Доклад
“Охрана Водных Экосистем”
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.