Лекция 1 Вторичная продукция

Вид материала

Лекция

Содержание 4,86 калорий 1) Находим среднюю массу мирной коловратки, в граммах: 0,2 г/м/ 140 тыс. экз/м = 0,0000014 г. 2) Продукция хищных коловраток по тому же алгоритму = 0,1 г Определение ущерба, нанесенного рыбопродуктивности водоема стоками предприятий. Вторичная продукция Мирового океана Первичная продукция Мирового океана В настоящее время Акклиматизация гидробионтов При проведении

Подобный материал:

• 123. Продукция предприятия, ее конкурентоспособность, 35.25kb.
• Лекция 16. Готовая продукция, оценка, учет отгрузки (реализации). Учет незавершенного, 105.52kb.
• Внематочная беременность (клиническая лекция) Пересада О. А. Белмапо, 224.63kb.
• Стратегический анализ активов организации, 26.48kb.
• Смеси пряностей для мясных и рыбных изделий «время декор» спецификация, 94.56kb.
• Учебно-методическое пособие для подготовки к тестированию по курсу: «Экономика организаций, 513.23kb.
• «библиографическая продукция», 164.05kb.
• Номенклатура товаров, работ, услуг для нужд заказчиков и их состав для пензенского, 525.55kb.
• Пищевая продукция, в т ч. вода, напитки (импортная продукция), 29.71kb.
• Концептуальная картина мира. Языковая картина мира. Языковая личность. Вторичная языковая, 573.85kb.

Лекция 1

Вторичная продукция

Для вычисления продукции водных животных используют формулу:

П = Пм – Рх + Пх, где: Пм – продукция мирных гидробионтов, Рх – рацион хищных, Пх – продукция хищных.

В процессе дыхания животные рассеивают в окружающую среду энергию, к-во которой эквивалентно потребленному ими кислороду или деструкции определенного к-ва орг. в-в. К-во энергии – это траты животных на обмен. Физиологический метод основан на использовании соотношения между тратами на обмен (R)и продукцией (Р). Это соотношение определяется коэффициентом использования ассимилированной пищи на рост (К₂). К₂ = Р/(Р+R), откуда


Скорость потребления кислорода – наиболее доступный показатель скорости обмена в-в у гидробионтов. Если умножить количество потребленного кислорода на оксикалорийный коэффициент (14,2 Дж на 1 мг О₂; или 20,3 Дж на 1 мл О₂), получим к-во энергии, рассеянной в процессе дыхания. (1мл О₂ = 1,6 мг О₂).

Для каждой группы животных имеется уравнение зависимости массы тела от скорости потребляемого кислорода

Зависимость выражается уравнением:

Q = Q₁W^r


Где Q – скорость потребления кислорода (мл/ч) при температуре 20⁰С, Q₁- потребление кислорода животным массой, равной единице, W – масса тела, г.

^ 4,86 калорий приходится на 1 мл О₂, калорийность биомассы = 550 калорий на 1 гр орг. в-ва. Найденное значение – энергия рациона.

Используя известное значение К2, находим к-во енергии органич. в-ва гидробионтов.

Находим суточную (умножаем на 24), месячную (на 30) продукцию, и умнож. На к-во особей.

Для учета влияния температуры, делим на коэффициент Вант-Гоффа, по формуле:

где Т₁ – зафиксированная температура воды, V₂ – продукция при температуре 20⁰С, V₁ – продукция при данной температуре.

Пример: численность мирных коловраток = 140 тыс.экз/м³, хищных – 20 тыс.экз/м³, биомасса соответственно 200 мг/м³, и 20 мг/м³.

^ 1) Находим среднюю массу мирной коловратки, в граммах: 0,2 г/м³/ 140 тыс. экз/м³ = 0,0000014 г.

2) Подставляем найденную массу в формулу зависимости потребленного кислорода от массы, которая для коловраток имеет вид:

Q = 0,106 W ^0,796

Q = 0,0000023.

3) Умножаем на оксикалорийный коэффициент · 4,86 = 0,000011 калорий съедает 1 коловратка в течение часа

4) Делим на количество калорий в 1грамме тела коловратки / 550 = 0,00000002 г

3) K2 = 0,4. 0,4/(1- 0,4) = 0,67. 0,00000002 · 0,67 = 0,000000014

4) 0,000000014 · 24 · 30 · 140000 = 1,4 г органич. в-ва продуцирует данная популяция коловраток при температуре 20⁰С. Данная популяция обитала в среде с температурой 17⁰С.

5) Коэффициент Вант – Гоффа = 2,25 ^(20-17)/10 = 1,28. 1,4 г/1,28 = 1,1 г. – продукция популяции в течение месяца, в течение сезона = 1,1 · 7 = 7,7 г.

^ Продукция хищных коловраток по тому же алгоритму = 0,1 г · 7 = 0,7г.

Рацион хищных коловраток (без учета К2) = 1,04.

Общая продукция коловраток = 7,7 – 1,04 + 0,7 = 7,36г. за сезон.

Р/В – коэффициент равен 7,36/0,22 = 33.


Второй метод определения продукции – по известным для каждого вида Р/В – коэффициентам. Это экспресс-метод, применяется в тех случаях, когда достаточно приближенной оценки и в водоемах высокой трофности (пруды).

Пример: В пруду доминировали Daphnia magna c биомассой 35 г/м3 и численностью 100 тыс. экз /м³, Moina macrocopa – соответственно 20 г/м³ и 70 тыс. экз /м3, Cyclops vicinus - 3 г/м³ и 27 тыс. экз /м³.

Р/В коэффициент для Daphnia = 15,Moina = 25, Cyclops = 4,5.

Годовая продукция дафний = 35 · 15= 525 г, моин = 20 · 25= 500 г, циклопов = 13,5. Так как циклопы – хищники, находим их рацион, с учетом того, что К2 = 0,3. 0,3/1-0,3 = 0,43. 13,5 / 0,43 = 31,4 г.

Продукция всего зоопланктона = 525 + 500 – 31,4 + 13,5 = 1007 г.

При определении потенциальной рыбопродуктивности водоема за счет зоопланктона, нужно знать степень потребления рыбой данного корма и кормовой коэффициент для рыбы K₂. Первый показатель принят равным 60%, второй = 6.

(1007 · 0,6)/5 = 120 г рыбы за сезон вырастает на 1 м³ за счет зоопланктона. Если средняя глубина пруда = 1,5 м. то 120 · 1,5 = 180 г на 1 м² , что соответствует 1800 кг на га.

Если площадь пруда равна 200 га, то в течение сезона в нем продуцируется 1,8 · 200 = 360 тонн рыбы.

^ Определение ущерба, нанесенного рыбопродуктивности водоема стоками предприятий.

Для определения ущерба, нанесенного рыбному промыслу в течение сезона, необходимо рассчитать рыбопродуктивность отдельно на загрязненной акватории, и на такой же площади незагрязненной акватории. Необходимо знать среднюю биомассу кормовых объектов на данных акваториях, а также площадь загрязненной акватории.

Пример: Биомасса зоопланктона на загрязненной акватории Днепровского в-ща = 0,3 г/м³, на незагрязненной – 1,8 г/м³, площадь распространения стоков = 500 га. Средняя глубина = 8м.Р/В коэффициент для зоопланктона Днепровского в-ща принят равным 20. Продукция зоопланктона на загрязненной акватории = 0,3 · 20· 8· 500· 10000 / 1000, где 10000 – коэффициент перевода м³ в га, 1000 – г в кг. Продукция = 240000 кг или 240 тонн. Рыбопродукция = (240 · 0,6) / 6 = 24 тонн.

На незагрязненной акватории продукция зоопланктона = 1,8 · 20· 8· 500· 10000 / 1000 = 1440 тонн, рыбопродукция = 144 тонн. Ущерб = 144 – 24 = 120 тонн. Если 1 кг рыбы стоит 10 грн, то предприятие должно выплатить 120000 · 10 = 1200000 грн, т.е. 1,2 млн. гривен.

При определении рыбопродуктивности водоема по зообентосу надо учитывать мозаичность распределения донных животных, и рассчитывать рыбопродуктивность отдельно для каждого биотопа.

Например, в Таганрогском заливе выделяют 6 биотопов, а в Днепровском – 4.

При определении рыбопродуктивности по моллюскам, необходимо учитывать их доступность для рыб (моллюски менее 12 см), и степень усвояемости их органической массы (делим на 2,3, т.к. масса моллюсков с раковиной к массе органического тела моллюсков относится как 2,3 :1).

Лекция 2


Определение продукции бактерий. 1-й метод - По скорости роста, 2-й - по величине темновой фиксации углекислоты.

Водная микрофлора имеет важное значение для питания зоопланктона. Так, рацион дафний на 60% может состоять из бактерий. Трофическую роль бактерий и их продукцию оценивают по скорости размножения бактерий.

Метод основан на изменении численности бактерий за определенный период в 2-х изолированных пробах воды, в одной из которых бактерии экспонируются совместно с зоопланктоном, в другой – без зоопланктона. Продолжительность экспозиции равна 24 часам, в евтрофных водах – 8 часам.

Скорость размножения рассчитывают по времени удвоения бактерий (g).


где Nt – численность бактерий в конце экспозиции, No – численность бактерий в начале экспозиции.

Биомассу рассчитываем по изменению среднего объема бактериальной клетки за время экспозиции.

Продукция равна: P = B· Kt, где Кt – константа роста.

Kt = ln2/g = 0,69/g в час или 16,6/g в сутки.


^ Вторичная продукция Мирового океана

В Мировом океане наибольшее значение во вторичном продуцировании имеют бактерии, грибы, зоопланктон, зообентос и рыбы. Средняя биомасса бактерий = 2 – 10 мг С/м³, суточный Р/B коэффициент = 0,5 – 1, суточная продукция = 0,5 – 1,5 г/м³, количество разрушаемого органич. в-ва = 1,5 – 4,5 г. В экваториальных водах бактериальная продукция сопоставима или превосходит первичную.

Велика продукция микрозоопланктона (инфузории, бесцветные жгутиковые), на экваторе 30% - 40% всего зоопланктона. В планктоне Азовского моря к-во инфузорий достигает 5-6 млн.экз м³ . Роль микрозоопланктона – в том, что он служит передаточным звеном между бактериями и крупным зоопланктоном. Через него проходит около половины первичной продукции.

Средняя биомасса мезо- и макрозоопланктона колеблется от нескольких мг до 0,5 -1 г/м³. Суммарная биомасса зоопланктона в Мировом океане равна 21,5 млрд. т, годовая продукция – 53 млрд. т. Средняя биомасса зообентоса колеблется от нескольких мг до нескольких кг на 1м². Его средняя и суммарная биомасса на разных глубинах выражается следующими величинами:

Глубина, м	Средняя биомасса , г/м2	Суммарная биомасса, млн.т
0 - 200	200	5500
200 - 3000	20	1104
Более 3000	0,2	56

Суммарная биомасса зообентоса оценивается 7 – 10 млрд. тонн, причем 80% его приходится на континентальные шельфы. Годовая продукция равна 3 млрд. тонн.

Общее количество нектона в Мировом океане оценивается в 1 млрд. тонн, продукция – 200 млн. тонн.

В континентальных водоемах продукция консументов намного выше, чем в Мировом океане. С одной стороны – вследствие высокой первичной продукции, с другой – за счет поступления большого к-ва аллохтонной органики, которая утилизируется бактериями. Продукция зоопланктона и зообентоса континентальных водоемов достигает нескольких тонн на га. За счет обильной кормовой базы, рыбопродукция материковых вод велика, например в Рыбинском водохранилище 470 кг/га, в Днепровском – 500 кг/га. Общее количество рыбопродукции в Мировом океане больше, чем в континентальных водах за счет площади (361059 тыс.км² против 391 тыс.км²), но на единицу площади продукция рыб Мирового океана заметно ниже (5,5 кг/га).

Промысловая продукция рыб как правило не превышает 5 – 10% от потенциальной. Основная масса ихтиопродукции поедается хищными рыбами(30%), гибнет от голода, болезней, рыбоядных птиц, заморов (60%), вследствие влияния пром. стоков – 3%. 85% рыб гибнет до достижения промыслового размера, 15% - после. Так, в Мировом океане вылавливают 1,7 кг/га в год, в Рыбинском в-ще – 11 кг/га, в Днепровском – 35 кг/га.

^ Первичная продукция Мирового океана

Первичная продукция водоемов, поверхность которых освещается в сходной степени, может различаться в десятки и сотни раз. Она зависит от видового состава растений в водоеме, их количества , оптических свойств воды, концентрации биогенов, температуры. Поскольку с продвижением вглубь освещенность снижается, а концентрация биогенов возрастает, вертикальное распределение первичной продукции может носить бимодальный характер. Один максимум наблюдается вблизи поверхности за счет оптимума освещенности, второй – на некоторой глубине, где имеется много биогенов и необходимый минимум освещенности.

В Мировом океане по величине первичной продукции выделяют 3 зоны: открытые районы, прибрежные воды и апвеллинги. Чистая продукция этих вод равна соответственно 50, 100 и 300 г С/м² в год. Суммарная величина первичной продукции Мирового океана равна 15 – 18 млрд. тонн С в год, валовая – 25 – 30. По сравнению с валовой продукцией суши (140 млрд. тонн), продукция гидросферы в 3 раза ниже, а на единицу площади – в 9 – 10 раз, Причина – большая концентрация хролофилла в фитомассе водорослей из-за отсутствия древесины и корней.

Заметно выше, чем в Мировом океане, темп первичного продуцирования в наземных водоемах, что объясняется большим поступлением биогенов с суши и перемешиваемостью воды. В озерах Украины продукция фитопланктона равна 200 – 300 г С/м² в год. В реках и водохранилищах из-за низкой прозрачности воды первичная продукция ниже: в Рыбинском – 50 г, в Волгоградском – 100, в Киевском – 167г. В таких мутных вод-щах как Ташкепринское, Чирюртское – не более 10г.


Лекция 3

Мировой промысел гидробионтов

Из огромного числа гидробионтов лишь очень немногие представители флоры и фауны используются человеком в качестве биологического сырья. Этим объясняется тот факт, что водные растения и животные составляют лишь 3% в пище людей, хотя первичная продукция гидросферы только в 3 раза меньше, чем суши. 90% промысла составляют рыбы, 10% - нерыбные объекты (киты, моллюски, ракообразные, гидрофиты). Среди морских рыб больше всего добывается сельдевых, тресковых, скумбриевых, тунцовых, ставридовых, камбаловых, из проходных – лососевые. Среди ракообразных – креветки, крабы, омары, лангусты.

С каждым годом все новые гидробионты включаются в число промышленных объектов. Например, уже сейчас разрабатывается проблема промыслового освоения криля (эвфаузиид и других морских зоопланктеров).

^ В настоящее время уровень использования ресурсов гидросферы достиг предельных величин. В 1770 г. был убит последний экземпляр морской коровы. Почти исчез гренландский кит, под охрану взят синий. Наблюдается перелов камбал, сельдей, крабов. В Днепровском в-ще значит сократилась популяция леща, судака и сазана. Доминируют эврибионтные виды: плотва, карась, густера. Для рационального использования ресурсов на вылов рыб устанавливают годовые нормы вылова, а в нерестовый период вообще запрещают вылов.

Одна из важнейших мер – защита водоемов от загрязнения. Поллютанты могут вызывать отравление промысловых орг-мов, снижение их численности в результате гибели кормовых для них объектов, ухудшает газовый режим водоемов. Особенно большой вред гидробионтам наносит загрязнение нефтепродуктами, пестицидами, солями тяжелых металлов, радионуклидами, детергентами.

Воспроизводству рыб может наносить вред гидротехническое строительство, в частности сооружение плотин, перерезающих миграционные пути. Так, на Днепре нарушилось естественное размножение осетровых.

Большое значение имеет борьба с пищевыми конкурентами рыб. Так, личинки комара Procladius и циклоп Acanthocyclops поедают больше корма, чем все рыбы, вместе взятые.

Врагами рыб могут быть позвоночные и беспозвоночные. Личинка стрекозы Anax imperator, личинка жука – водолюба съедают до 50 мальков карпа, щитень – 8, клоп Нотонекта – 10. В Северном Каспии птицы поедают до 900 тыс. ц рыбы, птицы Новой Земли – до 1200 ц.

Огромный вред наносят рыбному промыслу паразиты. Попавшая в Аральское море трематода Ницшия резко сократила стадо Аральского шипа. Несколько миллионов карповых Каспийского моря ежегодно поражается ленточным червем лигула. Огромное к-во рыб погибает от вирусных и бактериальных заболеваний. В основном плесе Днепровського водохранилища преобладают гельминтозные паразиты, которые относились к 4-м классам: моногеней, трематод, цестод и нематод, в Самарском заливе у рыб виявлены диплостомоз и лигулез. Заболевания рыб негативно отражаются на товарных показателях их качества.

Основной элемент в комплексе борьбы с паразитами рыб – профилактика заболеваний, в частности, контроль за перевозками рыб. Помимо санитароно-профилактических, проводятся лечебные мероприятия: антипаразитарные обработки рыбы, использование антибиотиков, антигельминтиков, химико-терапевтических препаратов.


^ Акклиматизация гидробионтов

Под акклиматизацией понимается приспособление организмов к существованию за пределами своего ареала, которое возникает в результате осуществленной человеком интродукции и характеризуется не только выживанием и размножением особей, но и нормальным развитием последующих поколений, т.е. натурализацией акклиматизанта. Если акклиматизанты не вступают в острые конкурентные отношения с аборигенами, утилизируя неиспользуемые ресурсы, то это – акклиматизация внедрения, а противном случае – акклиматизация замещения, при которой численность аборигенов сокращается или они вытесняются вселенцами. Пример первого – вселение илоядных мизид в Днепровское в-ще, второго – заметное снижение биомассы зоопланктона Черного моря вследствие проникновения гребневика Мнемиопсиса.

Акклиматизация в интересах получения большого к-ва ценного биологического сырья с водных угодий ведется путем вселения новых промысловых объектов (рыбы, водные млекопитающие), и кормовых для них организмов (черви, моллюски и ракообразные). Вселение пресноводных организмов широко развернулось в 40-е годы в странах бывшего СНГ в связи с обогащением кормовой базы водохранилищ. В качестве интродуцентов использовано 50 видов: полихет – 4, амфипод – 19, мизид – 9, кумовых – 7, моллюсков – 10. В новых водоемах прижилось 30 видов, из которых многие стали массовыми. Интродукции в моря проводились реже, но носили более массовый характер. Самая крупная – вселение из Азовского моря в Каспийское полихеты нереис, которая вошла в рацион осетровых, воблы, леща. После вселения в Арал мизид и бычков промысловые запасы судака и берша увеличились с 1 тыс. тонн до 12 тыс. тонн.

^ При проведении акклиматизационных работ важно знать потенциальный ареал видов, который обычно значительно шире фактического, и иметь в виду 4 критерия: 1) географический, по климатическим хар-кам, 2) экологический, исходя из требований орг-ма к среде, 3) биотический, определяемый отсутствием в фауне водоема биологически сходного вида, 4) хозяйственный, характеризующий вселяемый объенкт в отношении полезности. Необходимо также учитывать эффективность использования пищи вселяемыми объектами, образование ихтиомассы и скорость этого процесса. Например, на прирост единицы фитомассы фитопланктофагам требуется 20 – 30 единиц массы живого корма, зоопланктофагам – 10 – 14, зообентофагам – 12 – 15, хищникам – 5 – 10.