Предмет, завдання і методи екології водних об’єктів

Лекція 1 Вступ

Предмет, завдання і методи екології водних об’єктів.

Основні поняття і терміни екології водних об’єктів.

Фактори (чинники) водного середовища та їх дія на гідробіонтів

Предмет, завдання і методи екології водних об’єктів

Екологія водних обєктів - це біологічна наука, яка вивчає водні екосистеми або їх частини як цілісну систему взаємодіючих живих (біотичних) і неживих (абіотичних) компонентів.

В сучасній біологічній науці розрізняють дев’ять рівнів організації живого: молекулярний, генний, клітинний, тканинний (суборганізмені рівні), організмений та надорганізмені рівні - популяційний, біоценотичний та екосистемний. Найвищим рівнем організації життя на нашій планеті є біосферний. Кожний з цих рівнів вивчається різними науками (молекулярна біологія, генетика, цитологія, гістологія, фізіологія, популяційна екологія, біоценологія, біосферологія та біогеохімія).

Гідроекологія вивчає закономірності життя переважно на надорганізмених рівнях - популяційному, біоценотичному та екосистемному - в нерозривному зв’язку з умовами водного середовища та прилеглих територій. При цьому вона спирається на закономірності, встановлені в науках про нижчі рівні організації, але має свої підходи і методи вивчення біологічних та інших природних процесів, що протікають у водному середовищі.

Гідроекологія поєднує вивчення біологічних процесів та абіотичних компонентів та їх ролі у функціонуванні водних екосистем. Розглядаючи водну екосистему як цілісну функціональну одиницю біосфери, гідроекологія спирається на такі базові дисципліни, як ботаніка, зоологія, мікробіологія, гідробіологія. Найширше гідроекологія використовує дані гідрологічних і гідрохімічних досліджень, зокрема таких напрямів цих наук, як екологічна гідрологія (екогідрологія) та екологічна гідрохімія. Останнім часом важливе значення як складові частини гідроекології набули такі напрями, як водна радіоекологія та водна токсикологія.

Проте в гідроекології сформувались свої інтегральні підходи до вивчення і оцінки структури і функціонування водних екосистем як складних систем надорганізменого рівня.

Гідроекологія - не лише біологічна наука, а, водночас - і соціально- екологічна дисципліна, оскільки вона розглядає вплив господарської діяльності людини на якість води, стан та функціонування водних екосистем в цілому як складових довкілля людини і тому має велике соціальне значення.

Тепер водойм з антропогенно незміненими екосистемами практично немає. Мова може йти лише про ступінь і характер таких змін та їх причини. Це можуть бути: гідротехнічне будівництво, зокрема зарегулювання річкового стоку при спорудженні гребель, випрямлення русел річок, поглиблювання дна, скидання у водні об’єкти підігрітих та забруднених вод, а також надходження забрудників з водозбірної площі. Під їхнім впливом істотно змінюються фізико-хімічні та біологічні процеси у водних екосистемах, які можуть втрачати свою природну стійкість, а це призводить до різкого погіршання їхнього стану, якості води та зниження біологічної продуктивності.

Найважливіша проблема сучасної гідроекології - це ЯКІСТЬ ВОДИ, зокрема екологічні основи її формування в екосистемах різних водних об’єктів - річках, озерах, водосховищах тощо, а також у морях і океанах. Це

- процеси забруднення - самоочищення, відгуки екосистем на різні антропогенні впливи: евтрофування, органічне забруднення, підігрів теплими водами атомних і теплових електростанцій (термофікація), кислотні дощі (ацидифікація), хімічні (токсичні) забруднення (токсифікація), радіонуклідне забруднення, стічні води різних виробництв.

Важливе значення має вивчення змін у водних екосистемах внаслідок гідробудівництва (спорудження гребель, каналів тощо). Такі знання необхідні для гідротехнічного проектування, яке має враховувати вплив гідроспоруд на водне середовище - якість води та біологічні процеси в ньому.

Друга найважливіша проблема, спільна з гідробіологією та іхтіологією

- БІОЛОГІЧНА ПРОДУКТИВНІСТЬ ВОДОЙМ, з якою пов’язано вирішення багатьох проблем рибного господарства та рибного промислу: рибництво в природних водоймах, ставкове рибництво, відтворення рибних запасів, промислових безхребетних тварин (раки, краби, молюски) та водоростей, штучне розведення корисних водяних тварин (аквакультура) та багато інших питань використання водяних організмів у народному господарстві.

В умовах посиленого антропогенного пресу біологічна продуктивність водойм істотно знижується, тому вона безпосередньо пов’язана з якістю води. Обидві проблеми розглядаються в гідроекології у взаємозв’язку, оскільки якість води значною мірою формується під впливом біологічних процесів.

Важливе значення має також розробка засобів боротьби із шкідливими організмами - збудниками і перенощиками збудників інфекційних та паразитарних захворювань людини, свійських тварин і риб, з організмами, що створюють перешкоди в комунальному, питному та промисловому водопостачанні, судноплавстві, експлуатації гідроспоруд тощо.

Основна мета досліджень і практичної діяльності в галузі гідроекології полягає в науковому обгрунтуванні шляхів та засобів збереження водного середовища і життя в ньому як необхідної основи існування людського суспільства та розвитку продуктивних сил. А це значить - передбачати можливі негативні наслідки господарської діяльності та керувати

природними процесами у водному середовищі, спираючись на знання закономірностей їх перебігу.

В поєднанні з науково-технічними розробками гідроекологічні дослідження дозволяють вирішувати проблеми збереження довкілля найбільш раціонально і економічно ефективно. У світовій практиці такий підхід має назву МЕНЕДЖМЕНТ довкілля.

Для вирішення своїх завдань гідроекологія спирається на багатий арсенал методів, які включають, як і в кожній природничій науці, спостереження в природі; вивчення видового складу живого населення водойм та кількісних показників розвитку окремих видів; хімічний аналіз води та донних відкладів; експеримент на окремих популяціях, біоценозах та екосистемах, лабораторні експерименти та експерименти на природних водоймах, лабораторне та математичне моделювання водних екосистем, новітні технічні засоби - підводне телебачення, використання різних датчиків для отримання оперативної інформації про стан водяних організмів. Для опрацювання отриманої інформації застосовується комп’ютерна техніка (екоінформатика). В останні десятиріччя великого значення набули аерофотоз’йомка великих водних об’єктів та фотографування з Космосу - із штучних супутників Землі, що дають широкомасштабну панораму водних систем - річкових та озерних басейнів, водосховищ, а також морів і океанів.

Для біологічних досліджень водного середовища широко використовуються спеціальні прилади - планктонні сітки, планктонозбирачі, планктоночерпаки, трали, драги, дночерпаки (для збирання проб донних тварин), які дозволяють проводити аналіз видового складу водяної флори і фауни, зокрема її мікроскопічних компонентів, а також обраховувати чисельність та біомасу, тобто концентрацію водяних організмів, у певних точках водойм та їх динаміку в просторі і часі.

Спостереження на природних водних об’єктах найбільш інформативні тоді, коли вони проводяться регулярно в певних місцях через певні проміжки часу. Гідроекологічні спостереження звичайно мають комплексний характер, тобто поєднують діяльність фахівців різного профілю - гідрологів, гідрохіміків, гідробіологів різних вузьких спеціалізацій (гідроботаніків, планктологів, бентологів тощо). Така організація спостережень має назву моніторинг (від англ. to monitor - спостерігати).

У багатьох розвинутих країнах світу, а в останні роки і в Україні дані моніторингу, який здійснюється різними організаціями та установами, концентруються в національних комп’ютерних центрах (геоінформаційні системи).

В Україні гідроекологічними дослідженнями займаються наукові установи Національної академії наук (Інститут біології південних морів ім. О.О. Ковалевського (Севастополь, філіал в Одесі та в Криму - Карадаг); Інститут гідробіології (Київ), Інститут біології Дніпропетровського університету, Інститут екологічних проблем (Харків). Гідроекологічні питання, пов’язані з інтересами рибного господарства, вивчають також Український науково-дослідний інститут рибного господарства Української

аграрної академії (УААН), Південний науково-дослідний інститут рибного господарства (Керч) та його Одеський філіал.

Окремі питання гідроекології розробляються на кафедрах Одеського, Дніпропетровського, Харківського, Львівського, Тернопільського, Чернівецького та Ужгородського університетів.

Оперативний моніторинг якості води в річках, водосховищах та інших водних об’єктах здійснює Гідрометеорологічна служба України.

Для гідроекологічних досліджень властиві комплексність, тобто колективна праця багатьох фахівців, що вивчають як водне середовище, так і його живе населення.

Дослідження та спостереження на водоймах можуть мати стаціонарний характер, тобто проводитися на певних постійних об’єктах - річках, озерах, ставах. Для таких спостережень організуються гідробіологічні станції При дослідженні морів та океанів, великих річок і побудованих на них водосховищ застосовують експедиційний метод, тобто виїзди наукових колективів за заздалегідь наміченими маршрутами на кораблях, спеціально обладнаних для наукових досліджень. Такі кораблі є в розпорядженні науково-дослідних установ багатьох країн. В Україні протягом 60-90 років працювали такі судна, як “Академік Вернадський” і "Гідробіолог" (на Дніпрі), “Професор Топачевський” (на Дніпрі і Дунаї), сейнер “Академік Зернов” (на пониззях Дніпра та лиманах Північного Причорномор’я), “Олександр Ковалевський”, “Професор Водяницький” (на морях і океанах). Експедиціями на цих суднах зібрано величезний матеріал, який покладено в основу багатьох наукових розробок.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: