168709 (Гідробіоценоз Кременчуцького водосховища)

21

ЗМІСТ

Вступ ...................................................................................................................5

1 Літературний огляд .............................................................................................7

1.1 Гідроекологія................................................................................................7

1.1.1 Основні поняття і терміни гідроекології ..................................................7

1.1.2 Фактори впливу у водному середовищі ...................................................8

1.2 Гідробіоценози як біологічні системи гідросфери ..................................11

1.2.1 Загальна характеристика гідробіоценозів ..............................................11

1.2.2 Видова різноманітність гідробіоценозів ................................................12

1.2.3 Гідробіоценози перехідних екологічних зон .........................................13

1.2.4 Структура гідробіоценозів .......................................................................14

1.2.5 Взаємини гідробіонтів в екосистемах ....................................................17

1.3 Антропогенний вплив на водні екосистеми ..........................................22

1.3.1 Органічне забруднення водних екосистем ..............................................22

1.3.1.1 Кругообіг органічних речовин ..................................................22

1.3.1.2 Сапробність водних об’єктів .....................................................24

1.3.1.3 Самозабруднення і самоочищення водойм...............................24

1.3.1.4 Евтрофікація водойм ..................................................................26

1.3.2 Токсичне забруднення водних екосистем........................................27

1.3.3 Радіонуклідне забруднення водних екосистем .......................................29

1.4 Екологічний стан водойм України ...........................................................31

1.5 Наслідки забруднення гідробіоценозів для людини ..............................33

2. Стан гідробіоценозу Кременчуцького водосховища.....................................36

2.1 Гігієнічний моніторинг Кременчуцького водосховища........................36

2.1.1 Створення моніторингу Кременчуцького водосховища в межах Черкаського регіону.........................................................................................................36

2.1.2 Результати моніторингу Кременчуцького водосховища.......................38

2.2 Екологічна оцінка стану якості Кременчуцького фодосховища.........43

Висновок....................................................................................................... 50

ВСТУП

На початку 60-х років минулого століття людство вперше стало усвідомлювати серйьзність екологічних проблем, які виникають перед ним, і крихкість самого існування життя на планеті Земля. Реальністю стали глобальне потепління клімату, виникнення озонових дірок над полюсами, забруднення води, повітря грунтів, продуктів харчування токсинами та іншими шкідливими хімічними речовинами і патогенними мікроорганізмами, вимирання багатьох видів рослин і тварин, зниження біорізноманітності внаслідок діяльності зростаючого народонаселення планети.

Подальше зниження ефективності природокористування і посилення антропо­генного тиску на довкілля - головна еколо­гічна проблема для України. Незважаючи на те, що вона пов'язана із соціально-економічними труднощами, негативними природними факторами тощо, її вирішенню також сприятиме зміна парадигми відносин людини і природи, перехід до нових пріори­тетів та цінностей. Основою успішної реалі­зації концепції є, насамперед, усвідомлення населенням України гострих екологічних проблем, можливих шляхів їх подолання, чому значною мірою сприяє екологічна освіта, загальна інформованість.

Внаслідок фізичного, хімічного і теплового забруднення водних екосистем Дніпра порушується режим середовища перебування багатьох гадробіонтів. Так будівництво шлюзів, дамб, використання мілководних штучних водойм може бути причиною „цвітіння” води, що обумовлено швидким та інтенсивним розвитком синьо-зелених водоростей. Під час відмирання водоростей, особливо у літній період, уся поверхня води часто вкривається плівкою слизу, що утруднює збагачення води киснем. Крім того, при цьому утворюються такі небезпечні токсичні речовини як фенол, індол та інші. Вода стає непридатною не тільки для пиття , але й для купання.

У вирішенні проблеми екологічної рівноваги значне місце відводиться роботі щодо створення моніторингів об'єктів до­вкілля.

Одним із найважливіших об'єктів до­вкілля є вода тому проведення дослідження води є необхідним заходом для загальної оцінки світової екології і вивчення причин забрудненості.

1 Літературний огляд

1. Гідроекологія

1.1.1 Основні поняття і терміни гідро екології

Водяний організм — це жива істота (рослина, тварина), яка живе у водному середовищі. Окремий організм, пристосований до певного середовища, називається біонт, відповідно водяний організм — гідробіонт, геобіонт — це мешканець наземного середовища, аеробіонт — повітряного середовища. Деякі біонти (наприклад, жаби) можуть змінювати водне середовище на наземне і навпаки, вони називаються амфібіонтами. Взагалі всі водяні рослини і тварини називаються гідробіонтами.

Гідробіонти, які протягом свого життєвого циклу можуть змінювати водне середовище на повітряне або жити певний час серед повітряно-водяних рослин, наприклад, водяні комахи (комарі, бабки та інші), називаються гетеротопними організмами, або гетеротопами. Гідробіонти, що живуть лише у воді, називаються гомотопними, або гомотопами.

Об’єднання гідробіонтів, що живуть у певних зонах водойм (у товщі води, на дні, серед рослин), має назву угруповання. Сукупність організмів, що живуть у межах одного водного об’єкта, утворює біом, а для узагальненого позначення рослинного і тваринного населення водойм (флори і фауни) використовується термін біота. Склад біоти відображає біологічне різноманіття водного середовища (океанів, морів та прісноводних водойм і водостоків).

Кожен вид у природі має певну зону поширення (ареал), а в межах окремої території чи акваторії — певну ділянку з відповідними умовами середовища, до яких він пристосований. Така ділянка називається біотопом, або екотопом. Сукупність особин одного виду, що заселяють один біотоп, називається популяцією, а комплекс популяцій утворює біоценоз.

1.1.2 Фактори впливу у водному середовищі

Певні межі фізичних, хімічних, фізико-хімічних, гідрологічних, оптичних та інших параметрів водного середовища є необхідними умовами існування водяних організмів, формування і функціонування їх популяцій, угруповань, біоценозів та екосистем у цілому.

Вода є не тільки навколишнім середовищем для гідробіонтів, а й одночасно їх внутрішнім середовищем, оскільки тіло гідробіонтів на 90% складається з води.

Усі параметри навколишнього середовища, які так чи інакше впливають на життя у водоймах, мають назву фактори, або чинники. Їх поділяють на абіотичні, біотичні та антропічні.

Абіотичні фактори поділяють на космічні та земні. Космічні фактори — це, насамперед, сонячне випромінювання, до складу якого входять 45% видимого світла, до 10% ультрафіолетового та 45% інфрачервоного випромінювання. Завдяки сонячній радіації можливий фотосинтез водяних рослин — основний процес утворення органічної речовини. Сонячна радіація зумовлює нагрівання води, тобто впливає на її температуру — найважливіший екологічний фактор життєдіяльності водяних організмів. Крім того, на все живе на Землі, у тому числі і на гідробіонтів, діють різні види космічного випромінювання: гама-промені та інші радіоактивні інгредієнти, а також магнітне поле Землі, що періодично збурюється під впливом вибухів на Сонці. Природний магнетизм відіграє значну роль у міграціях водяних ссавців (китів, кашалотів, дельфінів) та деяких мігруючих риб (вугрів).

Найважливішу екологічну роль відіграють сили всесвітнього тяжіння, які зумовлюють припливно-відпливні явища в океанах і морях, а з ними найтісніше пов’язані мінливі умови життя організмів шельфу та літоралі, яка періодично обводнюється та висихає. Чергування дня і ночі та інші періодичні явища, пов’язані з обертанням Землі навколо Сонця, впливають на поведінку, спосіб життя та процеси розмноження водяних тварин.

Сезонні зміни пов’язані з обертанням Землі навколо Сонця, а у зв’язку з ним — з коливаннями температури води, і позначаються на всьому складі гідробіоти: весняний, літній, осінній планктон систематично змінюють один одного у водоймах.

Спалахи розмноження гібробіонтів (або “хвилі життя” за В.І. Вернадським) також приурочені до сезонних змін температури та освітлення. Загалом, все життя у воді цілком підлягає впливу Сонця та пов’язаних з ним ритмів фізичних, хімічних, гідрологічних та інших процесів.

Із числа земних (абіотичних) факторів найбільше екологічне значення мають фізичні та хімічні властивості самої води — питома вага, в’язкість, поверхневий натяг, каламутність, освітленість, прозорість, колірність. Гідрологічний режим водойм зумовлює формування специфічних угруповань організмів, пристосованих до умов уповільненого стоку (стагнофільні угруповання) чи до умов проточності (реофільні угруповання). Відповідно формуються лентичні або лотичні екосистеми, що суттєво відрізняються як за складом біоти, так і за особливостями перебігу гідробіологічних процесів.

На великих глибинах океанів і морів найважливішим серед фізичних факторів є атмосферний тиск.

Фізико-хімічні фактори — це активна реакція середовища (рН), окисно-відновний потенціал (Eh), лужність, жорсткість, осмотичний тиск.

Хімічні фактори — це вміст кисню, діоксиду вуглецю, інших розчинених газів, мінералізація, сольовий склад, солоність, концентрація органічних речовин, наявність забруднюючих речовин різного хімічного складу.

Для донних організмів важливе значення як фактори мають структура донних відкладень, рівень замученості, вміст органічної речовини в мулах тощо.

Біотичні фактори — це самі водяні організми, що впливають один на одного різними шляхами. Серед них — зміна умов (кондиціювання) середовища переважаючими видами (едифікаторами), наприклад, зміни вмісту кисню і вуглекислого газу у водоймах, зарослих вищими водяними рослинами; поїдання одних видів іншими (рослин — тваринами, “мирних” тварин хижими — тобто процеси, що формують трофічні ланцюги (система “хижак-жертва”); паразитування одних організмів на інших; використання одних організмів як місця притулку інших та багато інших зв’язків, що складаються між мешканцями водойм за тривалий чи короткий час існування екосистеми.

Найважливіші антропічні фактори, що впливають на весь хід біологічних процесів у біосфері, це — гідротехнічне будівництво (зарегулювання річок греблями, міжбасейнове перекидання стоку тощо), надмірне водокористування, забруднення водойм стічними водами різних виробництв та комунально-побутовими стоками, нафтове забруднення морів і океанів — внаслідок аварій танкерів, а прісних вод — внаслідок судноплавства та широкого використання моторних човнів для рекреації та рибальства.

Фактори за їх кількісним значенням можуть знаходитися для певних видів на рівні мінімуму, оптимуму або максимуму.

Серед факторів виділяють особливо важливі (лімітуючі), наприклад вміст кисню, фосфатів тощо.

Різні фактори можуть взаємодіяти між собою, підсилюючи або послаблюючи негативний вплив на біоту. У першому випадку йдеться про синергічну дію, а в другому — про антагоністичну.

Багатофакторність водного середовища та взаємодія факторів зумовлюють ті труднощі, які виникають при з’ясуванні причин певних аномальних явищ у водних екосистемах та прогнозуванні змін, що можуть виникати під впливом природних чи антропогенних факторів [1].

1.2 Гідробіоценози як біологічні системи гідросфери

1.2.1 Загальна характеристика гідробіоценозів

Гідробіоценоз є структурно-функціональною частиною водної екосистеми, її біоти. Це біологічна система, яка включає популяції різних видів рослин, тварин, мікроорганізмів, що населяють певну ділянку водного об’єкту (водної товщі, дна тощо), тобто певний біотоп (екотоп).

На відміну від популяцій, які складаються з особин одного виду, гідробіоценози — це угруповання гідробіонтів різних систематичних груп. Їх об’єднують не тільки належність до певної території або акваторії, а й метаболічні особливості — перш за все трофічні взаємини, що діють протягом тривалого часу. Автотрофні організми створюють органічну речовину (первинну продукцію), яка стає джерелом живлення організмів інших трофічних рівнів. У цьому процесі встановлюються складні взаємини між продуцентами (автотрофними організмами) і консументами (гетеротрофними організмами). Серед останніх виділяються первинні — рослинноїдні тварини — і вторинні консументи — хижаки, які споживають первинних.

Використовуючи спільний життєвий простір, гідробіонти постійно впливають на нього.

Для водяних організмів середовище їх існування є одночасно і їх внутрішнім середовищем, з якого вони отримують кисень, біогенні елементи, і в яке виділяють продукти життєдіяльності (екзометаболіти). Між організмом і розчиненим у воді речовинами постійно здійснюється метаболічний зв’язок. Як складна біологічна система гідробіоценоз об’єднує представників різних систематичних груп рослин, тварин і мікроорганізмів, взаємопов’язаних між собою та навколишнім водним середовищем. Саме такі зв’язки визначають цілісний характер гідробіоценозу. Термін “гідробіоценоз” відображає між популяційні взаємозв’язки гідробіонтів різних трофічних рівнів в умовах водного середовища. Уже в самій назві гідробіоценоз об’єднуються три складові такої системи: “гідро” (водне середовище), “біо” (біота) і “ценоз” (угруповання).

Гідробіоценоз лише тоді може розглядатися як жива надорганізменна біологічна система, коли всі ці елементи включаються в єдиній взаємопов’язаний трофічний ланцюг кругообігу речовин і енергії.