Главная

Популярная публикация

Научная публикация

Случайная публикация

Обратная связь

ТОР 5 статей:

Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия

Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века

Ценовые и неценовые факторы

Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка

Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы

КАТЕГОРИИ:






Фактори (чинники) водного середовища та їх дія на гідробіонтів




Фізичні, хімічні, фізико-хімічні, гідрологічні, оптичні та інші параметри водного середовища є необхідними умовами існування водяних організмів, формування і функціонування їх популяцій, співтовариств, біоценозів та екосистем в цілому.

Вода є не тільки навколишнім середовищем для гідробіонтів - вона одночасно є і їхнім внутрішнім середовищем, оскільки їх тіло на 90 % складається з води. Гідробіонти створюють також зовнішнє середовище один для одного, виділяючи кисень, споживаючи вуглекислий газ, виділяючи продукти свого обміну (екзометаболіти), поїдаючи одне одного (хижаки- жертви) тощо.

Кожен організм живе у системі взаємодії з навколишнім середовищем, без якого, за словами відомого еколога XIX століття професора Рульє, “він не може ні народитися, ні жити, ні вмерти”.

Всі параметри навколишнього середовища, які так чи інакше впливають на життя у водоймах, мають назву фактори, або чинники. їх поділяють на абіотичні, біотичні та антропічні.

Абіотичні фактори поділяють ще на космічні та земні. Космічні фактори - це насамперед сонячне випромінювання, до складу якого входять 45 % видимого світла, до 10 % ультрафіолетового та 45 % інфрачервоного випромінювання. Завдяки сонячній радіації можливий фотосинтез водяних рослин - основний процес утворення органічної речовини. Сонячна радіація зумовлює нагрівання води, тобто регулює її температуру - найважливіший екологічний фактор життєдіяльності водяних організмів. Крім того, на все живе на Землі, в тому числі і на гідробіонтів, діють різні види космічного випромінювання: гама-промені та інші радіоактивні інгредієнти, а також магнітне поле Землі, що періодично збурюється під впливом вибухів на Сонці. Природний магнетизм відіграє значну роль в міграціях водяних ссавців (кити, кашалоти, дельфіни) та деяких мігруючих риб (вугрі).

Найважливішу екологічну роль відіграють сили всесвітнього тяжіння, які зумовлюють припливно-відпливні явища в океанах і морях, а з ними найтісніше пов’язані мінливі умови життя організмів шельфу та літоралі, яка періодично обводнюється та висихає. Чергування дня і ночі та інші періодичні явища, пов’язані з обертанням Землі навколо Сонця, впливають на поведінку, спосіб життя та процеси розмноження водяних тварин.

Наслідком пристосування гідробіонтів до періодичних коливань космічних факторів є формування так званого “біологічного годинника” (або

циркадних ритмів), тобто ритмічних коливань життєвих процесів водяних тварин згідно з коливаннями умов довкілля (вони зберігаються і в тих випадках, коли гідробіонти живуть поза межами свого природного середовища (наприклад, в акваріумах). Біоритми властиві навіть водоростям (наприклад, вони відомі у синьозеленої водорості осциляторії). Цей механізм запрограмований генетично внаслідок тривалого еволюційного процесу. До чергування дня і ночі пристосувалися багато “нічних” тварин, які живляться переважно вночі.

Сезонні зміни, пов’язані з обертанням Землі навколо Сонця, а у зв’язку з ним - з сезонними коливаннями температури води, позначаються на всьому складі гідробіоти: весняний, літній, осінній планктон систематично змінюють один одного у водоймах. Процеси розмноження гідробіонтів приурочені до теплих періодів, тоді як восени життя пригнічується, а взимку завмирає, значна частина тварин перебуває в стані анабіозу або відкладає стійкі яйця (спори, цисти), рослинні організми відмирають. Риби здебільшого не живляться і зимують у нерухомому стані.

Спалахи розмноження гідробіонтів (або “хвилі життя” за В.І. Вернадським) також приурочені до сезонних змін температури та освітлення. Загалом, все життя у воді цілком підлягає впливу Сонця та пов’язаних з ним ритмів фізичних, хімічних, гідрологічних та інших процесів.

Із числа земних (абіотичних) факторів найбільше екологічне значення мають фізичні та гідрохімічні властивості самої води - питома вага, в’язкість, поверхневий натяг, каламутність, освітленість, прозорість, колірність. Гідрологічний режим водойм зумовлює формування специфічних угруповань організмів, пристосованих до умов уповільненого стоку (стагнофільні угруповання) чи до умов протічності (реофільні угруповання). Відповідно формуються лентичні або лотичні екосистеми, що суттєво відрізняються як за складом біоти, так і за особливостями перебігу гідробіологічних процесів.

На великих глибинах океанів і морів найважливішим серед фізичних факторів є атмосферний тиск.

Фізико-хімічні фактори - це активна реакція середовища (рН), окиснювано-відновний потенціал (ЕЬ), лужність, жорсткість, осмотичний тиск.

Хімічні фактори - це вміст кисню, вуглекислоти, інших розчинених газів, мінералізація, сольовий склад, солоність, органічні речовини, наявність забрудників різного хімічного складу.

Для донних організмів важливе значення як фактори мають структура донних відкладів, рівень замуленості, вміст органічної речовини в мулах тощо.

Біотичні фактори - це самі водяні організми, що впливають один на одного різними шляхами. Серед них - зміна умов (кондиціювання) середовища переважаючими видами (едифікаторами), наприклад зміни вмісту кисню і вуглекислого газу у водоймах, зарослих вищими водяними рослинами; поїдання одних видів іншими (рослин - тваринами, “мирних” тварин хижими - тобто процеси, що формують трофічні ланцюги (система

“хижак-жертва”); паразитування одних організмів на інших; використання одних організмів як місця притулку інших та багато інших зв’язків, що складаються між мешканцями водойм за тривалий чи короткий час існування екосистеми. Такий комплекс зв’язків власне і становить суть екосистеми як концентрованого осередку життя, бо, як зазначав відомий еколог М.М. Камшилов, “ зв’язки і відносини - це не зовнішній атрибут життя, а саме життя”.

Будь-який організм чи об’єднання організмів завжди живе в системі екологічних зв’язків і поєднання (констеляції) різних взаємодіючих факторів. Наслідком такої взаємодії стає або процвітаюче життя, або животіння, або смерть - як на організменому, так і на популяційному і біоценотичному рівнях, хоча надорганізмені системи більш стійкі до коливання факторів, ніж окремі особини.

У XX столітті найбільшого значення для водного середовища набули антропічні фактори.

Господарська діяльність людини, хижацьке використання рибних запасів, необмежений промисел морських тварин призвели до різкого зниження чисельності корисних водяних тварин, до перебудови структури біоценозів, вимирання найменш захищених видів.

Найважливіші антропічні фактори, що впливають на весь хід біологічних процесів у біосфері, це - гідротехнічне будівництво (зарегулювання річок греблями, міжбасейнове перекидання стоку тощо), надмірне водокористування, забруднення водойм стічними водами різних виробництв та комунально-побутовими стоками, нафтове забруднення морів і океанів - внаслідок аварій танкерів, а прісних вод - внаслідок судноплавства та широкого використання моторних човнів для рекреації та рибальства.

Серед антропічних факторів, що найбільше змінюють якість природних вод та знижують біологічну продуктивність водойм, можна відмітити шість: евтрофікація (евтрофування), що зумовлюється підвищенням вмісту у воді біогенних речовин - азоту і фосфору та призводить до надмірного розвитку водоростей і подальшого самозабруднення водойм при їх відмиранні; органічне забруднення (сапробізація); токсичне забруднення хімічними речовинами різного походження (токсифікація); “теплове” забруднення внаслідок скидання у водні об’єкти підігрітих вод теплових та атомних електростанцій; кислотні дощі, що змінюють активну реакцію води (рН) (ацидифікація). У 50-70 роки XX століття внаслідок багаторазового випробовування атомної та термоядерної зброї великого значення в біосфері в цілому та в гідросфері зокрема набуло радіонуклідне забруднення, яке виникає і при аваріях на атомних електростанціях (в Україні - це аварія на Чорнобильській АЕС, 1986 р.). В той же час водяні організми протягом усієї геологічної історії Землі підлягали впливові природної радіоактивності гірських порід, океанічного дна та інших природних джерел.

Докладніше ці питання розглядаються у відповідних главах та розділах підручника.

Абіотичні фактори піддаються кількісному вимірюванню і виражаються у відповідних міжнародно стандартизованих одиницях виміру (табл. 1).

 

 

Таблиця 1

Одиниці вимірювання основних факторів, що застосовуються в

гідроекології

Фактори Одиниці вимірювання Позначення одиниць
Космічні фактори
Інтенсивність сонячної радіації Кілоджоуль на см кв площі за хвилину
Освітленість Люкс Лк
Сила тяжіння Ньютон Н
Земні фактори
Гідромеханічні    
Поверхневий натяг Ньютон на метр Н/м
В’язкість Паскаль*секунду Па*с
Гідрологічні    
Швидкість течії Метр за секунду м/с
Висота хвиль метр м
Фізичні    
Питома вага води Грам на кубічний сантиметр г/
Магнітне поле Землі Ампер на метр А/м
Електропровідність Сименс См
Атмосферний тиск Паскаль Па
Температура води Градуси (за Цельсієм)
Теплопровідність Ват на (метр*Кельвін) Вт/(м*К)
Прозорість води Сантиметри (за білим диском) см
Фізико-хімічні фактори    
Активна реакція середовища(рН) Одиниці рН рН
Окислювано-відновний потенціал(Eh) Мілівольт мВ
Лужність Моль на дециметр кубічний моль/
Жорсткість Моль на дециметр кубічний моль/
Осматичний Тиск Паскаль Па
Хімічні показники    
Вміст кисню Міліграм на дециметр кубічний, сантиметр кубічний на дециметр кубічний, процент насичення мг/   /   %нас.
Вміст вуглекислоти та ін. розчинених газів (азот, метан, сірководень) Міліграм на дециметр кубічний, сантиметр кубічний на дециметр кубічний, процент насичення мг/   /   %нас.
Мінералізація загальна Грам на дециметр кубічний гр/
Солоність Грам на дециметр кубічний,проміле гр/
Вміст мікроелементів Мікрограм на дециметр кубічний мкг/
Антропічні фактори
Рівень органічного забруднення (окиснюваність) Міліграм (мікрограм) атомарного кисню на дециметр кубічний мг(мкг)О/
Біологічне середовище кисню (БКС) Міліграм молекулярного кисню на дециметр кубічний мг /
Концентрація забрудників Міліграм (мікрограм)на дециметр кубічний мг(мкг)/

 

Кожний вид має свою шкалу відношень до тих чи інших факторів (екологічна валентність). Така шкала термінологічно визначається префіксами: “оліго” - мало, “мезо” - помірно, “полі” - багато, а також “стено” - постійно або стабільно і “еврі” - скрізь.

Фактори за їх кількісним значенням можуть знаходитися для тих чи інших видів на рівні мінімуму, оптимуму або максимуму. Найгірший рівень, що призводить до загибелі організмів, називається песимумом.

Серед факторів виділяють особливо важливі (лімітуючі), наприклад вміст кисню, фосфатів тощо.

Різні фактори можуть взаємодіяти між собою, підсилюючи або послаблюючи негативний вплив на біоту. У першому випадку йдеться про синергічну дію, а в другому - про антагоністичну. Наприклад, отруєння риб посилюється в умовах кисневого дефіциту, а вищі водяні рослини є антагоністами водоростей, виділяючи речовини, що згубно діють на них (альгіциди або антибіотики природного походження). До того ж характер взаємодії може бути непрямим, а опосередковуватися через ряд проміжних процесів, або дія може бути двобічною: наприклад, риба білий амур, виїдаючи вищі водяні рослини, загалом підвищує рибопродуктивність ставів, але разом з тим підриває кормову базу коропа, який живиться серед заростей макрофітів, та спричиняє погіршання газового режиму внаслідок їх видалення.

Багатофакторність водного середовища та взаємодія факторів зумовлюють ті труднощі, які виникають при з’ясуванні причин тих чи інших аномальних явищ у водних екосистемах та прогнозуванні змін, що можуть виникати під впливом природних чи антропічних факторів.

 

 

викладач: Бобко А.О.

Лекція 2






Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:

vikidalka.ru - 2015-2024 год. Все права принадлежат их авторам! Нарушение авторских прав | Нарушение персональных данных