Охрана Водных Экосистем
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.
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.
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.
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.
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
|