Малко повече...

[jvess]

Замърсяването на водите (с малки изключения) има глобален характер, поради това, че са мобилен компонент на природната среда. На базата на биологичната им продуктивност водоемите се делят на две основни групи - олиготрофни и еутрофни. Много олиготрофни водоеми (бедни на хранителни вещества), вследствие на развитието на химическото торене и първичната продуктивност, се превръщат в еутрофни (богати на хр. вещества). Това внасяне на хранителни вещества има много източници като комунално-битовите отпадъчни води, екскременти, химизацията на селското стопанство и много други.

Когато концентрацията на азот във въздуха надхвърля 0,3 mg/m3, а разтворимия форфор - 0,01 mg/m3, настъпва "бум" в развитието на популациите на водораслите. През лятото той е много висок и се нарича "цъфтеж" на водораслите. Прозрачността често пъти спада под 30 см. Обикновено цъфтежите се предизвикват от 2-3 вида зелени или синьозелени микроводорасли. Цъфтежът прави водоемите негодни за рекреационна дейност, влошава качеството на водите като им придава миризма и вкус.

Под действие на вятъра и вълните по плажовете се натрупват купове водорасли и изтръгнати висши водни растения. В резултат на тяхното разлагане във въздуха се отделя много сероводород.

Някои видове синьозелени водорасли отделят във водата токсични вещества (алготоксини), които са опасни за рибите и за човека.

Водорасловите маси умират, потъват на дъното и образуват дебел слой органична тиня. Милиардите бактерии, които разлагат този материал, изчерпват почти напълно кислорода, разтворен в бентосните слоеве вода. В резултат на тази хипоксия всички риби и други животни умират на брега, където се разлагат като отделят зловония, привличат мухи и допринасят още повече за влошаването на естетическите и рекреационни параметри на водоемите.

[jvess]

ТРОФИЧНИ НИВА В ЕКОСИСТЕМИТЕ

Хранителни вериги и екологични пирамиди

При храненето на организмите в екосистемата могат да се разграничат няколко трофофункционални нива, към които се отнасят организми от различни видове, но с еднаква функционална значимост. Първото трофично ниво се заема от автотрофните организми. Те изграждат органични вещества от неорганичните вещества на биотопа, с помощта на слънчевата енергия. Организмите от това ниво се наричат продуценти. Те са преди всичко хлорофилоносни растения.

Второто трофично ниво заемат хетеротрофните организми, които са консуматори на органична материя. Наричат се консументи. Консументите не са еднородна група. Към нея се отнасят растителноядните животни, които са консуматори от първи порядък и първи ползват органичната материя, натрупана от растенията. Следват хищниците – консуматори от втори порядък, защото използват органична материя, произведена от растенията, чрез консуматорите от първи порядък. Хищниците също могат да бъдат жертва на други хищници, т.е. на консуматори от трети порядък. В този ред може да се стигне до консуматори от четвърти порядък, но тази поредица от звена не е безкрайна, в действителност е много къса. В природата рядко се срещат консуматори след трети порядък.

Третото трофично звено заемат организмите, които разраждат органичните вещества, като ги превръщат в неорганични (редуценти). Тази функционална група на екосистемата често е най-сложна.

Разпределянето на организмите от екосистемата в посочените три нива до известна степен е относително, тъй като един вид понякога може да е член на различни нива. Например повечето от растителноядните организми, заедно с растителната храна приемат и известно количество животинска храна. От друга страна, представители на дадено трофично ниво могат да станат храна на видове от предишно ниво.

В други случаи, даден вид в различни етапи от развитието си, става член на различни трофични нива.

Основен елемент в структурата на екосистемите са хранителните вериги и екологичните пирамиди. Това са символични названия, с които се изразяват хранителните и енергийните взаимоотношения между организмите в природата. Органичната материя, произведена от растенията, преминава последователно от едно звено в друго, като служи едновременно за градивен материал и източник на енергия за организмите на даденото звено. Този път на органичните вещества, на храната през трофичните нива, се означава като хранителни вериги. Има три типа хранителни вериги. Първият тип хранителна верига започва от продуцентите (зелените растения). Биомасата, изградена от тях, заедно с включената в органичните съединения енергия, преминава в дребни растителноядни животни (растения фитофаги), следват насекомоядни хищници, които пък са храна на едри хищници. При хранителните вериги от този тип размерите на консуматорите във всяко следващо звено нарастват, а броят им - намалява.

При вторият тип хранителни вериги в началото са отново растения продуценти, но на второто ниво са едри консуматори. Последните са източник на органични вещества и енергия за по-дребни консуматори, например паразити.

Третият тип хранителни вериги започват от животински и растителни остатъци, които са първоизточник на органични вещества и енергия за сапрофитите. В последното звено са микроорганизмите.

Подобни хранителни вериги се наблюдават както в сухоземните, така и във водните екосистеми.

В природата на практика няма хранителни вериги като описаните. Реалните видове организми рядко спадат само към едно трофично ниво. Хранителните взаимоотношения в екосистемите се преплитат така, че по-скоро се формират не хранителни вериги, а сложна мрежа.

Хранителните вериги са едно от чувствителните структурни звена на екосистемите и те са толкова по-чувствителни, колкото са по-прости, т.е. съставени от по-малко членове и нива. Известно е, че по-стабилни са онези екосистеми, които имат по-разнообразен видов състав. Това дава възможност, при нужда, едни видове от дадено трофично ниво, да бъдат заменени с други, еквивалентни видове.

Хранителните взаимоотношения обаче имат и количествена страна, която сравнително по-ясно отразяват т.нар. хранителни пирамиди.

Преминаването на веществата и енергията от едно трофично ниво в следващо, винаги се съпровожда с известна загуба на вещества и на енергия. Ако изразим графично количеството вещества и енергия на всяко ниво, ще получим пирамидална форма, която намалява по размери от основата към върха, т.е. екологични пирамиди.

Екологичните пирамиди може да бъдат построени въз основа на три различни подхода. В зависимост от това се различават екологична пирамида на числата, на биомасата и на енергията. Екологичната пирамида на числата се изгражда въз основа на броя на организмите във всяко ниво. Пирамидалната форма се определя от това, че в повечето случаи броят на индивидите във всяко следващо ниво е по-малък от този на предишното и тази пирамида най-често има широка основа, а нагоре се стеснява. В екологичните пирамиди на числата няма постоянно съотношение на броя на организмите от различните нива. Те зависят от масата им, от скоростта, с която се развиват и от други причини. Формата й може да бъде много различна, в зависимост от размерите на организмите в отделните нива.

В екологичната пирамида на биомасата много от недостатъците на пирамидата на числата са избегнати. Тя се основава на масата на организмите от всяко ниво. В повечето случаи общата маса на организмите от всяко предходно ниво е по-голяма от това на следващото като цяло. Когато продуцентите са много дребни общата биомаса на продуцентите, в точно фиксиран момент, може да е по-малка от тази на първичните консуматори. Получава се пирамида, която е обърната.

Екологичната пирамида на енергията отразява най-реално обсъжданите процеси. Всяка биомаса може да бъде преизчислена в единици енергия. Предимство на този тип екологични пирамиди е това, че дава представа за потока на енергия от ниво към ниво, както и скоростта на преминаване през звената на трофичната верига. Първите два типа са само моментна снимка на явлението. Ако се отразят пълно и точно всички източници и загуби на енергия във всяко ниво, екологичната пирамида на енергията винаги ще бъде най-широка към основата си (нивото на продуцентите) и ще се стеснява към следващите трофични нива.

Екологичните пирамиди позволяват да се направи извода, че колкото по-близо стои едно трофично ниво до продуцентите, толкова повече енергия може да използва.

Прекалено голямата загуба на енергия при преминаването й през трофичните нива обяснява защо в природата няма прекалено дълги хранителни вериги.

Хранителните взаимоотношения в природните екосистеми образуват сложна хранителна мрежа, в която веществата и енергията не преминават само в една посока. Това позволява на един организъм от хетеротрофните нива да получава вещества и енергия едновременно и от автотрофното ниво, и от различни хетеротрофни нива. Така се гарантира нормалното съществуване на екосистемата, независимо от това, че членовете на някое трофично ниво показват колебания в числеността си. Колкото дадена екосистема е по-сложна, толкова е по-стабилна, по-устойчива на въздействия. В този смисъл всеки вид на биоценозата е полезен за нея, независимо от това дали е полезен или не за човека.

[jvess]

Закон на Либих за минимума

Съществуването и развитието на всеки организъм или група организми засиви от комплекса екологични фактори на екотопа. В случай, че един от факторите е в недостиг, той се явява като лимитиращ фактор на минимума.

При стационарно състояние, жизнено важния фактор, на който достъпността до организма е най-близка до необходимия минимум, се определя като лимитиращ.

Издържливостта на организмите се определя от май-малкото звено в хранителната му верига.

Либих пръв започнал да изучава влиянието на различните фактори върху развитието на растенията и установил, че растежа им се лимитира от хранителните елементи, които са в малко количество. Т.е. наличието на елементи, които не са в определеното най-малко количество, води до неразвитие или до загиване на растенията.

Този закон е приложим само в условията на стационарно състояние.

Понякога организмът е в състояние да заменя (частично) дефицитните елементи с други химически близки.

[jvess]

Закон на Шелфорд за толерантността

Лимитиращите фактори може да не са само в недостиг, а и в излишък. организмите се характеризират с екологически минимум и екологически максимум. По отношение на даден фактор или група от фактори, диапазонът между тези две величини се нарича предел на толерантността.

За означаването на точките на минимума и излишъка се използва понятието "летални прагове". Това е състоянието, при което даден организъм е застрашен да загине от недостиг или излишък на някои екологични фактори.

Организмите могат да имат широк диапазон на толерантност по отношение на един фактор и тесен по отношение на друг.

Организмите с широк диапазон на толерантност към всички фактори са най-разпространени и най-лесно се приспособяват към измененията на средата.

Ако условията по един екологичен фактор не са оптимални за даден вид, то може да се стесни и диапазонът на толерантността към друг екологичен фактор.

Интензивността на екологичния фактор, която е най-благоприятна за нормалната жизненост на организма, се нарича "оптимум", а тази, която дава по-слаб ефект "песимум". Минимален песимум има при недостиг на екологичния фактор, а максимален песимум - при излишък на екологичния фактор.

Законът за толерантността е свързан с възможностите за адаптация на организмите при изменението на някои фактори.

[jvess]

ЕКОСИСТЕМИ

тук...

[jvess]

ЕКОЛОГИЧНИ ЕКРАНИ

Под екран обикновено се разбира някаква преграда, която може да отразява, да не пропуска или да пропуска някои вещества. С помощта на екологичните екрани може да се ограничи разпространението на токсичните вещества от автомобилите на големи площи извън пътното платно. Тези екрани могат да бъдат механически (от почва, бетон, железни огради и т.н.) или от растителност. Най-добре е да са от растителност, защото така ще поемат известна част от аерозолите и въглеродния диоксид.

За магистрали, по средата, където е мантинелата, трябва да се остави една лента от половин метър, екологичен екран, изграден главно от храсти, които трябва да са много устойчиви спрямо замърсители от автомобилния транспорт. Предназначението им е да се разделят двете платна на шосето, за да се получи разнопосчно движение на въздуха, възпрепятстващо завихрянето на въздуха, което издига аерозолите и газовете във височина. Екранът трябва да е така направен, че да спре въздушните маси, които се завихрят във височина при движението на автомобилите и се разсейват на големи разстояния. Изследванията показват, че ако един екран е изграден добре, спира почти до 90% разпространението на 15-20м особено на тежките метали, от които най-опасни са кадмия и оловото.

Горските биоценози локализират тежкометалното аерозолно замърсяване от автотранспорта в непосредствена близост до магистралите. В хоризонтална посока зоната с интензивно замърсяване на почвите се ограничава в първите 5м между платното и насажденията. При горско-дървесната растителност, тежкометалните аерозоли практически не проникват след 20м отдалеченост от пътното платно. Вертикалната миграция на тежките метали в почвата като цяло се ограничава от повърхностния почвен слой до 10-15см, който предпазва от замърсяване по-долу лежащия коренообитаем слой на дървесната растителност. Разпределението на аерозолното замърсяване по вертикалата на фитоценотичния профил нараства в посока към приземния растителен етаж. В този случай мъховете проявяват биоиндикаторни свойства, без да се влияят съществено от метеорологичните фактори. Горските биоценози под форма на насаждения или крайпътен пояс изпълняват роля на отразяващ механичен екран и физико-химичен филтър по пътя на разпространение на тежкометалните аерозоли и така предпазват лежащите зад тях селскостопански площи, но допринасят замърсяването на тревните площи между тях и пътното платно да нарастне и дискредитира фуражните качества на тревите.

Проблемът на замърсяването с тежки метали от автотранспорта е актуален, особено като се отчита тенденцията за постоянно увеличаване на автомобилния транспорт и трайното замърсяване на крайпътния ландшафт. Това дава основание да се предложат за практиката някои препоръки:

- край магистрали с интензивен трафик да се създават многоетажни буферни пояси с ширина 15-20м от широколистни дървесни и храстови видове, които да утаяват механично и да поглъщат тежкометалните аерозоли

- в долния лесорастителен пояс край магистрали с интензивно движение да се използват за създаване на защитните пояси устойчиви дървесни видове, с което ще се осигурят по-трайни и жизнени насаждения

- мъртвата горска постелка, мъхът и групата подраст с височина 0,5-1м може да се използват като биоиндикатори за замърсяване на горските биоценози край магистралите с интензивно движение.

Друг проблем, свързан с екраните и автомобилния транспост, е замърсяването на почвата и отточните води. Аерозолите се утаяват върху дърветата и тревите. Там не бива да се допуска паша и производство на хранителни продукти. Голяма част от аерозолите остава на самото платно. При дъжд тези аерозоли се измиват и оттам отиват в реките. Това не бива да се допуска, защото това огромно количество аерозоли ги замърсява, а с тях се поливат селскостопански продукти и по трофични вериги, мрежи и пирамиди отровните вещества попадат в човешкия организъм. Затова е необходимо от двете страни на магистралите да се строят канавки, в които да се оттичат водите, които измиват платното, като в канавките на определени разстояния, в зависимост от наклона на терена се правят и съответни баражчета, които да спират водата и по този начин, водата като спре там и се изпари, всички метални аерозоли и други токсични вещества ще изкристализират като соли или други съединения и по този начин няма да бъдат допуснати в реките. Като се натрупат известни количества те трябва да се изземат и да се оставят на безопасно място.

Екраните се явяват и като противошумна преграда, особено там, където има рекреационни обекти и населени места. Шумовото натоварване, ако е много голямо, води не само до влошаване на слуха, но и до разболяване на човешкия мозък, в резултат на вибрациите, които предизвиква.