Вплив факторів навколишнього середовища на популяції гідробіонтів

 

КУРСОВА РОБОТА

Тема:

«Вплив факторів навколишнього середовища на популяції гідробіонтів»

 

Вступ

У світі все живе пов'язане з водою і значною мірою складається з води. Академік В.І. Вернадський зазначав, що «вода стоїть осібно в історії нашої планети, не має природного тіла, яке могло б зрівнятися з нею за впливом на хід основних природних та суспільних процесів». З одного боку, вона є носієм життя, формуючи умови для відтворення, розвитку, існування усіх живих організмів, природного середовища в цілому, самої людини. З іншого – вода використовується як природна сировина, виступає елементом виробничих відносин практично у всіх галузях господарської діяльності, у виробництві багатьох видів продукції. Тому забезпечення людства чистою водою є однією з найбільших проблем сьогодення, гострота якої підвищується внаслідок зростання дефіциту води та погіршення її якості. Саме виживання людини, як біосоціального виду, в значній мірі залежить від наявності та стану водних ресурсів.

Загальний об'єм гідросфери становить трохи менше 1,5 млрд. куб. км, 94% якого та 72% поверхні земної кулі займає світовий океан. Із загального об'єму гідросфери 60 тис. куб. км припадає на підземні води, більшу частину яких становлять глибинні розсоли, і лише близько 4 тис. куб. км – прісні підземні води зони активного водообміну. Третьою великою частиною гідросфери є полярні льодовики – 24 млн. куб. км (1,6%). На долю поверхневих прісних вод в гідросфері припадає близько 360 тис. куб. км або 0,25% її загального об'єму, з них 278 тис. куб. км зосереджено в озерах, 83 тис. куб. км – ґрунтова волога. Незначний об'єм руслових річкових вод Землі – близько 1,2 тис. куб. км – служить початком формування майже всіх джерел прісних вод, доступних для використання. Отже, резерв води, на яке може розраховувати людство в недалекому майбутньому, орієнтовно становить 6 тис. куб. км.

1. Вплив середовища існування на гідробіонтів

Гідробіонти – переважно первинноводні тварини, які все життя проводять у воді. В процесі еволюції у них виробилися різні пристосування, що дозволяють їм мешкати у водоймищах з різною за якістю водою. Вода дає їм їжу і кисень, виносить продукти обміну і ін. Тому фізико-хімічні властивості води є одним з найважливіших чинників середовища.

Вода містить різні розчинені і зважені речовини, кількість і склад яких визначає велику різноманітність її хімічного складу. Залежить цей склад як від фізичних умов навколишнього середовища, так і від біологічних і мікробіологічних процесів, що протікають у водоймищах. Взаємообумовлена дія абіотичних і біотичних чинників, а також діяльність людини викликають істотні відмінності в гідрохімічному режимі водоймищ.

Великою своєрідністю відрізняється гідрохімічний режим рибницьких ставків і дрібних водоймищ, періодично осушуваних в різні сезони року, на ґрунт і воду яких сильно впливає господарська діяльність людини. Посадка в ставки великої кількості риби на одиницю площі, добриво ставків і годування риби також негативно впливають на якість води. В результаті надходження у воду органічного матеріалу, що легко розкладається, підвищується водневий показник води, стає впливовішим збільшення добових коливань вмісту кисню, змінюються фізичні властивості води, збільшується її кольоровість, знижується прозорість. Тому при інтенсифікації рибництва необхідно своєчасно вживати заходи по оптимізації гідрохімічного режиму, забезпеченню умов для нормальної життєдіяльності водних організмів. Придатність поверхневих вод для використання в рибогосподарських цілях визначається їх відповідністю вимогам і нормативам державного загальносоюзного стандарту.

Вода повинна: відповідати нормам, в основі яких лежить збереження вигляду, плодючість і якість потомства риби; відповідати біологічним потребам вирощуваних видів риб; забезпечувати необхідний рівень розвитку природної кормової бази; не повинна бути джерелом захворювань риб, що розводяться.

Живі організми піддаються у водоймищі дії різних чинників середовища. При цьому роль окремих чинників може сильно трансформуватися і залежати від інших умові. Наприклад, висока концентрація кальцію у ряді випадків знімає летальну дію високих концентрацій іонів калію, а при підвищеній солоності води нітрати, навіть при великій концентрації, не представляють серйозної загрози для риб.

Найважливішими умовами, що визначають життя водних організмів, є температура, світло, газовий режим, вміст біогенних елементів. Зв'язок гідробіонтів з елементами зовнішнього середовища взаємообумовлений, і зміна однієї системи зв'язків неминуче викликає зміну іншої. Тому, розглядаючи вплив окремих компонентів гідрохімічного режиму на життєдіяльність гідробіонтів, необхідно мати на увазі умовність такої заміни, бо в природі всі відносини організму і середовища взаємозв'язані.

2. Температура

Температура води значно стійкіша, ніж повітря, що обумовлено її великою теплоємністю. З цієї причини навіть значні надходження або втрати тепла, що збільшуються в літній і зимовий періоди року, не ведуть до різких змін температури води. В результаті річні коливання температури в континентальних водоймищах звичайно не перевищують 30–35 °С. Температурна стійкість води обумовлена і порівняно слабкою змішуваністю холодних і тепліших шарів води, що мають різну густину. Низька теплопровідність води, що обмежує розповсюдження температурних змін в стоячих водоймищах, веде до появи температурної шаруватості, або температурної стратифікації. Утворенню такої стратифікації сприяє властивість води зменшувати свою густину з пониженням температури від 4 до 0 °С. Зимою підлідні холодні шари води не занурюються углиб, плаваючи на тепліших шарах; влітку прогріті води не опускаються до дна, де знаходяться холодніші, і тому щільніші, шари води. З розшаруванням температури в товщі води тісно пов'язаний газовий режим, розподіл біогенів і інші гідрохімічні показники, що призводить, у свою чергу, до зональності в розподілі гідробіонтів.

Термічний режим водоймищ різних типів визначається їх географічним положенням, завглибшки, особливостями циркуляції водних мас і багатьма іншими чинниками.

У житті гідробіонтів температура води має величезне значення. Виняткова її роль виявляється перш за все у тому, що вона є неодмінною умовою життя. Якщо інші елементи середовища (світло, гази і ін.) можна виключити з оточення організмів, то температуру – ніколи. На відміну від багатьох інших абіотичних чинників, температура діє не тільки у разі екстремальних значень, що визначають межі існування вигляду, але і в межах оптимальної зони в цілому, визначаючи швидкість і характер всіх життєвих процесів. Вплив її не обмежується безпосередньою дією на живі організми, а позначається і побічно, через інші абіотичні чинники. Наприклад, найважливіші для життя фізичні властивості води – густина і в'язкість, визначувані кількістю розчинених солей, значною мірою залежать від температури. Те ж відноситься і до розчинності у воді газів. Тому температура є одним з універсальних екологічних чинників.

Екологічне значення температури в першу чергу виявляється через дію на розподіл гідробіонтів у водоймищах і на швидкість протікання різних життєвих процесів, кількісно пов'язаних з температурою. Амплітуда коливань температури, при якій можуть жити риби, для різних видів різна. Види, існуючі в широкому температурному діапазоні, називаються евритермічними, у вузькому – стенотермічними. Риби середніх широт пристосовані до широких коливань температури.

Процеси живлення, обміну речовин, розвитку і зростання, розмноження, міграції і інші прояви життєдіяльності у гідробіонтів більшою мірою, ніж у теплокровних організмів, залежать від рівня і динаміки температури води. Впливаючи на багато життєвих функцій водних організмів, температура значною мірою обумовлює їх продуктивні можливості. З підвищенням температури обмінні процеси у риб швидшають. Зв'язано це з дією температури на ферменти, що каталізують різні життєві процеси. Швидкість ферментативних процесів з підвищенням температури зростає згідно загальним законам хімічної кінематики, відповідно до якого при зростанні температури на 10 град швидкість реакції збільшується в 2–3 рази. Прискорюючий вплив температури на швидкість обміну речовин і темп розвитку гідробіонтів залежить від їх видової приналежності, стадії розвитку і того інтервалу, в якому підвищується температура. Особливо великий вплив температури на ранніх стадіях розвитку організмів. Ембріональний розвиток різних видів риб може нормально протікати в строго певних межах температури. Дія температури, близької до порогової, при інкубації ікри, наприклад, приводить до збільшення числа аномалій личинок і їх смертності. Зміна морфологічних ознак личинок може бути викликане дуже високою або низькою температурою в період їх ембріонального і раннього постембріонального розвитку.

Температура не тільки визначає саму можливість розвитку гідробіонтів, але і впливає на швидкість їх морфогенезу. Відомо, що чим нижча температура, при якій йде інкубація ікри, тим більше вимагається часу для розвитку ембріонів. Вона надає стимулюючу або пригноблюючу дію не тільки на швидкість ембріонального розвитку, але і на подальший розвиток риб. Інтенсивність обміну і швидкість росту знаходяться в прямій залежності від температури водного середовища. В той же час слід мати на увазі, що дія однієї і тієї ж температури на ріст риб різного віку різна. З віком температурний оптимум стає ширше, тому вплив цього показника на ріст найсильніше виявляється на ранніх стадіях розвитку. Так, оптимальній для розвитку і зростання молоді коропа є температура в межах 25–30°С, а для риби старшого віку – 23 28°С.

Відмічене прискорення росту риб при динамічній температурі в порівнянні із стабільною. Амплітуда і частота коливання температури, оптимальні для росту, видоспецифічні.

Великий вплив температура води має на живлення травлення, білковий, жировий і вуглеводний обмін риб. При підвищеній температурі води активність живлення і травлення зростає. Так, у дволітків коропа час перебування їжі в кишечнику скорочується з 12 до 3 год. при підвищенні температури від 22 до 31°С Максимальні прирости спостерігаються при температурі 25…27°С, при цьому в кишечнику їжа знаходиться 5…8 год. Зміна температури впливає на напрям білкового обміну і міняє співвідношення частин засвоєного білка, що використовується організмом для певної мети. При підвищенні температури помітно активізуються процеси біосинтезу ліпідів в порівнянні з біосинтезом білків, що і обумовлює раннє накопичення жиру в організмі риб, вирощуваних на теплих скидних водах. Зміна обміну речовин при підвищенні або пониженні температури вимагає пристосування всіх функцій організму, тобто адаптації особин.

Вельми істотна роль температурного режиму в проходженні окремих ланок репродуктивного циклу. Так, тільки при певній температурі у риб починається нерест. Вплив температури на швидкість статевого дозрівання відмічений у всіх холоднокровних тварин. Наприклад, короп залежно від кліматичних зон може досягати статевої зрілості у віці 5…6 років (Карелія) і в 6…8 міс. (Куба).

При цьому міняється і періодичність проходження нересту. Температурний режим також впливає і на тривалість життя гідробіонтів. Наприклад, раннє настання статевої зрілості призводить до того, що ріст риб різко сповільнюється. Якщо проходження окремих стадій розвитку в результаті підвищення температури води швидшає, то тривалість всіх стадій в сукупності, а отже, і всього життя скорочується. Короп на Кубі рідко живе більше 8 років, тоді як в центральних районах СРСР він доживає до 20 років і більше.

Від температури води залежить характер прояву і перебігу різних хвороб. Так, при низькій або високій температурі води у коропа уражається зябровий апарат. Температурний режим впливає і на фізіологічний стан риб. Наприклад, залежно від температури води різко змінюється характер прояву і перебігу краснухи, запалення плавального міхура і інших хвороб.

3. Прозорість води

Прозорість води є одним з основних критеріїв, що дозволяють судити про стан водоймища. Вона залежить від кількості зважених частинок, змісту розчинених речовин і концентрації фіто- і зоопланктону. Впливає на прозорість і колір води. Чим ближчий колір води до голубого, тим вона прозоріша, а чим жовтіше, тим прозорість її менше.

Важливим чинником, що визначає прозорість води в непроточних водоймищах, є біологічні процеси. Прозорість води тісно пов'язана з біомасою і продукцією планктону. Чим краще розвинений планктон, тим менше прозорість води. Таким чином, прозорість води може характеризувати рівень розвитку життя у водоймищі. Прозорість має велике значення як показник розподілу світла (променистої енергії) в товщі води, від якого залежить в першу чергу фотосинтез і кисневий режим водного середовища.

4. Газовий режим водоймища

Газовий режим водоймища багато в чому визначається розчинністю газів, яка, у свою чергу, залежить від природи газу, температури води, величини її мінералізації, а також тиску. Добре розчиняється у воді вуглекислий газ і значно гірше кисень. З підвищенням температури води розчинність газів зменшується. Збільшення мінералізації води також знижує їх розчинність.

Гази, розчинені у воді, завжди прагнуть прийти в рівновагу відповідно до їх парціального тиску в атмосфері. Якщо їх вміст у воді менше, ніж в атмосфері, то відбувається поглинання газів водою з атмосфери (процес інвазії); при більшому вмісті газів у воді, ніж в атмосфері, спостерігається виділення їх (евазія) з води в атмосферу. Сірководень і водень, парціальний тиск яких в атмосфері практично рівно нулю, не накопичуються в значній кількості у водоймищах, оскільки відбувається їх виділення в атмосферу.

Найбільше значення для водних організмів мають кисень, вуглекислий газ і сірководень. Наявність у воді розчиненого кисню є обов'язковою умовою для існування більшості організмів, що населяють водоймища. Молекулярний кисень атмосфери і вода є двома головними джерелами, з яких кожна клітка аероба черпає кисень. Тільки дуже небагато гідробіонтів, що відносяться переважно до бактерій і простим, володіють здатністю жити у відсутність кисню. Вміст кисню у воді залежить від співвідношення двох протилежно протікаючих процесів: перший – що збагатить воду киснем, другий – зменшуючий його вміст у воді.

Збагачення води молекулярним киснем здійснюється за рахунок виділення його водною рослинністю в процесі фотосинтезу, а також під час вступу з атмосфери. Збагачення киснем атмосфери верхніх шарів води відбувається за умови, що у воді його менше, ніж при нормальному насиченні, при відповідній температурі і тиску атмосферного повітря. Швидкість розповсюдження газів у воді значно менше, ніж в повітрі, тому в стоячих водоймищах цей процес йде украй поволі. При сильній течії, вітрі, розбризкуванні процес насичення води киснем помітно швидшає.

Могутнім джерелом збагачення води молекулярним киснем є фотосинтез водних рослин. Інтенсивність його залежить від температури і освітлення. Фотосинтез відбувається головним чином в поверхневих шарах води, добре освітлених і прогрітих.

Одночасно із збагаченням води киснем йдуть процеси, що зменшують його вміст у водоймищі. Так, майже всі біохімічні реакції, що протікають у воді, пов'язані із споживанням кисню. До таких реакцій відносяться: бактерійне окислення органічних речовин і неорганічних з'єднань, дихання тваринних і рослинних організмів. Кількість споживаного рибами кисню залежить як від виду риби, так і від її віку. У риб наголошується чітка видова специфічність як відносно мінімальної кількості кисню, розчиненого у воді, при якому може жити риба, так і по інтенсивності споживання кисню, в процесі дихання. При збільшенні температури пороговий тиск кисню зростає.

Вплив кисневих умов на ембріогенез тварин пов'язаний в першу чергу із зміною швидкості розвитку і росту. Так, із збільшенням змісту кисню у визначеному для кожного вигляду діапазоні концентрацій відбувається прискорення ембріогенезу. Подальше збільшення змісту кисню приводить до уповільнення розвитку зародків і поглиблення аномалій, що утворюються. Відомо, що надмірна концентрація кисню може бути навіть летальною.

Від концентрації кисню у воді залежить життєдіяльність риб. При зниженні його нижче певних меж падає інтенсивність живлення і використовування їжі на росту, внаслідок чого сповільнюється росту риб. Так, при зменшенні змісту кисню до 45–50% насичення у памолоді коропа споживання їжі знижується майже в 2 рази, а її засвоюваність падає на 40–50%, що приводить до зниження швидкості росту більш ніж в 2 рази. У канального сома при зниженні змісту кисню до 36% насичення швидкість росту зменшується в 2,5 рази. В умовах інтенсивного рибницького господарства у багатьох видів вирощуваних риб зниження швидкості росту наступає при зменшенні змісту кисню від 40 до 65%.

При недоліку кисню у воді знижується стійкість риб до несприятливих чинників зовнішнього середовища, зокрема до промисловим і побутовим забрудненням. Низький зміст кисню обумовлює несприятливі зоогігіенічні умови у водоймищі; внаслідок чого створюються передумови до накопичення органічних речовин і розмноження сапрофітної мікрофлори, яка може негативно діяти на риб. Тривале перебування у воді з недостатнім змістом кисню знижує активність риб, різко знижує стійкість до збудників хвороб.

5. Вуглекислий газ

Вуглекислий газ має важливе значення в житті гідробіонтів. Вміст його в атмосфері в середньому складає 0,33%. При зіткненні з водою СО₂ частково розчиняється і піддається гідролізу:

СО₂ + Н₂О = Н₂СО₃.

У хімічну реакцію з водою вступає лише незначна частина СО₂, решта його кількості знаходиться у вільному вигляді ж. Наявність у воді вугільної кислоти сприяє розчиненню карбонату кальцію і перекладу його в гідрокарбонат, що володіє більшою розчинністю, ніж карбонат кальцію.

СаСО₃ + Н₂СО₃ = Са (НСО₃) ₂.

Унаслідок розчинення вуглекислих солей вода збагатить карбонатами і бікарбонатами. Таким чином, в природних водах вуглекислота міститься: у вільному стані у вигляді газу, розчиненого у воді – двоокисі вуглецю; у вигляді іонів НСО₃ – гідрокарбонат-іонів; у вигляді іонів СО₃~ – карбонат-іонів. Всі ці форми знаходяться в рухомій хімічній рівновазі.

У водоймищах основним джерелом СО₂ є бактерійне окислення органічних речовин, а також дихання водних організмів. Біопродуктивність водоймищ певною мірою визначається наявністю двоокису вуглецю. Вуглецеве живлення водоростей, як і вищої водної рослинності, є основою їх існування і визначає можливість їх інтенсивного розвитку. У великій концентрації вуглекислий газ отруйний для тварин, і з цієї причини водоймища, пересичені вуглекислотою, позбавлені життю.

Негативний вплив високої концентрації вуглекислоти на життєдіяльність риб полягає у тому, що риби, знаходячись в пригноблюваному стані, гірше використовують кисень, розчинений у воді. При цьому значення має не просто абсолютний вміст у воді кисню і вуглекислоти, а співвідношення їх. Для коропа наприклад, співвідношення О₂ і СО₂, що наближається до 0,02 є небезпечним. При низькому вмісті кисню і несприятливому співвідношенні О₂ і СО₂ риба значно гірше використовує корм. Критична концентрація вуглекислого газу для різних видів риб неоднакова.

6. Водневий показник (рН)

Водневий показник (рН) є одним з важливих чинників середовища. Найбільш сприятливе для більшості риб значення рН, близьке до нейтрального. При значних зрушеннях в кислу і лужну сторону зростає кисневий поріг, ослабляється інтенсивність дихання. Можливі межі рН, в яких можуть жити прісноводі риби, за інших рівних умов залежать від видової приналежності. Найбільш витривалі карась і короп, щука переносить коливання рН в межах 4,8…8,0; форель – 4,5…9,5; короп 4,3… 10,8.

Сольовий склад виконує важливу роль в житті гідробіонтів. При цьому має значення як сумарну кількість розчинених у воді мінеральних солей, або солоність, так і іонний склад води. По загальній кількості розчинених речовин природні води умовно підрозділяють на 3 групи прісні, солоноваті і солоні. До групи прісних входять води що містять до 1 г/л, солонуватих – 1… 15 г./л і в групу солоних – 15…40 г./л мінеральних розчинених речовин. У рибницьких господарствах якість води оцінюють і по загальній жорсткості.

Чим більше солі розчинено у воді, тим вище в ній осмотичний тиск, до якого чутливі гідробіонти. Володіючи певним сольовим складом, організми повинні підтримувати його постійність. Для цього у них існують різні механізми, які не тільки підтримують деяку різницю концентрації солей в середовищі і тілі, але і забезпечують стабільність концентрації в організмі окремих іонів і їх співвідношення. У мінеральному живленні риб істотну роль може виконувати захоплення різних іонів клітинами поверхні тіла, наприклад з'єднання сірки, фосфору і інших мінеральних елементів.

7. Біогенні елементи

Особливе значення для живлення фітопланктону і вищої водної рослинності мають біогенні елементи – азот, фосфор, кремній, залізо і ін. На тваринні організми істотно впливає вміст у воді мікроелементів – кобальту, нікелю, марганцю, міді, цинку, стронцію і ін. Недолік або їх надлишок приводить до патології в розвитку, отруєнь і нерідко загибелі. Джерелом надходження мікроелементів в рибу є вода, рослинність, природний і штучний корми.

8. Органічна речовина

Органічна речовина присутня у воді в розчиненому і зваженому вигляді. Її підрозділяють на автохтонну і аллохтонну. Запаси автохтонних речовин поповнюються за рахунок фотосинтезу фітопланктону, макрофітів і хемосинтезу деяких бактерій, аллохтонних – за рахунок винесення їх з водозбірної площі, надходження з атмосферними, а також іноді з побутовими і промисловими стоками. Частка розчиненої органічної речовини приблизно в сотні рази більше, ніж органічної речовини в живих організмах і детриті.

Такі легко засвоєні органічні речовини, як цукру, амінокислоти, вітаміни і інші, мають важливе значення в житті гідробіонтів і в першу чергу в їх живленні. До зважених органічних речовин відноситься детрит, який складається з мінеральних і органічних частинок, що об'єднуються в складні комплекси. Детритом харчуються багато коловерток, ракоподібних, молюски, голкошкірі і багато риб.

Від біогенних елементів (фосфатів, солей азотної кислоти, мікроелементів), що забезпечують розвиток фітопланктону, залежить продуктивність водоймища. Кількість кисню і вуглекислоти, величина рН, склад і біохімічний стан органічної речовини, а також компоненти сольового складу (НСО₃, Са, Nа і ін.) – слідство життєдіяльності організмів, тобто результат інтенсивності біопродукційних процесів.

Велику вплив на хімічний склад води мають кліматичні і гідрологічні чинники, до яких відносяться температура і світло. Ці чинники тісно зв'язані між собою і діють одночасно, викликаючи періодичні (добові, сезонні міжрічні) зміни в життєдіяльності гідробіонтів. У свою чергу, інтенсивність біопродукційних процесів викликана цими чинниками, позначається на зміні гідрохімічних показників. Змінюючи температуру води, можна активізувати або уповільнювати біохімічні процеси як в організмах, так і у водоймищі. На її зміни реагують перш за все фітопланктон і бактерії. Особливо великі ці зміни в сезонному аспекті.

У життєдіяльності організмів важливе значення мають вуглець азот і фосфор. Саме їх з'єднання необхідні для утворення кисню і органічної речовини в процесі фотосинтезу. Значну роль в круговороті біогенних елементів виконують донні відкладення. Вони є в одному випадку джерелом, в іншому – акумулятором органічних і мінеральних ресурсів водоймища. Надходження їх з донних відкладень залежить від рН, а також від концентрації цих елементів у воді. При підвищенні рН і низькій концентрації біогенних елементів збільшується надходження у воду фосфору, заліза і інших елементів з донних відкладень.

Залежність хімічного складу від інтенсивності біопродуктивних процесів, перш за все від інтенсивності фотосинтезу фітопланктону, дозволяє кількісно оцінювати величину біо- і рибопродуктивності водоймищ за показниками гідрохімічного режиму. Основними показниками при оцінці інтенсивності біопродуктивних процесів є абсолютний і відносний вміст кисню. Дослідження вмісту кисню у водоймищі використовуються для розрахунків величини первинної продукції і деструкції новоутворюючоїся органічної речовини – основного корму для всіх гетеротрофних організмів. Не менш важливі відомості можна одержати і при аналізі змін рН, вільної вуглекислоти, біогенних елементів, перманганатній і біхроматній окисляємості, біохімічного споживання кисню (БСК).

Для визначення продукції органічної речовини у водоймищі можуть бути використані дані БСК. Визначенню цього показника слід приділяти таку ж увагу, як і визначенню кисню, біогенних елементів і окисляємості, оскільки біохімічне споживання кисню дає уявлення про вміст у воді нестійкої, швидко окисляючоїся органічної речовини.

Повніше уявлення про вміст розчиненої і зваженої у воді органічної речовини і перш за все її стійкої в біохімічному відношенні фракції дають методи аналізу перманганатної і біхроматної окисляємостей. Різний ступінь окислення органічних речовин хімічними реагентами дозволяє за допомогою методів гідрохімічного аналізу оцінити походження органічної речовини, швидкість її мінералізації, а отже, і інтенсивність біопродукційних процесів.

9. Біотичні фактори

В результаті росту і розвитку рослинних організмів у водоймищах відбувається безперервне накопичення їх біомаси. Рівень первинної продукції, визначуваний фізіологічними властивостями водоростей і чинниками середовища, є основним регулятором інтенсивності і ефективності всього біопродуктивного процесу. Біологічне продукування відбувається у формі утворення первинної і вторинної продукції, під якою розуміється відповідно приріст біомаси автотрофів (рослинних організмів) і гетеротрофів (тваринних організмів).

Процес автотрофного живлення гідробіонтів, тобто утворення ними органічної речовини свого тіла з мінеральних речовин, є єдиним, при якому у водоймищі виникає «первинна їжа». За рахунок її живуть всі гетеротрофні гідробіонти як рослиноїдні, так і м'ясоїдні. Так, молодь більшості видів риб на ранніх стадіях розвитку споживає водорості, а для білого амура, деяких видів тіляпій, білого і строкатого товстолобиків вища і нижча водна рослинність – важливе джерело живлення впродовж всього життя.

Таким чином, все населення водоймищ залучається до процесів круговороту речовин, який включає наступні ланки: синтез органічної речовини у водоймищі і надходження органічної речовини у водоймище з водозбірної площі; розкладання органічних речовин у водоймищі (мінералізація); споживання і перетворення розкладаючих речовин бактерійними, рослинними і тваринними організмами; споживання живих організмів, що синтезують органічну речовину з неорганічної.

Утворення органічної речовини у водоймищах відбувається в процесі фотосинтезу зеленими організмами планктону (водоростями і зеленими бактеріями) і бентосу (нижчими і вищими рослинами), а також в процесі хемосинтезу бактеріями.

Зелені рослини, що беруть участь в процесі фотосинтезу (діатомові, зелені, синьозелені і інші водорості), вимагають для свого розвитку певних умов – наявність біогенів і мікроелементів, а також певної температури. Так, діатомові водорості розвиваються звичайно при температурі 16…18°С. Синьозелені водорості з'являються при вищій температурі, за наявності фосфору до 0,02 міліграм/л і азот до 0,08 міліграм/л води. Зелені водорості вимагають великої кількості азоту.

У водоймище також поступають органічні речовини. Їх кількість залежить від характеру водозбірної площі, клімату, ґрунту, рослинного покриву, характеру господарської діяльності людини. Органічні речовини, що поступили з донних відкладень і з водозбірної площі, а також організми, що розмножилися при фотосинтетичній діяльності і з часом відмирають (фітопланктон, макрофіти, фітобентос), розкладаються і перетворяться за участю бактерій і простих. При цьому мікроорганізми не просто руйнують органічну речовину, а перетворюють його на свої власні тіла, роблячи його доступнішим для живлення тварин. Одночасно протікають і процеси деструкції, в результаті яких у воду поступають біогени, необхідні для розвитку водоростей. При слабкій утилізації органічна речовина осідає на дно водоймища, поглинає велику кількість кисню, погіршує кисневий режим. У міру накопичення у водоймищах невикористаної органічної речовини відбувається старіння екосистем. Воно відбувається повільніше, якщо основними продуцентами органічної речовини є планктонні водорості. Проте і при інтенсивному розвитку фітопланктону, але слабкому його споживанні рослиноїдними безхребетними, значна частина первинної продукції також залишається недовикористаною і відкладається на дні водоймища. Таким чином, оцінка продуктивності водоймища, що проводиться тільки по величині первинної продукції, може привести до помилок, оскільки значна частина органічної речовини випадає з продукційних процесів і може негативно впливати на їх течію.

Велике значення у водоймищі мають бактерії, гриби і мікро зоопланктон (інфузорії, безбарвні джгутикові і ін.). Річна продукція бактерій може досягати десятків і сотень грамів сирої маси на 1 м³. Величезну роль грають у вторинному продукуванні організми мікрозоопланктону і мікрозообентосу, зокрема найпростіші. У водоймищах інфузорії в масі розвиваються вслід за наростанням біомаси бактерій, яке починається після відмирання фітопланктону. Маючи величезну чисельність і високу інтенсивність продукування, інфузорії створюють біомасу, часто близьку до тієї, яку утворюють у водоймищах всі інші тварини. Подальший хід круговороту речовин йде з участю тварин, які харчуються водоростями, сапрофітними бактеріями, грибами і тваринами інших видів.

Рослинні організми – водорості і вищі рослини – використовуються різною мірою майже всіма тваринами. Наприклад, губками, коловертками, ракоподібними, молюсками, личинками і мальками риб і дорослими рибами – фітофагами. Особливо широко використовуються протококові водорості. По своїх живильних властивостях фітопланктон і вища водна рослинність не поступаються кращим сортам кормових трав

Вельми цінним видом їжі для багатьох тварин служать бактерії. Ними харчуються ракоподібні, личинки тендіпедід, олігохети і молюски. Особливе значення, як їжа водних безхребетних, має детрит, під яким розуміється

сукупність зважених у воді органічних частинок (обривків наземної і водної рослинності, відмерлих водоростей і тварин і ін.). Цілі групи тварин, так звані детритофаги, харчуються детритом. Детрит різного походження істотно розрізняється по біохімічному складу.

Останньою ланкою харчового ланцюга в процесі круговороту речовин у водоймищі є культивована риба, яка харчується зоопланктонними і бентосними організмами, а окремі види риб, як, наприклад, білий амур, використовують водну рослинність.

Висновок

Процеси кругообігу речовин у водоймищі, виникаючі харчові зв'язки, поїдання одних організмів іншими, що відбувається при цьому перетворення органічних речовин приводять зрештою до утворення продукції, що використовується людиною. Величина продукції риби у водоймищі залежить від якості і кількості природної їжі, екологічних умов, видового складу риб. Чим швидше росте риба і чим коротший її харчовий ряд, тим вище може бути природна продуктивність водоймища. Необхідно враховувати, що характер живлення у риб у міру зростання міняється. Так, мальки коропа харчуються планктонними ракоподібними, а потім донними організмами. Дворічний короп споживає вже в основному донні організми, але при недоліку їх використовує і зоопланктон. У незначній кількості він споживає також фітопланктон і вищу водну рослинність. Основна їжа білого товстолобика – фітопланктон і детрит. Білий амур на перших етапах розвитку харчується зоопланктоном, а потім переходить на живлення вищою водною рослинністю.

Список використаної літератури

1.  Привезенцев Ю.А. Интенсивное прудовое рыбоводство: Учебник для вузов. – М.: Агропромиздат, 1991. – 368 с: ил.

2.  Еколого-економічні проблеми довкілля Житомирщини. [Кол. мо-ногр.]/ В.І. Карпов, С.П. Сіренький, В.К. Данилко та ін.; Під заг. ред. П.П. Михайленка. – Житомир, 2001. – 320 с.

3.  Анисимова И.М., Лавровский В.В. Ихтиология. – М.: Высшая школа, 1983. - 255 с.

4.  Иванов А.П. Рыбоводство в естественных водоемах. – М.: Агропромиздат, 1988. – 367 с.

5.  Константинов А.С. Общая гидробиология. – М.: Высшая школа, 1986. – 472 с. Мартышев Ф.Г. Прудовое рыбоводство. – М.: Высшая школа, 1973. – 375 с. 255 с.

6.  Бессонов Н.М., Привезенцев Ю.А. Рыбохозяйственная гидрохимия. – М.: Агропромиздат, 1987. – 159 с.