КУРСОВА РОБОТА
Тема:
«Вплив факторів навколишнього середовища на популяції гідробіонтів»
У світі все живе пов'язане з водою і значною мірою складається з води. Академік В.І. Вернадський зазначав, що «вода стоїть осібно в історії нашої планети, не має природного тіла, яке могло б зрівнятися з нею за впливом на хід основних природних та суспільних процесів». З одного боку, вона є носієм життя, формуючи умови для відтворення, розвитку, існування усіх живих організмів, природного середовища в цілому, самої людини. З іншого – вода використовується як природна сировина, виступає елементом виробничих відносин практично у всіх галузях господарської діяльності, у виробництві багатьох видів продукції. Тому забезпечення людства чистою водою є однією з найбільших проблем сьогодення, гострота якої підвищується внаслідок зростання дефіциту води та погіршення її якості. Саме виживання людини, як біосоціального виду, в значній мірі залежить від наявності та стану водних ресурсів.
Загальний об'єм гідросфери становить трохи менше 1,5 млрд. куб. км, 94% якого та 72% поверхні земної кулі займає світовий океан. Із загального об'єму гідросфери 60 тис. куб. км припадає на підземні води, більшу частину яких становлять глибинні розсоли, і лише близько 4 тис. куб. км – прісні підземні води зони активного водообміну. Третьою великою частиною гідросфери є полярні льодовики – 24 млн. куб. км (1,6%). На долю поверхневих прісних вод в гідросфері припадає близько 360 тис. куб. км або 0,25% її загального об'єму, з них 278 тис. куб. км зосереджено в озерах, 83 тис. куб. км – ґрунтова волога. Незначний об'єм руслових річкових вод Землі – близько 1,2 тис. куб. км – служить початком формування майже всіх джерел прісних вод, доступних для використання. Отже, резерв води, на яке може розраховувати людство в недалекому майбутньому, орієнтовно становить 6 тис. куб. км.
Гідробіонти – переважно первинноводні тварини, які все життя проводять у воді. В процесі еволюції у них виробилися різні пристосування, що дозволяють їм мешкати у водоймищах з різною за якістю водою. Вода дає їм їжу і кисень, виносить продукти обміну і ін. Тому фізико-хімічні властивості води є одним з найважливіших чинників середовища.
Вода містить різні розчинені і зважені речовини, кількість і склад яких визначає велику різноманітність її хімічного складу. Залежить цей склад як від фізичних умов навколишнього середовища, так і від біологічних і мікробіологічних процесів, що протікають у водоймищах. Взаємообумовлена дія абіотичних і біотичних чинників, а також діяльність людини викликають істотні відмінності в гідрохімічному режимі водоймищ.
Великою своєрідністю відрізняється гідрохімічний режим рибницьких ставків і дрібних водоймищ, періодично осушуваних в різні сезони року, на ґрунт і воду яких сильно впливає господарська діяльність людини. Посадка в ставки великої кількості риби на одиницю площі, добриво ставків і годування риби також негативно впливають на якість води. В результаті надходження у воду органічного матеріалу, що легко розкладається, підвищується водневий показник води, стає впливовішим збільшення добових коливань вмісту кисню, змінюються фізичні властивості води, збільшується її кольоровість, знижується прозорість. Тому при інтенсифікації рибництва необхідно своєчасно вживати заходи по оптимізації гідрохімічного режиму, забезпеченню умов для нормальної життєдіяльності водних організмів. Придатність поверхневих вод для використання в рибогосподарських цілях визначається їх відповідністю вимогам і нормативам державного загальносоюзного стандарту.
Вода повинна: відповідати нормам, в основі яких лежить збереження вигляду, плодючість і якість потомства риби; відповідати біологічним потребам вирощуваних видів риб; забезпечувати необхідний рівень розвитку природної кормової бази; не повинна бути джерелом захворювань риб, що розводяться.
Живі організми піддаються у водоймищі дії різних чинників середовища. При цьому роль окремих чинників може сильно трансформуватися і залежати від інших умові. Наприклад, висока концентрація кальцію у ряді випадків знімає летальну дію високих концентрацій іонів калію, а при підвищеній солоності води нітрати, навіть при великій концентрації, не представляють серйозної загрози для риб.
Найважливішими умовами, що визначають життя водних організмів, є температура, світло, газовий режим, вміст біогенних елементів. Зв'язок гідробіонтів з елементами зовнішнього середовища взаємообумовлений, і зміна однієї системи зв'язків неминуче викликає зміну іншої. Тому, розглядаючи вплив окремих компонентів гідрохімічного режиму на життєдіяльність гідробіонтів, необхідно мати на увазі умовність такої заміни, бо в природі всі відносини організму і середовища взаємозв'язані.
Температура води значно стійкіша, ніж повітря, що обумовлено її великою теплоємністю. З цієї причини навіть значні надходження або втрати тепла, що збільшуються в літній і зимовий періоди року, не ведуть до різких змін температури води. В результаті річні коливання температури в континентальних водоймищах звичайно не перевищують 30–35 °С. Температурна стійкість води обумовлена і порівняно слабкою змішуваністю холодних і тепліших шарів води, що мають різну густину. Низька теплопровідність води, що обмежує розповсюдження температурних змін в стоячих водоймищах, веде до появи температурної шаруватості, або температурної стратифікації. Утворенню такої стратифікації сприяє властивість води зменшувати свою густину з пониженням температури від 4 до 0 °С. Зимою підлідні холодні шари води не занурюються углиб, плаваючи на тепліших шарах; влітку прогріті води не опускаються до дна, де знаходяться холодніші, і тому щільніші, шари води. З розшаруванням температури в товщі води тісно пов'язаний газовий режим, розподіл біогенів і інші гідрохімічні показники, що призводить, у свою чергу, до зональності в розподілі гідробіонтів.
Термічний режим водоймищ різних типів визначається їх географічним положенням, завглибшки, особливостями циркуляції водних мас і багатьма іншими чинниками.
У житті гідробіонтів температура води має величезне значення. Виняткова її роль виявляється перш за все у тому, що вона є неодмінною умовою життя. Якщо інші елементи середовища (світло, гази і ін.) можна виключити з оточення організмів, то температуру – ніколи. На відміну від багатьох інших абіотичних чинників, температура діє не тільки у разі екстремальних значень, що визначають межі існування вигляду, але і в межах оптимальної зони в цілому, визначаючи швидкість і характер всіх життєвих процесів. Вплив її не обмежується безпосередньою дією на живі організми, а позначається і побічно, через інші абіотичні чинники. Наприклад, найважливіші для життя фізичні властивості води – густина і в'язкість, визначувані кількістю розчинених солей, значною мірою залежать від температури. Те ж відноситься і до розчинності у воді газів. Тому температура є одним з універсальних екологічних чинників.
Екологічне значення температури в першу чергу виявляється через дію на розподіл гідробіонтів у водоймищах і на швидкість протікання різних життєвих процесів, кількісно пов'язаних з температурою. Амплітуда коливань температури, при якій можуть жити риби, для різних видів різна. Види, існуючі в широкому температурному діапазоні, називаються евритермічними, у вузькому – стенотермічними. Риби середніх широт пристосовані до широких коливань температури.
Процеси живлення, обміну речовин, розвитку і зростання, розмноження, міграції і інші прояви життєдіяльності у гідробіонтів більшою мірою, ніж у теплокровних організмів, залежать від рівня і динаміки температури води. Впливаючи на багато життєвих функцій водних організмів, температура значною мірою обумовлює їх продуктивні можливості. З підвищенням температури обмінні процеси у риб швидшають. Зв'язано це з дією температури на ферменти, що каталізують різні життєві процеси. Швидкість ферментативних процесів з підвищенням температури зростає згідно загальним законам хімічної кінематики, відповідно до якого при зростанні температури на 10 град швидкість реакції збільшується в 2–3 рази. Прискорюючий вплив температури на швидкість обміну речовин і темп розвитку гідробіонтів залежить від їх видової приналежності, стадії розвитку і того інтервалу, в якому підвищується температура. Особливо великий вплив температури на ранніх стадіях розвитку організмів. Ембріональний розвиток різних видів риб може нормально протікати в строго певних межах температури. Дія температури, близької до порогової, при інкубації ікри, наприклад, приводить до збільшення числа аномалій личинок і їх смертності. Зміна морфологічних ознак личинок може бути викликане дуже високою або низькою температурою в період їх ембріонального і раннього постембріонального розвитку.
Температура не тільки визначає саму можливість розвитку гідробіонтів, але і впливає на швидкість їх морфогенезу. Відомо, що чим нижча температура, при якій йде інкубація ікри, тим більше вимагається часу для розвитку ембріонів. Вона надає стимулюючу або пригноблюючу дію не тільки на швидкість ембріонального розвитку, але і на подальший розвиток риб. Інтенсивність обміну і швидкість росту знаходяться в прямій залежності від температури водного середовища. В той же час слід мати на увазі, що дія однієї і тієї ж температури на ріст риб різного віку різна. З віком температурний оптимум стає ширше, тому вплив цього показника на ріст найсильніше виявляється на ранніх стадіях розвитку. Так, оптимальній для розвитку і зростання молоді коропа є температура в межах 25–30°С, а для риби старшого віку – 23 28°С.
Відмічене прискорення росту риб при динамічній температурі в порівнянні із стабільною. Амплітуда і частота коливання температури, оптимальні для росту, видоспецифічні.