Лекции по Основам экологии (для студентов всех специальностей и форм обучения). Мариуполь, пгту, 2007г. Конспекты лекций
жүктеу/скачать 4,15 Mb.
|
Лекции по экологии
| Тема 7: «Защита гидросферы»
Мариуполь, 2007 Тема 7. Защита гидросферы 7.1. Характеристика гидросферы. Вода - одно из самых удивительных веществ на нашей планете. Мы можем видеть её в твёрдом (снег, лёд), жидком (реки, моря) и газообразном (пары воды в атмосфере) состояниях. Вся живая природа не может обойтись без воды, которая присутствует во всех процессах обмена веществ. Все вещества, поглощаемые растениями из почвы, поступают в них только в растворённом состоянии. Вообще вода – инертный универсальный растворитель, то есть растворитель, который не изменяется под воздействием веществ, которые растворяет. Именно в воде когда-то зародилась жизнь на нашей планете. Благодаря мировому океану происходит терморегуляция на нашей планете. Без воды не может жить человек. Наконец, в современном мире вода – один из важнейших факторов, определяющих размещение производственных сил, а очень часто и средство производства. Итак, важность воды и гидросферы – водной оболочки Земли, невозможно переоценить. Именно сейчас, когда темпы роста водопотребления огромны, когда некоторые страны уже испытывают острый дефицит пресной воды, особенно остро стоит вопрос снижения загрязнения пресной воды. Гидросфера — водная оболочка Земли, совокупность океанов, морей, озер, рек ледяных образований, подземных и атмосферных вод. Общая площадь океанов и морей в 2,5 раза превышает территорию суши. Гидросфера объединяет все свободные воды, которые могут передвигаться под влиянием солнечной энергии и сил гравитации, переходить из одного состояния в другое. Воды земли находятся в непрерывном движении. Общие запасы воды на Земле составляют около 1386 млн. км3. Большая часть (около 97,5%) — это океаническая вода (соленая или в значительной мере минерализованная), она занимает свыше 70 % всей земной поверхности. На Мировой океан приходится 96,5 % объема водной массы. Объем пресных вод составляет около 35 млн. км3, или 2,5 % общих запасов воды на Земле. Большая часть пресных вод (68,7 %) сосредоточеиа в ледниках и снежном покрове (основные запасы находятся в Антарктиде). Приток материковых вод в Мировой океан (ежегодно возобновляемые водные ресурсы) составляет 45 тыс. км3. Распределение водных ресурсов на суше весьма неравномерное. Например, в России азиатская часть обеспечена водными ресурсами намного лучше, чем европейская. На душу населения в приходится 16,6 тыс. м3 год всех речных вод и 3,9 тыс. м3 год подземного стока. Большая часть Украины так же хорошо обеспечена водными ресурсами. Сложности с водообеспечением ощущаются в республиках Средней Азии. Дефицит пресной воды ожидается в перспективе в южной половине европейской части континента в связи с интенсивным развитием в этом районе орошаемого земледелия и других водоемких отраслей народного хозяйства. Именно поэтому в этом регионе создается большое число водохранилищ, позволяющих увеличивать речной сток в маловодные периоды, когда недостаток воды проявляется особенно остро. В Средней Азии, где в последние десятилетия быстро развивалось орошаемое земледелие, для восполнения недостатка в воде и умножения водных ресурсов в вегетационный период необходимы создание в горах системы. Выделяют следующие характеристики, важные для описания воды как лимитирующего фактора в экосистеме: соленость, реакция среды (кислотность), газовый состав, жесткость, доступная площадь водного запаса и др. Соленость: Водный обмен теснейшим образом связан с солевым. Он приобретает особое значение для водных организмов (гидробионтов). Для всех водных организмов характерно наличие проницаемых для воды покровов тела, поэтому различие в концентрации растворенных в воде солей и солей, определяющих осмотическое давление в клетках организма, создает осмотический ток. Он направлен в сторону большего давления.Реакция среды (рН): Распространение и численность популяций существенно зависит от реакции почвы или водной среды. Выпадение "кислых дождей" вызывает закисление различных объектов окружающей среды. Сейчас проблема "кислых дождей" стала приобретать глобальный характер. Влияние закисления сводится к следующему. Снижение рН ниже 3, также как повышение выше 9, приводит к повреждению протоплазмы корней большинства сосудистых растений. Изменение рН в почве вызывает ухудшение условий питания: снижается доступность биогенных элементов для растений. Снижение рН до 4,0 - 4,5 в почве или донных осадках в водных экосистемах вызывает разложение глинистых пород (алюмосиликатов), вследствие чего среда становится токсичной из-за поступления в воду ионов алюминия (Al). Даже железо и марганец, необходимые для нормального роста и развития растений, при низких рН становятся токсичными вследствие перехода в ионную форму. Пределы устойчивости к закислению почвы у разных растений различны, но только немногие растения могут расти и размножаться при рН ниже 4,5. При высоких значениях рН, т. е. при подщелачивании, также создаются неблагоприятные условия для жизнедеятельности растений. В щелочных почвах железо, марганец, фосфаты присутствуют в виде малорастворимых соединений и плохо доступны для растений. Резко отрицательное воздействие оказывает на биоту закисление водных экосистем. Повышенная кислотность действует негативно в трех направлениях: нарушения осморегуляции, активности ферментов (они имеют оптимумы рН), газообмена; токсического воздействия ионов металлов; нарушений в пищевых цепях, изменения пищевого рациона и доступности пищи. Газовый состав среды обитания: Для многих видов организмов, как бактерий, так и высших животных и растений, концентрация кислорода и двуокиси углерода, которые составляют в атмосферном воздухе 21 % и 0,03 % по объему соответственно, являются лимитирующими факторами. В водных экосистемах количество и состав газов, растворенных в воде, сильно варьирует. В водных объектах - озерах и водохранилищах, богатых органическим веществом - кислород становится фактором, лимитирующим процессы окисления, и тем самым приобретает первостепенную важность.В воде содержится значительно меньше кислорода, чем в атмосферном воздухе. Растворимость кислорода в воде повышается с понижением температуры и снижается с повышением солености. Общее количество кислорода в воде обеспечивается поступлением из двух источников: из атмосферного воздуха (путем диффузии) и из растений (как продукт фотосинтеза). Физический процесс диффузии из воздуха протекает медленно и зависит от ветра и движения воды, поступление кислорода при фотосинтезе определяется интенсивностью последнего и зависит прежде всего от освещенности и температуры воды. Вследствие этих причин количество кислорода, растворенного в воде, сильно изменяется в течение суток, в разные сезоны, а также отличается в различных физико-географических и климатических условиях. Вода, поступающая из почвы в растения, почти полностью испаряется через поверхность листьев. Это явление называется транспирацией. Транспирация - уникальное явление в наземных экосистемах, играющее важную роль в энергетике экосистем. Рост растений существенно зависит от транспирации. Если влажность воздуха слишком велика, как, например, в тропическом лесу, где относительная влажность приближается к 100 %, то деревья отстают в росте. В этих лесах большая часть растительности представлена эпифитами, по-видимому, из-за отсутствия "транспирационной тяги". жүктеу/скачать 4,15 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|