ОБЩАЯ ГИДРОБИОЛОГИЯ
Почему курс лекций «Основы экологии» читается на всех факультетах, а на биофаке еще «дублируют» отдельным курсом «Общей гидробиологии» (история вопроса):
1992 – конференция ООН в Рио-де-Жанейро (Бразилия) «Сохранение биоразнообразия» - Украина ратифицировала всемирную Конвенцию.
2002 – Всемирная встреча (саммит) в Йоханнесбурге (ЮАР) «Устойчивое развитие».
Итог: человечество озабочено ухудшением качества окружающей среды и снижением биологического разнообразия. «Сохранение экологически безопасного состояния биосферы, всех ее составляющих является жизненно важной обязанностью всех государств. Каждого члена общества».
В «Гамильтонском заявлении» об управлении совместными водными ресурсами, принятом в Йоханнесбурге было подчеркнуто, что более половины населения мира проживает сегодня в пределах 150 км прибрежной зоны Мирового океана.
· 23% населения Европы, которое составляет 693 млн. человек, обитает в бассейне реки Дунай, площадью всего около 8% ее территории.
· Застройка береговой зоны Одессы (Контейнерный терминал 14+36= 50 га или 0,5 км2)
· По планам 2006 г. IMO в ближайшей перспективе предполагается строительство «плавучих городов» - круизных судов, или модулей-катамаранов на 20-40 тыс. человек.
71% поверхности Земли занимает Мировой океан
Тут сформировалась жизнь (почему не на суше?)
Около ¼ биологической продукции Земли формируется ежегодно в Мировом океане (скорость ежегодного воспроизводства растений в гидросфере выше, чем на суше в 4300 раз) (Почему?).
Наконец Одесский университет имеет прямое отношение к становлению и развитию Гидробиологии как науке и, соответственно к Экологии, т.к. гидробиология и экология взаимосвязаны. (Термин «экология» был введен в 1866 году в своем труде “Всеобщая морфология организмов” известный немецкий естествоиспытатель Эрнст Геккель для обозначения “общей науки об отношениях организмов с окружающей средой”).
Термин «гидробиология» впервые встречается у немецких авторов в 1890-1893 гг., а в России уже в 1891 г. На озере Глубоком открывается Гидробиологическая станция при Московском университете. С появлением в Германии первых научных журналов по гидробиологии в 1906-1908 гг. началось широкое использование слова «гидробиологии» в науке. Таким образом, сегодня мы можем говорить о праздновании 100-летнего юбилея этой науки.
В англоязычной научной литературе наука о гидросфере по давней традиции подразделялась на океанологию и лимнологию. Например, широко известен научный международный журнал “Limnology and Oceanography”. При этом «Днем рождения» океанологии принято считать дату первой научной станции судна «Челленджер» в 1972 году (английская экспедиция 1872-1875).
Первый учебник гидробиологии в СССР написал Сергей Александрович Зернов еще в 1934 году («гидробиолог универсал»). Именно он заведовал в 1891 году Гидробиологической станцией на оз. Глубоком, а с 1902 по 1914 гг. - возглавлял Севастопольскую биостанцию.
В русских словарях, статьях и учебниках последних десятилетий гидробиология названа разделом экологии, т.е. водной экологией.
Дискуссия
В 1988 г. была опубликована статья академика В.Д. Романенко (директора Института гидробиологии НАНУ, г. Киев), в которой вводилось новое название для водной экологии – «гидроэкологии». Он же стал автором первого украинского учебника, переведенного на русский и польский языки («Основы гидроэкологии»), а также Председателем Украинского гидроэкологического общества.
В учебнике «Основы гидроэкологии» дается следующее определение. «Гидроэкология – экология водных экосистем. Включает комплекс дисциплин, изучающих водные экосистемы: собственно гидробиологию с ее подразделами, гидрохимию, водную микробиологию… и др.».
Таким образом, гидроэкологии, в точном соответствии со смыслом этого нового термина, отведена роль водной экологии, которую более полувека выполнял термин «гидробиология», а последнему оставлена роль близкой по смыслу водной биологии.
Сегодня на страницах современных научных журналов (2003, 2005) ведется дискуссия о правомерности ввода нового термина. При этом, революционный переворот в терминологии, происходящий в канун празднования столетнего юбилея «гидробиологии» вполне оправдан в связи со значительным усилением интереса к глобальным биосферным процессам, порождаемым экономикой и все более масштабным воздействием человека на окружающую среду.
Обратить внимание. За 100-летнюю историю «гидробиологии» она не являлась неким обобщением ботаники, зоологии и микробиологии в водных объектах. Фактически предпосылкой возникновения гидробиологии стало выделение В. Гензеном в 1887 году планктона как самостоятельной надорганизменной группировки (жизненной формы), т.е. не с той поры, когда стали проводиться исследования состава организмов, обитающих в водной среде (здесь следовало бы вспомнить еще Аристотеля, активно работавшего за 2 тыс. лет до описываемого события).
Гидробиология получила свои специфические объекты исследований – водные популяции, биоценозы и экосистемы – только когда идеи Ч.Дарвина (о естественном отборе, как движущем факторе эволюции), Э.Геккеля () и К.Ф. Рулье стали действующей парадигмой (от греч. пример, образец – строгая научная теория, воплощенная в системе понятий, отражающих существенные черты действительности): организмы и их группировки таковы, какова среда их обитания. Именно это требовало развития в рамках практической гидробиологии не только чисто биологических исследований, но и исследований среды обитания гидробионтов.
Хотя один из авторов, ведущих дискуссию о правомерности понятий «гидробиология» и «гидроэкология» (член-корреспондент НАНУ В.Е. Заика) приводит такой курьезный довод. В популярном электронном библиографическом сборнике ASFA за 1997-2001 гг. было обнаружено 628 публикаций с упоминанием термина “hydrobiology” и только 6 “hydroecology”. В числе последних – 4 публикации из Института гидроэкологии Армении, и по одной от специалистов – Ин-та гидроэкологии Латвийского университета и Утрехского Нидерландов.
В последующем, для предупреждение путаницы будем придерживаться мнения одного из корифеев советской гидробиологической школы (ныне директора Института зоологии РАН) академика Александра Федоровича Алимова, считая «гидробиологию» и «гидроэкологию» синонимами. Вот его определение.
Гидробиология, или экология гидросферы, или гидроэкология, так же как и экология – наука о надорганизменных формах организации жизни, - изучает водные экосистемы, исследует их структуру и функционирование с целью управления ими.
Предмет гидробиологии (точнее объект исследований)
На первых этапах – особь (аутэкологическое направление).
Сегодня на первый план выдвинулись дэм- и синэкологические исследования водоемов.
В современной биологической науке различают 9 уровней организации живого:
Суборганизменный
1. Молекулярный;
2. Генетический;
3. Клеточный;
4. Тканевой;
Организменный
5. Особи отдельных видов;
Надорганизменный
6. Популяционный;
7. Биоценотический;
8. Экосистемный;
9. Биосферный.
Гидробиология изучает закономерности жизни преимущественно на 6-8 уровнях в неразрывной связи с условиями водной среды и близлежащих территорий (пояснить важность учета водосборной площади).
Удельная водосборная площадь – отношение поверхности водосбора к площади поверхности водоема, собирающего речной сток. В среднем для Черного моря = 5 (т.к. S водосбора = 2,3 млн. км2, Sпов Черного моря = 423000 км2). Однако для СЗЧМ реально должно быть определено иначе: S водосбора (Дуная, Днестра. Ю. Буга и Днепра, устья которых находятся в прибрежной зоне протяженностью 250 км) = 1,463 млн. км2, SСЗЧМ = 64000 км2, т.е. = 22,9 (эта величина выше в 4,5 раза !).
Гидробиология изучает взаимодействие биотических и абиотических компонентов и устанавливает их роль в функционировании водных экосистем (проверить понимание понятий: «абиотический» и «функционирование»).
Пояснить на примере отличие «лимнолога» (географа) от «гидробиолога» (биолога): первый, изучая течение оценивает биологическую компоненту как помеху на пути движения воды; второй, изучая жизнь в водоеме, оценивает как течение может ускорять, либо замедлять те или иные процессы.
Современные проблемы гидробиологии:
· Комплексное использование водоемов с минимальными отрицательными экологическими последствиями (создание научных основ охраны водных объектов).
· Разработка экологических основ управления качеством пресных и морских вод (сегодня это управление строится главным образом на законодательной основе, хотя имеется целый ряд теоретических и практических решений, например «Биопозитивные конструкции»).
· Контроль и управление биологической продуктивностью водоемов (рыборазведение и проблема эвтрофирования).
· Разработка способов борьбы с вредными организмами и регуляции их распространения в водных экосистемах (чужеродные организмы, проблема паразитарных инвазий и эпизоотий).
Подразделы гидробиологии
· Санитарная (проблема чистой воды: очистка питьевых и сточных вод).
· Техническая (борьба с биоповреждениями в водной среде: обрастание и коррозия).
· Сельскохозяйственная (формирование оптимальных условий для полуводных культур).
· Навигационная (устранение искажений приборов, вызываемых гидробионтами: биолюминисценция, эхолокация, биопомехи).
Методы исследований
К основным методам гидробиологических исследований относятся
· количественный учет различных групп населения водоемов;
· оценка их функциональной роли;
· системный анализ воздействующих факторов.
Количественный учет организмов в водоеме позволяет выявить ключевые объекты, воздействие того или иного фактора, судить о состоянии популяции промысловых объектов.
Для этого используют различные методы наблюдений и учета, а также различные приборы.
1877 – В. Гензен - немецкий гидробиолог – создает специальную планктонную сеть, с помощью которой изучает запасы рыб и их кормовые ресурсы в Кильском заливе.
1909 – Петерсен– датский гидробиолог создает дночерпатель – прибор для количественного учета донного населения водоемов.
Для оценки функциональной роли гидробионтов (пояснить что это) используют физиологические, микробиологические, биохимические, токсикологические, биофизические и многие другие методы (привести пример с БПК и калориметрией).
Гидробиологические наблюдения обычно носят комплексный характер. Понятие мониторинг (от англ. Monitor, наблюдать).
Специфика учреждений Украины, занимающихся гидробиологией:
Ø Национальная академия наук Украины (Институт биологии южных морей - ОФИнБЮМ (изучает морские экосистемы) и Институт гидробиологии (изучает континентальные водоемы);
Ø Министерство экологии Украины (Украинский Научный центр экологии моря (г. Одесса); Государственная инспекция по охране Черного моря (г. Одесса); Институт экологических проблем (г. Харьков));
Ø Украинская аграрная академия (Институт рыбного хозяйства (г. Киев)) и Комитет рыбных ресурсов Украины (Южный научно-исследовательский институт рыбного хозяйства (г. Керчи) и его Одесский центр).
Ø Кафедры университетов (Одессы, Киева, Днепропетровска, Львова. Тернополя, Ужгорода, Харькова, Черновцов).
Исследования могут иметь стационарный характер на специально оборудованных станциях (так возник ОФИнБЮМ).
Экспедиционный метод – выезд по заранее намеченному маршруту. Очень дорогой метод (рассказать о «Полярной Звезде»). Научный флот до распада СССР. Его пытаются заменить спутниковыми наблюдениями с использованием различных зондов. Однако, все равно новые методы нуждаются в калибровке и не заменяют их.
Основные понятия и термины
Гидробионт – это живое существо (бактерия, гриб, растение либо животное), обитающее в водной среде (Является колорадский жук гидробионтом? А стрекоза?).
Различают: геобионтов, аэробионтов, амфибионтов.
Гетеротоп – гидробионт, который на протяжении своего жизненного цикла меняют водную среду на воздушную или обитает определенное время среди воздушно-водных растений (например, комары и стрекозы; европейский угорь).
Гомотоп – гидробионт никогда не выходящий из воды.
Биом – совокупность организмов, обитающих в пределах одного водного объекта.
Ареал – область распространения вида («ареалов распространения» не существует).
Биотоп (экотоп) – участок в пределах определенной акватории, или территории с жизненными условиями, к которым приспособился конкретный вид живого существа.
Дата добавления: 2015-04-21; просмотров: 3176;