Лиманы.: Промежуточное положение между морскими и пресноводными экосистемами

Экология СПРАВОЧНИК

Лиманы.:  Промежуточное положение между морскими и пресноводными экосистемами

Пресноводные экосистемы.

Загрязнение пресноводных экосистем приводит к подавлению жизнедеятельности, плодовитости и гибели гидробионтов, нарушению пищевых связей, снижению устойчивости экосистем, эвтрофикации и т. д.[ …]

Пресноводные экосистемы — лентические (стоячие воды): озера, пруды, водохранилища и др., лотические или текущие воды (реки, ручьи) и заболоченные угодья (болота и марши).[ …]

Пресноводные экосистемы.

Установлено, что под влиянием загрязняющих веществ в пресноводных экосистемах отмечается падение их устойчивости, вследствие нарушения пищевой пирамиды и ломки сигнальных связей в биоценозе, микробиологического загрязнения, эвтрофирования и других крайне неблагоприятных процессов. Они снижают темпы роста гидробионтов, их плодовитость, а в ряде случаев приводят к их гибели. Наиболее изучен процесс эвтрофирования водоемов.[ …]

Пресноводные экосистемы в отличие от морских отличаются б?лыиим разнообразием. В зависимости от сочетания физико-химических и биологических показателей пресные водоемы делятся на 4 основных типа: олиготрофные, мезотрофные, эвтрофные и дистрофные (Корнберг, Дэвис, 1971).

В работе (Любимова, 1971) показано, что значения коэффициентов накопления как 908г, так и, особенно, 137Сз у растений из озера с меньшим содержанием в воде кальция и калия заметно выше, чем у представителей водной флоры из озера с большей концентрацией в воде данных макроэлементов.

В работе (Куликов, Чеботина,1988) подробно анализируется накопление 908г и 137Сз пресноводными растениями в двух южноуральских озерах разной трофности. Показано, что значения коэффициентов накопления 908г и 137Сз у растений из озера Б. Таткуль заметно выше, чем у мак-рофитов из оз. Б. Миассово.

Причиной является более высокое содержание кальция, калия, магния и натрия в воде последнего водоема. Эти результаты подтверждаются работами, выполненными на других озерах (Лейнерте, Вадзис, 1972; Буянов, 1975; «Стронций и кальций…»,1979).[ …]

ПРЕСНОВОДНЫЕ ЭКОСИСТЕМЫ (П .э.) — водные экосистемы, соленость воды в которых не превышает 3,5% (реки, озера, пруды, ручьи, временные водотоки).

Если для организмов наземных экосистем основная проблема — добыча пищи и воды, то главным дефицитом в П.э. является содержание кислорода в воде. При общей схеме функционирования П.э.

и наземных фотоавтотрофных экосистем (см. Аесные экосистемы), у них есть немалые отличия (табл. 31).[ …]

Экосистемы пресноводных водоемов подразделяются на проточные и стоячие. Проточные пресные экосистемы — ручьи и реки. Их площадь невелика в сравнении с площадью океанов.

Они наиболее интенсивно используются человеком.

Для организмов этих экосистем важное значение приобретает подвижность вод, способствующая перемешиванию и поступлению органического вещества из соседних озер и экосистем суши.[ …]

Экосистемы пресноводные — они подразделяются на три группы: лентические (от лат. — медленно, спокойно), стоячие воды (озера, пруды, водохранилища), лотические (от лат. — омывающий), проточные воды (реки, ручьи, родники) и заболоченные участки (марши и болота).

В лотических экосистемах выделяются экологические зоны: перекаты — участки с достаточно быстрым течением, где преимущественно обитают организмы, способные прикрепляться к субстрату, или хорошие пловцы (форель); и плесы — глубоководные участки с медленным течением, как правило, с мягким фунтом, что благоприятно для водных растений и развития планктона.[ …]

В пресноводной аквакультуре в зависимости от характера водоема различают лентические (стоячие воды) экосистемы— озера, пруды и лотические (текучие воды) — реки, ручьи и заболоченные угодья — болота и болотистые леса. На практике чаще всего используют стоячие, слабопроточные водоемы или водоемы озерного типа.[ …]

Пресноводные экосистемы

В водных экосистемах крупномасштабная вертикальная структура задается в первую очередь внешними условиями. В пелагиали определяющими факторами оказываются градиенты освещенности, температуры, концентрации биогенов и др.

На больших глубинах действует фактор гидростатического давления, в донных биоценозах к этому добавляется разнородность грунтов, гидродинамика придонных слоев воды. Особенности вертикальной структуры выражаются в специфике видового состава, смене доминирующих видов, показателях биомассы и продукции.

Так, в северо-западной части Тихого океана четко прослеживается вертикальная смена доминирования у видов гидромедуз: в поверхностном слое (50—300 м) преобладает Aglantha digitale, в слое 500—1000 м — Crossota brunea, а еще глубже — Botrynema bruceu.

В пресноводных водоемах к придонным слоям тяготеют популяции личинок комаров рода Chaoborus, а к поверхностным — рода Culex.

Фотосинтезирующие водоросли приурочены к верхним, лучше освещенным горизонтам, что формирует вертикальные потоки вещества и энергии, связывая сообщества эуфотической зоны с глубоководными биоценозами, жизнь которых основывается на аллохтонной (привнесенной извне) органике (А.С. Константинов, 1986).[ …]

Страшкраба М., ГнаукА Пресноводные экосистемы (математическое моделирование). М.: Мир, 1989. 374 с.[ …]

Страшкраба М., Гнаук А. Пресноводные экосистемы. Математическое моделирование: Пер. с англ. — М.: Мир, 1989. — 376 с.[ …]

Еще один пример водной экосистемы, поддерживающей высокую степень чистоты воды как условие своего существования, — экосистемы рек Северной Европы, центральное звено которых составляет пара взаимосвязанных видов — моллюск и рыба. Рыба эта — благородный лосось, или семга.

Как подавляющее большинство лососей, семга растет и достигает половозрелости в море (правда, часть популяции самцов чисто пресноводная), а на икрометание входит в реки, поднимаясь до их верховьев, где и откладывает икру.

Обязательное условие успешного развития икры и молоди семги — чистота воды и высокое содержание в ней кислорода. Это возможно только при низком содержании в воде органических соединений и остатков организмов, способных при микробиологическом разложении активно поглощать кислород.

Необходимое качество воды обеспечивается высокой численностью очень эффективно действующего фильтратора — двустворчатого моллюска пресноводной жемчужницы.

Резкое снижение численности жемчужниц из-за их перелова или загрязнения воды сбросами, к которому они очень чувствительны, приводит к устойчивому ухудшению показателей чистоты воды. Это, в свою очередь, ведет к сильному снижению численности семги, икра и мальки которой не могут выжить в загрязненной воде. Зависимость семги от жемчужницы очевидна.[ …]

Попова О. А. Роль хищных рыб в экосистемах//Изменчивость рыб пресноводных экосистем.[ …]

Биосфера является глобальной экосистемой.[ …]

Рассмотрим колебания численности в пресноводном экологическом цикле питания: «рыба—органические отбросы—разлагающие органику бактерии—неорганические продукты—водоросли—мелкие животные—рыба». Предположим, что особенно теплая погода летом обусловила быстрый рост водорослей.

Это ведет к истощению запасов неорганических веществ, и условия для продолжения роста водорослей могут быстро измениться. Но тут подключаются консументы: водоросли и питающиеся ими моллюски, ракообразные, личинки насекомых создают обильную кормовую базу для рыб.

Усиление питания и роста последних сопровождается сокращением биомассы водорослей и увеличением массы органических отбросов. Это способствует размножению деструкторов и нарастанию количества неорганических питательных веществ.

Наступает новая вспышка роста водорослей, и равновесие в цикле восстанавливается или переходит на новый уровень. Так осуществляется регуляция численности во многих экосистемах.[ …]

Помимо избытка биогенных веществ на пресноводные экосистемы губительное воздействие оказывают и другие загрязняющие вещества: тяжелые металлы (свинец, кадмий, никель и др.), фенолы, СПАВ и др.

Так, например, водные организмы Байкала, приспособившиеся в процессе длительной эволюции к естественному набору химических соединений притоков озера, оказались неспособными к переработке чуждых природным водам химических соединений (нефтепродуктов, тяжелых металлов, солей и др.).[ …]

Каратаев А. Ю. Воздействие подогрева на пресноводные экосистемы // Минск, 1990.132 с. Деп. в ВИНИТИ 07.05.90. № 2440-В90.[ …]

Бассейн озера Байкал. Байкал — уникальное пресноводное озеро, занимающее первое место в мире по глубине и объему водных масс. В нем содержится около 20 % мировых и свыше 80 % объема пресных вод страны.

Экосистема Байкала отличается удивительным богатством и своеобразием — в озере обитает не менее 2400 видов и разновидностей животных и растений.

Его уникальной особенностью является наличие тонкого биологического механизма самоочищения вод.[ …]

Последние играют основную роль в процессах транспорта бенз(а)пирена в воде и его накопления в донных отложениях.[ …]

Прежде чем будет использовано все это накопленное органическое вещество, могут пройти многие неде.:и, месяцы, годы или даже тысячелетия ( в случае ископаемых видов топлива, которые сейчас быстро расходуются человеком).[ …]

Никаноров А. М., Жулидов A.B. Биомониторинг металлов в пресноводных экосистемах. Л.: Гидрометеоиздат, 1991. 312 с.[ …]

Функционирование автотрофов и гетеротрофов частично разделено также воСтЗреМ ёНиз использование продукции автотрофных организмов гетеротрофами может происходить с существенной задержкой. Например, в лесной экосистеме фотосинтез превалирует в листовом пологе.

Лишь часть продуктов фотосинтеза, часто весьма небольшая, немедленно и непосредственно используется растением и гетеротрофами — фитофагами и паразитами, питающимися листвой и молодой древесиной.

Большая часть синтезированного вещества (в форме листьев, древесины и запасных питательных веществ в семенах и корнях) в конце концов попадает в подстилку и почву, образующие вместе четко определенную гетеротрофную систему.[ …]

Одной из важнейших проблем, решаемых радиоэкологией пресноводных экосистем является оценка барьерной роли водных биогеоценозов по отношению к миграции радиоактивных веществ.

На примере исследованных пресноводных экосистем Уральского региона показано, что расчет запасов радионуклидов в донных отложениях закрытых (озера), полузакрытых (искусственное водохранилище) водных биогеоценозов, а также в пойменных грунтах открытых (реки) пресноводных экосистем служит количественной оценкой барьерной функции этих биогеоценозов по отношению к переносу нуклидов за пределы данной экосистемы.[ …]

В водной среде формируются особые типы экосистем (см. Пресноводные экосистемы, Морские экосистемы). Благодаря тепловой энергии солнечного света В. постоянно циркулирует в биосфере (см. Круговорот воды, Гидросфера). Возможно антропогенное регулирование водообеспеченности экосистем (см. Гидромелиорация). ВОДООХРАННАЯ ЗОНА (В.з.

) — покрытая лесом территория, выделяемая для охраны надземных и подземных вод от загрязнения (вокруг озер, рек, родников и т. д.). Большую роль при этом играет лесная подстилка, хорошо впитывающая воду и усиливающая ее фильтрацию через почву. В процессе этой фильтрации загрязняющие вещества удерживаются почвенными коллоидами, а часть из них разрушается микроорганизмами. В В.з.

запрещено создание животноводческих летних ферм.[ …]

Михеева Т.М. Видовой состав пико- и нанофитопланктона в пресноводных и морских экосистемах: (Обзор) // Там же. 1996. Т. 32, № 3. С. 3-15.[ …]

Вероятно, самым распространенным биогенным элементом в пресноводных водоемах является фосфор (Р), на втором месте находится азот (1М) (хотя освещенность и СОг могут вступать в синергизм с этими элементами).

Поэтому концентрации азота и фосфора в воде часто являются решающими при прогнозировании цветения водорослей. Проведено много исследований для понимания биологии потребления фосфора и азота в водных экосистемах.[ ..

.]

Составляя весьма малую часть от всех экосистем биосферы, пресноводные экосистемы для человека имеют непреходящее значение вследствие следующих особенностей: 1) пресные воды — практически единственный источник для бытовых и промышленных нужд; 2) пресноводные экосистемы представляют собой самую удобную и дешевую систему переработки отходов; 3) уникальность термодинамических свойств воды, способствующих уменьшению температурных колебаний среды.[ …]

Антропогенное эвтрофирование весьма отрицательно влияет на пресноводные экосистемы, приводя к перестройке структуры трофических связей гидробионтов, резкому возрастанию биомассы фитопланктона благодаря массовому размножению синезеленых водорослей, вызывающих «цветение» воды, ухудшающих ее качество и условия жизни гидробионтов (к тому же выделяющих опасные не только для гидробионтов, но и для человека токсины). Возрастание массы фитопланктона сопровождается уменьшением разнообразия видов, что приводит к невосполнимой утрате генофонда, уменьшению способности экосистем к гомеостазу и саморегуляции (Яблоков, 1983).[ …]

Не очень значительная часть радиоактивности, содержащийся в пресноводной экосистеме, может поступать в пищевые цепочки представителей других экосистем.

В работе (Марей, 1976) показано, что личинки насекомых за время пребывания в воде аккумулируют в тканях такие количества радиоактивных веществ, которые в сотни и тысячи раз превышают их содержание в водной среде.

Но попадая за пределы водоема взрослые особи насекомых уносят с собой сравнительно небольшую часть радионуклидов. Так, концентрация нуклидов в организме взрослых особей комаров на стадии имаго гораздо ниже по сравнению с личиночной стадией.[ …]

Следует подчеркнуть, что все рассмотренные выше аспекты радиоэкологии пресноводных экосистем универсальны и в полной мере относятся к водным экосистемам Уральского региона.[ …]

Огромны масштабы нефтяного загрязнения природных вод. Миллионы тонн нефти ежегодно загрязняют морские и пресноводные экосистемы при авариях нефтеналивных судов, на нефтепромыслах в прибрежных зонах, при сбросе с судов балластных вод и т. д.[ …]

Господствующая ныне концепция комплексного использования водных ресурсов внутренних водоемов и водотоков уже привела к многократному зарегулированию большинства важнейших в рыбохозяйственном отношении рек, а бурное развитие орошаемого земледелия с катастрофической скоростью ведет к сокращению пресноводного стока зарегулированных рек.

В результате многофакторного антропогенного воздействия (гидростроительство, ирригация, промышленное и бытовое водопользование, химическое и тепловое загрязнение, промысел) к настоящему времени трансформированы экосистемы почти всех крупных рек, озер и даже внутри континентальных морей.

Комплексное рациональное использование водных ресурсов все еще является целью, но не достижением.[ …]

В результате оказался сильно нарушенным естественный режим Азовского моря: на 40% уменьшился материковый сток, в полтора раза возросла соленость, загрязнение бассейна сточными водами дренажных систем и промышленности многократно превысило допустимые рыбохозяйственные нормы, резко сократилась площадь нерестилищ, большое количество молоди рыбы стало гибнуть на водозаборах. Все это привело к-деградации экосистемы и резкому снижению продуктивности Азовского моря. Его общая биопродуктивность уменьшилась в 3 раза, уловы сократились в 5—6 раз, а добыча наиболее ценных рыб пресноводного комплекса — в 20—30 раз. Некоторые рыбы из моря вообще исчезли. Азовское море и Приазовье стали крупным регионом, где пренебрежение состоянием экологических систем привело к большим экономическим потерям, почти полностью поглощающим продукцию агропромышленного комплекса региона.[ …]

Хотя однозначная трактовка результатов полевых наблюдений по изменению видового разнообразия и биомассы зообентоса и зоопланктона в естественных водоемах, подвергнутых различным видам загрязнений, затруднена, однако есть основания согласиться с мнением авторов этих работ, согласно которому именно загрязнение является ведущим фактором отрицательного воздействия на кормовую базу рыб.

Во всяком случае, имеются экспериментальные данные, полученные на модельных экосистемах прудов коллекторов и рыбоводных прудов, об отрицательном воздействии различных видов загрязнений на зоопланктон и зообентос. Так, например, показано, что разнообразие пресноводного планктона в прудах-коллекторах стоков нефтеперерабатывающих заводов снижается с увеличением токсичности стока [513].[ …

]

Возможны многообразные воздействия перераспределения стока на процессы, протекающие в атмосфере.

Они могут вызвать изменение температуры и влажности приземного слоя воздуха и почвы, теплового и водного баланса отдельных регионов, а также изменение условий формирования влагозапасов в атмосфере, вла-гопереноса и осадков в масштабе крупных регионов и континентов.

Очень широко может проявиться воздействие мероприятий по перераспределению стока на процессы, протекающие в биосфере.

Возможно влияние перераспределения стока на экосистемы суши, факторы плодородия иочв, фито- и биоценозы, биоредуценты; на экосистемы рек, пресноводных водоемов, морей и эстуариев; на формирование биогенного стока, биопродуктивность водоемов; на взаимосвязи экосистем суши и водной среды; на условия труда и отдыха человека, качественные показатели биосферы, а также на региональные и глобальные изменения экосистем (Г. В. Воропаев, 1976).[ …]

В донных отложениях ртуть под воздействием некоторых форм микроорганизмов [44] переходит в высокотоксичные формы метилированной ртути (монометил-ртуть и диметилртуть), период полураспада которой достигает двух лет.

Монометилртуть [44] активно аккумулируется рыбой (в мышечных тканях) и бентосными животными, коэффициент ее накопления в биоте (в сравнении с морской водой) составляет 103,—104.

Диметилртуть, имея низкую растворимость в воде и высокую летучесть, легко поступает в атмосферу, где под действием ультрафиолетовых лучей преобразуется в металлическую ртуть.

Этот процесс неоднократно описывался при наблюдении за миграцией ртути с поверхностными водами и дальнейшими ее превращениями в пресноводных экосистемах (см. главу 2). Концентрация ртути в открытом океане варьирует в пределах 5—1000 нг/л и в среднем составляет 30 нг/л [35, 45].[ …]

Источник: https://ru-ecology.info/term/21409/

Пресноводные и морские экосистемы

Лиманы.:  Промежуточное положение между морскими и пресноводными экосистемами

Составляя весьма малую часть от всех экосистем биосферы (например, в любой отрезок времени в атмосфере воды содержится в 10 раз больше, чем во всех реках мира), пресноводные экосистемы для человека имеют непреходящее значение, вследствие того, что они практически единственный источник для бытовых и промышленных нужд. Пресные воды на поверхности континентов образуют реки, озера, болота, заполняют искусственные пруды и крупные водохранилища. Значит, пресные воды могут находиться в текучем, в относительно неподвижном стоячем и промежуточном состояниях.

Лимитирующие факторы водной среды — температура, прозрачность, течение, соленость и др. Многие водные животные — стенотермны — для них опасно даже небольшое тепловое загрязнение.

Прозрачность — глубина зоны, в которой возможен фотосинтез при проникновении солнечного света. Течение влияет на распространение организмов и содержание газов и солей. Важнейшим лимитирующим фактором является концентрация кислорода.

Лимитирующие из биогенных солей — нитраты и фосфаты. Разница в концентрации солей у гидробионта с окружающей водной средой может повышать или понижать давление жидкости в теле рыбы, и то и другое ведет к ее гибели.

Поэтому пресноводные рыбы не могут жить в море, а морские — в пресноводном водоеме. Но есть рыбы со специальным механизмом осмотической регуляции, способные жить в обеих средах (лосось и др.)

Пищевые цепив водоемах хорошо развиты и представлены организмами всех трофических уровней. Водные организмы, с экологических позиций, классифицируются по местообитанию в водоеме: бентос — организмы, живущие на дне; перифитон — прикрепленные к стеблям водных растений или к другим выступам над дном водоема.

Планктон — организмы плавают в поверхностном слое воды; нектон— свободно перемещающиеся в воде организмы. Особое значение имеет распределение организмов по трем зонам водоема. Литоральная зона— толща воды, где солнечный свет доходит до дна.

Лимническая зона— толща воды до глубины, куда проникает всего один процент от солнечного света и где затухает фотосинтез. Эвфотической зонойназывают всю освещенную толщу воды в литоральной и лимнической зонах. Профундальная зона— дно и толща воды, куда не проникает солнечный свет.

В проточных водоемах последние три зоны не выражены, хотя их элементы встречаются — перекаты и плесы. Лентические экосистемы. Озера — естественные пресноводные водоемы. Наличие у большинства озер профундальной зоны сказывается на температурном режиме водной толщи, на ее «перемешивании» и распределении кислорода в ней.

Этипроцессы сезонны, как и стратификацияозера по температурному режиму. Цветение фитопланктона приурочено к перемешиванию, когда в фотической (освещенной) зоне появляются воды, обогащенные биогенными компонентами. С точки зрения продуктивности озера подразделяются на две группы:

1) олиготрофные (малокормные);

2) эвтрофные (кормные).

Водохранилища создаются человеком при возведении гидроэнергетических и гидромелиоративных комплексов. Это уже не природная экосистема, а природно-техническая система. Распределение тепла и биогенов в ней зависит от типа плотины.

Если вода сбрасывается придонная, то в этом случае водохранилище аккумулирует тепло и экспортирует биогенные вещества. Если сброс идет поверх плотины, то экспортируется тепло и аккумулируются биогены. Через глубоководные шлюзы в реку поступает и более соленая вода, а биогены вызывают эвтрофикацию участка реки.

Лотические экосистемы — реки — отличаются от стоячих водоемов тремя основными условиями:

1) течение — важный лимитирующий и контролирующий фактор;

2) обмен между водой и сушей значительно более активен;

3) распределение кислорода более равномерно, так как практически отсутствует стратификация. В больших реках наблюдается продольная зональность: в верховьях — сообщества перекатов, в низовьях — плесов, между ними местами возникают и те и другие. К низовьям видовой состав рыб обедняется, но увеличиваются их размеры.

Заболоченные угодья и болота. Болота по своему происхождению бывают верховые и низинные. Болота покрыты водными макрофитами, болотными растениями и кустарниками. Болотные почвы и торфяники содержат много углерода (14—20%).

Их сельскохозяйственная обработка приводит к выделению в атмосферу большого количества углекислого газа.

Морская среда непрерывна и занимает более 70% поверхности планеты. Глубина океана огромна (до 11 км), но жизнь есть во всех его уголках и наиболее богата вблизи суши. Барьерами для передвижения животных являются температура, соленость, глубина, тем не менее, в океане отсутствуют абиотические зоны.

Из-за постоянно действующих ветров — пассатов — в океанах и морях происходит постоянная циркуляция воды за счет мощных течений, что исключает дефицит кислорода в глубинах океана. Наиболее продуктивны в Мировом океане области апвеллинга.

Апвеллинг — процесс подъема холодных вод с глубины океана там, где ветры постоянно перемещают воду прочь от крутого материкового склона, взамен которой поднимается из глубины вода, обогащенная биогенами. Высокопродуктивны и богаты биогенами, за счет привноса их с суши воды эстуариев.

Соленость в них колеблется по сезонам года, поэтому здесь живут эвригалинные организмы, в отличие от таковых в открытом океане (средняя соленость 35 г/л), которые являются стеногалинными.

Биогенные элементы — важный лимитирующий фактор в морской среде, где их содержится несколько частей на миллиард частей воды. Но эти элементы быстро перехватываются организмами, попадая в их трофические цепи, практически не достигнув гетеротрофной зоны (биологический круговорот). Значит, низкая концентрация биогенов еще не говорит об их всеобщем дефиците.

Главным фактором, дифференцирующим морскую биоту, является глубина моря: материковый шельф резко сменяется материковым склоном, плавно переходящим в материковое подножие, которое опускается ниже к ровному ложу океана — абиссальной равнине.

Этим морфологическим частям океана примерно соответствуют следующие зоны: неритическая — шельфу (с литоралью — приливно-отливной зоной), батиальная — материковому склону и его подножию; абиссальная — область океанических глубин от 2000 до 5000 м. Область открытого океана за пределами шельфа называют океанической.

Все население океана, так же как и в пресноводных экосистемах, делится на планктон, нектон, бентос. Планктон и нектон, все, что живет в открытых водах, образует так называемую пелагическую зону. Самая верхняя часть океана, куда проникает свет и где создается первичная продукция, называется эвфотической.

Ее мощность в открытом океане доходит до 200 м, а в прибрежной части — не более 30 м. По сравнению с километровыми глубинами, эта зона достаточно тонкая и отделяется компенсационной зоной от значительно большой водной толщи, вплоть до самого дна — афотической зоны.

Биотические сообщества каждой из указанных зон, кроме эвфотической, разделяются на бентосные и пелагические. В них к первичным консументам относятся зоопланктон, насекомых в море экологически заменяют ракообразные. Подавляющее число крупных животных — хищники.

Для моря характерна очень важная группа животных, которую называют сессильными (прикрепленными). Их нет в пресноводных системах (морские лилии). Все животные бентоса в своем жизненном цикле проходят пелагическую стадию в виде личинок. Область континентального шельфа, ограниченная глубиной моря до 200 м. Самая богатая фауной в океане.

Очень богат кормом планктон за счет личинок бентосной фауны. Области апвеллинга расположены вдоль западных пустынных берегов континентов. Они богаты рыбой и птицами, живущими на островах. Но при изменении направления ветра приходит спад «цветения» планктона и наступает массовая гибель рыб вследствие развития бескислородных условий (эвтрофикация).

Лиманы — это полузамкнутые прибрежные водоемы. Они представляют собой экотоны между пресноводными и морскими экосистемами. Лиманы высокопродуктивны, являются ловушками биогенных веществ. Океанические области — эвфотическая зона открытого океана, бедны биогенными элементами. Это воды «пустыни» по сравнению с прибрежными.

Зоны Арктики и Антарктики много продуктивнее, так как плотность планктона растет при переходе к холодным морям и фауна рыб и китов здесь значительно богаче. Экосистемы глубоководных рифтовых зон океана находятся на глубине около 3000 м и более, в сплошной темноте, где невозможен фотосинтез, преобладает сероводородное загрязнение, есть выходы горячих подземных вод, высокие концентрации ядовитых металлов, и, тем не менее, здесь существует жизнь.

Самостоятельная работа № 7

Ареал загрязнения

Вокруг источника загрязнения (например, промышленного узла) формируется сфера влияния, размер которой зависит от многих факторов: объема промышленных выбросов, их химического состава, времени функционирования, характера почвенно-растительного покрова, рельефа, климата и др.

Проекция сферы влияния на поверхность земли определяет ареал воздействия (загрязнения), форма, которой в той или иной степени определяется рельефом и преимущественным направлением ветра в данной местности. При распространении воздействия на территорию с относительно однородными природными свойствами ареал воздействия должен иметь правильную эллиптическую форму.

Выявление ареала загрязнения возможно даже по одному из элементов ландшафта (например, по содержанию техногенных выбросов на 1км2 в снежном покрове во время его максимальной высоты или в почвах; по состоянию индикаторной растительности, видовому разнообразию беспозвоночных травостоя и т.п.).

Сфера воздействия технической системы на природную среду имеет сложное внутреннее строение и состоит из нескольких зон, выявляемых по степени изменения отдельных природных компонентов или структуры ландшафта в целом.

Наиболее удаленной от источника загрязнения является зона геохимического загрязнения. Она занимает, как правило, большую площадь (для крупных предприятий и городов – несколько тысяч квадратных километров) и характеризуется повышенным относительно фона содержанием загрязняющих веществ.

Однако, так как уровень общего загрязнения в этой зоне не превышает ассимиляционный потенциал ландшафта, природные комплексы обеспечивают процессы самоочищения.

Зона биотического воздействия выделяется по трансформации биотических компонентов ландшафта (снижению видового разнообразия за счет выпадения наиболее чувствительных к загрязнению видов).

Зона геоматического воздействия (или импактная зона, или техногенная пустошь) характеризуется сильным загрязнением и структурной перестройкой природных комплексов: растительный покров нарушен, активно протекают ветровая и водная эрозия почвы, заболачивание, карст, оврагообразование и др. разрушительные процессы. Эта зона окаймляет промузел. Она формируется либо при малой устойчивости ландшафта (горные районы, зоны вечной мерзлоты и т.п.), либо при большой силе воздействия (химические, горнометаллургические производства).

Рис. — Схема внутреннего строения ареала влияния источника загрязнения: 1-источник загрязнения, 2-зона геоматического воздействия, 3-зона биотического воздействия, 4-зона геохимического воздействия.

Состав и характеристика атмосферы.

Атмосфера – газовая оболочка Земли. Наиболее плотный слой воздуха, прилегающий к земной поверхности, носит название тропосферы. Толщина ее в средних широтах составляет 10-12 км над уровнем моря, на полюсах – 7-10, над экватором – 16-18 км. Температура воздуха в тропосфере по высоте уменьшается на 0.6˚ на каждые 100 м и колеблется от 40-50˚С. Выше тропосферы находится стратосфера.

Между ними находится тропопауза. Стратосфера имеет протяженность около 40 км. Воздух в ней разряжен, влажность невысокая, температура воздуха от-50˚С до 10˚С. В стратосфере под воздействием космического излучения молекулы воздуха ионизируются, в результате образуется озон. Озоновый слой находится на высоте 25-40 км. Стратопауза отделяет стратосферу от лежащей выше мезосферы.

В нем количество озона уменьшается, поэтому средняя температура там значительно ниже. В слое мезосферы наблюдаются серебристые облака. Выше мезосферы расположена ионосфера, между которой находится мезопауза. Для термосферы характерно непрерывное повышение температуры с увеличением высоты. Наиболее удалена от Земли экзосфера (от 800и до 1600 км).

Атмосфера выполняет следующие функции:

— содержит кислород, необходимый для дыхания живых организмов;

— является источником углекислого газа для фотосинтеза растений:

— защищает живые организмы от космического излучения;

— сохраняет тепло Земли и регулирует климат;

— трансформирует газообразные продукты обмена веществ;

— переносит водяные пары по планете;

— является средой обитания летающих форм организмов;

— служит источником химического сырья и энергии;

— принимает и трансформирует газообразные и пылевые отходы.

Состав атмосферы находится в состоянии динамического равновесия, поддерживаемого такими климатическими факторами, как перемещения воздушных масс и атмосферные осадки, жизнедеятельность животного и растительного миров, особенно лесов и планктона мирового океана, а также в результате космических процессов, геохимических явлений и хозяйственной деятельности человека.

Под воздействием атмосферных осадков, солнечной радиации и в результате переноса воздушных масс атмосферный воздух избавляется от посторонних примесей. Этот процесс называется самоочищением атмосферы.

Но в современных условиях возможности природных систем самоочищения атмосферы серьезно подорваны. По этой причине атмосферный воздух уже не в полной мере выполняет свои защитные, терморегулирующие и жизнеобеспечивающие экологические функции.

Охрана атмосферного воздуха — ключевая проблема оздоровления окружающей природной среды. Человек может находиться без воздуха всего лишь пять минут. При этом воздух должен иметь определенную чистоту, и любое отклонение от нормы опасно для здоровья.



Источник: https://infopedia.su/17x11456.html

Контрольная работа по

Лиманы.:  Промежуточное положение между морскими и пресноводными экосистемами

Задание №1

1. Какой вклад в создайте науки экологии внесли естествоиспытатели эпохи Возрождения (V-VIII вв.)?

Существенный вклад в создание экологии внесли естествоиспытатели эпохи Возрождения.

Бурное развитие наук, богатый материал, полученный в результате географических путешествий и открытий, позволили перейти от описания и фиксации информации к эксперименту и поиску закономерностей между процессами и явлениями, к обобщению данных на более высоком научном уровне, нежели в предыдущие эпохи. Важнейшей чертой биологии того времени стал поиск количественных связей между теми или иными условиями среды и жизненными процессами.

Великие географические открытия в эпоху Возрождения, колонизация новых стран послужили толчком к развитию систематики. Описание растений и животных, их внешнего и внутреннего строения, разнообразия форм – главное содержание биологической науки на ранних этапах ее развития. Первые систематики – А.

Цезальпин (1519–1603), Д. Рей (1623–1705), Ж. Турнефор (1656–1708) и другие сообщали и о зависимости растений от условий произрастания или возделывания. Аналогичные сведения накапливались и о поведении, повадках, образе жизни животных. Постепенно к таким сведениям начали проявлять особый интерес.

 Описания жизни животных и растений получили название «естественной истории» организмов.

Ученые-естествоиспытатели, которые на основе экспериментов выдвигали глубокие идеи, способствовавшие разработке методологии научного познания. Так, Г.

Галилей (1564-1642),  открывший целый ряд фундаментальных законов природы, показал решающую роль эксперимента в научном познании.

Он нашел точку соприкосновения опытно-индуктивного и абстрактно-дедуктивного способов исследования природы, дающую возможность связывать абстрактное научное мышление с конкретными восприятиями явлений и процессов природы.

В XVIII в. известный французский естествоиспытатель Ж. Бюффон (1707–1788) выпустил 44 тома «Естественной истории», где он впервые утверждал, что влияние условий (пищи, климата, гнета одомашнивания и т. п.) может стать причиной изменения («вырождения») самих видов.

Помимо накопления сведений об отдельных видах, начали формироваться представления и о глобальных зависимостях в распределении растений и животных. Этому послужили материалы, собираемые во время путешествий, посвященных изучению далеких стран.

В XVIII в. много таких путешествий было организовано и по неизведанным краям России. В трудах С. П. Крашенинникова (1711–1755), И. И. Лепехин а (1740–1802), П. С.

Палласа (1741–1811) и других российских географов и натуралистов указывалось на связь изменения климата, растительности и животного мира на обширных пространствах страны.

Первые попытки выявить общие закономерности во влиянии климата на растительность земного шара принадлежат немецкому естествоиспытателю А. Гумбольдту. Его труды (1807) положили начало развитию нового направления в науке – биогеографии. А.

Гумбольдт ввел в науку представление о том, что «физиономия» ландшафта определяется внешним обликом растительности. В сходных климатических условиях у растений разных таксономических групп вырабатываются сходные «физиономические» формы, и по распределению и соотношению этих форм можно судить о специфике физико-географической среды.

2. Какие организмы называются редуцентами?

Редуценты  участвуют в последней стадии разложения — минерализации органических веществ до неорганических соединений (СО2, Н2О и др.).

Редуценты возвращают вещества в круговорот, превращая их в формы, доступные для продуцентов. К редуцентам относятся главным образом микроскопические организмы (бактерии, грибы и др.) — микроконсументы.

Роль редуцентов в круговороте веществ чрезвычайно велика. Без редуцентов в биосфере накапливались бы груды органических остатков; иссякли бы запасы минеральных веществ, необходимых продуцентам, и жизнь в той форме, которую мы знаем, прекратилась бы.

3. Какой процесс называется фотосинтезом?

Образование и разложение органических веществ, или взаимодействие автотрофных и гетеротрофных процессов – наиболее важная функция экосистем, обусловленная именно их эмерджентными свойствами.

Образование органических веществ на свету называется фотосинтезом. Фотосинтез – накопление части солнечной энергии путем превращения ее в потенциальную энергию химических связей органических веществ.

Фотоси́нтез – уникальный физико-химический процесс, осуществляемый на Земле всеми зелеными растениями и некоторыми бактериями и обеспечивающий преобразование электромагнитной энергии солнечных лучей в энергию химических связей различных органических соединений.

Основа фотосинтеза — последовательная цепь окислительно-восстановительных реакций, в ходе которых осуществляется перенос электронов от донора — восстановителя (вода, водород) к акцептору — окислителю (СО2, ацетат) с образованием восстановленных соединений (углеводов) и выделением O2, если окисляется вода.

Фотосинтез играет ведущую роль в биосферных процессах, приводя в глобальных масштабах к образованию органического вещества из неорганического.

Фотосинтезирующие организмы, используя солнечную энергию в реакциях фотосинтеза, осуществляют связь жизни на Земле со Вселенной и определяют в конечном итоге всю ее сложность и разнообразие.

Гетеротрофные организмы — животные, грибы, большинство бактерий, а также бесхлорофилльные растения и водоросли — обязаны своим существованием автотрофным организмам — растениям-фотосинтетикам, создающим на Земле органическое вещество и восполняющим убыль кислорода в атмосфере.

Человечество все более осознает очевидную истину, впервые научно обоснованную К.А. Тимирязевым и В.И. Вернадским: экологическое благополучие биосферы и существование самого человечества зависит от состояния растительного покрова нашей планеты.

4. В чем состоят различия между морскими и пресноводными экосистемами?

Экосистемы принято подразделять на естественные – природные и созданные человеком – антропогенные. Природные экосистемы, в свою очередь, делят на наземные и водные.

Морские экосистемы образуют морские биомы, к которым относят    также    эстуарии    (лат.   aestuarium —   заливаемый   приливом),    т.    е. воронкообразные устья рек, где соленые воды смешиваются с пресной водой; прибрежные болота и коралловые рифы.

Континентальный шельф – прибрежное океаническое мелководье, ограниченное с одной стороны берегом, а с другой – гребнем континентального склона (до 600 м). Площадь шельфа составляет около 8 % от общей площади мирового океана.

В области шельфа расположена литоральная зона, которая подразделяется на супралитораль, собственно литораль и сублитораль. Небольшие глубины, близость к материкам, приливы и отливы определяют ее насыщенность питательными веществами, доступность солнечного света, высокую продуктивность и разнообразие организмов.

Здесь производится свыше 80 % всей биомассы океана и сконцентрирован мировой океанический  промысел.

От нижнего края шельфа над континентальным склоном до глубины 2 — 3 тыс. м простирается батиальная зона. Площадь этой зоны — чуть более 15 % от всей площади океана.

Фауна и флора батиали гораздо беднее, чем литорали; общая биомасса не превышает 10 % биомассы мирового океана. От подножия континентального склона до глубин 6 — 7 тыс. м находится абиссальная область океана. Она занимает более 75 % дна океана.

Абиссаль характеризуется отсутствием солнечного света у дна, слабой подвижностью водных масс, ограниченностью питательных веществ, бедностью животного мира, низким видовым разнообразием, биомассой от 0,5 до 7,0 г/м2 (в литорали она исчисляется десятками и сотнями г/м2).

В абиссальной области могут встречаться глубокие впадины — до 11 тыс. м, площадь которых около 2 % от общей площади дна океана.

Эстуарии и прибрежные заболоченные земли играют большую роль в природе и жизни людей, хотя многие обыватели и некомпетентные чиновники полагают, что это бесполезные территории, кишащие комарами.

Это высокопродуктивные экосистемы, которые предоставляют условия для питания и размножения многим рыбам, моллюскам и другим морским организмам. Кроме того, здесь гнездятся водоплавающие птицы и нерестится около 70 % промысловых морских организмов: креветки, лосось, устрицы, пикша и многие другие.

Коммерческое и промышленное рыболовство развивается в основном в этих зонах, дает ежегодно многомиллиардные доходы и обеспечивает миллионы рабочих мест.

В прибрежных районах происходит разбавление и фильтрование сбрасываемых загрязненных вод, а следовательно, улучшаются экологические условия для рекреации, рыболовства и обитания диких животных. Они, как губка, поглощают паводковый сток. Эти территории относятся к продуктивным и ценным природным экосистемам.

Именно вблизи этих водных экосистем наиболее плотно селятся люди. Коралловые рифы встречаются в прибрежных зонах океана в тропических и субтропических широтах при температуре воды выше 20 °С.  Кораллы образуют  рифы  и  целые острова,   которые  могут   простираться   на   многие   километры.

Сложное  строение  и  разнообразие  рифов  с  большим  количеством  красных и зеленых водорослей  привлекает сюда  рыб и другие организмы. Не менее трети морских рыб и других морских  животных  обитают  в  коралловых  рифах.   Это  наиболее продуктивные морские экосистемы.

Кроме того, кораллы, благодаря   красочным   пигментам  и   разнообразию  форм,   являются одними  из  самых  красивых  морских животных,  а  известковые части благородных видов ценятся как драгоценные камни.

Пресноводные экосистемы отличаются низкой соленостью -это внутриматериковые водоемы. Ведущим фгактором в этих экосистемах становится скорость циркуляции  воды.  По этому признаку различают логические, текучие воды, или водотоки   (реки,   ручьи) и лентические,  стоячие воды, или водоемы (озера, пруды, болота, водохранилища).

Реки и ручьи образуются либо из поверхностного стока атмосферных осадков, либо за счет питания из подземных вод. Территория, с которой вода, наносы, растворенные вещества смываются и текут с водотоками в главную реку, а затем в море, называется водосборным бассейном, который часто определяет гидрохимический состав воды.

Сток с горных территорий — это турбулентный поток, образующий водопады и пороги. Он поглощает из воздуха много кислорода. Растения в таких водотоках лишь прикрепленные, а из рыб преобладают холодолюбивые и требующие большого кличества кислорода, например форель.

В зависимости от количества солей кальция и магния выделяют жестководные и мягководные водотоки.

Текучие воды играют важную роль в преобразовании земной поверхности, вымывая глубокие овраги и каньоны. С другой стороны, равнинные реки за счет аккумуляции наносов образуют холмы и даже горы.

Озера — это пресноводные естественные водоемы со стоячей водой. Они образуются при заполнении впадин земной поверхности атмосферными осадками или подземными водами. Древние озера образовались в результате ледниковых процессов.

По содержанию питательных веществ (в основном, нитратов и фосфатов) озера делят на три основные группы: дистрофные — очень бедные, олиготрофные — бедные и эвтрофные — богатые биогенными веществами.

В последних обитает большое количество микроскопических водорослей — фитопланктона, микроскопических животных — зоопланктона, а также многие рыбы.

В глубоких эвтрофных озерах у дна бывает дефицит кислорода, особенно в зимний период, из-за поглощения его отмершими водорослями при аэробном разложении. Очень многие озера занимают промежуточное положение между олиготрофными и эвтрофными, они называются мезотрофными.

В результате сброса в водоемы избыточного количества азота и фосфора озера могут быстро зацветать и переходить в эвтрофное состояние. Этот нежелательный процесс может приводить к вторичному загрязнению воды и полной деградации водной экосистемы.

В глубоких озерах умеренных широт зимой и летом наблюдаются значительные различия температур в верхних и нижних горизонтах воды. Это приводит к неравномерному распределению по вертикали питательных солей, кислорода и других ингредиентов – явление вертикальной стратификацией.

Весной и осенью происходит выравнивание температур и перемешивание поверхностных и глубинных вод.

Водохранилища — искусственные пресноводные водоемы, которые соружаются с целью регулирования стока и аккумуляции воды. Сбрасываемые воды используются также для производства электроэнергии (ГЭС).

Кроме того, аккумулированные в водохранилищах воды могут направляться на орошение или поступать в города для бытового и промышленного водоснабжения. Водохранилища используются также в целях рекреации.

Однако они еще в большей степени, чем озера, подвержены эвтрофированию, т. е. «цветут» и зарастают.

5. Что такое энтропия? Приведите примеры высоко- и низкоэнтропийных систем.

Энтропия — мера количества связанной энергии, которая в изотермическом процессе становится недоступной для использования, мера «беспорядка». Тенденция потенциальной энергии к деградации, к самопроизвольному превращению в рассеянную тепловую энергию к деградации, к самопроизвольному превращению в рассеянную тепловую энергию — возрастание энтропии.

Энтропия является физической мерой беспорядка, т.е. мерой количества связанной потенциальной энергии, которая становится недоступной для использования.

Высокоупорядоченные системы обладают низкой энтропией, а неупорядоченные, в которых вещество или энергия рассеяны, характеризуются высокой энтропией.

Таким образом, в процессе любого превращения энергии из одного вида в другой всегда происходят потери полезной энергии, которая переходит в менее полезную, рассеивающуюся в виде низкотемпературного тепла и не способную выполнять работу. В то же время в природных экосистемах энергетические потоки создают (возможно, спонтанно) из хаоса природных веществ порядок, т.е. структуры, обладающие низкой энтропией.

Преобразования энергии в живой материи имеют свои особенности и на первый взгляд не согласуются с теорией классической термодинамики.

В соответствии с законами термодинамики дезинтеграция Вселенной неизбежна, если рассматривать ее как закрытую систему.

Согласно второму началу термодинамики энтропия будет расти, а запас полезной энергии, приводящей «мировую машину» в движение, рано или поздно будет исчерпан.

Рост внутренней неупорядоченности приведет к переходу высокоорганизованных структур к низкоорганизованным, к их разрушению, т.е. к «тепловой системе».

Источник: https://student.zoomru.ru/eko/kontrolnaya-rabota-po-jekologii/282899.3352628.s1.html

Экология конспект лекций 2007

Лиманы.:  Промежуточное положение между морскими и пресноводными экосистемами

2.8.2 Пресноводные и морские экосистемы

Составляя весьма малую часть от всех экосистем биосферы (например, в любой отрезок времени в атмосфере воды содержится в 10 раз больше, чем во всех реках мира), пресноводные экосистемы для человека имеют непреходящее значение, вследствие того, что они практически единственный источник для бытовых и промышленных нужд. Пресные воды на поверхности континентов образуют реки, озера, болота, заполняют искусственные пруды и крупные водохранилища. Значит, пресные воды могут находиться в текучем, в относительно неподвижном стоячем и промежуточном состояниях.

Лимитирующие факторы водной среды — температура, прозрачность, течение, соленость и др. Многие водные животные — стенотермны — для них опасно даже небольшое тепловое загрязнение. Прозрачность — глубина зоны, в которой возможен фотосинтез при проникновении солнечного света.

Течение влияет на распространение организмов и содержание газов и солей. Важнейшим лимитирующим фактором является концентрация кислорода. Лимитирующие из биогенных солей — нитраты и фосфаты.

Разница в концентрации солей у гидробионта с окружающей водной средой может повышать или понижать давление жидкости в теле рыбы, и то и другое ведет к ее гибели. Поэтому пресноводные рыбы не могут жить в море, а морские — в пресноводном водоеме.

Но есть рыбы со специальным механизмом осмотической регуляции, способные жить в обеих средах (лосось и др.)

Пищевые цепив водоемах хорошо развиты и представлены организмами всех трофических уровней. Водные организмы, с экологических позиций, классифицируются по местообитанию в водоеме: бентос — организмы, живущие на дне; перифитон — прикрепленные к стеблям водных растений или к другим выступам над дном водоема.

Планктон — организмы плавают в поверхностном слое воды; нектон — свободно перемещающиеся в воде организмы. Особое значение имеет распределение организмов по трем зонам водоема. Литоральная зона — толща воды, где солнечный свет доходит до дна.

Лимническая зона — толща воды до глубины, куда проникает всего один процент от солнечного света и где затухает фотосинтез. Эвфотической зоной называют всю освещенную толщу воды в литоральной и лимнической зонах. Профундальная зона — дно и толща воды, куда не проникает солнечный свет.

В проточных водоемах последние три зоны не выражены, хотя их элементы встречаются — перекаты и плесы. Лентические экосистемы. Озера — естественные пресноводные водоемы. Наличие у большинства озер профундальной зоны сказывается на температурном режиме водной толщи, на ее «перемешивании» и распределении кислорода в ней.

Этипроцессы сезонны, как и стратификацияозера по температурному режиму. Известно, что наибольшую плотность, равную 1 г/см3, вода имеет при 4°С, а выше и ниже этой отметки плотность ее понижается.

В весенний и осенний периоды, когда вода на поверхности водоема имеет температуру +4°С, происходит ее перемешивание, а в летний и зимний периоды — наступают стратификация водоема и периоды стагнации. Цветение фитопланктона приурочено к перемешиванию, когда в фотической (освещенной) зоне появляются воды, обогащенные биогенными компонентами. С точки зрения продуктивности озера подразделяются на две группы:

1) олиготрофные (малокормные);

2) эвтрофные (кормные).

Водохранилища создаются человеком при возведении гидроэнергетических и гидромелиоративных комплексов. Это уже не природная экосистема, а природно-техническая система. Распределение тепла и биогенов в ней зависит от типа плотины.

Если вода сбрасывается придонная, то в этом случае водохранилище аккумулирует тепло и экспортирует биогенные вещества. Если сброс идет поверх плотины, то экспортируется тепло и аккумулируются биогены. Через глубоководные шлюзы в реку поступает и более соленая вода, а биогены вызывают эвтрофикацию участка реки.

Лотические экосистемы — реки — отличаются от стоячих водоемов тремя основными условиями:

1) течение — важный лимитирующий и контролирующий фактор;

2) обмен между водой и сушей значительно более активен;

3) распределение кислорода более равномерно, так как практически отсутствует стратификация. В больших реках наблюдается продольная зональность: в верховьях — сообщества перекатов, в низовьях — плесов, между ними местами возникают и те и другие.

К низовьям видовой состав рыб обедняется, но увеличиваются их размеры. Заболоченные угодья и болота. Болота по своему происхождению бывают верховые и низинные.

Низинные питаются подземными водами и образуются при зарастании озер, речных стариц и других водоемов, а верховые — атмосферными осадками и могут возникнуть в любом понижении, даже на склонах гор. Болота покрыты водными макрофитами, болотными растениями и кустарниками.

Болотные почвы и торфяники содержат много углерода (14—20%). Их сельскохозяйственная обработка приводит к выделению в атмосферу большого количества углекислого газа.

Морская среда непрерывна и занимает более 70% поверхности планеты. Глубина океана огромна (до 11 км), но жизнь есть во всех его уголках и наиболее богата вблизи суши. Барьерами для передвижения животных являются температура, соленость, глубина, тем не менее, в океане отсутствуют абиотические зоны.

Из-за постоянно действующих ветров — пассатов — в океанах и морях происходит постоянная циркуляция воды за счет мощных течений, что исключает дефицит кислорода в глубинах океана. Наиболее продуктивны в Мировом океане области апвеллинга.

Апвеллинг — процесс подъема холодных вод с глубины океана там, где ветры постоянно перемещают воду прочь от крутого материкового склона, взамен которой поднимается из глубины вода, обогащенная биогенами. Высокопродуктивны и богаты биогенами, за счет привноса их с суши воды эстуариев.

Соленость в них колеблется по сезонам года, поэтому здесь живут эвригалинные организмы, в отличие от таковых в открытом океане (средняя соленость 35 г/л), которые являются стеногалинными.

Биогенные элементы — важный лимитирующий фактор в морской среде, где их содержится несколько частей на миллиард частей воды. Но эти элементы быстро перехватываются организмами, попадая в их трофические цепи, практически не достигнув гетеротрофной зоны (биологический круговорот). Значит, низкая концентрация биогенов еще не говорит об их всеобщем дефиците.

Главным фактором, дифференцирующим морскую биоту, является глубина моря: материковый шельф резко сменяется материковым склоном, плавно переходящим в материковое подножие, которое опускается ниже к ровному ложу океана — абиссальной равнине.

Этим морфологическим частям океана примерно соответствуют следующие зоны: неритическая — шельфу (с литоралью — приливно-отливной зоной), батиальная — материковому склону и его подножию; абиссальная — область океанических глубин от 2000 до 5000 м. Область открытого океана за пределами шельфа называют океанической.

Все население океана, так же как и в пресноводных экосистемах, делится на планктон, нектон, бентос. Планктон и нектон, все, что живет в открытых водах, образует так называемую пелагическую зону. Самая верхняя часть океана, куда проникает свет и где создается первичная продукция, называется эвфотической.

Ее мощность в открытом океане доходит до 200 м, а в прибрежной части — не более 30 м. По сравнению с километровыми глубинами, эта зона достаточно тонкая и отделяется компенсационной зоной от значительно большой водной толщи, вплоть до самого дна — афотической зоны.

Биотические сообщества каждой из указанных зон, кроме эвфотической, разделяются на бентосные и пелагические. В них к первичным консументам относятся зоопланктон, насекомых в море экологически заменяют ракообразные. Подавляющее число крупных животных — хищники.

Для моря характерна очень важная группа животных, которую называют сессильными (прикрепленными). Их нет в пресноводных системах (морские лилии). Все животные бентоса в своем жизненном цикле проходят пелагическую стадию в виде личинок. Область континентального шельфа, ограниченная глубиной моря до 200 м. Самая богатая фауной в океане.

Очень богат кормом планктон за счет личинок бентосной фауны. Области апвеллинга расположены вдоль западных пустынных берегов континентов. Они богаты рыбой и птицами, живущими на островах. Но при изменении направления ветра приходит спад «цветения» планктона и наступает массовая гибель рыб вследствие развития бескислородных условий (эвтрофикация).

Лиманы — это полузамкнутые прибрежные водоемы. Они представляют собой экотоны между пресноводными и морскими экосистемами. Лиманы высокопродуктивны, являются ловушками биогенных веществ. Океанические области — эвфотическая зона открытого океана, бедны биогенными элементами. Это воды «пустыни» по сравнению с прибрежными.

Зоны Арктики и Антарктики много продуктивнее, так как плотность планктона растет при переходе к холодным морям и фауна рыб и китов здесь значительно богаче. Экосистемы глубоководных рифтовых зон океана находятся на глубине около 3000 м и более, в сплошной темноте, где невозможен фотосинтез, преобладает сероводородное загрязнение, есть выходы горячих подземных вод, высокие концентрации ядовитых металлов, и, тем не менее, здесь существует жизнь.

3 Прикладные аспекты экологии

3.1 Техногенное воздействие на биосферу

По отношению к человечеству биосфера Земли выполняет две важнейшие защитные функции:

— обеспечивает биопродуктивные процессы – снабжает людей биологически доступной энергией в виде пищи;

— создает благоприятные условия среды – температурный, газовый, водный режимы, к которым адаптирован вид ГОМО САПИЕНС.

Способность биосферы успешно реализовывать и длительно поддерживать этот механизм определяется ее устойчивостью.

Пригодная для жизни устойчивая среда в биосфере может поддерживаться только при строго сбалансированных внутренних потоках энергии, вещества и информации.

Нарушение этих системообразующих связей может вызвать нарушение структуры биосферы и повлечь за собой деградацию природной среды. В последние годы слишком интенсивное, резкое воздействие на природные компоненты, вызывают в биосфере побочные отрицательные эффекты.

Загрязнением биосферы (природной среды) называется любое внесение в экосистему несвойственных ей биотических и абиотических компонентов или структурных изменений, прерывающих потоки вещества и энергии, в результате чего экосистема разрушается и снижается ее продуктивность.

Под техногеннымивоздействиями понимают деятельность, связанную с реализацией экономических, военных, рекреационных, культурных и других интересов человека, вносящую физические, химические, биологические и другие изменения в природную среду. По своей природе, глубине и площади распространения, времени действия и характеру приложения они могут быть различными: целенаправленными и стихийными, прямыми и косвенными, длительными и кратковременными, точечными и площадными и т. д.

Антропогенные воздействия на биосферу по их экологическим последствиям разделяют на положительные и отрицательные (негативные).

К положительнымвоздействиям можно отнести воспроизводство природных ресурсов, восстановление запасов подземных вод, полезащитное лесоразведение, рекультивацию земель на месте разработок полезных ископаемых и др.

К отрицательным(негативным) воздействиям на биосферу относят все виды воздействий, создаваемых человеком и угнетающих природу.

Небывалые по мощности и разнообразию негативные техногенные воздействия особенно резко стали проявляться во второй половине XX в.

Под их влиянием естественная биота экосистем перестала служить гарантом устойчивости биосферы, как это наблюдалось ранее — в течение миллиардов лет.

Отрицательное (негативное) воздействие проявляется в самых разнообразных и масштабных акциях: исчерпании природных ресурсов, вырубке леса на больших площадях, засолении и опустынивании земель, сокращении численности и видов животных и растений и т.д. К числу основных глобальных факторов дестабилизации природной среды относятся:

  • рост потребления природных ресурсов при их сокращении;

  • рост населения планеты при сокращении пригодных для обитания территорий;

  • деградация основных компонентов биосферы, снижение способности природы к самоподдержанию;

  • возможные изменения климата и истощение озонового слоя Земли;

  • сокращение биологического разнообразия;

  • возрастание экологического ущерба от стихийных бедствий и техногенных катастроф;

• недостаточный уровень координации действий мирового сообщества в области решения экологических проблем.

Главнейшим и наиболее распространенным видом отрицательного воздействия человека на биосферу является загрязнение.

Большинство острейших экологических ситуаций в мире, так или иначе, связаны с загрязнением окружающей природной среды (Чернобыль, кислотные дожди, опасные отходы и т.д.).

3.1.2 Классификация загрязнений окружающей среды

Загрязнением называют поступление в окружающую прир0ДНуЮ среду любых твердых, жидких и газообразных веществ, микроорганизмов или энергий (в виде звуков, шумов, излучений) в количествах, вредных для здоровья человека, животных, состояния растений и экосистем.

По объектам загрязнения различают загрязнение поверхностных и подземных вод, загрязнение атмосферного воздуха, загрязнение почв и т.д.

В последние годы актуальными стали и проблемы, связанные с загрязнением околоземного космического пространства.

Количество загрязняющих веществ в мире огромно, и число их по мере развития новых технологических процессов постоянно растет. В этом отношении «приоритет», как в локальном, так и в глобальном масштабе, учете отдают следующим, загрязняющим веществами;

— диоксиду серы (с учетом эффектов вымывания диоксида серы из атмосферы и попадания, образующихся серной кислоты и сульфатов на растительность, почвы и в водоемы);

— тяжелым металлам в первую очередь свинцы, кадмию и особенно ртути (с учетом цепочек ее миграции и превращения в высокотоксичную метилртуть);

— некоторым канцерогенным веществам, в частности бенз(а)пирену;

— нефти и нефтепродуктам в морях и океанах;

— хлорорганическим пестицидам (в сельских районах);

— оксиду углерода и оксидами азота (в городах).

Этот перечень должен быть дополнен радионуклидами и другими радиоактивными веществами, пагубные последствия которых для человеческой популяции и экосистем в полной мере проявились после атомной бомбардировки Хиросимы и Нагасаки и аварии на Чернобыльской АЭС. Следует упомянуть и диоксины – весьма опасное загрязняющее вещество из класса хлоруглеводородов.

Один из видов загрязнения является социально-деструкционное загрязнение, связанное с нарушением и преобразованием ландшафтов и экосистем в процессе природопользования (зарегулирование водотоков, урбанизация, вырубка лесных насаждений).

3.1.3 Видызагрязнений

Выделяют следующие виды загрязнения: химические, физические и биологические

К физическому относят тепловое, световое, шумовое, ультразвуковое и др. загрязнения.

Химическое загрязнение обусловлено миграциями химических элементов, большинство которых возвращается в природный круговорот в необычных, несвойственных биосфере формах. Особую опасность представляют искусственно созданные органические соединения (ксенобиотики).

По своему токсическому действию загрязняющие вещества делятся на:

Общесоматические (оксид углерода, соединения свинца, ртути, мышьяка, др.);

Раздражающие (сернистый ангидрид, аммиак, оксиды азота, озон, ацетон,др.);

Аллергеные (большинство красителей, лаки, и др.);

Канцерогенные (бенз(а)пирен, асбест, соединения никеля);

Мутагенные (соединения радия, урана, марганца, свинца).

Они могут находиться в газообразном, жидком и твердом состоянии, загрязняя атмосферу, почву, и гидросферу.

Под биологическим загрязнением понимают изменение видовой структуры, путем интродукции несвойственных для данного биоценоза видов (колорадский жук, моллюск рапана и др.).

Массовое размножение микроорганизмов на антропогенных субстратах или техногенно измененных средах носит название микробиологического загрязнения. Это загрязнение может не только явиться причиной заболеваний людей и домашних животных, но и вызвать усиленную коррозию металлов.

Под видами загрязнений понимают также любые нежелательные для экосистем антропогенные изменения (по Г.В. Стадницкому и А.И. Родионову, 1988):

ингредиентное (минеральное и органическое) загрязнение как совокупность веществ, чуждых естественным биогеоценозам (например, бытовые стоки, ядохимикаты, продукты сгорания в ДВС и т.д.);

параметрическое загрязнение — изменения качественных параметров окружающей среды (тепловое, шумовое, радиационное, электромагнитное);

биоценотическое загрязнение вызывает нарушение состава и структуры популяций (перепромысел, намеренная интродукция и акклиматизация видов и т.д.);

социально-деструкционное загрязнение (стация — место обитания популяции, деструкция — разрушение), связанное с нарушением и преобразованием ландшафтов и экосистем в процессе природопользования (зарегулирование водотоков, урбанизация, вырубка лесных насаждений и пр.).

3.1.4 Источники загрязнения

Источники загрязнения могут быть природные (пыльные бури, вулканическая деятельность, селевые потоки и др.) и антропогенные.

Источниками антропогенного загрязнения, наиболее опасного для популяций любых организмов, являются промышленные предприятия (химические, металлургические, целлюлозно-бумажные, строительных материалов и др.), теплоэнергетика, транспорт, сельскохозяйственное производство и другие технологии.

Источники загрязнения биосферы могут быть естественными и техногенными. К естественным источникам относят вулканизм, водную и ветряную эрозию почвы, природные пожары и др.

Техногенныеисточники – это объекты хозяйственной деятельности (промышленные предприятия, транспорт, с/х, объекты энергетики).

Техногенное загрязнение по масштабам сопоставимо с естественным, а по токсичности – превышает его. В зависимости от масштабов загрязнение может быть глобальным, региональным и локальным, что в свою очередь определяется соотношением двух факторов – мощности источника загрязнения и свойств среды, в которую это загрязнение поступает.

В связи с тем, что все геооболочки взаимосвязаны вещественными потоками, загрязнение, как правило, не локализуется в какой-либо одной из них. В зависимости от характера вызываемых в природной бреде изменений загрязнения делятся на:

— физические – изменение физических параметров среды;

— химические — изменение химического состава среды;

— биологические — изменение видовой структуры биоценозов.

К особому классу загрязнений относят деструктивное загрязнение – непреднамеренное структурное изменение ландшафтов, вызванное хозяйственной деятельностью (добыча полезных ископаемых открытым способом, строительство дорог, лесозаготовки и др.).

3.1.5 Ареал загрязнения

Вокруг источника загрязнения (например, промышленного узла) формируется сфера влияния, размер которой зависит от многих факторов: объема промышленных выбросов, их химического состава, времени функционирования, характера почвенно-растительного покрова, рельефа, климата и др.

Проекция сферы влияния на поверхность земли определяет ареал воздействия (загрязнения), форма, которой в той или иной степени определяется рельефом и преимущественным направлением ветра в данной местности. При распространении воздействия на территорию с относительно однородными природными свойствами ареал воздействия должен иметь правильную эллиптическую форму.

Выявление ареала загрязнения возможно даже по одному из элементов ландшафта (например, по содержанию техногенных выбросов на 1км2 в снежном покрове во время его максимальной высоты или в почвах; по состоянию индикаторной растительности, видовому разнообразию беспозвоночных травостоя и т.п.).

Сфера воздействия технической системы на природную среду имеет сложное внутреннее строение и состоит из нескольких зон, выявляемых по степени изменения отдельных природных компонентов или структуры ландшафта в целом.

Наиболее удаленной от источника загрязнения является зона геохимического загрязнения. Она занимает, как правило, большую площадь (для крупных предприятий и городов – несколько тысяч квадратных километров) и характеризуется повышенным относительно фона содержанием загрязняющих веществ.

Однако, так как уровень общего загрязнения в этой зоне не превышает ассимиляционный потенциал ландшафта, природные комплексы обеспечивают процессы самоочищения.

Зона биотического воздействия выделяется по трансформации биотических компонентов ландшафта (снижению видового разнообразия за счет выпадения наиболее чувствительных к загрязнению видов).

Зона геоматического воздействия (или импактная зона, или техногенная пустошь) характеризуется сильным загрязнением и структурной перестройкой природных комплексов: растительный покров нарушен, активно протекают ветровая и водная эрозия почвы, заболачивание, карст, оврагообразование и др. разрушительные процессы. Эта зона окаймляет промузел. Она формируется либо при малой устойчивости ландшафта (горные районы, зоны вечной мерзлоты и т.п.), либо при большой силе воздействия (химические, горнометаллургические производства).

Рис. 3.1.5 — Схема внутреннего строения ареала влияния источника загрязнения: 1-источник загрязнения, 2-зона геоматического воздействия, 3-зона биотического воздействия, 4-зона геохимического воздействия.

3.2 Самоочищение биосферы

Нейтрализацию возмущающих воздействий (загрязнений) в биосфере и ее компонентах за счет механизмов саморегулирования природных экосистем принято называть самоочищением биосферы.

Сложный механизм самоочищения природной среды включает систему взаимосвязанных природных процессов:

  • Механические (перемешивание, разбавление, оседание, перемешивание и др.);

  • Химические (окисление, осаждение, нейтрализация, фотохимические процессы)

  • Биохимические (разложение органических веществ микроорганизмами-деструкторами).

Важное место в механизме самоочищения биосферы занимают процессы, происходящие в атмосфере и гидросфере. Это обусловлено тем, что эти две геооболочки представляют собой сплошные подвижные среды, которые обеспечивают:

Кислород для дыхания, углекислый газ для фотосинтеза, воду для жизнедеятельности.

Стабильность и благоприятность для жизни климатических условий земли.

Геохимическую миграцию химических веществ в круговороте.

Быстрое распространение загрязняющих веществ на большие расстояния.

Активную химическую и биологическую трансформацию загрязняющих веществ.

3.3 Ассимиляционный потенциал биосферы

Количественно мерой устойчивости биосферы к техногенным нагрузкам может служить ассимиляционный потенциал – предельная количественная характеристика загрязнения, которое может быть нейтрализовано за счет механизмов саморегулирования экосистем на данной территории или в биосфере в целом.

Если величина потока техногенного загрязнения не превышает ассимиляционный потенциал территории, то экосистемы легко справляется с переработкой загрязнения, и состояние природной среды не ухудшается.

Если же поток техногенного загрязнения превосходит регуляторные возможности экосистем, то загрязнение накапливается в них, в результате чего на данной территории наблюдается прогрессирующее ухудшение состояния природной среды.

Источник: https://textarchive.ru/c-1491523-p9.html

Scicenter1
Добавить комментарий