Скачать реферат, курсовой Охрана водных экосистем бесплатно
Этот реферат, курсовую работу на тему "Охрана водных экосистем" вы может совершенно бесплатно скачать с этого портала, как и другие работы. Эти работы помогут школьнику, студенту, абитуриенту. Необходимым условием при использовании Охрана водных экосистем и других рефератов с нашего порталаявляется их использование только в личных целях без коммерческой выгоды.
Охрана водных экосистем
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 поэтому многие родники лишены жизни. Только некоторые
двусторонние моллюски и рачки могут сравнительно долго выносить высокие
концентрации СО2, нейтрализуя его путем растворения извести раковин в своей
телесной жидкости. Для растений высокие концентрации СО2 безвредны.
Сероводород в водоеме образуется почти
исключительно биологическим путем, за счет деятельности различных бактерий. Для
водного населения он вреден как косвенно, так и непосредственно. Для многих
гидробиоитов он смертелен даже в самых малых концентрациях. Образование больших
количеств Н2S может вызвать заморы. Помимо серных бактерий Н2S окисляют
фотосинтезирующие пурпурные и некоторые виды зеленых бактерий, использующие
сероводород в качестве донора водорода и спасающие тем самым население водоема.
Ионы минеральных солей играют в жизни
гидробиоитов самую различную роль: одни из них используются растениями для
построения тела и получившие название биогенов. На других они оказывают
физиологическое влияние, вызывая резкие сдвиги в процессах обмена веществ.
Виды, выносящие большие колебания солености, называются эвриолинными, в отличие
от стенолинных, не выдерживающих такие перепады. Большое экологическое значение
для гидробиологов имеет не только суммарное количество ионов, но также и их
состав, соотношение. Существенное значение имеет тот факт, что с увеличением
солености понижается точка замерзания воды.
Взвешенные в воде вещества с известной
степенью условности могут быть подразделены на возмущенный грунт , содержащий
небольшее количество органического вещества, и детрит, в котором его
сравнительно много. Присутствие в воде большого количества взвешенных частиц
оказывает на водное население самое разнообразное влияние. Снижение
прозрачности воды в результате возмущения грунта с одной стороны уменьшает
освещение донных растений, а с другой -сопровождается увеличением концентрации
биогенов. Неблагоприятное воздействие оказывает минеральная взвесь на животных,
отфильтровывающих свой корм в толще воды, и засыпая организмы, обитающие на
грунте.
Температура, свет, звук и другие колебания
воздействуют на водное население или непосредственно или играют роль условных
сигналов. К первому случаю относится, например, влияние температуры на
протекание многих биологических процессов, значение света для фотосинтеза и
т.п.
Термический режим отдельных водоемов
определяется их географическим положением, глубиной, особенностью
циркулирования водных масс и многими другими факторами. Поступление тепла в
водоем зависит главным образом от проникновения солнечной радиацией и и
контакта с менее нагретой атмосферой. Известную роль играет тепло выпадающих
осадков. В последние годы тепловой режим многих водоемов претерпевает
существенные изменения под влиянием поступления в них подогретых вод из охлаждающих
контуров тепловых и атомных станций. Температурный водный баланс безусловно
зависит от времени года.
У многих гидробиоитов, периодически
подвергающихся действию отрицательных температур вырабатываются адаптации,
предупреждающие замерзание соков тела. В основном они сводятся к снижению точки
замерзания соков и повышению их способности к переохлаждению. Благодаря этим
адаптациям некоторые организмы переносят понижение температуры до -10'С,
например, мидии. Чем чаще и сильнее периодические изменения температуры в
естественных местах обитания гидробиоитов, тем выше их устойчивость к холодовым
и тепловым повреждениям.
Большое экологическое значение температура
имеет как фактор влияющий на скорость протекания процессов, в частности
дыхания, роста и развития. Повышение температуры обычно сопровождается
ускорением всех процессов.
Во всех случаях оптимальные для роста
амплитуды и скорости изменения температуры оказались сходными с теми
перепадами, какие рыбы испытывают в природных местах обитания. По-видимому, для
организмов неблагоприятно стационарное состояние фактора, если в естественных
условиях оно динамично. Организмы, исторически адаптированные к экологическому
разнообразию, не только ризестентны к нему, но и нуждаются в нем; экологическое
однообразие в своем предельном выражении, создаваемом в искусственных условиях,
не соответствует физическим потребностям организмов, уменьшает их
жизнедеятельность.
Особенно большое экологическое значение
свет имеет для фотосинтезирующих растений. Из-за его недостатка они отсутствуют
на многокилометровой глубине океанических вод. Реже растения страдают от
избытка света и отсутствуют в поверхностном слое воды, если его освещенность
становится черезмерной.
Большинству животных свет нужен для
распознания среды и ориентации движений. Под контролем светового фактора
происходят грандиозные миграции, когда каждые сутки миллиарды тонн живых
организмов перемещаются на сотни метров с поверхности в глубину и обратно. В
очень большой степени от света зависит окраска гидробиоитов, которая у ряда
животных может даже меняться, обеспечивая маскировку.
Ориентируясь на свет, гидробиоиты находят
для себя наиболее выгодное положение в пространстве. Особенно большое значение
свет имеет для организмов, совершающих суточные миграции. В большинстве случаев
начало подъема и спуска определяется временем наступления той или иной
освещенности.
Восприятие звука у водных животных развито
относительно лучше, чем у наземных. Звук быстрее и дольше распространяется в
воде, чем на суше. Известное значение в жизни гидробиоита имеют шумовые
нагрузки, связанные с деятельностью человека -работой лодочных и корабельных
моторов, турбин, подводным бурением и т.д. У гидробиоитов одновременно
снижается скорость дыхания, темп роста и доля яйценосных самок; привыкание к
шуму не наблюдается даже после месячного содержания рыб в таких условиях.
Очевидно,весьма значительную, но еще
малоизученную роль играют в жизни гидробиоитов электрические и магнитные поля.
Благодаря высокой чувствительности электрорецепторов, многие гидробиоиты
способны воспринимать богатейшую информацию, в частности различают особей
своего вида и врагов, скорость и направление течений, температуру, солевые и
газовые ингредиенты, а также устанавливают симптомы, предшествующие аномальным
природным явлениям.
Экологические основы жизнедеятельности.
В биосферном аспекте питание -один из
основных процессов, благодаря которому осуществляется круговорот веществ в
природе. В более узком плане питание выступает как процесс включения того или
иного органического вещества вкакие-либо конкретные организмы, желательные или
нежелательные для человека. Управление этим процессом в целях усиления
воспроизводства нужного биологического сырья, формирования высокого качества
воды и охраны чистоты водоемов в условиях их комплексного использования -одна
из актуальнейших проблем.
Пищевые адаптации водных организмов с
одной стороны направлены на добывание корма нужного количества, т.е.
обуславливают выборность или элективность питания; а с другой стороны
обеспечивают определенный уровень интенсивности питания, т.е. добывание корма в
нужных количествах и достаточно высокую степень его переваривания.
Покровы гидробиоитов полупроницаемы.
Находясь в воде они должны противостоять физико-химическим силам выравнивания
осмотических и солевых градиентов, а временно оказываясь в воздушной среде
избежать потери влаги. Для противостояния силам выравнивания водные организмы
вырабатывают ряд адаптаций, Направленных, с одной стороны, на активное
поддержание нужных градиентов, а с другой- уменьшение до минимума
физико-химических эффектов, в частности за счет снижения проницаемости
покровов. Последний путь, энергетически более экономный, используется в
ограниченных пределах, поскольку растущая изоляция от среды осложняет процессы
обмена веществ с нею.
Процессы регуляции водно-солевого обмена
обеспечиваются работой выделительной системы, рядом морфологических и
поведенческих адаптаций. Приспособление к снижению влагоотдачи и некоторые
другие предохраняют гидробиоитов от гибели вне воды, например в
приливно-отливной зоне, в пересыхающих водоемах, при периодических выходах на
сушу. Ряд адаптаций обеспечивает защиту водных организмов от осмотического
обезвоживания и обводнения, создающих угрозу механического повреждения клеток.
В соответствии с этим решается задача регулирования и концентрации соотношения
отдельных ионов в клетках тела. Совершенством адаптаций, обеспечивающих
стабилизацию водного и солевого обмена, определяется их способность
существовать в водах различной солености и выживать в осматически неустойчивой
среде.
Помимо расширительного понимания дыхания
как всякого высвобождающего энергию биологического окисления, есть и более
узкое, распространяющееся только на процессы, связанные с поглощением
кислорода. Аэробное дыхание в воде сложнее, чем на суше. У наземных животных
влага на дыхательных поверхностях нормальное и несколько меньшее количество
растворееного кислорода. Если вода, омывающая дыхательные структуры
гидробиоитов, насыщена кислородом, то условия их дыхания не хуже, а даже лучше,
чем у наземных форм. Однако, гораздо чаще содержание кислорода в воде немного
ниже нормального и в таких случаях распираторная обстановка для гидробиоитов
крайне неблагоприятна. При этом следует учесть, что концентрация кислорода
снижается в результате жизнедеятельности самих гидробиоитов, и не всегда
достаточно быстро восстанавливается за счет тех или иных внутриводоемных
процессов. Сложность распираторных условий в воде обусловила выработку у
гидробиоитов ряда морфологических, физиологических и биохимических реакций
организма, обеспечивающих нужный уровень интенсивности дыхания в более или
менее широком интервале концентраций растворенного кислорода. Регулируя
интенсивность газообмена, гидробиоиты маневренно оптимизируют свою энергетику,
экономичность процессов реализации программы роста и развития. В условиях
крайнего дефицита кислорода гидробиоиты предельно снижают свою активность и
некоторое время выживают благодаря использования минимума энергии. Небольшое
число гидробиоитов постоянно существуют в отсутствие растворенного кислорода,
извлекая его из химических соединений и добывая энергию другими способами.
Росту организмов сопутствует их развитие
-поступательное изменение всей организации тела, направленное на достижение
оптимального репродуктивного состояния, обеспечение необходимой эффективности
размножения. В ходе онтогенеза, перестраиваясь структурно и функционально,
организмы достигают репродуктивной зрелости. Чем больше образуется потомков и
выше их выживаемость, тем успешнее реализуется жизненная стратегия вида
-максимизация в биосфере, свойственной ему формы трансформации веществ и
энергии, универсализация своего образа жизни, предельное усиление своей
биогеохимической функции на Земле. Поскольку такая тенденция свойственна всем
видам, это усиливает их конкуренцию на материальные и энергетические 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 промысла, 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 отдельных 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.
Назад
В начало реферата
Если у вас есть аналогичные работы Охрана водных экосистем сообщите нам об этом. Также нам будет интересны рефераты, дипломные работы по теме Охрана водных экосистем, а также курсовые работы. Присылайте их нам, помогите в учебе другим людям.
|