Тема: Введение. Предмет, задачи и методы гидробиологии. История становления и развития гидробиологии.
План:
-
Предмет и задачи гидробиологии.
-
Методы гидробиологии.
-
Основные направления гидробиологических исследований.
-
История становления и развития гидробиологии.
Гидросфера играет огромную роль в жизни человека. Водоемы используются для пищевого и технического водоснабжения, как рыбохозяйственные угодья, как зоны рекреации. Кроме того, они служат для целей энергетики, судоходства и т.д. Поэтому все большее значение приобретает изучение гидросферы в интересах оптимизации природопользования и охраны среды. Такое изучение и составляет предмет экологической науки – гидробиологии.
К основным методам гидробиологии относится количественный учет различных групп гидробионтов в пределах их местообитаний, оценка функциональной роли этих групп в экосистемах и моделирование экосистем с целью прогноза их состояния и управления ими. Основными количественными показателями являются численность и биомасса особей. Эти показатели дают представление о состоянии популяций, позволяют судить об отношении к факторам среды, о локальной изменчивости. Данные о количестве организмов необходимы для оценки их роли в различных экосистемных процессах. В гидробиологии существует целый ряд специальных методов для получения количественных данных о населении водоемов (использование количественных орудий лова: дночерпателей, драг, планктонных сетей, батометров и др., которые позволяют точно оценить пространство или объем воды).
В настоящее время в гидробиологии выделяют следующие разделы:
-
общую, изучающую закономерности существования живых организмов в водоемах;
-
продукционную, изучающую биологические основы повышения продуктивности водоемов;
-
санитарную, принимающую участие в решении проблем чистой воды;
-
техническую, изучающую биологические явления в воде, которые необходимо учитывать при промышленном использовании водоемов;
-
навигационную, исследующую проблемы, связанные с судоходством.
Лекция № 2.
Тема. Особенности обитания в водной среде.
План:
-
Физико-химические свойства воды
-
Физико-химические свойства грунта.
Свойства воды. Вода является одной из сфер жизни и имеет ведущие экологические факторы. К таким факторам относятся: свойства воды и грунта, растворенные и взвешенные в воде вещества, температура и свет, загрязнение водоемов и др.
Вода как физико-химическое тело оказывает постоянное воздействие на гидробионтов. Она служит им опорой, переносит кислород и пищу, удаляет продукты метаболизма, переносит половые продукты и самих гидробионтов, Благодаря подвижности воды в ней существуют прикрепленные животные, существование которых невозможно на суше. Для донных животных первостепенное значение имеют состав и свойства грунта.
Свойства грунтов. Из всех свойств грунта наибольшее экологическое значение имеют размеры частиц, плотность их прилегания друг к другу, стабильность взаиморасположения, степень смыва течениями и темп аккумуляции за счет оседания взвешенного материала. По размеру частиц грунты делятся обычно на мягкие и жесткие. К мягким относятся:
-
глины (пелиты) – размер частиц 0.01 мм;
-
илы (алевриты) – размер частиц 0.01-0.1 мм;
-
пески – размер частиц 0.1-1 мм.
Жесткие грунты представлены:
-
гравием – 0.1-1 см;
-
галькой – 1-10 см;
-
валунами – 10-100 см;
-
глыбами – более 1 м.
С переходом от каменистых грунтов к песчанистым и илистым численность донных животных увеличивается, а их средняя масса снижается.
Лекция № 3. Абиотические факторы в водоемах
План:
-
Давление и гидродинамика.
-
Температура.
-
Свет.
-
Звук, электричество, магнетизм.
Существование гидробионтов во многом определяется влиянием на них абиотических факторов. К наиболее важным относятся давление, гидродинамика, динамика температуры и освещенности, уровня радиации, изменчивость электрических и магнитных полей. Воздействие факторов влияет на метаболизм гидробионтов, определяет ориентацию, дает информацию о времени и пространстве.
Разнообразие течений в океане
Происхождение Траектория движения Расположение
(градиентно-гра- (прямолинейные, криво- (поверхностные, глу-
витационные, линейные, циклонические бинные, придонные,
фрикционные, антициклонические) прибрежные)
приливные, инер-
ционные)
Физико-химические условия Степень устойчивости
(пресные, соленые, теплые, (постоянные, периодичес-
холодные) кие, временные)
Лекция № 4
Основные жизненные формы гидробионтов. Население океанов.
План:
-
Жизненные формы гидробионтов.
-
Мировой океан и его деление на зоны.
-
Общая характеристика населения океана.
-
Население пелагиали.
-
Население бентали.
Жизненные формы – это совокупности организмов разного систематического положения, обладающие сходными приспособлениями, позволяющими им существовать и удерживаться в определенных биотопах. Возникают эти приспособления в результате процессов конвергенции. В пределах каждой жизненной формы выделяют совокупности организмов, различающихся по определенным признакам. Например, по типу водоема могут быть озерные, речные, морские жизненные формы. По географическому положению – полярные, бореальные, тропические. По экологическим зонам – поверхностные, глубинные, литоральные. По степени привязанности к биотопу – облигатные, факультативные, случайные, временные и т.д.
Для гидробионтов характерны следующие жизненные формы: планктон, нектон, нейстон, плейстон, бентос, перифитон, пелагобентос.
Мировой океан. Мировой океан подразделяется на четыре океана (назовите их), а также на их более или менее обособленные участки – моря. Среди морей различают окраинные, широко сообщающиеся с океаном (Баренцево) и внутренние, почти со всех сторон окруженные сушей и сообщающиеся с океаном проливами (Черное, Средиземное). Средняя глубина Мирового океана – 3710 м, максимальная – 11022 м (Марианская впадина). профиль Мирового океана подразделяется на материковую отмель (шельф) с очень плавным понижением дна до глубины 200 м, площадь ее составляет примерно 7,6% от всей акватории океана. Далее довольно круто опускается материковый склон – до 3000 м, площадь 15,3%. Он завершается материковым подножием, граничащим с ложем океана (глубина от 4000 до 6000 м), площадь 77,1%. Ложе имеет сложный рельеф. Здесь поднимаются океанские хребты, возвышенности, цепочки гор. Они делят ложе на отдельные котловины. Наиболее глубокие части океана представлены глубоководными желобами. Выделяют единую систему срединно-океанических хребтов. Например Срединно-атлантический хребет, повторяющий очертания берегов Америки, Африки и Европы, делит океана на почти равные западную и восточную части. Дно океана принято делить на следующие горизонты:
-
супралитораль – часть берега, увлажняемая только во время заплеска и брызг волн;
-
литораль – зона, периодически заливаемая водой во время прилива и обнажающаяся во время отлива;
-
сублитораль – простирается до нижней границы распространения донных фотосинтезирующих растений (кто помнит, до какой глубины возможно распространение растений?);
-
батиаль – располагается на материковом склоне, следовательно, простирается до глубины 3000 м;
-
абиссаль – занимает океаническое ложе, до глубин 6000-7000 м;
-
ультраабиссаль - свыше 7000 м до самых больших глубин.
Водную толщу также делят на отдельные зоны. По вертикали:
-
эпипелагиаль (до 200 м)
-
бетипелагиаль (до нижней границы батиали)
-
абиссопелагиаль ( от нижней границы батиали до глубины 6-7 км)
-
ультраабиссопелагиаль – до самых больших глубин.
По горизонтали водную толщу делят на прибрежную, или неретическую зону, лежащую над материковой отмелью, и океаническую зону.
Лекция 5. Континентальные водоемы и их население. Подземные воды и их население. Пещерные воды. Интерстициальные воды.
План.
-
Население разных широт.
-
Население разных глубин.
-
Население опресненных морей.
-
Общая характеристика населения континентальных водоемов.
-
Реки и их население.
Население разных широт. В наибольшей степени широтная зональность представлена в поверхностном слое воды и на континентальном шельфе. Обусловлено это изменением температурных и световых условий в меридиональном направлении. Видовое богатство населения с продвижением из умеренных широт в низкие возрастает. Например, в районе Малайского архипелага обитает около 40 тыс. видов животных, в Средиземном море – 6-7 тыс. видов, в Северном – менее 4 тыс., а в Баренцевом – около 2.5 тыс. видов. Причина кроется в температурных условиях и высокой термостабильности, благоприятствующих процессам видообразования.
Население разных глубин. С продвижением вглубь население океана значительно меняется, так как меняются условия жизни. Фитопланктон в основном приурочен к слою воды до нижней границы основного пикноклина. В умеренных широтах она располагается на глубине 90-120 м, в низких широтах – до 50-80 м. Около самой поверхности из-за чрезмерной освещенности фитопланктон может обедняться и достигать максимума на глубине 5-10 м.
В связи со своеобразными условиями обитания на значительных глубинах у гидробионтов развиваются своеобразные адаптации, направленные на экономию энергии. назовем некоторые из них.
-
Нейтральная плавучесть – позволяет удерживаться в толще воды без затрат энергии. Достигается заменой костного скелета на хрящевой (абиссальный рахитизм), большим количеством подкожной студенистой ткани, обводнением тканей, снижением количества белков и образованием скоплений жира.
-
Уменьшение подвижности. Хищники не догоняют свою жертву, а подкарауливают или даже приманивают ее. В связи с этим возрастает дистантность органов схватывания и удержания добычи.
-
Смена мелких форм более крупными (абиссальный гигантизм)
-
Атрофируются органы зрения, но большое развитие получают органы осязания.
-
Окраска обычно темная, почти черная, или отсутствует вовсе.
-
Необычная тонкость и хрупкость всего тела, связанная с отсутствием на значительных глубинах быстрых течений и волнения воды.
-
Своеобразная гомойотермность (псевдогомойотермность), которая развивается в связи с достаточно постоянными температурными условиями.
Население опресненных морей. Во многих окраинных и внутренних морях соленость заметно ниже, чем в океане. В связи с этим изменяется характер населения этих морей. Прежде всего, надо отметить общее обеднение фауны и флоры.
Обеднение видового богатства тем сильнее, чем больше опреснение воды. Это отражено в таблице:
Район
|
соленость воды
|
количество видов
|
Северное море
|
35 ‰
|
1500
|
Балтийское море
|
20 ‰
|
436
|
Финский залив
|
6 ‰
|
52
|
Достарыңызбен бөлісу: |