1. Гидробиология наука о жизни организмов в воде
 Скачать 247.92 Kb.
|
|
72. Способы повышения продуктивности прудов в условиях Республики Беларусь. 1. Достаточное и разнообразное кормление рыбы в водоемах 2. Периодическое осушение водоема , производится для предотвращения закисания донного детрита 3. Периодическая смена рыбного хозяйства на любой другой вид сельского хозяйства. Например осушения водоема и посадка сельскохозяйственных культур на его месте 4. Внесение минеральных и органических удобрений. Позволяет повысить содержание фитопланктона и бактерий в воде 5. Добавление дополнительного корма при израсходовании естественного 6. Поддержание потимальных условий жизни гидробионтов 7. Предотвращение водных загрязнений Факторы, влияющие на рыбопродуктивность: -Климатические условия, -почвенные факторы, -качество воды источника водоснабжения, ее гидрохимические показатели, -особенности эксплуатации водоема, в т.ч. видовой состав рыб, плотность посадки, кормовой базы. Обеспечение благопритных условий способствует повышени. продуктивности прудов. Зарыбление водоемов в осенний период снижает влияние стрессового фактора за счет уменьшения пересадок и перевозок, рыбы быстрее адаптируются к температурным условиям водоема, полнее используют естественные корма в осенний и ранневесенний периоды, что повышает их резистентность к болезням. Весной рыбы, посаженные в водоем с осени, раньше начинают использовать естественную пищу и питаться искусственными кормами, что значительно удлиняет период их выращивания, повышает темп роста и товарную массу. При ведении рыбоводства в малых водоемах Беларуси наиболее целесообразно в составе используемой поликультуры выращивать серебряного карася и щуку, зарыбляя их в осенний период, и карпа при его посадке весной. Для Республики Беларусь, где из 130 созданных водохранилищ в рыбохозяйственных целях задействованы только 11, общей площадью 11,3 тыс. км2 , это имеет большое практическое значение. Эти водоемы дают в среднем только 10 кг/га рыбы. 73. Оценка трофического статуса водоемов. Отличительным признаком олиготрофных водоемов является высокая прозрачность воды благодаря низкой численности планктонных водорослей, обусловленной низким содержанием биогенов. Содержание кислорода в воде в течение всего года близко к насыщению. Из-за малости биомассы первичных продуцентов биомассы на высших трофических уровнях также невысоки. Дно водоемов песчаное или каменистое. Простейшим индикатором эвтрофности является низкая прозрачность воды, вызванная массовым развитием планктонных водорослей. Желто-зеленый цвет типичен для эвтрофных вод. Высокое содержание биогенов и варьирующее содержание кислорода. Важной чертой эвтрофных озер является значительный урожай на корню, на всех уровнях пищевой цепи, включая рыб. Эвтрофные озера, как правило, очень рыбопродуктивны. Из-за пониженного содержания кислорода и расположения в теплых низинах в эвтрофных озерах редко встречается форель. Летние и зимние заморы рыбы типичны для эвтрофных вод. Оценка трофического статуса водоема базируется на количественных зависимостях показателей биологической продуктивности вод от содержания в них элементов минерального питания (азота и фосфора), обеспеченность которыми оказывает определяющее влияние на развитие и фотосинтез фитопланктона. Поступление в водоем биогенных соединений зависит от геохимических особенностей и освоенности водосборного бассейна. Фосфор, единственным источником которого служит литосфера, относится к веществам с высоким коэффициентом биологического поглощения. 74. Критерии достижения водоемами эвтрофного статуса. Эвтрофные водоемы. Простейшим индикатором эвтрофности является низкая прозрачность воды, вызванная массовым развитием планктонных водорослей. Желто-зеленый цвет типичен для эвтрофных вод. Высокое содержание биогенов и варьирующее содержание кислорода. Концентрация кислорода в гиполимнионе значительно снижается как во время летней стратификации, так и подо льдом зимой. Во всех эвтрофных озерах вода в эвфотическом слое перенасыщена кислородом в дневное время суток благодаря фотосинтезу, а в ночное время уровень содержания кислорода падает из-за дыхания. Донные осадки эвтрофных озер чрезвычайно богаты биогенами, благодаря накоплению органического вещества, поступающего из фотической зоны. Поначалу это ведет к росту биомассы укорененных макрофитов. Затем рост фитопланктона затеняет погруженные растения. Плотные заросли полупогруженных макрофитов от этого не страдают и часто присутствуют вдоль берегов эвтрофных озер. Важной чертой эвтрофных озер является значительный урожай на корню, на всех уровнях пищевой цепи, включая рыб. Эвтрофные озера, как правило, очень рыбопродуктивны. Из-за пониженного содержания кислорода и расположения в теплых низинах в эвтрофных озерах редко встречается форель. Летние и зимние заморы рыбы типичны для эвтрофных вод. 75.Особенности эвтрофирования естественных водоемов и водохранилищ. Эвтрофирование - это насыщение водоемов биогенными элементами, сопровождающиеся ростом биологической продуктивности водных бассейнов. Может быть результатом как естественного строения водоемов, так и антропогенных воздействий. Основные химические элементы, способнве вызывать эвтрофию - фосфор и азот. Таким водоемам присущи богатая литоральная и сублиторальная растительность, обильный планктон. Несбалансированная эфтрификация способна привести к бурному развитию водорослей и цветению воды. Водоем становится эвтрофным при обильном развитии и размножении фитопланктона, вызывающего цветение воды, это явление может произойти как в пресной, так и в соленой воде, наблюдается в стоячих водах. Обьясняется обилием питательных веществ, находящихся в воде, особенно фофора. Водоросли отмирают в больших количествах , мертвое органическое вещество становится пищей для бактерий, которые его разлагают. Чем больше растений отмирают, тем больше пищи для бактерий образуется и тем меньше в воде растворенного кислорода.. Когда содержание кислорода уменьшается, многие рыбы и водные насекомые начинают погибать, образуя детрит, который вызывает окисление дна озера. 76.Минерализация органических веществ гидробионтами. Роль водной микрофлоры участвующей в процессе самоочищения водоема. Основную роль в минерализации веществ играют бактерии. Бактериальное население водоема делится на аллохтонное(извне) и автохтонное(вносятся в водоем с дождевым стоком). Бактерии разлагают детрит при оптимальных условиях для их жизни не позволяя дну водоема окисляться. Растения - основные поставщики кислорода. Водоросли способны усваивать простые органические соединения, тем самым тоже принимая участие в очищении водоема. Животные. Их роль в значительной степени определяеться и х способом питания. Фильтраторы и седиментаторы освобождают воду от взвесей, способствуя осветлению воды. Активным седиментатором является инфузории. Фильтрация свойственна многим рако 77. Роль водной микрофлоры участвующей в процессе самоочищения водоемов. Микроорганизмы играют важную роль в продуктивности водоемов, особенно озер и водохранилищ, постоянно обогащающихся органическими веществами с суши. Разложение органических веществ осуществляется в первую очередь бактериями, число которых в рыбоводных прудах достигает 3-6 млн./мл, а биомасса -2-8 г/куб, м. Но при попадании со сточными водами в пруды органических удобрений (навоз, трава и др.) биомасса достигает 30 г/куб, м. Источником питания для бактерий, кроме органических веществ, попадающих извне, служат также органические вещества отмирающего фитопланктона (водоросли) и водных растений. Бактерии включаются в пищевую цепь: их поглощают дафнии, коловратки и другие беспозвоночные, которые в свою очередь служат пищей для рыб. Следовательно, роль бактерий в продуктивности водоемов заключается в передаче энергии и питательных веществ по пищевой цепи. Также велика роль микроорганизмов в круговороте биогенных элементов в водоемах, который осуществляется по тому же принципу, что и в почвах. В настоящее время водоемы - как пресные, так и морские нередко испытывают перегрузку в загрязнении промышленными и бытовыми сточными водами. Охрана водоемов от загрязнений становится одной из важнейших проблем экологии. Различают естественные загрязнения и загрязнения, связанные с деятельностью человека (отходы промышленности, радиоактивные вещества, нефтепродукты, пестициды и др. ). В связи с этим важное значение приобретают вопросы изучения процессов биологического самоочищения водоемов. Под самоочищением понимают биологические и физико-химические процессы, приводящие к восстановлению качества воды. Физико-химическое самоочищение осуществляется путем осаждения взвешенных частиц и веществ и окисления растворенных соединений кислородом, содержащимся в воде. Биологическое самоочищение водоемов является результатом жизнедеятельности комплекса микроорганизмов, которые живут в воде и выполняют функцию по обезвреживанию и окислению поступающих в водоем загрязняющих веществ. Начальные этапы процесса самоочищения осуществляют микроорганизмы: бактерии, грибы и ряд простейших, питающихся растворенными органическими веществами. Многие водные животные - низшие ракообразные, коловратки и др. поедают бактерий, простейших и др. Очищение воды, в т. ч. сточных вод, от органических и неокисленных минеральных загрязнений с помощью микроорганизмов осуществляется в аэробных и анаэробных условиях. Клетчатка, фенолы, углеводороды нефти и т.д. в аэробных условиях окисляются до Н2О, С02, Н2, нитратов и сульфатов. В анаэробных условиях процессы протекают замедленно и очистка затрудняется. Могут накапливаться токсичные вещества - H2S, меркаптаны, аммиак и пр. Биологическая очистка сточных вод производится на специальных участках - полях орошения и полях фильтрации. Но при избыточном загрязнении сточных вод такого способа не всегда бывает достаточно. Создаются специальные сооружения аэробной биологической очистки - биофильтры и аэрофильтры. При выпуске неочищенных или недостаточно очищенных сточных вод в водоемы условия жизни его естественного населения резко изменяются. Многие отмирают, на смену им развиваются другие. Степень загрязнения водоема органическими веществами называется сапроб-ностью.В месте стока сточных вод развивается множество сапрофитов и активно протекают процессы гниения и брожения. Полисапробная зона- когда число бактерий достигает несколько млн. в 1 мл воды. По мере минерализации органических веществ уменьшается количество сапрофитов до 105-104 в 1 мл. Мезосапробнаязона. В такой воде начинают развиваться другие организмы - простейшие, коловратки, водоросли и другие. В дальнейшем сапрофитные бактерии постепенно отмирают, вследствие потребления пищи, развития водорослей, поедания их коловратками, простейшими и т.д. В водоеме постепенно восстанавливается естественная фауна и флора. Олигосапробная зона.В ней количество сапрофитов составляет всего 102-101 клеток на 1 мл. Такой процесс очищения водоема от органических загрязнений и сапрофитов называется естественным очищением. Интенсивность его зависит от количества поступающих в водоем загрязнений, их состава, количества О2, температуры и других условий 78. Аккумуляция водной флорой и фауной. Радиоактивные элементы могут присутствовать в воде как в виде радиоактивных солей (сбросы заводов по производству ядерного топлива), так и в виде механических (вкрапления радионуклидов в минеральные частицы) и биологических загрязнений (рачки, обитающие в радиоактивном иле водоёмов). Как правило, радионуклиды, попавшие в водную среду, неравномерно распределяются как по объёму воды, так и в донных отложениях. В илистом дне содержание радионуклидов во много раз больше, чем в песочном. Со временем радионуклиды, попавшие в воду, концентрируются в донных отложениях. Радионуклиды, содержащиеся в воде, по своему происхождению могут быть разделены на две группы: к первой относятся те, которые существовали при образовании Земли; ко второй - радионуклиды, возникающие непрерывно в результате природных ядерных превращений. Среди первичных радионуклидов выделяется группа относящихся к трём радиоактивным семействам, родоначальниками которых являются U238, U235 и Тh232, и группа расеянных терригенных радионуклидов. Главным представителем последней группы является К40, который имеет наиболее широкое распространение и, как правило, содержится во всех компонентах биосферы в относительно больших концентрациях; поэтому β-активность воды и живого субстрата в основном обусловливается К40. Все первичные радионуклиды, содержащиеся в воде, имеют континентальное происхождение, в то время как радионуклиды, образующиеся под действием космических лучей, а также большинство антропогенных поступают в океан из атмосферы. Особенно важным является изучение путей поступления радионуклидов в гидробионты, а также исследование динамики выведения ранее накопленных излучателей из организмов, поиск путей, средств и веществ, которые защитили бы организм от чрезмерно высокого накопления радионуклидов или ускоряли бы выведение их из гидробионтов. Загрязнение рыб происходит путём непосредственной адсорбции радиоактивных веществ поверхностью тела, через пищу и в результате других обменных процессов между организмом и окружающей средой. Во внутренние органы рыб радиоактивные элементы проникают через кожу, жабры и ротовую полость. Радионуклиды, так же, как и все стабильные нуклиды, поступают в тело гидробионтов через пищеварительный тракт, жаберный аппарат и покровные ткани. Интенсивность усвоения организмом радионуклидов во многом определяется степенью физико-химического тождества их со стабильными нуклидами, необходимыми для оптимального функционирования бионта, а также агрегатным состоянием, концентрацией в воде, функциональным состоянием организма и т. п. Живые организмы усваивают нуклиды одного элемента практически в равной степени, так как по химическим свойствам они тождественны. 79. Транзит гидробионтами загрязнителей Самоочищение водоемовобусловливается рядом факторов. Условно их можно разделить на физические, химические и биологические. Физические факторы. Самоочищение речной воды происходит в результате разбавления ее чистой водой и свежими притоками. В связи с этим снижается концентрация органических веществ в воде, создаются неблагоприятные условия для размножения микробов. Оседание в воде нерастворимых органических и неорганических частиц, а вместе с ними и бактерий, губительное действие ультрафиолетовых лучей на микроорганизмы способствуют самоочищению водоема. Химические факторы.Бактериостатическое и бактерицидное действие на микроорганизмы оказывают соли серебра, меди, галогенов (иод, бром и др.), NaCl, растворенные в воде, рН, а также окисление органических и неорганических веществ в водоеме. Биологические факторы.Огромная роль в самоочищении водоемов принадлежит биологическим факторам, действие которых обусловлено сложными взаимоотношениями гидробионтов. Гидробионты— растительные и животные организмы, приспособленные к жизни в водной среде. К ним относятся микробы, зеленые водоросли, простейшие, бактериофаги и др. Взаимоотношения водных обитателей могут складываться в виде симбиоза или антагонизма. В конечном результате эти взаимовлияния приводят к самоочищению водоема. Загрязнение водоемов сточными водами, отходами промышленных предприятий обусловливает усиленное размножение сапрофитных микробов, которые расщепляют сложные органические соединения до простых минеральных (СО2, МНз) и делают их доступными для питания автотрофных организмов (нитрифицирующих, серои железобактерий, водорослей). Основная роль в удалении из водоемов растворимых веществ принадлежит микробам. Зеленые водоросли и некоторые бактерии — обитатели рек, озер, морей — вырабатывают антибиотические вещества, губительно действующие на попавших в водоемы микробов, среди которых могут быть возбудители инфекционных болезней человека или животных. Морская вода обладает вирулицидным действием на энтеро-вирусы. Отдельные виды морских бактерий обладают антагонистическими свойствами по отношению к стафилококку, кишечной палочке. Оседающие на дно радионуклиды медленно проникают в грунт на различную глубину в зависимости от степени его рыхлости: в плотных глинистых породах - на 15 см, а в песке и торфе - до 1,5 м. Наряду с сорбцией радионуклидов в донных отложениях происходят и обратные процессы их десорбции в воду. Это взаимосвязанные процессы, динамическое равновесие между которыми наступает при постоянной концентрации радионуклидов в воде, а с уменьшением концентрации - дно может стать источником вторичного загрязнения воды. Сорбционная способность донных отложений характеризуется коэффициентами распределения - отношением количества радионуклида в единице массы высушенного образца грунта к количеству радионуклида в единице объема воды. Коэффициенты распределения радионуклидов широко варьируют (1*102-1*105): для кальция-45 и стронция-90 они минимальны, а для прометия-147 - максимальны. Высокая сорбционная емкость донных отложений может приводить к накоплению радионуклидов на дне и, соответственно, в донных организмах, с которыми РВ могут попадать в организм человека. Водные растительные и животные организмы играют важную роль в миграции радионуклидов в водной среде и являются основным звеном пищевой цепи, по которой РВ могут попадать из гидросферы в организм человека. Гидробионты усваивают радионуклиды из воды, донных отложений и других организмов по пищевым цепям. Степень накопления радионуклидов растительными и животными организмами широко колеблется даже у одних и тех же видов в зависимости от минерализации воды, стадии развития гидробионта, химических свойств радионуклида и других экологических условий. Так, содержание стронция-90 и цезия-137 в морских организмах значительно ниже, чем в пресноводных, а травоядные животные по сравнению с хищниками в большей степени усваивают радионуклиды. На береговую полосу из водоемов радионуклиды могут попадать в результате хозяйственной деятельности человека, переноса образующихся над водной поверхностью аэрозолей, затоплений при паводках и приливах, переноса насекомыми, земноводными, птицами и т.п. |