Водные экосистемы

Основная часть организмов в водных экосистемах представлена низшими эволюционными группами: водорослями, червями, ракообразными и рыбами. Продуценты представлены в основном мелкими короткоживущими растениями водорослями, поэтому их биомасса в сравнении с консументами невелика. Функции продуцентов: трофическая + средообразующая. Консументы очень разнообразны, среди них много мелких видов.

Пресноводные экосистемы включают:

– лентические экосистемы – стоячие воды (озера, водохранилища и пруды);

– лотические экосистемы – текучие воды (реки, ручьи и родники);

– болотные экосистемы.

Морские экосистемы включают:

– экосистемы шельфа – занимают прибрежную часть морей и океанов до глубины 200 м. На шельф приходится 8 % площади Мирового океана, но при этом он даёт человеку почти 90 % всех добываемых из моря гидробионтов. Этот факт обусловлен попадание с суши больших количеств питательных веществ. Вода на шельфе обычно немного опреснена в сравнении с типичной морской (20-30 промилле). Здесь хорошо выражено действие волн и течений. Одновременно шельф – самая загрязнённая из морских экосистем.

– апвеллинговые экосистемы – наиболее продуктивные морские экосистемы, т. к. поднимающиеся воды несут большое количество питательных веществ и кислорода. Апвеллинг – подъём холодных глубинных вод в верхние слои океанов и морей, сопровождающийся замещением ими поверхностных тёплых водных масс. Наиболее известны Перуанский, Калифорнийский, Канарский и Сомалийский апвеллинги;

– экосистемы открытого океана – характеризуются очень прозрачной водой. Концентрации загрязнителей здесь низки. Малопродуктивные экосистемы, т. к. здесь мало питательных веществ;

– экосистемы глубоководных зон – характеризуются отсутствием света, низкой температурой воды. Самые малопродуктивные экосистемы из-за отсутствия света и питательных веществ.

– лиманы – возникают на стыке морей и рек. Характеризуются малыми глубинами, сильным прогревом воды, высокой мутностью, нестабильностью химического и температурного режимов. Но концентрация питательных веществ очень высока, поэтому лиманы имеют высокую продуктивность. Они же используются как нерестово–нагульные акватории многими видами рыб.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ

Задание 1. Растения и животные, входящие в состав биоценоза, связаны между собой даже теснее, чем особи одного вида. Это особенно ярко проявляется на примере трофических ( т. е. пищевых) связей.

1.1. Выполните простое упражнение: какая из приведённых ниже пищевых цепей составлена правильно:

1) гадюка → лягушка → комар;

2) комар → лягушка → гадюка;

3) лягушка → комар → гадюка.

1.2. Составьте свои примеры пищевых цепей для экосистемы: а) луга; б) тайги; в) озера. Укажите, кто в ваших примерах является продуцентами, консументами.

1.3. Сколько звеньев может быть в пищевых цепях и от чего зависит их число?

Задание 2. В таблице 8 перечислены некоторые известные Вам растения и животные. Разделите их в зависимости от экологической роли, выполняемой ими в биоценозах и экосистемах: Таблица 8

Задание 3. Как известно, биоценозам и экосистемам свойственна сукцессия – последовательная необратимая смена биоценозов, преемственно возникающих на одной территории в результате влияния природных или антропогенных факторов. Ряд сукцессии для вырубки на месте ельника будет выглядеть следующим образом: еловая вырубка > травы > травы и кустарники > широколиственный лес > смешанный лес > еловый лес.

Составьте ряды сукцессии для следующих экосистем: заброшенное пшеничное поле, озеро, избыточно орошаемое поле, остывшая после извержения вулкана лава.

Задание 4. Какое из выражений правильное: «биоценоз города Краснодара» или «экосистема города Краснодара» и почему?

Задание 5. Какие из перечисленных экосистем относятся к микроэкосистемам, мезоэкосистемам и макроэкосистемам: экосистема оз. Старая Кубань, экосистема дендрария КГАУ, экосистема Чёрного моря, экосистема Северной Америки, экосистема реки Кирпили, экосистема грядки, экосистема пшеничного поля, экосистема упавшего дерева, экосистема Атлантического океана.

Практическое занятие №6

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЕМОГРАФИЧЕСКОЙ ЕМКОСТИ РАЙОНА ЗАСТРОЙКИ

Для сохранения экологического равновесия в районе застройки определить его демографическую емкость. Итоговые результаты расчета изобразить в виде гистограммы, сделать их анализ и дать рекомендации.

Для прогнозирования экологической ситуации в районе застройки проводят определение его демографической емкости.

Демографическая емкость – максимальное число жителей района, которое может быть в его границах при условии обеспечения наиболее важных повседневных потребностей населения за счет ресурсов рассматриваемой территории с учетом необходимости сохранения экологического равновесия.

Экологическое равновесие – такое состояние природной среды района, при котором может быть обеспечена саморегуляция и воспроизводство основных ее компонентов, т.е. атмосферного воздуха, водных ресурсов, почвенного покрова, растительности и животного мира. При нарушении экологического равновесия на территории возможно возникновение экологического кризиса и даже экологического бедствия.

Методика расчетов состоит в определении и сопоставлении между собой шести частных демографических емкостей рассматриваемого района в следующем порядке.

1. Демографическая емкость, чел., по наличию территорий, пригодных для промышленного и гражданского строительства, определяется по формуле (1):

(1)

где ТР – территория района, га;

– коэффициент, показывающий долю территории, получившей наивысшую оценку по пригодности для промышленного и гражданского строительства (принимается в пределах 0,03...0,06);

– ориентировочная потребность в территории 1000 жителей в зависимости от характера производственной базы района (берется 20...30 га). Этот показатель чаще всего бывает наибольшим. Однако в горных районах он может оказаться лимитирующим и обусловить демографическую емкость района застройки. В небольших по территории, но плотно заселенных районах целесообразно определять этот показатель дифференцированно для промышленности и населения.

2. Емкость территории, чел., по поверхностным водам определяется по формуле (2):

(2)

где Е – сумма расходов в водотоках при входе в район, м³/сут;

– коэффициент, учитывающий необходимость раз-бавления сточных вод (принимают на реках южного стока = 0,25, а северного стока = 0,10;

Р – нормативная водообеспеченность 1000 жителей (принимают от 1000 до 2000 м³/сут.).

3. Емкость территории, чел., по подземным водам определяется по формуле (3):

(3)

где Э – эксплуатационный модуль подземного стока, м³ (сут.га);

РС – специальный норматив водоснабжения 1000 жителей (принимают 40 м³/сут.).

4. Емкость территории, чел., по условиям организации отдыха в лесу определяется по формуле (4):

(4)

где Л – лесистость района, %;

0,5 – коэффициент, учитывающий необходимость зеленых зон городов средней полосы России (для других районов он может существенно меняться);

– ориентировочный норматив потребности 1000 жителей в рекреационных территориях (принимают 200 га);

– коэффициент, учитывающий распределение отдыхающих в лесу и у воды (принимают для районов с умеренным климатом = 0,3, а с жарким – = 0,1).

5. Емкость территории, чел., по условиям организации отдыха у воды определяется по формуле (5):

(5)

где В – длина водотоков, пригодных для купания, км;

С – коэффициент, учитывающий возможность организации пляжей (принимают для районов лесной и лесостепной зон С = 0,5, а степной зоны С = 0,3);

0,5 – ориентировочный норматив потребности 1000 жителей в пляжах, км;

– коэффициент, учитывающий распределение отдыхающих в лесу и у воды (принимают для районов с умеренным климатом = 0,1...0,15, а с жарким – = 0,3–0,4).

Емкость территории, чел., по условиям организации пригородной сельскохозяйственной базы определяется по формуле (6):

(6)

где – коэффициент, учитывающий долю территории района, включенную по результатам комплексной оценки в категории «благоприятные» и «ограниченно благоприятные» для сельского хозяйства;

– коэффициент, учитывающий возможность использования сельскохозяйственных земель под пригородную базу (принимают для районов средней полосы России = 0,2...0,3);

П – ориентировочный показатель, отражающий потребности 1000 жителей района в землях пригородной сельскохозяйственной базы (принимают в зависимости от агроэкономических характеристик территории П = 500...2000 га).

Полученные расчетные значения величин ... необходимо представить в виде гистограммы, сопоставить между собой и в качестве окончательного показателя демографической емкости района застройки принять наименьшее значение. Варианты заданий для решения задач представлены в приложении Б.