- •ГИДРОБИОЛОГИЯ
- •Оглавление
- •1. Гидросфера как арена жизни. Гидробиология, предмет, цель, задачи, история развития, методы, подразделения гидробиологии
- •1.1. Гидросфера как арена жизни
- •1.2. Особенности населения гидросферы
- •1.3. Предмет и цель гидробиологии как науки
- •1.4. Задачи гидробиологии
- •1.5. Методы гидробиологии
- •1.6. Подразделения гидробиологии
- •1.7. Возникновение и развитие гидробиологии
- •2. Основные биотопы водоёмов и жизненные формы. Адаптации водных организмов к условиям водных биотопов
- •2.1. Биотопы водоёмов
- •2.2. Жизненные формы гидробионтов
- •2.3. Адаптации гидробионтов к условиям обитания в пелагиале
- •2.4. Адаптации гидробионтов к условиям обитания в бентали водоёмов
- •3. Мировой океан и его население
- •4. Общая характеристика населения континентальных водоёмов
- •5. Питание и пищевые взаимоотношения гидробионтов
- •6. Влияние абиотических факторов на жизнедеятельность гидробионтов
- •6.1. Адаптации гидробионтов к солёности среды
- •6.1.1. Защита от осмотического обезвоживания и обводнения
- •6.1.2. Ионная регуляция у гидробионтов
- •6.1.3. Устойчивость гидробионтов к изменению ионного состава
- •6.1.4. Концентрационная функция гидробионтов
- •6.2. Растворённые в воде газы и их значение для гидробионтов. Дыхание гидробионтов
- •6.2.1. Значение растворённых в воде газов для гидробионтов
- •6.2.2. Дыхание гидробионтов
- •6.3. Влияние температуры на жизнедеятельность гидробионтов
- •6.4. Свет и гидробионты
- •6.5. Совместное действие экологических факторов на гидробионтов
- •7. Рост, развитие и энергетика гидробионтов
- •7.1. Рост гидробионтов
- •7.1.1. Влияние абиотических факторов на рост гидробионтов
- •7.1.2. Влияние биотических факторов на рост гидробионтов
- •7.2. Развитие гидробионтов
- •7.3. Энергобаланс гидробионтов
- •8. Популяции гидробионтов
- •8.1. Структура популяций гидробионтов
- •8.2. Взаимодействие особей в популяции гидробионтов
- •8.3. Продукция органического вещества популяцией
- •8.4. Рождаемость в популяциях гидробионтов
- •8.5. Плодовитость популяций гидробионтов
- •8.6. Смертность в популяциях гидробионтов
- •8.7. Рост популяций гидробионтов
- •9. Гидробиоценозы
- •9.1. Гидробиоценоз и его структура
- •9.2. Межпопуляционные отношения в гидробиоценозах
- •10. Биологические ресурсы гидросферы. Аквакультура
- •10.1. Биоресурсы гидросферы
- •10.2. Аквакультура
- •11. Проблема чистой воды и охрана водных экосистем
- •11.1. Загрязнение водоёмов и загрязняющие вещества
- •11.2. Влияние загрязнений на жизнедеятельность гидробионтов
- •11.3. Антропогенная эвтрофикация, термофикация и ацидификация водоёмов
- •11.4. Биологическое самоочищение водоёмов
- •11.5. Биологическая индикация загрязнения водоёмов
- •11.6. Гидробиологический мониторинг
- •11.7. Методы биологической очистки сточных вод
- •Список литературы
Прикладная гидробиология подразделяется соответственно путям практического приложения гидробиологических знаний: санитарная гидробиология – участвует в решении проблем чистой воды, продукционная гидробиология – занята вопросами повышения продуктивности водоёмов, техническая гидробиология и навигационная – изучают биологические явления в воде, с которыми необходимо считаться соответственно в промышленности и навигации.
Частная гидробиология – изучает специфику экологии водоёмов разного типа. Она подразделяется на гидробиологию континентальных вод, которая имеет в своём составе гидробиологию озёр – лимнологию, рек, водохранилищ, прудов; и на гидробиологию океанов и морей, в составе которой выделяются гидробиология открытых вод океанов и морей, гидробиология прибрежной зоны моря (шельфа), гидробиология солоноватых вод – эстуариев, открытых лиманов и приморских водоёмов суши.
Кроме перечисленных подразделений гидробиологии, различают направления гидробиологии:
трофологическое – исследующее пищевые связи гидробионтов, биологическую трансформацию веществ в водоёмах;
этологическое – рассматривающее поведение гидробионтов; токсикологическое – изучающее влияние токсикантов на гидробионтов; энергетическое – исследует потоки энергии и её биологическую
трансформацию в гидроэкосистемах; радиологическое – связано с радионуклидным засорением водоёмов.
1.7. Возникновение и развитие гидробиологии
Гидробиология как наука зародилась во второй половине XIX в. Этому предшествовал длительный период развития зоологии и ботаники, т. е. фаунистических и флористических исследований жизни водоёмов. Две основные причины способствовали развитию гидробиологии: интересы промысла водных организмов и проблема чистой воды, необходимость борьбы
сзагрязнением водоёмов промышленными и бытовыми стоками.
Всередине XIX в. вследствие нерационального ведения промысла в морях и реках значительно снизились уловы. Сократился китобойный промысел в Северном полушарии, сократился промысел сельди в Северном море, уменьшились уловы осетровых в Каспии. Для правильной организации промысла стали необходимы исследования взаимоотношений гидробионтов между собой и с окружающей средой и причин, которые определяют численность рыб в водоёмах. Первые крупномасштабные исследования с экологических позиций были предприняты во второй половине XIX в. на Каспии. В результате научно-промысловых экспедиций были установлены причины падения уловов осетровых рыб и определены пути регулирования промысла и охраны рыбных запасов.
Развитие в XIX в. промышленности, транспорта, рост больших городов влекли за собой загрязнение рек и других водоёмов. Изучая следствия
7
загрязнения вод, учёные обратили внимание на огромное значение деятельности различных гидробионтов в процессах очищения воды от загрязняющих её веществ. Оказалось, что большинство растений и беспозвоночных животных являются в той или иной степени водоочистителями. Эти свойства гидробионтов дали возможность использовать их для очистки сточных вод и определения степени загрязнения водоёмов биологическими методами. Стало ясно, что изучение вопросов загрязнения и самоочистки водоёмов нельзя вести без учёта роли гидробионтов, без знания их экологии. Это послужило важным стимулом к возникновению и развитию гидробиологии.
В самом начале ХХ в. в России были проведены большие исследования Баренцева моря, Чёрного, морей Дальнего Востока. В 1913 г. по инициативе С.А. Зёрнова в Москве при Петровской академии (в настоящее время Московская сельхозакадемия имени Тимирязева) было открыто отделение рыбоведения, на котором готовили специалистов в области рыбного хозяйства, в том числе и гидробиологов. За последующие десятилетия был собран огромный материал, который позволил оценить состояние кормовой базы многих водоёмов нашей страны, установить возможности и направления развития промысла, в том числе различных районов Мирового океана. Были исследованы рыбопромысловые районы Северо-Западной Атлантики, югозападных и западных берегов Африки, в Тихом океане. В конце 40-х годов начались исследования на судне «Витязь» дальневосточных морей и огромных акваторий Тихого и Индийского океанов. Оценена кормовая фауна промысловых рыб, исследована фауна глубоководной области океана. Многочисленные исследования под руководством Зенкевича и Богорова, в том числе десятки тралений на глубинах до 10 км, выполнены с помощью этого уникального судна, специально оборудованного для изучения морских глубин.
Становление отечественной гидробиологии, особенно экспериментального и трофологического направлений, связано также с именем Надежды Станиславовны Гаевской. С 1931 г. Н.С. Гаевская возглавляла кафедру гидробиологии Московского технического института рыбной промышленности и хозяйства, которой руководила около 30 лет, приняв её от академика С.А. Зёрнова. Н.С. Гаевской исследовано влияние солёности, лучей Рентгена, активной реакции среды и других факторов на водных беспозвоночных. Ею установлено явление солевого анабиоза простейших. Исследовано питание и пищевые взаимоотношения почти всех основных групп беспозвоночных пресных вод.
Таким образом, Н.С. Гаевская заложила трофологическое направление гидробиологии, что явилось большим вкладом в науку, фундаментом учения о круговороте веществ в водоёмах. Она принимала активное участие в подготовке к изданию «Жизни пресных вод», «Определителя фауны и флоры Северных морей», для которых ею составлены определители простейших. Гаевской был создан при кафедре большой учебный гидробиологический музей, в котором разнообразно представлена фауна и флора водоёмов нашей страны, Атлантики, тропиков. Основы музея были заложены ещё при
8
