Гідробіологія - це наука про життя у воді (грец. „hydro" - вода, „bios" - життя, „logos" - наука).
Гідросфера разом з її населенням відіграє в житті людини величезну роль. Водні об'єкти активно використовують для питного та технічного водозабезпечення як рибогосподарські угіддя та рекреаційні зони, для цілей енергетики, сільського господарства, навігації тощо. Тому в міру освоєння гідросфери виникає потреба у вивченні видової різноманітності гідробіонтів різних типів водойм, їх біології, закономірностей біологічних явищ з метою оптимізації природокористування та охорони середовища, що й складає предмет науки гідробіології.
У сучасній гідробіології основними пріоритетними завданнями є:
- забезпечення людей чистою водою;
- розробка наукових основ підвищення біологічної продуктивності водойм;
- вивчення популяцій та гідробіоценозів гідробіонтів як цілісних систем;
- розробка біологічних основ боротьби з хижими та шкідливими гідробіонтами, які завдають шкоди рибницькому господарству та промисловості тощо.
Основна мета вивчення дисципліни „Гідробіологія" - вивчення екології організмів окремих видів, їх популяцій, гідробіоценозів та екосистем, а також взаємовідносин гідробіонтів-індивідуумів, груп та угруповань як між собою, так і з неживою природою для розуміння сутності екологічних процесів, що відбуваються в гідросфері.
В результаті вивчення дисципліни „Гідробіологія" студент повинен
знати:
- фізико-хімічні властивості води та ґрунту водойм;
- життєві форми пелагіалі та бенталі, характер їх взаємодії з різними факторами навколишнього середовища та адаптації до них;
- структурно-функціональні характеристики популяцій гідробіонтів та гідроекосистем;
- шляхи та методи впливу на екосистеми з метою підвищення біологічної продуктивності водойм;
- екологічні аспекти раціонального використання гідросфери; вміти:
- застосовувати методи кількісного та якісного збору у водоймах макрофітів. планктонних та бентосних організмів; проводити камеральну обробку зібраних матеріалів;
- оцінювати роль різних груп населення в біологічних процесах, що відбуваються у водоймі;
- застосовувати методи розрахунку величини біологічної продукції водойм для визначення функціонального значення різних груп організмів у процесах самоочищення забруднених вод, швидкості відтворення кормової бази риб;
- володіти методами біологічної індикації якості вод для оцінювання екологічного стану водойм, придатності вод для різних видів водокористування.
Згідно з навчальним планом підготовки фахівців зі спеціальності 7.070801 „Екологія та охорона навколишнього середовища"(спеціалізація „Біоекологія") на вивчення дисципліни „Гідробіологія" відведено 54 год аудиторного часу, з яких 14 год - лекції, 14 год - практичні заняття і 26 год -самостійна робота. Підсумковий контроль у формі заліку. 1 ТЕОРЕТИЧНІ ЗАНЯТТЯ
ВСТУП
Визначення гідробіології як науки. Предмет науки гідробіології. Місце гідробіології серед суміжних дисциплін. Завдання сучасної гідробіології.
Історія виникнення гідробіології як самостійної науки: основні причини, що призвели до виникнення гідробіології як науки, основні етапи розвитку гідробіології, розвиток гідробіології в Україні. Зв'язок гідробіології з іншими науками.
Підрозділи гідробіології: аутекологія, демекологія, синекологія, їх завдання.
Основні методи гідробіологічних досліджень, їх мета.
Практичне значення гідробіологічних досліджень: рибницькогосподарське освоєння водойм; відтворення запасів промислових гідробіонтів; організація ставкового рибництва; охорона водного транспорту та гідротехнічних споруд; водопостачання; медицина та ветеринарія.
Роль гідробіології у вивченні екологічних аспектів раціонального використання гідросфери. 1.1 ВОДА ЯК СЕРЕДОВИЩЕ ІСНУВАННЯ ГІДРОБІОНТІВ
Властивості води як середовища існування живих організмів.
Екологічні фактори, їх класифікація. Поняття лімітуючого фактора, Екологічна валентність виду. Поняття стено- та еврибіонтності.
Особливості фізико-хімічних явищ, що виникають внаслідок взаємодії гідросфери з іншими оболонками Землі: реакція гідробіонтів на тиск, світло, температуру, гідродинамічні параметри. Акустичні ефекти.
Формування якості поверхневих вод. Поняття якості води. Екологічні фактори, що обумовлюють формування якості вод. Групи фізичних, хімічних, біологічних (мікробіальних) показників якості води. Класифікація поверхневих вод суші за якістю. 1.2 НАСЕЛЕННЯ ВОДОЙМ
Біотопи водойм. Зони водойм у морях та континентальних водних об'єктах. Пелагіаль. Життєві форми пелагіалі. Специфічність пелагіалі, структура і динаміка вод, розподіл гідробіонтів. Бенталь, життєві форми бенталі. Особливості розподілу донних організмів залежно від рельєфу, характеру відкладень дна.
Життєві форми гідробіонтів. Макрофіти. Екологічні групи макрофітів.
Нейстон: епі- та гіпонейстон. Адаптації до умов існування.
Планктон. Загальна формула плавучості, адаптації до пасивного плавання. Розмірні групи планктонних організмів. Конвергентні форми тіла. Явище цикломорфозу. Вертикальні і горизонтальні міграції.
Нектон. Конвергентні форми тіла. Адаптації до покращання плавучості. Горизонтальні міграції нектону.
Бентос. Основні екологічні угруповання (обростання, інфауна, онфауна, організми-точильники). Пристосування до життя в бенталі гідробіонтів різних угруповань. 1.3 ЕКОЛОГІЧНІ ОСНОВИ
ЖИТТЄДІЯЛЬНОСТІ ГІДРОБІОНТІВ
Водно-сольовий обмін гідробіонтів. Значення солей, розчинених у воді, для гідробіонтів. Класифікація організмів за відношенням до солоності. Осморегуляція та осмоізоляція. Сольовий обмін активний і пасивний. Захист гідробіонтів від обсихання. Стійкість гідробіонтів до коливань солоності.
Класифікація гідробіонтів залежно від характеру живлення (автотрофи, гетеротрофи, сапрофіти). Типи живлення гідробіонтів. Способи здобуття їжі. Трофічні рівні та харчові ланцюги. Інтенсивність живлення та засвоєння їжі. Основні категорії харчових ресурсів. Кормова база, кормність водойм. 1.4 КОНТИНЕНТАЛЬНІ ВОДОЙМИ ТА ЇХ НАСЕЛЕННЯ
Класифікація континентальних водойм. Річки, будова річкової долини. Типи живлення та фази водного режиму річки. Характеристика ділянок річки за поперечною та поздовжньою течіями. Умови життя гідробіонтів у річках. Населення річок.
Озера. Класифікація озер за походженням та характером водного живлення. Будова улоговини озера. Біологічна класифікація озер. Населення озер.
Болота та їх типи. Екологічне значення боліт. Населення боліт. 1.5 СТРУКТУРА І ФУНКЦІОНАЛЬНІ ОСОБЛИВОСТІ ПОПУЛЯЦІЙ ГІДРОБІОНТІВ ТА ГІДРОБІОЦЕНОЗІВ
Поняття популяції. Основні характеристики популяції: чисельність, щільність, смертність, народжуваність, приріст популяції, темп приросту, біомаса популяції. Структура популяції. Внутрішньопопуляційні взаємовідносини, їх характеристика. Відтворення і динаміка популяції гідробіонтів. Динаміка чисельності та біомаси популяцій.
Поняття гідробіоценозу. Відмінності водних угруповань від наземних. Структура гідробіоценозів: видова, хорологічна (просторова), розмірна, трофічна. Категорії екологічних пірамід. Міжпопуляційні стосунки в гідробіоценозах, їх характеристика. Трансформація речовини і енергії в гідробіоценозах. 1.6 ЕКОСИСТЕМИ ВОДОЙМ
Структура та функціональні особливості гідроекосистем. Динаміка екосистем. Біохімічні цикли в екосистемах (розчиненого кисню, органічної речовини, азоту, вуглецю тощо). Типи сукцесій. Автотрофна сукцесія. Концепція клімаксу.
Біологічна продуктивність водних екосистем. Поняття продуктивності та біологічної продукції. Методи визначення первинної продукції. Основні фактори, що визначають біологічну продуктивність водойм. Методи підвищення біологічної продуктивності водойм. Відтворення біологічних ресурсів гідросфери. Акліматизація та інтродукція гідробіонтів. Принципи
ведення аквакультури. Лімнокультура риб. Ставкове рибництво. 1.7 ЗАБРУДНЕННЯ ВОДНИХ ЕКОСИСТЕМ ТА ЇХ ОХОРОНА
Джерела забруднення водойм. Види забруднювачів природних вод.
Екологічна дія забруднювальних речовин на гідробіонтів. Типи забруднень гідросфери (фізичне, хімічне, біологічне, теплове). Екологічна ємність водойм. Природне та антропогенне евтрофування водойм. Етапи антропогенного евтрофування водойм. Профілактичні та відновлювальні методи боротьби з евтрофуванням.
Біологічне самоочищення водойм. Мінералізація органічної речовини, біоседиментація та біологічна детоксикація.
Нормування забруднювачів водного середовища. Поняття ГДК. Система рибницькогосподарських та гігієнічних ГДК. Способи та методи очищення стічних вод. 2 ПРАКТИЧНІ ЗАНЯТТЯ 1. Гідробіологічні дослідження водойм різного типу (оцінювання морфологічних особливостей, визначення мережі станцій, горизонтів відбору проб). Методи і знаряддя збору гідробіологічних проб у водоймах різного типу.
2. Камеральна обробка проб фіто- та зоопланктону, макрозообентосу. Визначення видового складу різних відділів водоростей, коловерток, гіллястовусих та веслоногих ракоподібних, малощетинкових червів, личинок комах, молюсків.
3. Вивчення біологічних особливостей вищих водних рослин. Розрахунок індексу фітоіндикації.
4. Характеристика зон сапробності та індикаторні організми зон сапробності.
5. Розрахунок індексів сапробності Пантле-Букка, Гуднайта-Уітлея, Вудівісса.
6. Розрахунок комплексного екологічного індексу якості поверхневих вод (Іе) за гідрохімічними, гідробіологічними та специфічними показниками токсичної та радіаційної дії. ОРІЄНТОВНИЙ РОЗПОДІЛ НАВЧАЛЬНОГО ЧАСУ, % Назва теми Лекції Практичні заняття
Вступ 3 -
1.1. Вода як середовище існування гідробіонтів 6 4
1.2. Населення водойм 6 10
1.3. Екологічні основи життєдіяльності гідробіонтів 4 2
1.4. Континентальні водойми та їх населення 6 12
1.5. Структура і функціональні особливості популяцій гідробіонтів та гідробіоценозів 9 6
1.6. Екосистеми водойм 8 6
1.7. Забруднення водних екосистем та їх охорона 8 10
Всього 50 50 СПИСОК РЕКОМЕНДОВАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ Алимов А.В. Введение в продукционную гидробиологию.-Л.: Гидрометеоиздат, 1989. - 150 с.
Березина Н.А. Гидробиология. - М.: Легк. и пищ. пром., 1984. - 360 с.
Гриб И.В., Клименко МО., Сондак В.В. Відновна гідроекологія порушених річкових та озерних систем. - Рівне.: Волинські обереги, 1999.-T.1.- 347 с.
Катанская В.М. Высшая водная растительность континентальных водоемов СССР. Методы изучения. - Л.: Наука, 1981. - 187 с.
Клименко МО., Грушева С.С., Гроховська Ю.Р. Відновна гідроекологія порушених річкових та озерних систем. - Рівне, Волинські обереги, 2002. -Т.3.-207 с.
Константинов А.С. Общая гидробиология. - М.: Высш. шк.,, 1986. - 472 с.
Кутикова Л.А. Коловратки фауны СССР (Rotatoria). - Л.: Изд-во Наука, 1970. -744 с.
Мануйлова Е.Ф. Ветвистоусые рачки (Cladocera). Фауна СССР. - М. - Л.: Изд-во Наука, 1964. -326 с.
Методические рекомендации по сбору и обработке материалов при гидробиологических исследованиях на пресноводных водоемах: фитопланктон и его продукция /Под ред. Г.Г.Винберга, Г.М.Лаврентьевой. - Л.: ГОСНИОРХ, 1981.- 32 с.
Монченко В. Л. Фауна України. Циклопи. - К.: Наук, думка, 1974. - Т.27.-Вип.3.- 449 с.
Определитель пресноводных беспозвоночных Европейской части СССР /Под ред. Л.А. Кутиковой, Я.И. Старобогатовой - М.: Гидрометеоиздат, 1977. - 508 с.
Поліщук В.В., Травянко B.C., Коненко Г.Д., Герасевич І.Г. Гідробіологія і гідрохімія річок Правобережного Придніпров'я. - К.: Наук, думка, 1978 - 270 с.
Протасов А.А. Пресноводный перифитон. -К.: Наук, думка, 1994. - 308 с.
Руководство по методам гидробиологического анализа поверхностных вол и донных отложений /Под ред. В.А. Абакумова - М.: Гидрометеоиздат, 1983 .- 239 с.
Яшнов В.А. Практикум по гидробиологии. - М.: Высш. шк., 1969. - 428 с.
|