Реферат: Охрана Водных Экосистем

--PAGE_BREAK--  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,    продолжение
--PAGE_BREAK--