Физико-химические свойства воды - Гидросфера как среда обитания
Из огромного количества физико-химических факторов, влияющих на население гидросферы, сравнительно немногие имеют ведущее экологическое значение. К таким факторам, прежде всего относятся физико-химические свойства воды и грунта, растворенные и взвешенные в воде вещества, температура и свет, а в последнее время загрязнение водоемов, вызванное деятельностью человека.
Вода как физико-химическое тело оказывает непрерывное воздействие на жизнь гидробионтов. Она не только удовлетворяет физиологические потребности организмов, но и служит им опорой, доставляет кислород и пищу и уносит метаболиты, переносит половые продукты и самих гидробионтов. Благодаря подвижности воды в гидросфере возможно существование прикрепленных животных, которых, как известно, нет на суше. Поэтому свойства воды - важнейший фактор абиотической среды водного населения.
На первый взгляд, изменение плотности воды с повышением температуры не так существенно. Однако следует учесть, что плотность гидробионтов отличается от единицы лишь во втором-третьем знаке после запятой. Поэтому температурные колебания означают очень многое в смысле изменения условий плавания (различная опорность среды).
По сравнению с другими жидкостями вода имеет сравнительно небольшую вязкость, что обуславливает ее подвижность и облегчает плавание гидробионтов. С повышением водной температуры вязкость заметно снижается. С увеличением солености вязкость воды несколько возрастает. Изменение вязкости особенно сильно влияет на передвижение мелких организмов. С одной стороны, они обладают сравнительно маломощной локомоторной системой, в то время как относительная поверхность, пропорционально которой действуют силы трения, очень велика. С другой стороны, вязкость тормозит движение тем больше, чем ближе находятся смещаемые относительно друг друга слои воды.
Для мелких организмов они располагаются на очень небольших расстояниях и поэтому преодоление сил трения сопряжено со значительными затратами энергии.
Вода обладает сравнительно высоким коэффициентом поверхностного натяжения, который в зависимости от температуры и солености лежит в пределах 0,771-0,765 Н/м2. Поверхностная пленка предоставляет организмам своеобразную опору, для использования которой вырабатываются специфические адаптации, в частности смачиваемость или несмачиваемость телесного покрова. Организмы с несмачивающимися покровами, находясь на поверхности воды, поддерживаются ею, и, будучи тяжелее воды, не тонут. Гидробионты более легкие, чем вода удерживаются в ней, упираясь в находящуюся над ними пленку.
По сравнению с почвой и воздухом вода отличается гораздо большей термостабильностью, что благоприятно для существования жизни. Когда вода начинает нагреваться, возрастает испарение, вследствие чего повышение температуры замедляется.
По сравнению с воздухом вода гораздо менее прозрачна, и падающий в нее свет довольно быстро поглощается и рассеивается.
Цвет воды, ее прозрачность зависят от избирательности поглощения и рассеивания различных лучей. От цвета воды следует отличать цвет поверхности, который в отличие от первого зависит от погодных условий и угла зрения.
Из отдельных физико-химических свойств грунтов наибольшее экологическое значение для водного населения имеют размеры частиц, плотность их прилегания друг к другу и стабильность взаиморасположения, степень смыва течениями и темп аккумуляции за счет оседания взвешенного материала. Физические свойства грунтов, прежде всего, характеризуются их механическим и гранулометрическим составом, под которым понимают размер зерен, образующих данные складки.
С переходом от каменистых грунтов к песчаным и глинистым численность водных животных обычно увеличивается, а их средняя масса снижается в результате мельчания представителей гидрофауны (уменьшение опорности грунта).
Условиями движения внутри грунта с различными гранулометрическим составом объясняется разница в размерах организмов, обитающих в песке морских пляжей. Крайне неблагоприятна для существования данного населения недостаточная стабильность грунтов: оседание частиц, снос поверхностных слоев токами воды и перемещение частей относительно друг друга. В первом случае обитатели грунта засыпаются слоем наносов, во втором - вымываются и уносятся течением, в третьем - перетираются и не могут укорениться.
Многие донные животные питаются, пропуская через себя грунт, и поэтому важное значение приобретает нахождение в нем органического вещества, которое образуется в результате попадания в грунт остатков организмов на тех или иных стадиях разложения.
Данные отложения тесно взаимодействуют с водой. Из грунта в воду непрерывно поступают различные соли, газы, твердые компоненты, навстречу этому потоку идет другой, несущий в донные отложения различные минеральные и органические вещества из толщи воды. Процессы взаимодействия между ложем водоема и его водной массой имеют большое значение для жизни гидробионтов.
Природная вода существует не в виде химического соединения, состоящего из водорода и кислорода, а представляет собой сложное тело, в состав которого помимо молекул воды входят самые различные вещества. Все они играют ту или иную роль в жизни водного населения. Наибольшее экологическое значение имеют для него степень насыщения воды различными газами, концентрация ионов минеральных солей, водородных ионов и органических веществ, состав и концентрация взвешенных веществ.
Из отдельных газов наибольшее значение для водного населения имеют кислород, углекислый газ, сероводород и метан.
Для водного населения кислород представляет собой решающий фактор. На суше количество кислорода велико, кроме того, в силу подвижности атмосферного воздуха, некоторой отдельный, могущий возникать дефицит быстро ликвидируется за счет диффузии и воздушных течений. В воде также происходит выравнивание концентрации кислорода, но процесс диффузии протекает в 320 раз медленнее, чем на суше. По отношению к кислороду организмы делятся на эври - и стеноксидные формы, способные соответственно жить в пределах широких и узких колебаний концентрации кислорода. В случае, когда адаптация гидробионта к данной кислородосодержащей среде оказывается недостаточной, он погибает. Если подобное явление приобретает массовый характер, то это называется замором.
Обогащение воды углекислым газом происходит в результате дыхания водных организмов. Снижение концентрации углекислого газа происходит преимущественно при потреблении последнего фотосинтезирующими организмами. Высокие концентрации углекислого газа смертельно опасны для животных и поэтому многие родники лишены жизни. Только некоторые двусторонние моллюски и рачки могут сравнительно долго выносить высокие концентрации СО2, нейтрализуя его путем растворения извести раковин в своей телесной жидкости. Для растений высокие концентрации СО2 безвредны.
Сероводород в водоеме образуется почти исключительно биологическим путем, за счет деятельности различных бактерий. Для водного населения он вреден как косвенно, так и непосредственно. Для многих гидробионтов он смертелен даже в самых малых концентрациях. Образование больших количеств Н2S может вызвать заморы. Помимо серных бактерий Н2S окисляют фотосинтезирующие пурпурные и некоторые виды зеленых бактерий, использующие сероводород в качестве донора водорода и спасающие тем самым население водоема.
Ионы минеральных солей играют в жизни гидробионтов самую различную роль: одни из них используются растениями для построения тела и получившие название биогенов. На других они оказывают физиологическое влияние, вызывая резкие сдвиги в процессах обмена веществ. Виды, выносящие большие колебания солености, называются эвриолинными, в отличие от стенолинных, не выдерживающих такие перепады.
Температура, свет, звук и другие колебания воздействуют на водное население или непосредственно или играют роль условных сигналов. К первому случаю относится, например, влияние температуры на протекание многих биологических процессов, значение света для фотосинтеза и т. п.
Термический режим отдельных водоемов определяется их географическим положением, глубиной, особенностью циркулирования водных масс и многими другими факторами. Поступление тепла в водоем зависит главным образом от проникновения солнечной радиацией и и контакта с менее нагретой атмосферой.
Известную роль играет тепло выпадающих осадков. В последние годы тепловой режим многих водоемов претерпевает существенные изменения под влиянием поступления в них подогретых вод из охлаждающих контуров тепловых и атомных станций. Температурный водный баланс безусловно зависит от времени года.
У многих гидробионтов, периодически подвергающихся действию отрицательных температур вырабатываются адаптации, предупреждающие замерзание соков тела. В основном они сводятся к снижению точки замерзания соков и повышению их способности к переохлаждению. Благодаря этим адаптациям некоторые организмы переносят понижение температуры до -10'С, например, мидии. Чем чаще и сильнее периодические изменения температуры в естественных местах обитания гидробионтов, тем выше их устойчивость к холодовым и тепловым повреждениям.
Большое экологическое значение температура имеет как фактор влияющий на скорость протекания процессов, в частности дыхания, роста и развития. Повышение температуры обычно сопровождается ускорением всех процессов.
Во всех случаях оптимальные для роста амплитуды и скорости изменения температуры оказались сходными с теми перепадами, какие рыбы испытывают в природных местах обитания.
По-видимому, для организмов неблагоприятно стационарное состояние фактора, если в естественных условиях оно динамично. Организмы, исторически адаптированные к экологическому разнообразию, не только резистентны к нему, но и нуждаются в нем; экологическое однообразие в своем предельном выражении, создаваемом в искусственных условиях, не соответствует физическим потребностям организмов, уменьшает их жизнедеятельность.
Особенно большое экологическое значение свет имеет для фотосинтезирующих растений. Из-за его недостатка они отсутствуют на многокилометровой глубине океанических вод.
Реже растения страдают от избытка света и отсутствуют в поверхностном слое воды, если его освещенность становится черезмерной.
Большинству животных свет нужен для распознания среды и ориентации движений. Под контролем светового фактора происходят грандиозные миграции, когда каждые сутки миллиарды тонн живых организмов перемещаются на сотни метров с поверхности в глубину и обратно. В очень большой степени от света зависит окраска гидробиоитов, которая у ряда животных может даже меняться, обеспечивая маскировку.
Ориентируясь на свет, гидробионты находят для себя наиболее выгодное положение в пространстве. Особенно большое значение свет имеет для организмов, совершающих суточные миграции. В большинстве случаев начало подъема и спуска определяется временем наступления той или иной освещенности.
Восприятие звука у водных животных развито относительно лучше, чем у наземных. Звук быстрее и дольше распространяется в воде, чем на суше. Известное значение в жизни гидробионта имеют шумовые нагрузки, связанные с деятельностью человека - работой лодочных и корабельных моторов, турбин, подводным бурением и т. д. У гидробионтов одновременно снижается скорость дыхания, темп роста и доля яйценосных самок; привыкание к шуму не наблюдается даже после месячного содержания рыб в таких условиях.
Очевидно, весьма значительную, но еще малоизученную роль играют в жизни гидробионтов электрические и магнитные поля.
Благодаря высокой чувствительности электрорецепторов, многие гидробионты способны воспринимать богатейшую информацию, в частности различают особей своего вида и врагов, скорость и направление течений, температуру, солевые и газовые ингредиенты, а также устанавливают симптомы, предшествующие аномальным природным явлениям.
Похожие статьи
-
Режимы - Гидросфера как среда обитания
Температурный режим водоемов более устойчив, чем на суше. Это связано с физическими свойствами воды, прежде всего высокой удельной теплоемкостью,...
-
Введение - Гидросфера как среда обитания
Вода -- составная часть всех элементов биосферы, не только водоемов, но и воздуха, почвы, живых существ. Это самое распространенное на планете природное...
-
Экологические группы гидробионтов - Гидросфера как среда обитания
Наибольшим разнообразием жизни отличаются теплые моря и океаны (40000 видов животных) в области экватора и тропиках, к северу и югу происходит обеднение...
-
Заключение - Гидросфера как среда обитания
Население гидросферы по числу видов (более 250000) заметно уступает наземному из-за необычайного богатства в нем фауны и насекомых. Иная картина...
-
Формы питания гидробионтов - Гидросфера как среда обитания
Питание гидробионтов может быть автотрофным, гетеротрофным и миксотрофным - когда автотрофные организмы в той или иной мере используют готовые...
-
Вода как среда обитания - Гидросфера как среда обитания
Вода обладает связностью и вязкостью. Плотность живых организмов очень близка к плотности воды (может быть чуть выше или чуть ниже). Благодаря высокой...
-
Зоны мирового океана и континентальных вод - Гидросфера как среда обитания
Все растения обитают только в эпипелагеале (200-250 м). Супралитораль: Своеобразная зона. Соединяет признаки моря и суши. В зоне прибоя. Условия...
-
Гидросфера. Характеристика - Гидросфера как среда обитания
Гидросфера (в перев. с греч. hydro -- вода и sphaira -- шар) -- водная оболочка Земли. Свыше 96% гидросферы составляют моря и океаны; около 2% --...
-
Всего проанализировано 92 глубинные пробы из 12 скважин. Величина давления насыщения нефти газом в качественных пробах менялась от 11,84 до 16,1 МПа,...
-
Физико-химические свойства флюидов - Потымецкое куполовидное поднятие
На площади глубинные и поверхностные пробы нефти отобраны из пластов викуловской и тюменской свит. Отбор и исследование нефти проведены ЦЛ...
-
Грунты и их физико-механические свойства - Буровые установки
При бурении инженерно-геологических скважин объектом воздействия и изучения является грунт. Выбор техники и технологии бурения во многом определяется...
-
Результаты исследований скважин на газоконденсатность Состав и свойства пластовых углеводородных систем залежей Ямбургского месторождения последовательно...
-
Стандарты качества окружающей среды устанавливают юридически обязательные предельные уровни загрязнения или неблагоприятных воздействий, которые не...
-
Реорганизация в среде коренных народностей Аляски - История штата Аляска
Коренные жители Аляски так же являлись активными участниками новой экономической программы Рузвельта. В 1934 году Конгресс принял Акт "Indian...
-
Свойства технических жидкостей - Геологическая характеристика Гагаринского месторождения
Текучие материалы (флюиды) деформируются непрерывно (иными словами, текут) без разрушения под воздействием постоянного напряжения. Напряжение,...
-
Номер участка Номер скважины Галька >100 Гравий 10-2 Песчаные Пылеватые 2-0,5 0,5-0,25 0,25-0,1 0,1-0,05 0,05-0,01 0,01-0,005 3 17 - 1 2 16 57 11 3 2 3...
-
Как объект горных разработок горные породы характеризуются различными технологическими свойствами - Крепостью, абразивностью, твердостью, буримостью,...
-
ВЫБОР СВОЙСТВ БУРОВОГО РАСТВОРА - Расчет бурового промывочного раствора
Выбор плотности Выбор плотности бурового раствора регламентирован действующим "Едиными техническими правилами ведения работ при строительстве скважин на...
-
Охрана недр и окружающей среды - это комплекс требований и научно - технических мероприятий в процессе геологического изучения недр и добычи полезных...
-
Строение атмосферы - Строение атмосферы, ее химический состав и физические свойства
Масса атмосферы составляет 5.3-1015 т. В слое до 5,5 км содержится 50%, до 25 км - 95% и до 30 км - 99% всей массы атмосферы. Тридцатикилометровый слой...
-
Большое практическое значение имеет определение параметров трещиноватого пласта - проницаемости k1 и коэффициента б. Предложен следующий метод обработки...
-
Фильтрационные свойства грунтов - Основы движения грунтовых вод
Под пористыми материалами понимают твердые тела, содержащие в достаточно большом количестве пустоты, характерный размер которых мал по сравнению с...
-
Породы-коллекторы представлены в основном мелкозернистыми песчаниками и крупнозернистыми алевролитами, которые по разрезу переслаиваются с аргиллитами и...
-
Состав и свойства нефти в поверхностных условиях Физико-химические свойства нефти месторождения Сазанкурак были исследованы по поверхностным и пластовым...
-
Проведение соляно кислотной обработКИ (СКО), Физико-химические основы СКО - Тобойское месторождение
Все оценки по результатам интерпретации гидродинамических исследований скважин на стадиях разведки и опытной эксплуатации носят локальный характер по...
-
Геологическая среда В региональном тектоническом плане структура Сазанкурак приурочена к одноименному соляному куполу, который расположен в пределах...
-
Необычные облака - Образование и свойства облаков
Перламутровые облака практически не оказывают влияния на погоду. Они формируются на высотах в 15-30 км и состоят из кристалликов льда, на которых...
-
Низкие облака - Образование и свойства облаков
Кучевые облака - это отдельные облака в нижнем и среднем ярусах, как правило, плотные и с резко очерченными контурами, развивающиеся вверх в виде...
-
Формы облаков, Международная классификация, Высокие облака - Образование и свойства облаков
Международная классификация Ярус Диапазон высот Тип (род) Сокращенное обозначение Высокие 3-18 км Перистые Ci Перисто-кучевые Cs Перисто-слоистые Cc...
-
Образование облаков, Микроструктура и водность облаков - Образование и свойства облаков
В результате конденсации внутри атмосферы возникают скопления продуктов конденсации - капелек и кристаллов. Их называют облаками. Размеры облачных...
-
Природный территориальный комплекс - участки земной поверхности характеризующиеся общностью происхождения, развития и однотипностью взаимодействия...
-
Природные компоненты - это основные составные части природного территориального комплекса (природной геосистемы), взаимосвязанные процессами обмена...
-
Вызов притока пластового флюида осуществляется понижением уровня жидкости в колонне с помощи компрессора. При освоении скважины компрессором, в скважину...
-
Состав атмосферы Атмосфера - это газообразная воздушная оболочка, окутывающая Землю. Воздух представляет собой механическую смесь газов, с содержанием...
-
Внутренние и внешние миграции, Образ жизни населения - Индия
В настоящее время возросло число трудовых миграций, связанных с безработицей. В основном мигрируют в развитые и развивающиеся страны. Миграции в Индии...
-
Свойства гидратов - Гидраты природных газов
Природные газовые гидраты представляют собой метастабильный минерал, образование и разложение которого зависит от температуры, давления, химического...
-
Состав и свойства нефти, газа и воды - Пермо-карбоновая залежь Усинского месторождения
По I объекту пермо-карбоновой залежи отобраны и исследованы 5 проб нефти. Пластовая нефть недонасыщена газом (давление насыщения 6,9 - 7,4 МПа, ниже...
-
Карта фактического материала Рис. 1 Геолого-литологические колонки опорных скважин Таблица 1 Скважина №19 Н=12,0м Таблица 2 Скважина №20 Н=10,0м Таблица...
-
Охрана окружающей среды и техника безопасности - Артемьевское месторождение полиметаллических руд
Производство всех горных работ осуществляется по данному проекту, соблюдая требования ПТЭ и ЕПБ при взрывных работах. 1. Очистную выемку в блоке начинают...
-
Для оценки физико-химических характеристик нефти и газа из продуктивных отложений среднего и нижнего карбона отобраны пробы нефти, и газа. По...
Физико-химические свойства воды - Гидросфера как среда обитания