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 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 энер-

гетические 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

про-мысла, 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 отдель-

ных 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.

Страницы: 1, 2