Гидрографические факторы

Это физические и химические свойства воды, как среды обитания живых организмов (гидробионтов).

Водная оболочка Земли носит название гидросферы и включает также пресные воды, сосредоточенные в пределах суши (горные льды, реки, болота, озера), и внутренние моря.

Вода обеспечивает протекание в организме обмена веществ и нормальное функционирование организма в целом.

Наиболее важные функции и свойства воды следующие.

1. Вода является лучшим из известных растворителей. Многие химические реакции в клетке являются ионными, поэтому протекают только в водной среде.

2. Вода как реагент участвует в химических реакциях полимеризации, гидролиза, в процессе фотосинтеза.

3. Вода как термостабилизатор и терморегулятор. Эта функция обусловлена такими свойствами воды, как высокая теплоемкость — смягчает влияние на организм значительных перепадов температуры в окружающей среде; высокая теплопроводность — позволяет организму поддерживать одинаковую температуру во всем его объеме; высокая теплота испарения — используется для охлаждения организма при потоотделении у млекопитающих и транспирации у растений.

4. Транспортная функция воды осуществляется при передвижении по организму вместе с водой растворенных в ней веществ к различным его частям и выведение ненужных продуктов из организма.

5. Структурная функция состоит в том, что цитоплазма клеток содержит от 60 до 95 % воды, и именно она придает клеткам их нормальную форму. У растений вода поддерживает тургор (упругость эндоплазматической мембраны), у некоторых животных служит гидростатическим скелетом (медузы).

Водные условия образуют своеобразную среду обитания живых организмов, отличающуюся от наземной, прежде всего, плотностью и вязкостью. Плотность воды в 800 раз, а вязкость — примерно в 55 раз больше, чем у воздуха. Плотность воды, как экологический фактор, определяет условия передвижения организмов, причем некоторые из них (головоногие моллюски, ракообразные, морские звезды), обитающие на больших глубинах, могут переносить давление до 40-50 МПа. Кроме того, плотность воды обеспечивает возможность опираться на нее, что особенно важно для бесскелетных форм, образующих экологическую форму гидробионтов (организмов, обитающих в водной среде) - планктон. Плотность воды достигает максимума при температуре 3,94 ^ОС. С понижением температуры плотность воды уменьшается, поэтому лед в холодной воде плавает. Благодаря этой особенности предотвращается промерзание до дна озерных экосистем, т.к. поверхностный слой льда создает теплоизоляцию для нижележащих слоев воды.

Океан — главный приемник и аккумулятор солнечной энергии, поскольку вода обладает высокой теплоемкостью. Температурный режим водоемов более устойчив, чем на суше, что связано с физическими свойствами воды, прежде всего с ее высокой удельной теплоемкостью. Например, амплитуда колебаний температуры в верхних слоях вод океана составляет не более 10-15 ^ОС, а более глубокие слои водной толщи отличаются постоянством температуры (в пределах 3-4 ^ОС). В связи с более устойчивым температурным режимом воды среди гидробионтов в значительной степени распространены стенотермные организмы.

Важной составляющей температурного режима водоема является температурная стратификация, т.е. изменение температуры воды по глубине водного объекта.

Важную роль играет соленость воды, т.е. содержание в ней растворений карбонатов, сульфатов, хлоридов. В пресных водах их мало, причем преобладают карбонаты (до 80 %). Воды открытого океана содержат в среднем 35 г/л солей, Черного моря —19, Каспийского — около 14 г/л. Здесь преобладают хлориды и отчасти сульфаты.

Пресноводные формы не могут жить в морях, а типично морские - не переносят опреснения. Однако такие рыбы как лосось, сельдь, всю жизнь проводят в море, а на нерест поднимаются в реки. Содержание соли в воде морей и океанов обычно составляет 3,5 %, в пресной воде - 0,05 %.

Не менее важную роль в распределении водных организмов играет световой режим. Прозрачность воды определяет световой режим под ее поверхностью. От прозрачности (и обратной ей характеристики — мутности) зависит фотосинтез зеленых пурпурных бактерий, фитопланктона, высших растений, а следовательно, и накопление органического вещества которое возможно лишь в пределах так называемой эвфотической («эв»— пере, «фотос» — свет) зоны, т.е. в том слое, где процессы фотосинтеза преобладают на, процессами дыхания.

Мутность и прозрачность зависят от содержания взвешенных в воде веществ органической и минеральной природы, в том числе от поступающих в водные объект: вместе с промышленными сбросами.

Водоросли в океане обитают в освещаемой зоне, чаще всего на глубинах до 20-40 м, но если прозрачность воды велика, то водоросли можно встретить и на глубине до 200 м. Также закономерно с глубиной меняется и окраска животных. Наиболее ярко и разнообразно раскрашены обитатели мелководной зоны океана. В глубоководной зоне широко распространена красная окраска, здесь она воспринимается как черный цвет, что позволяет животным скрываться от врагов (красный окунь, различные ракообразные). В наиболее глубоководных районах Мирового океана. В качестве источника света организмы используют свет, испускаемый живыми существами (биолюминисценция или биологическое свечение). Биолюминисценция - это способность организмов к свечению в результате внутренних химических реакций.

Другая характеристика химических свойств воды связана с присутствием в ней растворенного кислорода; и диоксида углерода. Особенно важен кислород, обеспечивающий дыхание водных организмов. Жизнедеятельность и распространение организмов в воде зависят от концентрации водородных ионов, которую обычно характеризуют ее отрицательным логарифмом и обозначают рН. Все обитатели воды (гидробионты) приспособились к определенному уровню рН: одни предпочитают кислую среду, другие — щелочную, третьи — нейтральную. Особенностью водной среды является также ее подвижность, т.е. постоянное перемещение водных масс в пространстве, способствующее поддержанию относительной гомогенности физических и химических характеристик.