Атмосфера и гидросфера

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 энергетические ресурсы биосферы, расширяет ресурсную базу жизни, интенсифицирует в эволюционном аспекте биологический круговорот веществ и поток энергии в биосфере.

2.2 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 промысла, 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.

2.3 Население гидросферы

Население гидросферы по числу видов (более 250000) заметно уступает наземному из-за необычайного богатства в нем фауны и насекомых. Иная картина получается если сравнение вести по классам. Например, из 33-х классов растений, 18 видов -гидрофиты. Эти данные рассматриваются как доказательство того, что жизнь зародилась не в воздушной, а в водной среде.

Одна из характерных особенностей водного населения – резкое преобладание зомассы над фитомассой, в то время как на Земле наблюдается обратная картина.

Биомасса в различных районах Мирового океана колеблется в очень широких пределах. Так в верхнем 100-метровом слое в районе экватора биомасса составляет около 500 мг/м3 и более, а в водах Субарктики и Субантарктики соответственно 100-300 мг/м. [1.]

Фитобеноз состоит в основном из бурых, красных и зеленых водорослей, а также некоторых цветковых растений.

Зообеноз в наибольшей степени представлен простейшими, кишечнополостными, ракообразными, головоногими и рыбами. Планктон по видовому составу в основном представлен ракообразными.

Флора и фауна Мирового океана с продвижением в глубь по числу видов и численности значительно обедняются. Это связано с ухудшением условий обитания. Основным источником пищи глубоководных является скопление органических веществ на дне.

Континентальные водоемы могут быть искусственными и естественными. В подавляющем большинстве континентальные водоемы пресные, что и определяет видовой состав их населения.

Население рек характеризуется значительным видовым разнообразием. Из отдельных экологических групп значительного обилия в реках достигают планктон, бентос и нектон. Численность бактерий в речной воде значительно меняется по сезонам, обнаруживая максимум в период паводка. Заметно повышается численность бактерий в реках ниже очагов загрязнения органическими веществами. Количество планктона в реках на протяжении года значительно меняется, падая до минимума зимой и во время половодья вследствие разбавления талыми водами, почти не содержащими каких-либо организмов. От весны к лету благодаря размножению количество планктона значительно увеличивается. Бентос преимущественно представляется животными; донные растения обильны только в реках с прозрачной водой. Образованию прибрежной растительности мешает размыв берегов и половодья.

На видовой состав озер оказывают влияние: географическое положение, происхождение и особенности гидрологического режима. Нектон и планктон в озерах представлены богаче, чем в других континентальных водоемах. На поверхности пленки: клопы-водомерки, мухи, на нижней поверхности – жуки и клопы, личинки комаров и т.п. Нектон представлен почти исключительно рыбами. В больших озерах (Байкал, Ладожское) обитют несколько видов тюленей. Северные и высокогорные озера богаты ласосевыми рыбами.

Население болот отличается бедностью как по видовому составу, так и в количественном отношении. Отрицательное значение в этом отношении имеет малая концентрация кислорода и повышенная кислотность. Растительность болот представлена в основном зелеными мхами, осоками, хвощами, вейниками, тростниками и т.п.

2.4 Загрязнения:

а) загрязнение водных ресурсов

Круговорот воды, этот долгий путь ее движения, состоит из нескольких стадий: испарения, образования облаков,выпадения дождя, стока в ручьи и реки и снова испарения. На всем своем пути вода сама способна очищаться от попадающих в нее загрязнений-продуктов гниения органических веществ, растворенных газов и минеральных веществ, взвешенного твердого материала. В местах большого скопления людей и животных природной чистой воды обычно не хватает, особенно если ее используют для сбора нечистот и переноса их подальше от населенных пунктов. Если нечистот в почвупопадает не много, почвенные организмы перерабатывают их, заново используя питательные вещества, и в соседние водотоки просачивается уже чистая вода. Но если нечистоты попадают сразу в воду, они гниют, и на их окисление расходуется кислород. Создается так называемая биохимическая потребность в кислороде . Чем выше эта потребность, тем меньше кислорода остается в воде для живых микроорганизмов,особенно для рыб и водорослей. Иногда из-за недостатка кислорода гибнет все живое. Вода становиться биологически мертвой-в ней остаются только анаэробные бактерии; они процветают без кислорода и в процессе своей жизнедеятельности выделяют сероводород-ядовитый газ со специфическим запахом тухлых яиц. И без того безжизненная вода приобретает гнилостный запах истановится совсем непригодной для человека и животных. Подобное может произойти и при избытке в воде таких веществ, как нитраты и фосфаты; они попадают в воду из сельскохозяйственных удобрений на полях или из сточных вод, загрязненных моющими средствами. Эти биогенные вещества стимулируют рост водорослей, водоросли начинают потреблять много кислорода, а когда его становится недостаточно, они гибнут. В природных условиях озеро, прежде чем заилиться и исчезнуть, существует около 20тыс. лет. Избыток биогенных веществ ускоряет процесс старения, или интрофикацию, и уменьшает срок жизни озера, делая его к тому же малопривлекательным. В теплой воде кислород хуже растворяется,чем в холодной. Некоторые предприятия, особенно электростанции,потребляют огромное количество воды на охлаждение. Нагретая вода сбрасывается обратно в реки и еще больше нарушает биологическое равновесие водной системы. Пониженное содержание кислорода препятствует развитию одних живых видов и дает преимущество другим. Но эти новые, теплолюбивые виды тоже сильно страдают, как только прекращается подогрев воды. Органические отбросы, биогенные вещества и тепло становятся помехой для нормального развития пресноводных экологических систем только тогда, когда они перегружают эти системы. Но в последние годы на экологические системы обрушились огромные количества абсолютно чужеродных веществ, от которых они не знают защиты. Пестициды, применяемые в сельском хозяйстве, металлы и химикалии из промышленных сточных вод сумели проникнуть в пищевую цепь водной среды, что может иметь непредсказуемые последствия. Виды,