайно благоприятны для обитания и плодородны. В их теплых сонных водах полным-полно рыбы, на сочном разнотравье пасется домашний скот, а в густых камышах - настоящий рай для диких животных. Своим богатством и разнообразием животный мир прежде всего обязан обилию растительности, которая служит основой для всех пищевых цепочек. Дельты рек и заросшие водорослями морские отмели в 15 с лишним раз продуктивнее открытого океана, а мангровые заросли - более чем в 20 раз. Болота занимают около 6% поверхности земной суши и встречаются повсюду - от тундры до тропиков.

Солончаковые болота образуются в тихих мелководных заливах умеренных широт, где с годами накапливаются наносы ила и тины. Это распространенные ландшафты речных дельт и морских заливов, отгороженных песчаными и галечниковыми косами. Полностью сформированное солончаковое болото изрезано сетью протоков, по которым движутся приливные волны, а его растительный мир зависит от климатических условий. На добрых 6000 км протянулись солончаковые болота Атлантического побережья Северной Америки, почти сплошь заросшие водорослями. Гораздо богаче флора и фауна болот, окаймляющих на севере Европы берега Северного моря, которые летом радуют глаз пестрыми островками розовой смолевки, лилового кермека и солончаковой астры. Солончаковые растения - галофиты - отлично переносят регулярные морские приливы.

Самое распространенное на таких территориях растение - толстолистый солерос, своими сочными листьями напоминающий растение-суккулент. Он низко стелется по земле и благодаря способности изменять осмотическое давление в тканях может впитывать морскую воду. Солончаковая же астра накапливает соль в листьях и сбрасывает их, когда концентрация достигает определенного предела.

На этих территориях обычно гнездится множество птиц, в Европе это: красноножки, кулики-сороки, жаворонки и обыкновенные чайки. Здесь же часто зимуют дикие гуси. Казарки кормятся солончаковым спорышом и морской травой, серые гуси и гуменники - корневищами исполинского камыша. Обширные поля канадского риса на восточном побережье США щедро кормят огромные стаи овсянок, краснокрылых и рисовых трупиалов. Кроме того, солончаки активно используются для выпаса домашнего скота.

Мангровые леса типичны для прибрежного мелководья тропиков и субтропиков, где на всех возвышенных клочках земли обосновались пальмы Nipa fruticans. Эти леса по преимуществу представляют собой густые заросли мангровых деревьев, корни которых погружены в морскую воду. Самые высокоразвитые мангровые леса, где насчитывается до 60 видов мангровых деревьев, окаймляют берега Юго-Восточной Азии. Эти необычные М деревья демонстрируют поразительные при-с меры адаптации к внешним условиям. Так, огромные воздушные корни красного мангрового дерева растут прямо из ствола высоко над кодой и, словно якоря, удерживают дерево на зыбкой почве. Черное мангровое дерево обладает густой системой подводных корней, находящихся на глубине до 2 м. Из них вырастают вверх дыхательные корни - пневматофоры. У других видоd те же функции выполняют многочисленные коленчатые отростки. Созревшие семена красного мангрового дерева падают в воду и тотчас пускают корни, чтобы отлив не отнес их в море.

Многочисленное население мангровых лесов хорошо приспособилось к жизни на границе между водой и сушей. В сплетении корней и веток чувствуют себя как дома рыбки илистые прыгуны и манящие крабы. Прыгуны резво ползают по жидкой тине, извиваясь всем телом и помогая себе сильными грудными плавниками. С наступлением прилива они крепко цепляются за мангровые корни, пользуясь для этого присоской из сросшихся вместе анальных плавников, а во время отлива подают друг другу сигналы движениями спинных плавников. Илистое мелководье -исконная вотчина манящих крабов. На время отлива они выбираются из нор на поверхность. У самцов одна клешня несоразмерно велика, и они привлекают ею полового партнера либо отпугивают соперников. В мангровых лесах Азии крабами и другими беспозвоночными питаются различные животные и птицы, в том числе собирающие добычу на мелководье макаки-крабоеды, а также аист, лягушки-крабоеды и водяные змеи.

Некогда мангровые леса занимали огромные площади, простираясь далеко на север. Ископаемые семена мангровых деревьев можно найти даже в Эссекских болотах неподалеку от Лондона. Это значит, что 60 млн. лет назад в этих краях росли густые мангровые леса.

В глубине материков часто встречаются низинные и верховые пресноводные болота, трясины и топи. Друг от друга они отличаются уровнем воды, кислотным либо щелочным субстратом и характером растительности.

Если заболоченные низины за лето подсыхают, то уровень воды в обычном болоте более или менее постоянен. Как правило, щелочной субстрат переувлажненных низин служит питательной средой для богатой флоры, в том числе для петрушки, болотной орхидеи и подмаренника. Типичные растения заболоченных низин в умеренных широтах - камыши и такие влаголюбивые виды, как калужница болотная, желтый ирис и болотная орхидея. На обычных болотах растительность повыше -тростник, рогоз, озерный камыш, африканский папирус и некоторые виды деревьев.

Крупнейшая в мире болотная система Эверглейдс в штате Флорида занимает площадь 28 тыс. км. кв. В солоноватых водах ее южной оконечности даже растут мангровые леса. На бескрайних заросших меч-травой болотах разбросаны мелкие островки, облюбованные такими тропическими растениями, как пальмы, красное дерево и золотистый фикус. Зимой, когда уровень воды падает, болотная живность перебирается поближе к сонным протокам или глубоким гнездовым ямам, вырытым аллигаторами. Из мелких млекопитающих здесь водятся енот, водяной кролик, норка, выхухоль, выдра и рысь. Многочисленное птичье население представлено серыми и белыми цаплями, аистами и пеликанами. Большинство птиц кормится рыбой и земноводными. Змеешейка широко распахивает крылья для просушки и без промаха бьет рыбу длинным и острым как кинжал клювом. Коршун-слизнеед, в отличие от других хищников, кормится улитками, добывая их из ракушки тонким крючковатым клювом.

Одной из самых продуктивных экосистем в мире являются заросшие папирусом низинные болота в области Сэдд на юге Судана - излюбленное обиталище травоядного гиганта гиппопотама, вес которого достигает 2,5 тонн. В воде бегемоты кормятся кувшинками, а по ночам выходят на сушу попастись на травке. За ночь один гиппопотам способен съесть около 140 кг зелени. Эти благодушные великаны чистят водоемы от избытка растительности и щедро удобряют воду навозом. В африканских болотах водятся личи и ситатунги, чьи широкие копыта не позволяют проваливаться в жидкую грязь. А в болотах Южной Америки живет самый крупный грызун-вегетарианец - водосвинка. Глаза, уши и ноздри этого отменного пловца посажены в верхней части головы, как у гиппопотама, что вполне отвечает образу его жизни.

В речных поймах (и некоторых болотах) жизнь пробуждается после выпадения обильных дождей, но когда мелкие водоемы пересыхают, здешние обитатели вынуждены приспосабливаться к новым условиям. Брачные периоды многих видов совпадают с колебаниями уровня воды. С приходом паводка начинается бурный рост всех форм растительности, а вместе с нею - насекомых и рыбы. Во время сухого сезона растения гибнут, а рыбе некуда деваться из пересыхающих лужиц. Тогда-то наступает черед птиц и других животных полакомиться даровым уловом и вывести потомство. Болота с их более или менее постоянным уровнем воды - единственный тип переувлажненных земель, где разложение погибшей растительности происходит замедленными темпами, и мертвые растения слой за слоем превращаются в торф. Болота образуются при низких температурах, высокой кислотности, скудости питательных веществ, наличии стоячей воды и нехватке кислорода. Одно время считалось, что торфяники преобладают в высоких широтах северного полушария, но они распространены по всему миру, вплоть до тропиков. Их общая площадь составляет не менее 500 млн. гектаров.

Обширные болота имеются в Ирландии и Северной Шотландии. Это поросшие вереском и пушицей бескрайние топи с более чем 30 видами сфагнума. Болотные растения успешно приспособились к среде с ограниченным количеством питательных минеральных веществ, К примеру, росянка и пузырчатка пополняют свои запасы за счет насекомых и рачков, пойманных длинными липкими волосками или скрытыми под водой пузырьками.

За унылым и невыразительным болотным пейзажем скрывается одна из наиболее ценных экосистем нашей планеты. Плодородные и хорошо увлажненные почвы дают высокие урожаи. Например, в Мали неоценимое хозяйственное значение имеет внутренняя дельта реки Нигер. Во время ежегодных паводков богатые питательными веществами воды разливаются па площади 20 тыс. км2, орошая сцементированные засухой земли. Тучные зеленые пастбища обеспечивают кормом свыше 2,5 млн. коров, овец и коз. Повсеместно выращивается канадский рис, сорго и просо. Богатые кормом теплые воды служат нерестилищем для двух третей всей потребляемой нами рыбы.

Особое значение имеют болота тропиков и субтропиков, где происходят ранние стадии развития съедобных моллюсков и раков. Мангровые деревья служат важным источником древесины, особенно в Юго-Восточной Азии. В заболоченных лесах Индонезии растут деревья ценнейших тропических пород, а болотная пальма Nipa fruticans снабжает местное население плодами, сахаром, уксусом, крепкими напитками и волокном. В северном полушарии торф более 2000 лет используется как топливо. В Ирландии 40% электроэнергии вырабатывают семь работающих на торфе электростанций.

Не менее важным природным ресурсом являются представители болотной фауны, у снабжающие человека большим разнообразием продуктов - от мяса и шкур до меда и птичьих или черепашьих яиц. В Сальвадоре местные жители собирают яйца древесной утки, которые служат ценной белковой добавкой к их небогатому рациону. Разнообразный животный мир болот привлекает все 5 большое число любителей природы, благодаря чему многие бедные страны получают значительные доходы от туризма.

Недоступность многих болот для человека делает их безопасным убежищем для редких и исчезающих видов, например, для ягуара, облюбовавшего обширные болота Пантанхт на юге Бразилии, и сибирского журавля, крупная популяция которого зимует па берегах озера Пояп в Южном Китае.

Болота выполняют важнейшие регуляционные функции, действуя как огромные губки, фильтры и буферные зоны, поддерживающие общий водный баланс. Накапливая воду, они предотвращают паводки и позволяют экономить средства на возведении дорогостоящих дамб и водохранилищ.

Болотная растительность и мангровые леса укрепляют береговую линию и ослабляют ударную мощь штормовых волн, не допуская размывания берегов. Густые фильтры торфяников улавливают азотные и фосфорные удобрения, которые накапливаются в фунте либо всасываются корнями растений. Таким способом очищается вода и предотвращается эутрофикация (перенасыщение азотом и фосфором, приводящее к массовому развитию водорослей) водоемов. Точно так же густой корневой системой болотных растений улавливаются и ядохимикаты.

Из века в век люди неутомимо осушали болота во имя общего прогресса. Это делалось в целях избавления от таких болезней, как малярия, либо осушенные земли использовались в сельском хозяйстве или промышленности. Еще одной причиной наступления на болота был тот фаю; что две трети населения Земли сосредоточены на морских побережьях и в поймах рек. К примеру, в США осушено свыше 50% болот, а тем, что сохранились, нанесен серьезный ущерб. Обширные территории в штате Луизиана заняты солончаковыми болотами, но после того, как в начале 1900-х гг. в этих краях была найдена нефть, здесь прорыли густую систему каналов, которые в сочетании с мелиоративными работа-ми нанесли непоправимый вред креветочным отмелям в Мексиканском заливе.

Серьезно пострадали мангровые леса на юго-востоке Азии. Вырубленные деревья перерабатываются в стружку, экспортируемую в Японию, а на расчищенных территориях создаются рыбоводческие фермы или ведется осушение земель под сельскохозяйственные угодья. С 1920 по 1980 гг. Филиппины потеряли 65% своих мангровых лесов.

Международно-правовую основу в деле сохранения болот заложила Рамсарская конвенция об охране заболоченных территорий, имеющих международное значение, прежде всего мест обитания водоплавающих птиц. Она в 1971 г. была заключена к иранском городе Рамсар и с тех пор ратифицирована 55 странами. В тексте конвенции делается особый упор на общемировую значимость ресурсов болотной экосистемы - ведь рыба, нерестящаяся в прибрежном мелководье, затем попадает в сети рыболовных флотов других стран. На болотах живут и зимуют множество пернатых, особенно болотных птиц и журавлей, поэтому болотистые местности требуют особой защиты в тех странах, где они служат местом отдыха и кормежки перелетных птиц.

Несмотря на достаточно широкий охват, 55 стран-участниц конвенции представляют лишь одну треть стран мира, причем лишь немногие государства Африки, Юго-Восточной Азии и Латинской Америки ратифицировали это международное соглашение. Сохранение болот зависит от осуществления массовых образовательных программ и активной работы органов местного самоуправления в заинтересованных странах. Вода - источник жизни, и пресные водоемы - от быстрых рек и холодных горных ручьев до тихих, богатых кормом прудов - давно стали родным домом для великого множества животных и растений.

Пресноводные формы жизни произошли как от морских, так и от сухопутных предков. Большинство обитателей пресных водоемов, в том числе рыбы и мелкие беспозвоночные, вроде простейших и гидр, перекочевали из родных морей в пресные водоемы по речным системам. Насекомые, пауки и некоторые моллюски перебрались на житье в ручьи и озера с суши.

Водные растения тоже переселились с суши, и у некоторых еще сохранились следы наземного существования - устьица (микроскопические поры), регулирующие газообмен.

Пресные воды можно разделить на две категории - кислые, или мягкие, и известковые (богатые кальцием), или жесткие, хотя во многих ручьях и озерах вода по своим химическим свойствам находится где-то посередине. Важнейшие обитатели любых пресных водоемов - бактерии, составляющие основу пищевой цепочки. Кислая среда губительна для этих простейших растений, потому и фауна кислых водоемов довольно бедна. Зато в жестких известковых водах бактерии процветают, поэтому водоемы и реки с меловым дном чрезвычайно богаты живыми организмами - как по численности, так и по видовому разнообразию.

Б свою очередь водоемы с мягкой водой отличаются богатством растений - от прибрежных болотных видов до тех, чьи корни скрыты в донном иле, а листья плавают на поверхности, и до полностью погруженных в воду. У водных растений меньше механических тканей (лигнина), чем у наземных, и очень тонкий наружный покров (эпидермис). Благодаря этому они могут, не ломаясь, плавно колыхаться в воде. Объемистые воздушные камеры, или аэренхимы, обеспечивают им плавучесть и запас кислорода, распределяемый по всем тканям. Необычайной гибкости водных растений способствуют и их проводящие ткани, сгруппированные в единую центральную сердцевину, тогда как у их наземных сородичей они собраны в несколько пучков.

Шелковник трехлистный - водное растение с плавающими листьями, корни которого кренятся в донном иле пруда или речки. Он имеет два типа листьев. Под водой скрыты тонкие перистые опахала, не оказывающие сопротивления подводным течениям, а на поверхности лежат плотные листья-блюдечки. Шелковник цветет весной, покрывая водоемы ковром белых, похожих на лютики цветков, опыляемых пчелами и другими насекомыми. Широкие, плоские листья кувшинок сверху покрыты водонепроницаемым восковым налетом. Зато их нижняя поверхность усеяна устьицами, через которые происходит газообмен, я также поглощение растворенного в воде кислорода и минеральных солей. Опыление крупных цветков кувшинок - тоже забота всевозможных жуков и мошек.

К сугубо подводным жителям относятся такие растения, как харовые, или каменные, водоросли, названные так за известковые отложения, обнаруженные на клеточных мембранах некоторых видов. Эти родственники морских водорослей образуют в воде густые заросли. Еще один распространенный обитатель пресных водоемов - канадская элодея, или водяная чума. Ее часто высаживают в аквариумах, т. к. в процессе фотосинтеза она выделяет большое количество кислорода.

Многие водные растения, в том числе обыкновенная ряска, свободно плавают на поверхности водоема. Каждое растеньице диаметром несколько миллиметров состоит из листеца (видоизмененного стебля) и тонких висячих корешков. Накопив к осени запасы крахмала, они погружаются на дно, а весной, когда прошлогодние запасы заканчиваются, в растениях образуются воздушные камеры, и они всплывают на поверхность.

Водные растения самоопыляются или всплывают на поверхность, предоставляя эту работу насекомым. Роголистники - свободно плавающие растения, опыление которых происходит под водой. Отделившиеся от мужских цветков тычинки всплывают на поверхность, где раскрываются и выпускают пыльцу. Погрузившись в воду, пыльца опыляет женские цветки в листовой пазухе.

Если па суше нет недостатка в кислороде, то его концентрация в воде гораздо ниже. К тому же, ткани организма медленнее отфильтровывают кислород из воды, нежели из воздуха. Мелкие существа, вроде дафний и плоских червей, дышат всей поверхностью тела.

У более крупных животных имеются особые дыхательные поверхности. Так, рыбы, заглатывая воду, с силой проталкивают ее сквозь жаберные щели. Жабры, в которых происходит газообмен, снабжены густой сетью кровеносных сосудов. Двустворчатые моллюски типа пресноводных жемчужниц прокачивают воду через организм. При этом вместе с водой поступают и частицы пищи.

В пресных водоемах присутствуют основные типы животных, формируя сложную систему пищевых цепочек.

На водных растениях часто целыми колониями расселяются пресноводные губки, или бодяги, служащие пищей личинкам мухи-сизиры. Гидры, стройные мягкотелые существа длиной до 2,5 см, состоят из длинного стебелька с венчиком щупалец, снабженных стрекательными клетками. Они кормятся преимущественно дафниями и другими мелкими пресноводными рачками. Весьма широко представлены пресноводные плоские черви, которые достигают 4 см в длину и питаются падалью. Некоторые плоские черви, вроде трематод, ведут паразитический образ жизни, присасываясь к покровным тканям рыб. Другие на разных стадиях личиночного развития живут в кишечнике разных животных, в том числе водяных улиток, рыб и птиц. Б жарких странах распространена тяжелая болезнь, вызываемая трематодами - шистосоматоз. Люди заражаются во время купания в водоемах, где личинки трематод впиваются им в ноги и проделывают под кожей глубокие ходы.

Ленточные черви тоже не без успеха находят пристанище у разных хозяев. К примеру, взрослая особь одного вида поселяется в кишечнике птицы-рыболова - зимородка или аиста, - предварительно пройдя несколько стадий личиночного развития в организме пресноводного рачка или рыбы.

Рыбья беззубка - пресноводный моллюск с удивительной биографией. Взрослая особь, достигающая 13 см в длину, безмятежно живет в донном иле или песке, закрепившись для верности мускулистой ногой. Из его оплодотворенных яиц развиваются снабженные ракушками личинки, которые, прицепившись, например, к колюшке, кормятся ее кровью до трех месяцев, после чего отпадают и дальше благополучно развиваются во взрослую особь.

Зыбкая, па первый взгляд, поверхность водоема на самом деле покрыта тончайшей пленкой, образуемой силой поверхностного натяжения. Жуки-водомерки легко скользят по ней, словно заправские конькобежцы. Их конечности снабжены пучками водоотталкивающих щетинок, которые, словно подушки, не допускают разрыва тончайшей поверхностной пленки. Парой длинных средних ножек насекомое отталкивается от воды, а передними ловко хватает добычу - мелких букашек. Жуки-вертячки вообще сидят, наполовину погрузившись в воду и высматривая добычу вверху и внизу. Плавают они с помощью средних и задних лапок, покрытых бахромой тонких волосков.

Ногохвостки - крошечные насекомые длиной не больше 1,5 мм - тучами собираются на поверхностной пленке водоема. Их черные тельца напоминают крупицы сажи. Живущие в пруду ногохвостки питаются гниющими растениями и проворно бегают по воде, помогая себе раздвоенным хвостом.

Личинки многих насекомых, в том числе комаров и жуков-плавунцов, пользуются поверхностной пленкой для пополнения запасов кислорода. Взрослые плавунцы тоже всплывают на поверхность, чтобы глотнуть воздуха. Их примеру время от времени следуют взрослые особи других хищных жуков, таких как гребляк и водяной скорпион.

Плавающие на поверхности водные растения дают пищу и кров личинкам многих насекомых. Гусеницы China moth поедают листья кувшинок, ряска служит кормом личинкам других мотыльков и водомерок, а жуки-гребляки откладывают яйца на корешках и нижней поверхности ее мелких листочков.

Несмотря на скудные запасы кислорода, в вязком донном иле пресного водоема жизнь буквально бьет ключом. Мелкие красные черви длиной 3-4 см живут плотными извивающимися комками в трубчатых норках. Пищей им служат органические донные отложения. Этих червей охотно поедает рыба и личинки некоторых насекомых, вроде долгоножек. Мотыль - комариные личинки длиной до 2 см - тоже селятся в иле, сооружая трубчатые домики из растительных остатков, скрепленных шелковой нитью. В свою очередь, на мотыля охотятся прожорливые личинки и вислокрылок.

На свой лад приспособилась к дефициту кислорода личинка журчалки-стреловидки, которую называют крыской. Обычно она лежит, зарывшись в ил и выставив наружу трехколенную дыхательную трубку, растущую прямо из брюшка. Длина самой личинки не превышает 15-20 мм, зато трубка может вытягиваться на 10 см, чтобы достать до поверхности, и позволяет личинке пользоваться благами обеих сред - безопасностью уютного водоема и атмосферным кислородом. Прудовая рыба

2. Биоценозы прудов и озер

В теплых водах прудов и озер, изобилующих мелкими беспозвоночными и буйной растительностью, настоящее раздолье для рыб, особенно для видов, хорошо переносящих недостаток кислорода. Обыкновенный карп - высокотелая рыба с крупным выступающим вперед ртом, сенсорными усиками и длинным спинным плавником - прекрасно чувствует себя в прудах и озерах с теплой водой и избытком водорослей. В неволе карпы живут до 50 лет, иногда набирая вес до 20 кг.

Меньший кузен карпа - линь, - копаясь в придонном иле, кормится животными остатками и мелкими беспозвоночными. На зиму линь зарывается в ил и покрывается слоем слизи.

Щука - зубастая хищница с вытянутым стреловидным телом - отлично приспособлена к молниеносным броскам на добычу из засады. Она предпочитает заросшие пруды, озера и медленные равнинные реки. Ее пятнистая, зеленоватая кожа сливается с растительностью, позволяя незаметно выслеживать мелкую рыбешку. При случае щука не прочь полакомиться водяной полевкой или птенцами водоплавающих птиц.

Быстрые, холодные воды ручьев всегда насыщены кислородом, но из-за сильного течения животным приходится изобретать всевозможные способы удержаться на месте в стремительном потоке. Для этой цели служат три приспособления. У одних это плоское или обтекаемое тело, оказывающее минимальное сопротивление водному потоку; другие постоянно гребут против течения, третьи крепко цепляются крючками или присосками к камням. Более того, многие обитатели быстрых речек и ручьев предпочитают жить у самого дна. Здесь можно укрыться от течения за камнями, да и течение слабее из-за трения о речное дно.

Плоскотелые беспозвоночные существа, вроде личинок поденки и веснянки, часто прячутся в расщелинах между камнями или пластом лежат на дне. Улитки и моллюски-блюдечки полагаются на присоски своих мускулистых ног, а саламандры покрывают кладки яиц слоем липкой слизи и приклеивают их к камням. Некоторые личинки ручейника сооружают крохотные домики, отягощая их для верности грузилами из песчинок или камешков. Другие сплетают густую паутинку, за которую и держатся острыми коготками.

3. Реки и их обитатели

Реку можно разделить на несколько зон по видам обитающих в них рыб. У форели, гольяна и хариуса вытянутое обтекаемое тело, приспособленное к жизни в стремительных горных потоках и порожистых верховьях рек

Елец, усач и голавль из семейства карповых - типичные обитатели среднего течения реки. Елец - стройная серебристая рыбка длиной до 25 см, предпочитающая чистую, прозрачную воду и быстрое течение. По соседству с ним селится и усач. У более крупного голавля широкая голова и оливково-зеленая спинка. Его излюбленные места обитания - чистые мелководные стремнины, хотя и в глубоких омутах он частый гость.

Голавль нередко попадается и в нижнем течении рек, но здесь скорее вотчина леща. Это высокая золотисто-коричневая рыба, достигающая 60 см в длину. Лещ хорошо приспособлен к жизни в придонных водах, где вытянутым в трубочку ртом всасывает мотыля, красных червей и прочих беспозвоночных.

Сомик-кошка и члены его семейства живут на самом дне североамериканских рек. Как и у леща, рот рыбы-буйвола приспособлен для всасывания корма. У сомиков глазки маленькие, и корм они отыскивают с помощью чувствительных, похожих на кошачьи усов, которым и обязаны своим названием.

Тело у сомика-кошки гладкое, но толстая, скользкая кожа покрыта защитным слоем слизи. В природных условиях эта плоскобрюхая, широкоголовая рыба достигает 38 см в длину. В условиях тропиков рыбам приходится приноравливаться к пересыханию водоемов и длительной жизни в изолированных лужицах. В прогретой стоячей воде кислорода гораздо меньше, чем в холодной проточной, и у многих тропических пресноводных рыб наблюдаются изменения дыхательного аппарата. У некоторых сомиков-кошек разветвленные, или мешковидные, жаберные камеры открываются в самом верху жаберной полости. У южноамериканского рогозуба и его четырех африканских сородичей имеется пара похожих на мешочки легких. Австралийская баррамунда дышит обычными жабрами, а единственным легким пользуется только в стоячей, бедной кислородом воде.

Изобилующие животной и растительной жизнью пресные водоемы привлекают многочисленных птиц, приспособившихся к жизни по соседству с водой. В верховьях рек и ручьев Европы и западной части Северной Америки часто можно встретить оляпку. Она легко перескакивает с камешка на камешек где-нибудь у кромки воды, а затем вдруг стремительно ныряет, высмотрев на дне вкусную личинку. Ручьевая утка живет по берегам горных речушек в южноамериканских Андах, на высотах до 4500 м. Как и оляпка, она отлично плавает и ныряет, не боясь бурного течения. С каменистых берегов горных потоков совершает акробатические прыжки в воду горная трясо1узка, добывая поденок. Ниже по течению гнездятся другие виды, выбирая жилье в зависимости от берегового рельефа. Так, реки с широкими галечными отмелями привлекают куликов-сорок и галстучников, а обрывистые берега - излюбленное место гнездования зимородков и ласточек-береговушек.

Заключение

Водная экосистема это природный объект, который является единством взаимозависимых среды и обитающей в ней биоты. Поэтому, для того, чтобы охарактеризовать состояние водной экосистемы, необходимо знать показатели воды как среды обитания и показатели биотической (организменной) части экосистемы.

Каждая водная экосистема находится в определенном состоянии, которое выражается в определенном сочетании показателей средовой и организменной составляющих водной экосистемы. Конкретному состоянию водной экосистемы соответствует определенный уровень способности к самоочищению, который может быть охарактеризован сочетанием показателей среды и биоты, а набор и величины их могут быть выражены в интервалах значений.

Способность экосистем поверхностных водных объектов к самоочищению эксплуатируется при антропогенной деятельности как механизм утилизации сточных вод. Поэтому возникает необходимость адекватно ее оценивать, что невозможно сделать без экосистемного подхода к водному объекту.

На способность к самоочищению, а, следовательно, на состояние водной экосистемы, влияет ряд факторов как внешнего воздействия на водный объект, так и внутренних закономерностей саморазвития его водной экосистемы

Список литературы

1. Астраханцев Г.П., Меншуткин В.В., Петрова Н.А. Моделирование экосистем больших стратифицированных озер. – М.: Наука, 2003. – 363 с.

2. Сердюцкая Л.Ф. Системный анализ и математическое моделирование экологических процессов в водных экосистемах. – М.: Либроком, 2009. – 144 с.

3. Техногенное загрязнение речных экосистем. – М.: Научный мир, 2002. – 140 с.

4. Экосистемы малой реки в изменяющихся условиях среды. – М.: КМК, 2007. – 384 с.

www.neuch.ru

Смотрите также

• 
  Бородинская битва реферат
• 
  Реферат гомера одиссея
• 
  Реферат магеллан фернандо
• 
  Посуда лабораторная реферат
• 
  Брюсов валерий реферат
• 
  Франческо петрарка реферат
• 
  Селекция животных реферат
• 
  Реферат про акулу
• 
  Про акулу реферат
• 
  Логические элементы реферат
• 
  Геодезические приборы реферат