Файл: Реферат по дисциплине Экология (наименование учебной дисциплины, согласно учебному плану) Тема Охрана водных экосистем студент гр. Рги18 Дутченко Т. А. (шифр группы) (подпись) (Ф. И. О.).docx
Добавлен: 07.12.2023
Просмотров: 52
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
2.
Проточные водоемы - проточные водоемы называют лотическими, они имеют течения и представлены реками и ручьями. Для проточных экосистем помимо наличия течения характерны следующие особенности: за счет постоянного движения потока происходит активный обменом веществ внутри экосистемы, характерно высокое содержание кислорода и его более равномерным распределение.
Таким образом, водные экосистемы классифицируют по масштабу (микроэкосистемы, мезоэкосистемы, биом), по типу возникновения (естественные и искусственные), и по проценту содержания растворенных солей в воде (морские и пресноводные).
Структура водных экосистем обусловлена распределением в них популяций различных видов животных. Распределение популяций по экосистеме зависит от физико-химических условий, необходимых для поддержания их жизнедеятельности. Выделяют горизонтальную и вертикальную структуру водных экосистем.
Вертикальная структура определяется ярусностью, то есть делением всей экосистемы на определенные слои, где главный фактор деления - условия освещенности. Освещенность, в свою очередь, зависит от физических свойств водной среды, например, прозрачности.
По глубине проникновения солнечных лучей в вертикальной структуре водных экосистем выделяют следующие зоны:
- литоральная – в рассматриваемой зоне солнечный свет проходит свободно и охватывает всю ее область, в мелких водоемах солнечные лучи доходят до дна. Вследствие этого данная зона характеризуется наибольшим видовым разнообразием организмов: планктон, водоросли, ракообразные, моллюски, черепахи, земноводные и др.;
- лимническая – эта зона располагается ниже литоральной и в нее попадает лишь 1% от солнечного излучения. Данная зона является пограничной, после нее невозможно протекание процесса фотосинтеза. Среди живых организмов в лимнистической зоне преобладают ракообразные и рыбы;
- профундальная – как уже было замечено, профундальная зона является глубоководной зоной, в которую солнечный свет абсолютно не поступает. В данной зоне обитают глубоководные личинки насекомых, черви и некоторые виды бактерий. Тут же происходит разложение останков органических веществ.
Горизонтальная структура экосистем характеризуется «пятнистостью», то есть в определенных зонах одной экосистемы может наблюдаться преобладание тех или ииных факторов: гористость местности, различные свойства почвы, выборочное расположение средообразующих предприятий в ходе деятельности человека. Так, отдельные зоны одной водной экосистемы могут содержать одни виды организмов и растений, которые в других ее участках не обитают.
Для водных экосистем горизонтальное строение характерно для стоячих и проточных водоемов. В проточных водных экосистемах в зависимости от течения выделяют неглубокие участки с довольно быстрым течением и дном без илистого слоя, и глубоководные места с замедленным течением и илистым дном. В крупных реках экосистемы неглубокие участки и глубоководные места могут чередоваться.
В стоячих водоемах преобладают укрепившиеся растения (камыши, кувшинки) и плавающие растения (водоросли, ряска). Среди консументов преобладают ракообразные, моллюски, личинки насекомых, которые являются источником пропитания для рыб.
Структура трофических цепей водных экосистем содержит в себе продуцентов, консументов и редуцентов.
Продуценты – автотрофные организмы, представленные зелеными растениями и водорослями. В водных экосистемах обитают как растительноядные консументы (зоопланктон, донные животные), так и плотоядные консументы (рыбы, морские птицы).
Редуценты представлены органическими останками животных и растений, бактериями и грибами, обитающими ближе к донным отложениям.
Все компоненты: продуценты, редуценты, консументы, абиотические факторы связаны между собой и функционируют как единый целый организм.
Основными функциями водных экосистем является глобальный круговорот воды, участие в формировании климатических условий, водоснабжение человечества, обеспечение и поддержание жизненных условий, необходимых для обитающих в экосистеме организмов. Также водные экосистемы несут в себе и культурные ценности в сфере образования и туризма.
Таким образом, можно выделить вертикальную и горизонтальную структуру водных экосистем. Главный фактор деления вертикальной структуры – условия и глубина прохождения солнечных лучей через водную гладь, а горизонтальная структура зависит от проточности водного объекта.
Водные экосистемы подвержены ежедневному влияю от источников загрязнения и нарушения, образованных как природными факторами, так и антропогенными3.
Природные факторы на состояние водных экосистем влияют в меньшей степени. В основном это влияние направлено на процессы, приводящие к изменениям качества воды. К таким процессам может относиться выветривание горных пород, суммарное испарение воды с поверхности, выщелачивание микро- и макроэлементов из почвы. Эти естественные процессы вызывают изменения кислотности и щелочности воды, увеличение концентрации фтора, сульфатов и других элементов. Природные факторы редко несут разрушительный и пагубный для водной экосистемы характер, чаще всего после них экосистема быстро восстанавливается и приходит в норму, чего нельзя сказать о влиянии антропогенного воздействия.
Антропогенные факторы можно поделить на факторы прямого и косвенного воздействия. Факторы прямого воздействия обусловлены непосредственным влиянием человека на водные объекты в ходе ведения производственной и сельскохозяйственной деятельности. Примеры факторов прямого воздействия и их послествий:
- забор воды из водной экосистемы – забор воды приводит к нарушениям целостности экосистемы, изменению скорости движения воды, и как следствие к снижению скорости обмена веществ, заиливанию, зарастанию водорослями, которые подвержены гниению, понижению уровня грунтовых вод и т.д.;
- искусственное регулирование речного и подземного стока – регулирование стоков осуществляется с целью создания водохранилищ, а качество воды в водохранилищах хуже, чем в естественно созданной речной экосистеме, что впоследствии приводит к заболеваниям животных;
- изменение качества воды путем загрязнения ее различными агентами.
Факторы косвенного воздействия человека на водную экосистемы обусловлены последствиями его деятельности в различных областях. Так, к факторам косвенного воздействия относят, например, вырубку лесов. Вырубка леса способствует повышению уровню паводков: на вырубленном участке нет сдерживающих факторов, вода беспрепятственно стекает, не задерживаясь и не обогащая почву, смывает по пути все, что лежит на поверхности земли: верхний и плодородный слой, загрязняющие вещества. Как итог, вода в водоемах становится мутной, содержание некоторых микро- и макроэлементов увеличивается, качество воды ухудшается, заиливается донная поверхность. Другими факторами косвенного воздействия могут быть осуществление пахотных работ, урбанизация населения, горные и производственные работы.
Важнейшим фактором антропогенного воздействия на водные экосистемы является химическое, бактериальное и тепловое загрязнение водных объектов в результате организованного и неорганизованного сброса сточных вод. Сбрасывание сточных вод приводит к изменению важнейших физических и гидрохимических показателей воды и, как следствие, к изменению экосистемы в целом4.
Основные источники антропогенного загрязнения гидросферы схематично представлены на рисунке 1:
Рисунок 1 – Источники антропогенного загрязнения гидросферы
Таким образом, деятельность человека оказывает огромное негативное воздействие на водные экосистемы. Наибольшее влияние оказывают сельскохозяйственная и производственная деятельность путем сбрасывания хозяйственно-бытовых и промышленных сточных вод.
Сельское хозяйство является активным и масштабным источником загрязнения водных объектов. Массовое применение минеральных удобрений и химических средств в целях защиты растений от внешних воздействий приводит к появлению ядохимикатов в природных водах и к загрязнению биогенными элементами водоёмов.
Применение минеральных удобрений для взращивания урожая меняет вызывает проникновение азота, фосфора в почву, и как следствие в грунтовые воды, вызывая изменение концентрации данных элементов в водной экосистеме и превышение максимально допустимой.
Крупнейшим потенциальным источником загрязнения в области сельского хозяйства являются животноводческие фермы. Фермеры лечат больных животных с помощью различных лекарств и антибиотиков, которые впоследствии попадает в пресную и подземные воды и в дальнейшем попадают в водные экосистемы, убивая животных с непереносимостью определенных лекарственных препаратов. Тоже самое касается кормовых добавок и удобрений.
Также большой проблемой является выброс необработанного навоза. Часть необработанного навоза, покрывающего почву, проникает в источники пресной воды. При проникновении соединений, содержащихся в навозе, в пищевые цепи они вызывают экологические проблемы. Так, например, попав в реку, навозная жижа может стать причиной серьёзной экологической катастрофы, так как её концентрация в 100 раз больше, чем у сточных вод, обработанных на очистных сооружениях.
Не последнюю роль в косвенном влиянии антропогенной деятельности играет шумовой фактор. Шумы, возникающие в ходе работы установок и оборудования вследствие проведения лесозаготовительных работ и добычи полезных ископаемых, приводят к отпугиванию рыб от мелководий, которые являются благоприятными местами для нереста, создаются препятствия для свободной миграции ценных видов рыб.
Рыбоводческие хозяйства также представляют угрозу для водных экосистем, особенно для пресноводных водоемов, в связи с широким применением ими фармацевтических средств борьбы с болезнями рыб и образованием стоков, содержащих эти вещества.
Значительное количество загрязнений сбрасывается в поверхностные и подземные воды с коммунально-бытовыми стоками городов. Их объём и химический состав зависит от степени благоустройства города и численности его населения. Весьма опасная разновидность загрязнений, свойственных стокам городов – синтетические поверхностно-активные вещества (например, моющие средства), которые являются сильными токсикантами, устойчивыми к процессам биологического разложения. Обычно фактическое содержание поверхностно-активных веществ в водоемах, расположенных в черте города, превышает ПДК примерно в 10 раз.
Загрязнение рек города также происходит из-за попадания в них грязного снега, впитывающего выхлопные газы от автомобилей и, как следствие, содержащие большое количество углеродсодержащих примесей и тяжёлых металлов, способных вызывать образование злокачественных раковых клеток.
Так, сельскохозяйственная и бытовая деятельность, влияющая на качество воды, включает воздействия путем использования удобрений, навоза и пестицидов, вырубки леса, загрязнением сточными водами. Эти антропогенные воздействия вызывают повышенные концентрации тяжелых металлов и могут стать причинами различных заболеваний организмов как в водной экосистеме, так и самого человека.
Промышленность и объекты промышленной деятельности являются крупнейшим источником загрязнения водных экосистем путем сбрасывания сточных вод. Промышленные стоки в реки по объему в 3 раза превышают коммунально-бытовые. Помимо этого, если состав коммунально-бытовых стоков примерно одинаков, состав промышленных стоков разный на каждом предприятии. Так, методы борьбы с выбросами и снижением концентраций негативно влияющих агентов в промышленной деятельности требуют отдельных индивидуальных разработок в зависимости от производства.
Более половины стоков, поступающих в водоемы, дают четыре основные отрасли промышленности: целлюлозно-бумажная, нефтеперерабатывающая, промышленность органического синтеза и черная металлургия (доменное и сталелитейное производства).
Целлюлозно-бумажная промышленность является одной из самых водоемких отраслей. Основной причиной негативного воздействия на окружающую среду является использование старых технологий и устаревшего оборудования. Главным источником образования загрязненных сточных вод в целлюлозно-бумажной промышленности является производство целлюлозы, базирующееся на сульфатном и сульфитном способах варки древесины. Побочные продукты в виде сернистых соединений сбрасываются вместе со сточными водами и попадают в водные экосистемы. Очистные сооружения не справляются в полной мере с очисткой вод от содержания перечисленных веществ, что приводится к пагубному воздействию на водные экосистемы.
Проточные водоемы - проточные водоемы называют лотическими, они имеют течения и представлены реками и ручьями. Для проточных экосистем помимо наличия течения характерны следующие особенности: за счет постоянного движения потока происходит активный обменом веществ внутри экосистемы, характерно высокое содержание кислорода и его более равномерным распределение.
Таким образом, водные экосистемы классифицируют по масштабу (микроэкосистемы, мезоэкосистемы, биом), по типу возникновения (естественные и искусственные), и по проценту содержания растворенных солей в воде (морские и пресноводные).
-
Структура и функции водных экосистем
Структура водных экосистем обусловлена распределением в них популяций различных видов животных. Распределение популяций по экосистеме зависит от физико-химических условий, необходимых для поддержания их жизнедеятельности. Выделяют горизонтальную и вертикальную структуру водных экосистем.
Вертикальная структура определяется ярусностью, то есть делением всей экосистемы на определенные слои, где главный фактор деления - условия освещенности. Освещенность, в свою очередь, зависит от физических свойств водной среды, например, прозрачности.
По глубине проникновения солнечных лучей в вертикальной структуре водных экосистем выделяют следующие зоны:
- литоральная – в рассматриваемой зоне солнечный свет проходит свободно и охватывает всю ее область, в мелких водоемах солнечные лучи доходят до дна. Вследствие этого данная зона характеризуется наибольшим видовым разнообразием организмов: планктон, водоросли, ракообразные, моллюски, черепахи, земноводные и др.;
- лимническая – эта зона располагается ниже литоральной и в нее попадает лишь 1% от солнечного излучения. Данная зона является пограничной, после нее невозможно протекание процесса фотосинтеза. Среди живых организмов в лимнистической зоне преобладают ракообразные и рыбы;
- профундальная – как уже было замечено, профундальная зона является глубоководной зоной, в которую солнечный свет абсолютно не поступает. В данной зоне обитают глубоководные личинки насекомых, черви и некоторые виды бактерий. Тут же происходит разложение останков органических веществ.
Горизонтальная структура экосистем характеризуется «пятнистостью», то есть в определенных зонах одной экосистемы может наблюдаться преобладание тех или ииных факторов: гористость местности, различные свойства почвы, выборочное расположение средообразующих предприятий в ходе деятельности человека. Так, отдельные зоны одной водной экосистемы могут содержать одни виды организмов и растений, которые в других ее участках не обитают.
Для водных экосистем горизонтальное строение характерно для стоячих и проточных водоемов. В проточных водных экосистемах в зависимости от течения выделяют неглубокие участки с довольно быстрым течением и дном без илистого слоя, и глубоководные места с замедленным течением и илистым дном. В крупных реках экосистемы неглубокие участки и глубоководные места могут чередоваться.
В стоячих водоемах преобладают укрепившиеся растения (камыши, кувшинки) и плавающие растения (водоросли, ряска). Среди консументов преобладают ракообразные, моллюски, личинки насекомых, которые являются источником пропитания для рыб.
Структура трофических цепей водных экосистем содержит в себе продуцентов, консументов и редуцентов.
Продуценты – автотрофные организмы, представленные зелеными растениями и водорослями. В водных экосистемах обитают как растительноядные консументы (зоопланктон, донные животные), так и плотоядные консументы (рыбы, морские птицы).
Редуценты представлены органическими останками животных и растений, бактериями и грибами, обитающими ближе к донным отложениям.
Все компоненты: продуценты, редуценты, консументы, абиотические факторы связаны между собой и функционируют как единый целый организм.
Основными функциями водных экосистем является глобальный круговорот воды, участие в формировании климатических условий, водоснабжение человечества, обеспечение и поддержание жизненных условий, необходимых для обитающих в экосистеме организмов. Также водные экосистемы несут в себе и культурные ценности в сфере образования и туризма.
Таким образом, можно выделить вертикальную и горизонтальную структуру водных экосистем. Главный фактор деления вертикальной структуры – условия и глубина прохождения солнечных лучей через водную гладь, а горизонтальная структура зависит от проточности водного объекта.
-
ВЛИЯНИЕ АНТРОПОГЕННЫХ ФАКТОРОВ НА ВОДНЫЕ ЭКОСИСТЕМЫ
-
2.1. Факторы влияния на водные экосистемы
Водные экосистемы подвержены ежедневному влияю от источников загрязнения и нарушения, образованных как природными факторами, так и антропогенными3.
Природные факторы на состояние водных экосистем влияют в меньшей степени. В основном это влияние направлено на процессы, приводящие к изменениям качества воды. К таким процессам может относиться выветривание горных пород, суммарное испарение воды с поверхности, выщелачивание микро- и макроэлементов из почвы. Эти естественные процессы вызывают изменения кислотности и щелочности воды, увеличение концентрации фтора, сульфатов и других элементов. Природные факторы редко несут разрушительный и пагубный для водной экосистемы характер, чаще всего после них экосистема быстро восстанавливается и приходит в норму, чего нельзя сказать о влиянии антропогенного воздействия.
Антропогенные факторы можно поделить на факторы прямого и косвенного воздействия. Факторы прямого воздействия обусловлены непосредственным влиянием человека на водные объекты в ходе ведения производственной и сельскохозяйственной деятельности. Примеры факторов прямого воздействия и их послествий:
- забор воды из водной экосистемы – забор воды приводит к нарушениям целостности экосистемы, изменению скорости движения воды, и как следствие к снижению скорости обмена веществ, заиливанию, зарастанию водорослями, которые подвержены гниению, понижению уровня грунтовых вод и т.д.;
- искусственное регулирование речного и подземного стока – регулирование стоков осуществляется с целью создания водохранилищ, а качество воды в водохранилищах хуже, чем в естественно созданной речной экосистеме, что впоследствии приводит к заболеваниям животных;
- изменение качества воды путем загрязнения ее различными агентами.
Факторы косвенного воздействия человека на водную экосистемы обусловлены последствиями его деятельности в различных областях. Так, к факторам косвенного воздействия относят, например, вырубку лесов. Вырубка леса способствует повышению уровню паводков: на вырубленном участке нет сдерживающих факторов, вода беспрепятственно стекает, не задерживаясь и не обогащая почву, смывает по пути все, что лежит на поверхности земли: верхний и плодородный слой, загрязняющие вещества. Как итог, вода в водоемах становится мутной, содержание некоторых микро- и макроэлементов увеличивается, качество воды ухудшается, заиливается донная поверхность. Другими факторами косвенного воздействия могут быть осуществление пахотных работ, урбанизация населения, горные и производственные работы.
Важнейшим фактором антропогенного воздействия на водные экосистемы является химическое, бактериальное и тепловое загрязнение водных объектов в результате организованного и неорганизованного сброса сточных вод. Сбрасывание сточных вод приводит к изменению важнейших физических и гидрохимических показателей воды и, как следствие, к изменению экосистемы в целом4.
Основные источники антропогенного загрязнения гидросферы схематично представлены на рисунке 1:
Рисунок 1 – Источники антропогенного загрязнения гидросферы
Таким образом, деятельность человека оказывает огромное негативное воздействие на водные экосистемы. Наибольшее влияние оказывают сельскохозяйственная и производственная деятельность путем сбрасывания хозяйственно-бытовых и промышленных сточных вод.
-
Сельскохозяйственная и бытовая деятельность
Сельское хозяйство является активным и масштабным источником загрязнения водных объектов. Массовое применение минеральных удобрений и химических средств в целях защиты растений от внешних воздействий приводит к появлению ядохимикатов в природных водах и к загрязнению биогенными элементами водоёмов.
Применение минеральных удобрений для взращивания урожая меняет вызывает проникновение азота, фосфора в почву, и как следствие в грунтовые воды, вызывая изменение концентрации данных элементов в водной экосистеме и превышение максимально допустимой.
Крупнейшим потенциальным источником загрязнения в области сельского хозяйства являются животноводческие фермы. Фермеры лечат больных животных с помощью различных лекарств и антибиотиков, которые впоследствии попадает в пресную и подземные воды и в дальнейшем попадают в водные экосистемы, убивая животных с непереносимостью определенных лекарственных препаратов. Тоже самое касается кормовых добавок и удобрений.
Также большой проблемой является выброс необработанного навоза. Часть необработанного навоза, покрывающего почву, проникает в источники пресной воды. При проникновении соединений, содержащихся в навозе, в пищевые цепи они вызывают экологические проблемы. Так, например, попав в реку, навозная жижа может стать причиной серьёзной экологической катастрофы, так как её концентрация в 100 раз больше, чем у сточных вод, обработанных на очистных сооружениях.
Не последнюю роль в косвенном влиянии антропогенной деятельности играет шумовой фактор. Шумы, возникающие в ходе работы установок и оборудования вследствие проведения лесозаготовительных работ и добычи полезных ископаемых, приводят к отпугиванию рыб от мелководий, которые являются благоприятными местами для нереста, создаются препятствия для свободной миграции ценных видов рыб.
Рыбоводческие хозяйства также представляют угрозу для водных экосистем, особенно для пресноводных водоемов, в связи с широким применением ими фармацевтических средств борьбы с болезнями рыб и образованием стоков, содержащих эти вещества.
Значительное количество загрязнений сбрасывается в поверхностные и подземные воды с коммунально-бытовыми стоками городов. Их объём и химический состав зависит от степени благоустройства города и численности его населения. Весьма опасная разновидность загрязнений, свойственных стокам городов – синтетические поверхностно-активные вещества (например, моющие средства), которые являются сильными токсикантами, устойчивыми к процессам биологического разложения. Обычно фактическое содержание поверхностно-активных веществ в водоемах, расположенных в черте города, превышает ПДК примерно в 10 раз.
Загрязнение рек города также происходит из-за попадания в них грязного снега, впитывающего выхлопные газы от автомобилей и, как следствие, содержащие большое количество углеродсодержащих примесей и тяжёлых металлов, способных вызывать образование злокачественных раковых клеток.
Так, сельскохозяйственная и бытовая деятельность, влияющая на качество воды, включает воздействия путем использования удобрений, навоза и пестицидов, вырубки леса, загрязнением сточными водами. Эти антропогенные воздействия вызывают повышенные концентрации тяжелых металлов и могут стать причинами различных заболеваний организмов как в водной экосистеме, так и самого человека.
-
Производственная деятельность
Промышленность и объекты промышленной деятельности являются крупнейшим источником загрязнения водных экосистем путем сбрасывания сточных вод. Промышленные стоки в реки по объему в 3 раза превышают коммунально-бытовые. Помимо этого, если состав коммунально-бытовых стоков примерно одинаков, состав промышленных стоков разный на каждом предприятии. Так, методы борьбы с выбросами и снижением концентраций негативно влияющих агентов в промышленной деятельности требуют отдельных индивидуальных разработок в зависимости от производства.
Более половины стоков, поступающих в водоемы, дают четыре основные отрасли промышленности: целлюлозно-бумажная, нефтеперерабатывающая, промышленность органического синтеза и черная металлургия (доменное и сталелитейное производства).
Целлюлозно-бумажная промышленность является одной из самых водоемких отраслей. Основной причиной негативного воздействия на окружающую среду является использование старых технологий и устаревшего оборудования. Главным источником образования загрязненных сточных вод в целлюлозно-бумажной промышленности является производство целлюлозы, базирующееся на сульфатном и сульфитном способах варки древесины. Побочные продукты в виде сернистых соединений сбрасываются вместе со сточными водами и попадают в водные экосистемы. Очистные сооружения не справляются в полной мере с очисткой вод от содержания перечисленных веществ, что приводится к пагубному воздействию на водные экосистемы.