Uniwersytet im. Adama Mickiewicza

Wydział Studiów Edukacyjnych

w Poznaniu

Agnieszka Mieloch

Zbiorniki wodne jako podstawowy czynnik

trwania życia.

Praca dyplomowa

napisana pod kierunkiem

dr Jadwigi Siwińskiej

w Zakładzie Edukacji Dziecka

Poznań 2004

Pani dr Jadwidze Siwinskiej

za nieocenioną pomoc, cenne wskazówki i rady

oraz okazaną życzliwość w trakcie pisania niniejszej

pracy składam najserdeczniejsze podziękowania.

Spis treści

CZĘŚĆ TEORETYCZNA

Wstęp 6

Rozdział 1. Ekologia wód naturalnych 8

1. Wybrane pojęcia, działy i zakres badań ekologii 8

2. Wody słodkie 17

1. Potoki i rzeki 18

2. Jeziora 22

3. Drobne zbiorniki wód stojących 26

3. Wody słone 30

1. Wielkie środowisko życia- morza i oceany 30

2. Środowiskowe działy morza 31

3. Przybrzeżne wody morskie 41

4. Organizmy morza i oceanu w świetle ekologii 46

1. Świat zwierzęcy 46

2. Roślinność morza 49

3. Ekologiczny podział organizmów morskich 51

Rozdział 2. Zanieczyszczenia i ochrona wód 53

1. Obieg wody w przyrodzie 53

2. Zasoby wodne i ich użytkowanie 54

3. Rodzaje i źródła zanieczyszczenia wód 57

4. Główne źródła zanieczyszczeń wód-ścieki 59

5. Gospodarka zasobami i stan hydrosfery w Polsce 62

6. Sposoby ochrony wód przed zanieczyszczeniami 67

7. . Prawna ochrona hydrosfery 69

Spis treści .

Zakończenie 71

Bibliografia 73

Spis rysunków 75

CZĘŚĆ METODYCZNA

WSTĘP

Niejednokrotnie zastanawiałam się jak wielkie bogactwo kryje w sobie środowisko wodne, jak wielkie znaczenie dla życia posiada woda, że jest ona nieomal jego synonimem, jak ciekawe muszą być warunki życia w wodzie. Człowiek używa wody codziennie do różnych celów, ale rzadko dostrzega jej znaczenie. Latem, gdy jest gorąco myśli o rzece, czy pobliskim jeziorze, aby tam wypocząć ochłodzić się w wodzie. Często myśli o spędzeniu wakacji nad morzem czy rzeką, żeby np. wziąć udział w spływach kajakowych lub innych sportach wodnych i przeżyć wspaniałą wakacyjną przygodę. Zawsze myślimy, że woda jest nam potrzebna w różnych sytuacjach, ale nie zawsze pamiętamy, że woda jest podstawą naszej egzystencji na Ziemi i że musimy jej używać w sposób racjonalny.

Mnie jednak najbardziej interesowało, co i w jaki sposób żyje w naszych wodach, jaki jest związek organizmów żyjących w wodach i samej wody z naszym codziennym życiem, jakie zanieczyszczenia wpływają negatywnie na stan naszych wód i w jaki sposób można im zapobiegać. Stąd zrodził się pomysł napisania mej pracy na ten temat.

Nie zawsze pamięta się o tym, że woda jest najbardziej rozpowszechnionym związkiem na Ziemi i spełnia najważniejszą funkcję w przyrodzie, że jest niezbędnym składnikiem organizmów na Ziemi. Dzięki wodzie odbywa się pobieranie składników pokarmowych przez zwierzęta i ludzi. Woda jest środkiem komunikacji różnych substancji wewnątrz żywych organizmów i przemiany materii. Dla pewnej części zwierząt i roślin jest środowiskiem życia.

Woda występuje we wszystkich strefach środowiska przyrodniczego, krąży między nimi i zaliczana jest do najbardziej mobilnych, naturalnych substancji znajdujących się w przyrodzie.(J. Wójcik, 2002,str.232)

Wstęp

Bez wody nie byłoby życia na Ziemi. Gdy wody brakuje umierają zwierzęta i ludzie, a rośliny więdną i usychają. Mimo to ,woda może być groźna. Nadmiar opadów może spowodować powodzie, podczas których giną ludzie, zwierzęta, a nawet dochodzi do utraty „majątku całego życia”.

Woda jest składnikiem życia organizmów, dlatego w swojej pracy postanowiłam ukazać, że woda to podstawowy czynnik trwania życia w zbiornikach wodnych.

Praca składa się z dwóch rozdziałów.

Pierwszy rozdział wyjaśnia pojęcie ekologii, zakres badań ekologii w Polsce, świat roślinny i zwierzęcy wód.

W drugim rozdziale ukazałam znaczenie wody dla gospodarki. Szeroko zaprezentowana wiedza przyrodnicza pozwala na zrozumienie zagrożeń powstałych wskutek działalności człowieka, a także przedsięwzięć niezbędnych dla jego ochrony.

Mam nadzieję, że moja praca skłoni czytelnika do refleksji nad bogactwem środowiska wodnego i jego ciekawym życiem, a także zgodzi się z moim stwierdzeniem, że gdzie nie ma wody, nie ma życia. Tak ważna jest, więc dla nas dbałość o czystość środowisk wodnych.

CZĘŚĆ TEORETYCZNA

Rozdział 1 Ekologia wód naturalnych

Rozdział 1. Ekologia wód naturalnych

1. Wybrane pojęcia, działy i zakres badań ekologii

Nazwę ”ekologia” wprowadził niemiecki zoolog Ernest Haeckel. W roku 1969 powstała ona z pierwotnej definicji określającej przedmiot kreowanej nauki. Nazwa wywodzi się z greckiego słowa „oikos” co oznacza dom, miejsce bytowania, i „logos”-słowo, nauka, tak więc dosłownie ekologia oznacza „naukę”, której przedmiotem zainteresowań jest całokształt oddziaływań między zwierzętami i ich środowiskiem, zarówno ożywionym jak i nieożywionym. (Charles J. Krebs 1996 s. 3)

Ekologowie wówczas interesowali się poznawaniem a obecnie także tworzeniem środowisk, gdzie istnieje życie. Początkowo ograniczano się do szukania reakcji pojedynczych żywych organizmów na stan środowiska. Następnie zaczęto interesować się warunkami bytu osobników na różne kategorie zbiorowiska. Tak zróżnicowana szeroka definicja spowodowała, że niektórzy autorzy zaczęli zastanawiać się, co nie należy do ekologii. Ze względu na to ustalono, że ekologia wiąże się ściśle z czteroma dyscyplinami biologicznymi: genetyką, fizjologią, ewolucjonizmem i etiologią. (Charles J. Krebs 1996 s. 3)

Problemy z jej zdefiniowaniem można przedstawić następująco:

Rysunek 1. Powiązania ekologii z innymi dziedzinami nauki.

Rozdział 1 Ekologia wód naturalnych

Szeroko rozumiana ekologia pokrywa się, przynajmniej częściowo, z każdą z tych dziedzin. Należy więc szukać definicji, która pozwoliłaby jasno określić jej zakres.

Charles Elton (1927) zdefiniował ekologię „jako naukę o historii naturalnej”. Definicja ta jest zbyt szeroka.

Eugene Odum ( 1963) definiował ekologię jako naukę „o strukturze i funkcjonowaniu przyrody”. Ta definicja również była mało jasna i nieprecyzyjna.

Andrewarthę (1961) „Ekologia jest nauką o rozmieszczaniu i liczebności organizmów”. Jasno i dobrze zaproponował wyznaczającą granice ekologii. Wadą jest brak nawiązania do wzajemnych związków i oddziaływań między elementami układów ekologicznych. „Ekologia jest nauką badającą właśnie owe oddziaływanie”, możemy więc zmodyfikować nieco definicję Andrewathy; będzie ona wtedy brzmiała następująco: Ekologia jest nauką o zależnościach decydujących o liczebności i rozmieszczeniu organizmów. Ta definicja dobrze wyznacza zakres zainteresowań ekologii. (Charles J. Krebs 1996 s. 3)

Ekologia jest nauką młodą, zaczęła rozwijać się gwałtownie w XIX w. Jednak już w XVIII w. prace Antoniego Von Leeuwenhoeka nawiązywały do tej dziedziny wiedzy: do idei jedności organizmów ze środowiskiem.

Również w starożytności prace Arystotelesa i jego ucznia Teofresta dotyczące klasyfikacji roślin i zwierząt miały charakter ekologiczny. Można powiedzieć, że ekologia jest nauką o ekonomice przyrody, która bada zależności między organizmami, ich zespołami, a środowiskiem. (G. Dobrzański 1997 s. 149)

Miejsce ekologii wśród nauk przyrodniczych.

Ekologia zajmuje swoje miejsce w zależności od przyjętego systemu klasyfikacji nauk o żywej przyrodzie; obejmuje podstawowe działy biologii np. (ewolucjonizm, hydrobiologię, fizjologię, embriologię, genetykę, zoologie, botanikę, bakteriologie). Ekologia należy do podstawowych działów biologii i jest częścią działów taksonomicznych. Ekologia łączy się także z naukami, które nie należą do biologii. Są to nauki badające środowisko; np.: biografia, biofizyka, chemia, klimatologia, gleboznawstwo, hydrografia. Łączy dorobek

Rozdział 1 Ekologia wód naturalnych

biologii z naukami o środowisku. Mimo to ekologia jest nauką biologiczną, bada świat żywy, zamieszkujący różne siedliska Ziemi.

( E. Pyłka-Gutowska;1996 s. 12)

Zakres badań ekologii.

Gdy poziomy organizacji materii uszeregujemy w hierarchicznym porządku, to współczesna ekologia bada część owego szeregu, który obejmuje biosferę, biomy, ekosystemy, biocenozy, populacje, organizmy.

Rysunek 2. Zakres badań ekologii

Zakres badań ekologii

Biosfera

Biom

Ekosystem

Biocenoza

Populacja

Organizm

Układ narządów

Narząd

Tkanka

Komórka

Organelle

Molekuły

Poziom organizacji żywej materii

Źródło: E. Pyłka-Gutowska;1996;str.13

Aby informacja była pełna, trzeba objaśnić kilka podstawowych pojęć ekologicznych.

Rozdział 1 Ekologia wód naturalnych

Rysunek 3. Podstawowe pojęcia ekologiczne i ich definicje

Źródło: E. Pyłka-Gutowska;1996;str.14

W przyrodzie gatunek jest reprezentowany przez populację, zaś osobnik jest reprezentantem populacji.

Populacja -jest to grupa jednego gatunku, zamieszkująca wspólny obszar, mogących się swobodnie i skutecznie krzyżować (wydawać płodne potomstwo).

Biocenoza - zespół populacji różnych gatunków, żyjących w określonej przestrzeni środowiska lądowego lub wodnego. Główne zależności, którymi połączone są poszczególne populacje w biocenozie, to zależności pokarmowe ( zw. troficznymi).Biocenoza to wielogatunkowy zespół wzajemnie powiązanych różnymi zależnościami biologicznymi i żyjących w określonym środowisku zwanym biotopem.

Biotop- obszar o określonych warunkach ekologicznych, siedlisko dla biocenozy lub osobnika. Biocenoza łącznie ze swym abiotycznym środowiskiem- biotopem tworzy układ ekologiczny zwany ekosystemem. Biocenoza i biotop nie mogą funkcjonować, istnieć w oderwaniu od siebie.

Rozdział 1 Ekologia wód naturalnych

BIOCENOZA + BIOTOP = EKOSYSTEM

ożywiona część nieożywiona część

biotyczne elementy środowiska abiotyczne elementy środowiska

Biomy - ekosystemy tworzące regiony biologiczne na Ziemi (np. tundrę, tajgę ,step, pustynie), biomy tworzą środowisko życia naszej planety-biosferę.

Biosfera (ekosfera)- układ biologiczny zamieszkały przez organizmy żywe obejmuje cześć dolną atmosfery ziemskiej -tzw. troposferę(do wysokości 10-15 km ),całą hydrosferę (wszystkie wody), litosferę, czyli powierzchniową warstwę skorupy ziemskiej (do 1 km) w tym glebę (do 3 m.)

(E. Pyłka-Gutowska,1996,s. 14)

Działy ekologii

Ekologia bada związki organizmu ze środowiskiem, związki między organizmami, biocenozy .W związku z tym wyróżnia się dwa działy ekologii; autekologię i synekologię.

Autekologia- zajmuje się badaniem grup organizmów, oddziaływaniem środowiska abiotycznego oraz organizmy i odwrotnie.

Synekologia- bada grupy organizmów w biocenozach i zależności między siedliskiem, a zbiorowiskami organizmów.

Obecnie, w następstwie poszerzenia zakresu badań ekologicznych i rozwoju koncepcji ekosystemu, podział ekologii na synekologię i autekologie traci dawne znaczenie.

Jeżeli traktujemy ekologię szerzej, można wyróżnić w niej dział sozologii, chociaż niektórzy aktorzy traktują ją jako odrębną dziedzinę.

Sozologia -nauka zajmująca się problemami ochrony przyrody i jej zasobami. Termin „sozologia” zapoczątkował polski uczony-geolog W.Goetel w 1965r. Nauka ta, zainicjowana w Polsce, rozwijała się w wielu krajach, przy

Rozdział 1 Ekologia wód naturalnych

czym nadawane są jej różne lokalne nazwy.( E. Pyłka-Gutowska,1996,s. 15).

Ekologię można podzielić według grup taksonomicznych na ekologię roślin, ekologię owadów, ptaków, gryzoni, zwierząt ,mikroorganizmów itp.

Można też podzielić według układów środowiskowych jak ekologię oceanu, morza, stawu, lasu, łąki itp. Można wyróżnić ekologię przemysłową, czyli „radioekologię.” Ogrom zadań badawczych spowodował powstanie wielu gałęzi ekologii w zależności od badanego środowiska(np. hydrologia czyli ekologia wód słodkich), grupy organizmów (np. ekologia owadów), poziom organizacji żywej materii( np. ekologia populacji). Istnieje też ekologia stosowana z działami takimi jak agroekologia(ekologia rolnicza) czy ekologia leśna .

Tabela 1. Podział ekologii

Kryteria podziału	Ekologia
cel badań	1. ekologia teoretyczna 2. ekologia stosowana: ekologa inwazji; inżynieria ekologiczna ;agroekologia; ekologia leśna
poziom organizacji żywej materii	1.autekologia 2. synekologia; a) populacjologia; b)biocenologia- fitosocjologia i zoocenologia 3. ekologia krajobrazu 4. ekologia globalna
grupa organizmów	1. ekologia mikroorganizmów 2. ekologia roślin 3. ekologia zwierząt 4. ekologia człowieka
rodzaj środowiska	1. ekologia lasu 2. ekologia gleby 3. hydrobiologia
strefa klimatyczna	1. ekologia strefy umiarkowanej 2. ekologia strefy polarnej 3. ekologia strefy subtropikalnej 4. ekologia tropikalna
stopień przekształcenia ekosystemów	1. ekologia układów pierwotnych 2. ekologia układów naturalnych 3. ekologia układów kulturowych 4. ekologia układów zdewastowanych
stopień zanieczyszczenia środowiska	1. ekologia zanieczyszczeń
badane procesy	1. ekologia ewolucyjna 2. ekologia fizjologiczna 3. bioenergetyka
czas	1. paleoekologia

Źródło: G.Dobrzański 1997 str. 148

Rozdział 1 Ekologia wód naturalnych

Ekologia rozwija się przy pomocy stosowania różnych metod: eksperymentów laboratoryjnych, badań i stosowaniu modeli matematycznych.

Rozwój i stan obecnej ekologii w Polsce

W Polsce brak jest obiektywnego źródła historii ekologii. Ukazujące się liczne publikacje nie są obiektywne. Jednak wiemy, że ekologia ma u nas dobrą kartę. Historia nauk ekologicznych w Polsce dzieli się na trzy okresy; tj.1- okres przed pierwszą wojną światową, 2- międzywojenny i 3- czasy po drugiej wojnie

światowej. Każda przerwa urywała ciąg rozwojowy nauki w Polsce i zaczynano niemal od początku ( Kazimierz Tarwid ,1988 s. 11).

W pierwszym okresie ekologia jako zdefiniowana, samodzielna dziedzina nauki nie była u nas znana, jednak pewne jej działy były uprawiane.

Głównie przez dwa ośrodki: Kraków i Warszawę. Wówczas określano to nazwą „fizjografią”, a był to zaczątek ekologii. W Krakowie zainteresowano się poznawaniem życia biologicznego Tatr opartego na zróżnicowaniu środowisk bytowych w obrębie tych gór, było już nie tylko faunistyką i florystyką. Dało to podstawy w późniejszym okresie do badań ekologicznych tego regionu. Doświadczenia te wykorzystał Uniwersytet Jagielloński przy wsparciu Akademii Umiejętności. W Krakowie powstała fitosocjologia, która do dnia dzisiejszego jest ośrodkiem badawczym w tej dziedzinie. Natomiast w Warszawie słabiej następował rozwój tej dziedziny nauki, ponieważ odbywał się poza uniwersytetem. Uważano ją za naukę florystyki i faunistyki. Chociaż i tu zajęto się badaniem jeziora nizinnego (jezioro Chodecz na Kujawach).Następnie zainteresowano się Doliną Prądnika. Warszawa wydawała czasopismo „Pamiętnik Fizjograficzny” w wyniku wojny przerwano te prace. Po wojnie Uniwersytet Warszawski przystąpił do badania Puszczy Białowieskiej w oparciu o prace niemieckich badaczy z czasu wojny.

Rozdział 1 Ekologia wód naturalnych

Z inicjatywy Instytutu im. Nenckiego powstała Stacja Hydrobiologiczna na jeż. Wigry ( wywodziła się z tradycji badawczej ośrodka krakowskiego).

2- W okresie międzywojennym w Polsce ekologia zajmowała się głównie botaniką i hydrobiologią. Hydrobiologią zajmowali się głównie zoologowie z kilku ośrodków tj. ze Stacji Hydrobiologicznej na jeż. Wigry i z uniwersytetów : w Poznaniu, Łodzi i z filii Wolnej Wszechnicy w Krakowie, ze Stacji Biologicznej w Pińsku na Polesiu.

Dobrze rozwijała się ekologia lądowa. Wybitnym ekologiem roślin był Szymkiewicz z Lwowa, który wydał pierwszy w Polsce podręcznik ekologii roślin. Bardzo dobrze rozwijał się wyspecjalizowany kierunek ekologii; fitosocjologia, reprezentowany przez licznych badaczy w Polsce. Powstały odrębne kierunki tworzone przez wybitnych uczonych. W Krakowie działał Szafer. Interesującą szkołę zapoczątkował Paczowski (Białowieża, Poznań). Inne podejście reprezentował Kulczyński ( Lwów).Odrębny nurt stanowili leśnicy ( Warszawa :SGGW, Instytut Badawczy Leśnictwa, Poznań-Uniwersytet).

Ekologia lądowa od „strony” zoologicznej słabo się rozwijała. W końcowym okresie międzywojennym ujawniło się wielu początkujących badaczy, którzy zainteresowali się ekologią. Rozpoczęli badania zbiorowe lasu bukowego koło Cieszyna i lasów Puszczy Kampinoskiej. Zorganizowano wyprawę na Polesie, północne stoki Roztocza i rozpoczęto badania jezior Suwalszczyzny.

3- W okresie wojny i po wojnie zaginęło kilku ekologów Stacji Wigierskiej. Jedynie szkoła Szafera dysponowała naukowcami na fitosocjologii. Na zjazd do Wrocławia, zwołany prze Stangenberga, zgromadziło się kilku uczestników (narada hydrobiologów). Mimo to, zoologowie tworzyli podwaliny ekologii. Błyskawicznie nastąpił rozwój nauk ekologicznych. Powstało dużo liczących się ośrodków. Zwołany w 1950 r Zjazd Ekologów gromadził ponad 100 osób.

Rozdział 1 Ekologia wód naturalnych

Na zjeździe wybrano „Naukowy Komitet Ekologiczny”-przejęty potem przez Akademię Nauk. Powstały placówki i ośrodki badawcze jak Zakład, (później Instytut) Ekologii w Warszawie rozbudowany przez Petrusewicza do wymiarów dużej- instytucji badawczej. Powstał duży ośrodek badawczy w Krakowie, liczący się w kraju i za granicą. Założono stację Hydrologiczną w Mikołajkach. Pod koniec lat sześćdziesiątych zainteresowanych tą nauką było ponad 2000 osób. Ekologia polska brała udział w międzynarodowym „Roku Biologicznym”. Hydrobiologowie organizują w 1965r, w Polsce Międzynarodowy Kongres Hydrobiologów.

Należy podkreślić, że ekologia przedwojenna opierała się na zbiorach pojęć i terminologii niemieckiej, rosyjskiej i częściowo angielskiej. Po wojnie przyjęto pojęcia terminologii amerykańskiej. Wyjątek stanowiła fitosocjologia, która jest kontynuatorką nurtu przedwojennego. Obecnie uprawiane są różne kierunki nauki. Szczególnie uprawiana jest twórczo przez placówki badawcze zajmujące się praktyką gospodarczą.

Ekologia dzieli się na działy, np.. nauka o zbiorach roślinnych, nauka o ekologii populacji. W tych działach nasza nauka należy do czołówki światowej .Mało rozwinięta jest teoria ekologii.(Kazimierz Tarwid;1988 s.12-14)

Rozdział 1 Ekologia wód naturalnych

1. 2. Wody słodkie

Wody słodkie i słone należą do wód naturalnych. Wody naturalne to wody powierzchniowe. Są to wody płynące lub stojące, łącznie ze swymi łożyskami. Natomiast podziemne, to wody stojące lub płynące, ze swymi dopływami.

Łożysko - można zdefiniować następująco: łożysko jest to wgłębienie w powierzchni ziemi, wypełnione wodą ciągle lub okresowo. Wolna cześć łożyska jest dnem rzeki, zaś boczne części są jego brzegami.

Wody powierzchniowe dzieli się na płynące i stojące. Naturalne płynące wody to: rzeka, potok, strumień i struga. Naturalne wody stojące określane są w zależności od ich wielkości jako: morza, jeziora, stawy i kałuże. (Manfred Hafner;1993;s. 144)

Sztuczne wody płynące to „kanały” i „rowy”, natomiast sztuczne wody stojące to rowy „zaporowe” i „stawy”.

Wody słodkie można podzielić na dwie grupy:

• wody kwaśne (miękkie)

• wody zasadowe (twarde)

Wiele strumieni i stawów może posiadać wody znajdujące się na pograniczu tych dwóch typów. Najważniejszymi organizmami w wodach słodkich są bakterie, które stanowią podstawowe ogniwo łańcucha pokarmowego. Organizmy te nie mogą żyć w wodach kwaśnych i dlatego zakwaszone zbiorniki posiadają ubogą faunę. Wody wapienno-zasadowe mają podłoże wapienne, więc bakterie dobrze się rozwijają. Mają one najróżnorodniejszą i najbogatszą faunę.

Wody słodkie: jeziora, stawy, potoki, strumienie i rzeki.

Rozdział 1 Ekologia wód naturalnych

1. Potoki i rzeki

Rzeka, naturalny ciek wodny, stały lub okresowy, płynący w dolinie lub łożysku wyżłobionym w wyniku siły erozyjnej; zasilana przez opady atmosferyczne spadłe w jej dorzeczu; W rzece rozróżnia się źródło i ujście (do rzeki głównej: jeziora, morza); rzeka główna wraz z dopływami stanowi system rzeczny; rzeki międzynarodowe ,rzeki, przepływające przez kilka państw lub stanowiące ich granice; (MAŁA ENCYKLOPEDIA PWN; 1970 s. 940)

Wody mają swoje źródło położone wysoko i spływają w doliny. Droga od źródła do morza jest bardzo urozmaicona, a ich spadek się zmienia w momencie oddalania się od źródła, natomiast wzrasta temperatura.

Źródło-definiujemy jako naturalny i skoncentrowany wypływ wody podziemnej na powierzchnię Ziemi pod wpływem siły ciężkości lub ciśnienia hydrostatycznego.

Biorąc pod uwagę siły powodujące wypływ wody na powierzchnię Ziemi, źródła dzieli się na:

• zstępujące, gdy jest to siła grawitacji;

• wstępujące, kiedy wpływ spowodowany jest ciśnieniem hydrostatycznym;

Biorąc pod uwagę struktury geologiczne, w których obrębie utworzyło się źródło, wyróżniamy:

• źródła warstwowe, tworzące się w miejscach kontaktu warstwy wodonośnej z powierzchnią ziemi;

• źródła szczelinowe, powstające w miejscu wypływu wody szczelinowej na powierzchnię ziemi ;

• źródła uskokowe, tworzące się w szczelinie uskoku;

• źródła krasowe, w których wypływają wody krasowe ;

Rozdział 1 Ekologia wód naturalnych

Rysunek 4. Typy źródeł

Typy źródeł

źródło krasowe źródło warstwowe źródło szczelinowe

źródło uskokowe

Źródło: J. Wójcik ;2002;str. 223

Ciekawymi rodzajami źródeł są gejzery ( związane z obszarami czynnego wulkanu). Występują grupami, głównie na Islandii, USA, w Japonii, na Kamczatce oraz Nowej Zelandii. Wypływ wody z gejzerów ma charakter gwałtowny i przerywany, niektóre z nich wyrzucają ją w bardzo regularnych odstępach na wysokość kilkudziesięciu metrów.

Rysunek 5. Schemat gejzeru

Źródło: J. Wójcik ; 2002;str. 221

Rozdział 1 Ekologia wód naturalnych

W dużych rzekach i potokach wyróżnia się trzy odcinki zmieniającego się spadku;

• bieg górny w niewielkiej odległości źródła;

• bieg środkowy;

• bieg dolny w pobliżu ujścia;

Rzeki i potoki w biegu górnym łatwo rozmywają skały, które stoją na drodze jej biegu. Słabiej w pozostałych. Rzeki i potoki ze zmniejszającym się spadkiem wykazują więcej meandrów. Skały przeszkadzają prostemu biegowi rzeki i powodują, że woda tworzy zakola i meandry. Zmniejszający się spadek powoduje zmianę kształtu koryta i dochodzi do sedymentacji (osadzania się) różnych materiałów. Koryto w biegu górnym jest kamieniste, w środkowym żwirowo- piaszczyste, a w dolnym szlame i mulate. Toteż wiele rzek musi być oczyszczane i pogłębiane.

W związku z szybkością prądu rzeki najbardziej mają wody dotlenione w górnym biegu, ponieważ kontakt z powietrzem mają duże powierzchnie wody. Stopniowo ze zmniejszającą się szybkością zmniejsza się ilość tlenu. Woda ma możliwości ograniczone w przyjmowaniu tlenu, jest to zależne od temperatury wody i ciśnienia atmosferycznego. Jeżeli zawartość tlenu w wodzie osiągnie tę ograniczoną wartość, to mówimy, że „woda” jest w 100% nasycona tlenem.

Temperatura rzeki i potoku wzrasta wraz ze zmniejszaniem się szybkości biegu i to prowadzi do tego, że w dalszym biegu temperatura jest duża, a tlenu w wodzie jest mniej niż w biegu górnym. To wpływa na zróżnicowanie warunków życia w rożnych odcinkach rzeki. Większość zwierząt żyjących obecnie w wodach słodkich jak ryby, małe bezkręgowce opanowały wody

Rozdział 1 Ekologia wód naturalnych

słodkie przez sieć rzek łączących się z morzem. Również owady, pajęczaki i niektóre mięczaki żyły na lądzie. Dopiero później skolonizowały wody słodkie.

Rzeka w początkowym biegu wypływająca ze źródła charakteryzuje się silnym prądem dobrze natlenionej wody. Dlatego fauna potoków musiała się przystosować, aby mogła przebywać na dolnej stronie kamieni w górnym biegu rzeki.

Ze względu na charakter ichtiofauny i warunki środowiskowe, rzeki można podzielić na kilka krain:

• w górnym biegu większych rzek żyją: pstrągi potokowe, strzebla i lipień;

• w środkowym odcinku rzeki żyją: jelec, brzana i kleń;

• w dolnym odcinku rzeki żyją: leszcze, można spotkać brzana, klenia, karpia, szczupaka, suma i okonia;

Negatywny wpływ na produkcję w rzekach ma mała ilość pokarmu, zmienna ilość tlenu i zmienna temperatura w zależności od szybkości przepływu wody w rzece.

Rozdział 1 Ekologia wód naturalnych

1. Jeziora

Jezioro to naturalny zbiornik wody nie mający swobodnej wymiany wód z morzem. Charakteryzuje się pionową strefowością, ukształtowaną pod wpływem czynników klimatycznych i ekologicznych. Wody mogą poruszać się ruchem kołowym w wyniku działania wiatru.(B.J.Aloway,D.C.Ayres;1999,s.59)

Rysunek 6. Zespoły ekologiczne w poszczególnych strefach jeziora

Źródło: E. Pyłka-Gutowska;1996;str.72 A-fauna litoralu, B- bakterie toni wodnej, C- fauna denna, D-nekton, E- zooplankton, F- fitoplankton

W jeziorze występują trzy główne strefy:

litoral- płytka przybrzeżna strefa jeziora, którą zarasta naczyniowa roślinność wodna;

pelagial- strefa otwartej wody, w której wyróżnia się część naświetloną(fotyczną),sięgającą kilku do kilkunastu metrów, oraz strefę bez światła (afotyczną);

profundal- strefa przydenna;

W każdym z tych środowisk panują odrębne warunki fizykochemiczne.

Rozdział 1 Ekologia wód naturalnych

Grupy ekologiczne w poszczególnych strefach jeziora obrazuje tabela nr 2 Tabela 2 Grupy ekologiczne organizmów w poszczególnych strefach jeziora

Strefy jeziora	Grupy ekologiczne	Przykłady
LITORAL	Makrofity- przytwierdzone do dna rośliny naczyniowe i ramienice: rośliny ziemno-wodne (błotne) rośliny wynurzone (oczerety i szuwary) rośliny o liściach pływających rośliny o liściach całkowicie zanurzonych ramienice, mchy wodne	skrzyp, sit,rdestnica trawiasta, szalej, turzyca trxcina,pałka,tartak,strzałka wodna,jeżogłówka,babka wodna grzybień biały,jaskier wodny,żabiściek pływający,grążel żółty rdestnica,moczarka kanadyjska,rogatek,rdestnica grzebienista
		Peryfiton -zespoły drobnych organizmów roślinnych i zwierzęcych przytwierdzonych do podłoża czasowo lub na stałe	glony,pierwotniaki,gąbki (nzdecznik),stułbie, nicienie, wrotki, skąposzczety(stylaria),mszywioły,larwy owadów, wioślarki, widłonogi,ślimaki(zatoczek),małże(skójka,r aciecznica),jętki
		formy nieosiadłe	pijawki, skorupiaki, wodopójki, topik, ślimaki, larwy ważek, chrząszczy i pluskwiaków, kiełże, jętki, ważki, pluskwiak topielca, płaszczyca,wioślarki, chrusciki
		Neuston- organizmy żyjące na powieszchni wody lub tuż pod nią	pluskwiak (nartnik), larwy muchówek i komarów, kałużnica, ślimak
		Nekton (litoralu)- kręgowce wodno-lądowe czynnie poruszające się w wodzie	ryby: szczupak, wzdręga, lin, karaś, płoć; ptactwo wodne: rybitwy, mewy, kaczki, łyski, łabędzie, trzciniaki, bąki; ssaki wodne:wydra, nutria, bóbr; gady: żólw błotny płazy: kumaki, traszki, żaby wodne
		Bentos-(litoralu)- zespół organizmów zasiedlających dno zbiorników wodnych	skąposzczety, pijawki, larwy owadów ochotkowatych , jętek i chruścików, ślimaki, małże, małżoraczki, , nicienie
	PELAGIAL	Plankton- zespół drobnych organizmów biernie unoszonych przez wodę	zooplankton: pierwotniaki, wrotki, skorupiaki (dafnie, oczliki) wioślarki fitoplankton: bakterie, sinice(Anabena), okrzemki, zielenice
		Nekton- zespół organizmów aktywnie pływających	głównie ryby: planktonożerne- sielawa, sieja, ukleja, stynki drapieżcy- sandacz, okoń przydenne: karpie, liny, leszcze, węgorze, sumy, jazgarze, okonie a ponadto inne kręgowce wodno- lądowe: gady(żółw błotny), płazy ( kumaki, traszki, żaba wodna), ptaki (łabędzie, łyski, kaczki, rybitwy, perkozy), ssaki wodne( wydra, nutria, bóbr)
PRO- FUNDAL	Bentos- organizmy żyjące na dnie zbiorników wodnych, penetrujące osady denne lub żyjące na ich powierzchni	mikrobentos: bakterie, glony (gałęzatka, skrętnica, gwiazdnica) , pierwotniaki mezobentos: nicienie, wrotki, brzuchorzęski, małżoraczki, skorupiaki ( widłonogi), larwy owadów (ochotek) makrobentos: pijawki, skąposzczety, larwy owadów, małże(skójka, szczeżuja), ślimaki (zatoczek, błotniarka)

Źródło: E. Pyłka-Gutowska;1996;s.73

Rozdział 1 Ekologia wód naturalnych

Jezioro powstaje wtedy, gdy w podłożu znajdują się skały nieprzepuszczalne lub słabo przepuszczalne, a zasilanie wodą jest większe niż jej parowanie. Jeziora są zasilane przez wody opadowe, wody dopływające rzekami oraz wody podziemne. Są rozmieszczone nierównomiernie na świecie i różnią się między sobą wielkością. Najmniejsze, zwane oczkami, zajmują około 1 ha, największe mają dziesiątki tysięcy kilometrów kwadratowych powierzchni.

Wśród jezior występują zbiorniki wód słodkich i słonych. Specyficznym pod tym względem akwenem jest jezioro Bałchasz, które w części wschodniej posiada wody słodkie, w zachodniej zaś słone.

Misy jeziorne-, mogą mieć różne pochodzenie. Dlatego wyróżnia się następujące genetyczne typy jezior:

• pochodzenia kosmicznego, zwane meteorytowymi, powstałe po upadku meteorytów;

• tektoniczne, wypełniające dna zapadlisk i rowów tektonicznych;

• pochodzenia wulkanicznego, powstałe w kraterach;

• utworzone wskutek zablokowania dopływu wód przez usuwiska (tzw. jeziora osuwiskowe)

• pochodzenia lodowcowego, powstałe w wyniku erozyjnej lub akumulacyjnej działalności lodowców górskich i lądolodów;

• powstałe w wyniku działalności wiatru w zagłębieniach deflacyjnych, w zagłębieniach śródwydmowych;

• krasowe

• przybrzeżne

• reliktowe, będące pozostałością po dawnym zbiorniku morskim;

• tektoniczno- polodowcowe wskutek działalności lądolodu.

Jeziora podobnie jak i rzeki dzieli się na stale, okresowe i epizodyczne. Występowanie ich zależy przede wszystkim od warunków klimatycznych,

Rozdział 1 Ekologia wód naturalnych

głównie wielkości opadów i ich rozkładu w ciągu roku oraz temperatury powietrza warunkującej szybkość parowania wody.

Biorąc pod uwagę sposób zasilania i odprowadzania wody z jezior, dzieli się je na odpływowe i przepływowe oraz bezodpływowe.

Jeziora są środowiskiem życia organizmów roślinnych i zwierzęcych. Uwzględniając ilość substancji odżywczych występujących w tych akwenach, w umiarkowanych szerokościach geograficznych, dzieli się je na :

• oligotroficzne: ubogie w substancje odżywcze oraz faunę i florę z dobrze natlenioną wodą, czego efektem jest duża przeźroczystość;

• eutroficzne: wody tych jezior są bogate w substancje odżywcze i tlen, występują tu sprzyjające warunki dla rozwoju życia organicznego;

• dystroficzne: wody tych jezior są ubogie w substancje odżywcze, ale bogate w homus( cenna substancja organiczna- próchnica). Są silnie zakwaszone i mają mało zawartości tlenu. Środowisko wodne nie sprzyja tu rozwojowi życia organicznego.

Jeziora są obiektami krótkotrwałymi w dziejach geologicznych Ziemi. Ich wiek mierzy się w tysiącach lat.

W rozwoju jeziora wyróżnia się kilka etapów:

• powstanie;

• młodość: zaczyna się w nim rozwijać życie organiczne;

• wiek dojrzały: szczytowy okres rozwoju życia organicznego, początek zarastania misy jeziornej;

• starość: ciągłe zarastanie misy jeziornej i przeobrażanie się w bagno;

• zanik: przeobrażanie w bagno i torfowisko;

Zanik jeziora wiąże się także z wypełnianiem zagłębienia osadami mineralnymi.

(J.Wójcik; 2002str. 226)

Rozdział 1 Ekologia wód naturalnych

Rysunek 7. Etapy zarastania jeziora

Źródło: J.Wójcik; 2002str. 228

Zarastanie jeziora odbywa się stopniowo oraz strefowo w zależności od ukształtowania misy i głębokości jeziora. W poszczególnych strefach rozwija się określony rodzaj roślinności. W najpłytszych miejscach rosną trawy, tartak, głębiej trzciny( 1-2 m ), następnie sit( 2-3 m ), zaś najgłębiej grążele i grzybienie. W miarę zamulania i spłycania dna strefy te przesuwają się ku środkowi, co w efekcie prowadzi do przekształcenia jeziora w bagno lub torfowisko.

1.2.3.Drobne zbiorniki wód stojących

Staw

Na całym świecie w miejscach gdzie, zbiera się woda deszczowa powstają stawy. Tworzą się tam, gdzie przy powierzchni Ziemi znajduje się wklęsłość terenu i gromadzą się w tym miejscu wody gruntowe. Różnią się od jeziora powierzchnią, głębokością. Dno stawu jest pokryte roślinnością. Dobrze przenika światło do dna, a to sprzyja rozwojowi flory bentosowej. Temperatura wód w stawach zmienia się w ciągu doby i w okresach klimatycznych. Woda ma dużo tlenu, a to sprzyja bogatemu rozwojowi flory i fauny. Na przykładzie stawu możemy w łatwy sposób i w głównych zarysach przedstawić ekosystem.

Rozdział 1 Ekologia wód naturalnych

Kilka kluczowych faz powstawania ekosystemu przedstawia rysunek nr 8

Rysunek 8. Schemat ekosystemu stawu.

Zródło: Paul Duvigneaud; 1975; str 144

Poziom produkcji pierwotnej (dokonuje się chlorofilowa synteza z wykorzystaniem energii świetlnej), obejmuje dwa typy roślin:

• glony planktowe: zielenice, sinice i okrzymki ;

• rośliny wyższe: zanurzone o liściach pływających lub wynurzone przybrzeżne;

Rośliny te są zjadane przez faunę roślinożerczą składającą się z zooplanktonu, z małych skorupiaków pływających tj.: rozwitki, cyklopy i kiełże, ślimaki-(błotniarki, zątoczki ) i ryby roślinożerne.

Fauna roślinożerna jest pokarmem ryb- drapieżnych pierwszego rzędu, np. karpia. Część drapieżców pierwszego rzędu zjadają drapieżcy drugiego rzędu, a mianowicie są zjadane przez szczupaka.

Rozdział 1 Ekologia wód naturalnych

Zjawiska wymiany, jakie mogą zachodzić pomiędzy ekosystemami można zademonstrować na przykładzie dwóch przykładów. Niektóre roślinożerne zwierzęta lądowe np.: gąsienice, mogą żywić się na powierzchni wody i być pożarte przez drapieżce wodne. Inny przykład drapieżce lądowe jak zimorodek, żywią się m. in. rybami.

Obumarłe rośliny i mięsożerca są zjadane w dużych ilościach przez sarpofogi(żywią się gnijącymi szczątkami roślin i zwierząt) i detrytofagi ( zwierzęta żywiące się martwymi szczątkami ciał roślin i zwierząt i fekaliami gromadzącymi się na dnie zbiorników wodnych). A więc larwy rozkładają roślinną materię organiczną, zarówno pochodzenia wodnego jak i lądowego, a stając się ofiarami ryb, na nowo wprowadzają część tej substancji organicznej do obiegu. Bakterie rozkładają materie organiczną i uwalniają składniki mineralne, odtwarzając w ten sposób składniki pokarmowe potrzebne roślinom zielonym do wytworzenia materii organicznej. (Paul Duvignaud; 1975;str. 56)

Wilgotne warunki są idealnym środowiskiem życia dla wielu gatunków- na obrzeżach stawu rosną trzciny i sitowie, na powierzchni wody unoszą się

liście grążeli, grzybieni i strzałki wodnej. Niektóre rośliny jak: moczarka i rogatek, oraz glony, żyją także pod wodą. Do podstawowych gatunków roślin występujących w stawie należą skrętnice. Ich nazwa ma związek ze spiralnie skręconymi taśmami chloroplastów, które występują w ich komórkach i zawierają chlorofil .Na powierzchni wodnej pływa rzęsa i wywłócznik. Wszystkie te rośliny wzbogacają wodę w tlen podczas procesu fotosyntezy, który one przeprowadzają. Światło jest energią potrzebną roślinom, aby z dwutlenku węgla pobieranego z powietrza i wody tworzyć cukrowce. Ubocznym produktem tego procesu jest tlen, który jest niezbędny dla życia wielu zwierząt- od pierwotniaków po owady, ryby i płazy. Jednymi z najbardziej fascynujących larw zamieszkujących strefę przydenną są larwy chruścików. Posiadają miękkie ciała, chronią się w domkach zbudowanych

Rozdział 1 Ekologia wód naturalnych

z ziaren piasku i żwiru- wszystkiego co mogą znaleźć. Gdy larwy dorosną, przechodzą metamorfozę i wyłaniają się z wody jako owady, przypominające wyglądem ćmy.

Ciepłe wody stawów, z ich bogactwem fauny, małych bezkręgowców i bujną roślinnością, są bardzo atrakcyjnym środowiskiem dla ryb. W wielu stawach żyją: karasie, liny, płocie, szczupaki i okonie, a także słonecznice, ukleje i cierniki.

Wszystkie organizmy żyjące w wodzie są pokarmem dla innych zwierząt odwiedzających staw. Na obrzeżach stawu żyją często długonogie kokoszki wodne i łyski. Na większych stawach występują też inne ptaki wodne na przykład kaczki, gęsi i perkozy. Staw jest także środowiskiem małych ssaków żyjących na błotnistych brzegach.

Gdy naturalne zbiorniki wypłycają się następuje stopniowe tworzenie mokradeł.

Mokradła- powstają w zanikających jeziorach, w okolicach rzek, w obrębie delt i płytkich zatokach morskich. Bagna i mokradła są astrefowym elementem środowiska przyrodniczego, spotykamy je we wszystkich strefach klimatycznych Ziemi. Są bogate w roślinność i świat zwierzęcy. Rozwój bagien i mokradeł może doprowadzić do powstania torfowiska.

(J. Wójcik; 2002; str. 228)

Kałuże- powstają z opadów deszczu lub śniegu. Charakteryzuje je duża zmienność czynników ekologicznych i krótkotrwałość- zanikają przez szybkie wyparowanie wody.

Rozdział 1 Ekologia wód naturalnych

1.3. Wody słone.

1.3.1. Wielkie środowisko życia- morza i oceany.

Środowisko morskie jest duże. Z powierzchni globu ziemskiego 510 mln km² oceany i morza zajmują 361 mln km², a tylko 149 km² stanowią lądy. Powierzchnię 70,8% tworzą powłokę wodną, zwaną wszechoceanem ( oceanem światowym). Wody oceaniczne są podobne pod względem jakościowym, łączy je nieustanny ruch, występują w nich podobne stosunki termiczne oraz organiczny przystosowany do życia w słonej wodzie.

Na półkuli północnej oceany zajmują 60,7% jej powierzchni, na południowej zaś 80,9%. Biorąc pod uwagę rozmieszczenie lądów i oceanów na ziemi, umownie dzieli się na kulę ziemską na półkulę lądową i morską. Na obu półkulach przeważają powierzchnie wodne: na morskiej jest ich aż 90,5 %, na lądowej 53%.

Wszechocean dzieli się na trzy wielkie akweny: Ocean Spokojny (Pacyfik, Wielki),Ocean Atlantycki i Ocean Indyjski. W ostatnich latach z Oceanu Atlantyckiego wydziela się Morze Arktyczne, które wraz z morzem przybrzeżnym tworzy Ocean Arktyczny. Wody mórz i oceanów wypełniają rozległe obniżenia między kontynentami.( J. Wójcik ; 2002, str 208)

W obrębie wszechoceanu wyróżnia się morza, zatoki i cieśniny.

Morze- część oceanu znajdująca się w pobliżu kontynentu, oddzielone od niego łańcuchem wysp, półwyspem, wąską cieśniną lub progiem podwodnym, utrudniającym wymianę wód z oceanem. Morze jest płytsze od oceanu, ponieważ ulega wpływom czynników lądowych i wysładzaniu wód przybrzeżnych przez uchodzące do nich rzeki.

Zatoki- część morza wcinającego się w ląd. trudno czasem odróżnić zatokę od morza.

Cieśnina- zwężona część morza lub oceanu, oddzielająca od siebie stałe

Rozdział 1 Ekologia wód naturalnych

morze lub wyspy.

Ogromna, trudna niemal do objęcia wyobraźnią, przestrzeń wód morskich-1370 mln km²- ożywiona jest przez organizmy prawie we wszystkich swych częściach. „Morze jest więc ożywione przez organizmy w całej swojej objętości”. (K. Demel; 1975; str. 16)

1.3.2. Środowiskowe działy morza

Wyjściowym kryterium środowiska morskiego jako środowiska życia jest wyróżnienie dna (bental) i toni morskiej (pelagial). Zasadniczy ten podział znajduje zastosowanie zarówno w odniesieniu do warunków fizycznych, jak i do organizmów, które są przecież różne na dnie i w toni wodnej.

Z kolei czynnikiem podziału jest głębokość, która pozwala dzielić dno na płytkie i głębokie.

LITORAL(dno płytkie) w szerszym pojęciu, odpowiadający w klasyfikacji oceanograficznej szelfowi, platformie kontynentalnej pogrążonej w morze do głębokości przeciętnej 200m. Głębokość decyduje o warunkach świetlnych, toteż litoral dzielimy na górny, prześwietlony, obejmujący dno po dolną granicę roślinności osiadłej- eulitoral oraz sublitoral, obejmujący dno po krańce szelfu, uzależniony produkcyjnie od eulitoralu.

PELAGIAL(toń morska) poziomo dzielimy na nerytoplagial albo wody nerytyczne zalegające ponad szelfami i wody oceaniczne poza zasięgiem szelfu, obejmujące pełną toń basenów oceanicznych. W kierunku pionowym czynnikiem podziału są warunki świetlne. Prześwietlona toń (epipelagiel) jest warstwą fotosyntezy, pod którą znajdują się wody ciemne, nieprodukcyjne -batypelagial. W warstwach górnych przejściowych jako mezopelagial łączy się z epipelagialem, a w głębiach przechodzi w abysopelagial do 6000 m. Później leżą rowy oceaniczne 6000-10000 głębokości, charakteryzuje swoiste środowisko halne albo ultraabysalne (są to wody i dno najgłębsze) .

(K. Demel; 1975; str. 18)

Rozdział 1 Ekologia wód naturalnych

Ryunek 9. Ekologiczny podział środowiska morskiego

wody nerytyczne

prześwietlona ( nerytopelagial)

(epipelagial)

epipelagial

toń oceaniczny

morska

(pelagial) mezopelagial

(przejściowy)

ciemna

(batypelagial) abysopelagial

środo-

wisko

morskie abysobental

głębokie

(batybental) archibental

albo batial

dno

morskie

(bental)

sublitoral

(po kraniec szelfu)

płytkie

(litoral)

eulitoral (strefa

fotosyntezy)

Źródło: K. Demel; 1975; str. 17

Rozdział 1 Ekologia wód naturalnych

Pelagial jest oddalony od brzegu, prześwietlony tylko w warstwach górnych i nie ma podłoża, oparcia dla zamieszkujących go istot. Pelagial jest masą wód oceanicznych bez brzegów i bez dna, ograniczoną powietrzem i wodami. Jedynie zachodzą różnice cieplne- zależne, będące funkcją szerokości geograficznej i prądów, zaznaczają się wybitnie, ale tylko w punktach znacznie od siebie oddalonych. Jest to najrozleglejsze środowisko we wszechświecie, a w warstwie powierzchniowej stosunkowo jednorodne. Pelagial rozciąga się poza granicami litoralu, a w basenach oceanicznych sięga nawet poza granicami do głębokości 2000 m. p. p. m.

Świat żywy pelagialu tworzą plankton i nekton.

Plankton tworzy zespół organizmów żywych (fitoplankton) i zwierzęcych (zooplankton) zawieszonych w toni wodnej przenoszonych przez fale i prądy morskie niezwiązane ze strefą brzegową- niewidoczne gołym okiem. Plankton to glony, sinice, okrzemki oraz różne gatunki pierwotniaków i skorupiaków. Największymi osobnikami planktonu są niektóre gatunki jamochłonów. Plankton stanowi pożywienie dla większych zwierząt morskich. Najwięcej tych organizmów występuje w strefach zetknięcia się prądów ciepłych i zimnych, np. Zatokowego i Labradorskiego oraz Kuro-Siwo i Oja-Siwo.

Nekton tworzą organizmy zwierzęce swobodnie pływające w strefie wód morskich i oceanicznych. Są to liczne gatunki ryb, ssaków( walenie, syreny),węże, żółwie morskie, głowonogi, skorupiaki, i krążkopławy. W poszukiwaniu pożywienia zwierzęta morskie często odbywają dalekie wędrówki. Zwierzęta różną się między sobą kształtem, budową, wielkością, trybem życia i przynależnością do różnych grup systematycznych. Żyją tu proste organizmy: jamochłony, ale i te które reprezentują najwyższe stadia ewolucji na Ziemi-ssaki.

Środowisko hadalne, albo ultraabysalne obejmuje abisal (wody najgłębsze). abisal- występuje tu specyficzne życie. Swym zasięgiem obejmuje wody

Rozdział 1 Ekologia wód naturalnych

wszechoceanu na głębokościach większych niż do 2000 m, tj. do dna basenów i rowów oceanicznych. Brak jest tu roślinności fotosyntetyzującej- występuje zupełna ciemność. Florę stanowią jedynie niektóre bakterie. Brak światła, roślinności, niska temperatura i wysokie ciśnienie spowodowały, że fauna zanika lub przybiera nienaturalne kształty i delikatne narządy dotyku. Organizmy wydobyte na powierzchnię pękają(przyczyną jest zmiana ciśnienia).Faunę abisalu tworzą głównie nekrofagi ( trupojady- zwierzęta żywiące się padliną). Pożywieniem jest materia organizmów, która dociera z prądami morskimi z litoralu i pelagialu. ( J. Wójcik; 2002;str. 280)

Optyczne warunki środowiska.

Woda morska jest środowiskiem niekorzystnym dla przenikania światła. Promienie świetlne padające na wodę morza częściowo się odbijają i rozpraszają. Następuje również wygaszanie światła w wodzie. Światło układa się według długości fal świetlnych, z których czerwone i pomarańczowe wygasają prawie całkowicie na małych głębokościach, niektóre promienie żółte i zielone przenikają głębiej (do 300m) a niebieskie i fioletowe jeszcze głębiej tj.:500-600m Szybkość wygasania światła długofalowego w morzu tłumaczy, dlaczego w następstwie promieniowania przenikającego w morze, ciepło lokalizuje się wyłącznie w najbardziej górnych warstwach. Jeżeli przenika głębiej, to już w następstwie innych przyczyn, jak np. falowanie, prądy, konwekcja przez parowanie, potoki ciepła z dna itp., a nie w następstwie bezpośredniego nagrzewania przez promieniowanie. (K. Demel; 1975; str.21)

Przenikanie promieni w wodzie jest zależne od przezroczystości wody. Na przeźroczystość wody wpływa zawiesina ,która może być nieograniczona, mineralna, a w pobliżu brzegu obfita, albo organiczna zawierająca martwy detrytus oraz plankton-żywa zawiesina utworzona z mikroskopijnych roślinek i zwierzątek. Głęboko szafirowa, piękna barwa wody morskiej w dobrze prześwietlonych morzach jest kolorem mórz jałowych. Barwa ta świadczy

Rozdział 1 Ekologia wód naturalnych

o małej zawiesinie mineralnej planktonu. Są to morza podzwrotnikowe ( Morze Sargasowe i wschodnie rejony Morza Śródziemnego). Zielona lub zielonawa barwa mórz umiarkowanych świadczy o żyzności i obfitości planktonu, a w morzach tropikalnych i przybrzeżnych może świadczyć o zasobności soli wapiennych. Można to zauważyć w pobliżu Wysp Koralowych. Czerwona lub żółtawa barwa jest obfita w zakwity planktonu roślinnego (bruzdnic, sinic, okrzemek, rozrodem widłonogów). Są to zawiesiny mineralne Morza Żółtego, Morza Czerwonego i Morza Białego. Barwy niebieskozielone, czerwonawe towarzyszą Morzu Czerwonemu bogatemu w planktonowe sinice.

Warunki cieplne w środowisku morskim są inne niż na lądzie. Rozpiętość temperatury wody jest znacznie mniejsza, od -2⁰ do + 30⁰ ( na lądzie czterokrotnie większa, co również można uważać za cechę korzystną dla życia.

(K. Demel; 1975; str.25)

Fizyczna struktura środowiska

Fizyczną strukturę środowiska morskiego tworzą trzy właściwości fizyczne: temperatura, słoność, ciśnienie hydrostatyczne od których zależą inne właściwości jak: fizyczne (gęstość, lepkość) oraz biologiczne ( występowanie i rozmieszczanie organizmów).

Ciśnienie hydrostatyczne zmienia wartość (gradient) tylko w kierunku pionowym od powierzchni ku głębinom.

Temperatura i słoność zmieniają wartości w dwóch kierunkach: pionowo i poziomo, tzn. od powierzchni do dna i od równika ku biegunowi.

Ciśnienie środowiska głębin sięga ponad 1000 atmosfer, ponieważ ciśnienie hydrostatyczne wzrasta o 1 atmosferę na każde 10 m. Tak duże ciśnienie nie zagraża życiu.

Temperatura- około 28⁰ notowana jest w wodach powierzchniowych stref gorących. W tropikalnych morzach śródziemnych, Morzu Czerwonym i Zatoce Perskiej sięga do 36⁰. Najmniejszą temp. ( -2⁰) mają wody przybiegunowe.

Rozdział 1 Ekologia wód naturalnych

W otwartych wodach oceanicznych temperatura w ciągu roku waha się około 10⁰ , a 1⁰ między dniem a nocą. Największe spadki termiczne w strefach gorących i umiarkowanych zachodzą w kierunku pionowym do ok. 5⁰ na izobatach zbliżonych do 1000m a do 2⁰ na największych głębinach.

Słoność- w otwartych wodach oceanicznych waha się od 37-38⁰/₀₀. W wodach podzwrotnikowych słoność przekracza 35⁰/₀₀ .Tu wieją suche wiatry, pasaty i jest silne naświetlenie i parowanie. W szerokościach przybiegunowych słoność spada do 33-32⁰/₀₀ na skutek lodów lądowego pochodzenia i napływu wód z wielkich rzek. W strefach umiarkowanych słoność na powierzchni zbliża się do normalnej. W kierunku pionowym, w strefach podzwrotnikowych z podwyższonej powierzchni słoność nieznacznie opada do głębokości kilkuset metrów, by z lekka zwiększyć swą wartość przy posuwaniu się w kierunku dna. W wodach przybiegunowych, nieco rozcieńczonych na powierzchni, słoność normalnie wzrasta ku głębinom .(K. Demel; 1975; str 27)

Gęstość wody morskiej wzrasta wraz ze spadkiem temperatury i wzrostem słoności. Woda ma temperaturę poniżej punktu zamarzania, jeżeli nie jest nadmiernie rozcieńczona. Zjawisko to jest ważne dla życia w morzu, ponieważ umożliwia pionową konwekcję, zanim woda osiągnie maksymalną gęstość. Jeżeli ciśnienie jest stałe, to gęstość zależy bardziej od temperatury niż od zasolenia. Rozmieszczenie gęstości ma duże znaczenie dla zjawisk biologicznych. Oceany są wypełnione zimną wodą ze stref przybiegunowych o dużej gęstości. Na powierzchni oceanów są wody burzliwe, falujące i dobrze wymieszane. W strefach ciepłych i umiarkowanych oddzielone od zimnych. Dzielą one organizmy pelagiczne- plankton i nekton wód powierzchniowych od głębinowych. Najbardziej gęste wody są ciężkie i zajmują najgłębsze miejsca w basenach oceanicznych. Wody układają się warstwowo, zależnie od gęstości w kierunku powierzchni. Wody o jednakowej gęstości roztaczają się w kierunku poziomym tworząc boczne gradienty mniejsze od gradientów poziomych wody

Rozdział 1 Ekologia wód naturalnych

zmniejszanej jednakowej gęstości lub zbliżonej gęstości będą dążyły do stagnacji, co z kolei prowadzi do ubytku lub zaniku tlenu, zużytego w procesach biologicznych. Jeżeli w wodach prześwietlonych zanikają niezbędne sole biologiczne, to zanika fotosynteza. Aby doprowadzić związki w zasięg wód prześwietlonych musi zadziałać energia kinetyczna np. wiatru, czyli musi nastąpić współpraca morza z atmosferą.

Cyrkulacja oceaniczna.

W powierzchniach wód oceanicznych powstają cyrkulacje. Z punktu widzenia ekologii jest to warstwowy układ oceanicznych mas wodnych, charakteryzujących się każdą właściwą cyrkulacją głębinową, różną gęstością ( S ⁰/₀₀ i T ⁰ ) właściwościami hydrologicznymi życia. (K. Demel; 1975; str 34)

Morze jest roztworem i pożywką.

Cecha słoności jest bardzo ważną cechą środowiska morskiego. Woda morska to rozcieńczona solanka, która zawiera 35g soli w 1 kg wody morskiej. Najważniejszym składnikiem jest sól kuchenna( NaCl).Poza tym woda zawiera chlorki, siarczany, węglany, związki N, P, Si , sole organiczne i inne. Woda morska stanowi roztwór chemiczny, który ulega minimalnej zmianie w jakościowym składzie zasolenia. Duży wpływ słoności wody ma wpływ na organizmy. Zawartość soli w organizmie wpływa na ciśnienie osmotyczne. Ciśnienie osmotyczne wody morskiej zbliżone jest do normalnej (34 ⁰/₀₀) wynosi 23 atmosfery, a woda o koncentracji zbliżonej do bałtyckiej ( 7 ⁰/₀₀ ) i ma ciśnienie 4,5) atmosfery.

Ciśnienie atmosferyczne wpływa na wartość płynów wewnątrz komórek. Wielkość wahania słoności, ciśnienia atmosferycznego w środowisku morskim ogranicza życiową działalność organizmów. Toteż zależnie od środowiska morskiego występuje selekcja gatunkowa flory i fauny morskiej. Morze Bałtyk ma wody o mniejszej zawartości soli, szczególnie wody przybrzeżne są tego przykładem.

Rozdział 1 Ekologia wód naturalnych

Poza solami nieorganicznymi woda morska zawiera większość pierwiastków występujących w wodzie, ale w małym zakresie, ciała te dostają się do wód mórz i oceanów ze spływem rzek. Ciała te spełniają ważną rolę biologiczną, gdyż organizmy wybierają je z wody i koncentrują w ciele do potrzeb fizjologicznych i biochemicznych.

Mikroelementy takie jak sole azotowe, fosforowe( tzw. biogeniczne, pokarmowe (są potrzebne do budowy białkowych składników protoplazmy. Związki krzemu są potrzebne do budowy domków okrzemek. Związki te warunkują „żyzność” wody i są miernikiem produkcji mórz i oceanów. Dla produkcji ważny jest azot, który jak fosfor pochodzi z rozkładu materii organicznej opadającej na dno. Azotany w warstwach przydennych tworzą rezerwę „ żyzności” oceanu. W strefach umiarkowanych, gdzie istnieją związki z sezonowością, zachodzi pionowa, gęstościowa wymiana wód (konwekcja), mają one stosunkowo duże znaczenie wydostania się w strefę wód prześwietlonych i decydują o produkcji planktonu roślinnego i zwierzęcego, i o wydajności rybackiej tych wód. W strefach gorących, przeciwnie, proste uwarstwienie wód, wraz z ostro zaznaczoną skokową warstwą termiczną (termokliną), utrudniają wydostawanie się do wierzchu wód głębokich, co zaznacza się w porównaniu z wodami umiarkowanymi mniejszą biomasą.

(K. Demel; 1975; str 38)

W środowisku morskim występują również gazy O₂, CO₂ i H₂S , które odgrywają szczególną rolę. Fosfor występujący w wodzie ma większe znaczenie niż w powietrzu. Dobrze rozpuszczają się w wodzie morskiej także gazy jak O₂ i CO₂ co ma duże znaczenie biologiczne. W wodzie rozpuszcza się CO₂ kilka razy więcej niż w powietrzu co stwarza korzystne warunki dla fotosyntezy. W wodach chłodnych powyższy fakt warunkuje większą produkcję roślinną niż w morzach gorących. Proces fotosyntezy pozostaje w równowadze z oddychaniem, jako procesem przeciwnym.

Rozdział 1 Ekologia wód naturalnych

6 CO₂ + 6 H₂O+ energia C₆ H₁₂ O₆+ 6 CO₂ (K. Demel; 1975; str 39)

W wodach głębokich gdzie nie dociera światło nie zachodzi fotosynteza , martwy plankton opada na dno, ulega rozpadowi- utlenianiu i przemianie materii. Spadek tlenu następuje na skutek braku kontaktu wody z atmosferą, a wzrasta z intensywnością cyrkulacji wód. Np. wody Atlantyku „wąskiego” oceanu mają dostateczną ilość tlenu( jest głęboka i intensywna cyrkulacja). Natomiast wody szerokie, głębiny oceanu Pacyfiku mają słabą przydenną cyrkulację, a obfitą substancję organiczną i to sprawia, że brakuje tu tlenu. Brak tlenu występuje w wodach podzwrotnikowych i w zastoiskach oceanicznych, tzw. halistaz na głębokości 300-1000 m , gdzie jest utrudnione mieszanie wód.

W fiordach Norwegii oddzielonych od oceanu, w głębinach Morza Czarnego, które jest oddzielone od Morza Śródziemnego Morzem Marmara brakuje tlenu i wytwarzają się siarkowodory H₂S.

Związki organiczne, metabolity, produkty i wydaliny pochodzące z przemiany materii różnych organizmów zasiedlających środowiska morskie, takie jak: kwasy tłuszczowe węglowodany, aminokwasy, witaminy, hormony, antybiotyki rozpuszczane w wodzie morskiej-tym najprawdziwszym chemicznym środowiskiem życia, są dowodem, że morze jest zrównoważonym środowiskiem nie tylko pod względem zasolenia, występowania gazów, związków mineralnych, ale również pod względem rozpuszczalnej w niej materii organicznej; morze jest środowiskiem aktywnym biochemicznie.

(K. Demel; 1975; str 41)

Morze kolebką życia

Metabolity dla ekologii morza mają szczególne znaczenie, wywołują hamujący lub sprzyjający wpływ na rozwój określonych gatunków. Dziś uważa się, że skład gatunków i różnych biocenoz morskich nie jest wyłącznie biochemiczny, a zależności odżywcze organizmów różnych gatunków nie tylko są zależne od środowiska, ale są powiązane typowymi zależnościami metabolicznymi dla

Rozdział 1 Ekologia wód naturalnych

danego środowiska. Pożywienie w morzu sprawia, że żyje tu wiele typów świata zwierzęcego. Z 63 gromad świata zwierzęcego żyją w morzu 54 gromady. Z biochemicznego punktu widzenia za morskim pochodzeniem życia przemawia fakt, że sole morskie i ciśnienie osmotyczne płynów ustrojowych , oraz ciecze wewnątrzkomórkowe organizmów zwierzęcych są zbliżone składem chemicznym do wody morskiej. Życie na Ziemi i w morzu jest trwałym zjawiskiem, istnieje od rozwoju planety, od zaistnienia ekologicznych warunków umożliwiających wymianę zorganizowanej materii organicznej ze środowiskiem, z powstawaniem samoodtwarzających się makrocząsteczek, co stanowi zabezpieczenie i ciągłość życia realizowanego przez procesy metabolizmu i rozród. Biologowie i geologowie uważają , że życie powstało z materii nieorganicznej w bardzo odległych czasach.

Rozdział 1 Ekologia wód naturalnych

1.3.3. Przybrzeżne wody morskie.

Przybrzeżne wody mórz i oceanów są bardzo zróżnicowane. Występują tu różne typy organizmów pod względem przystosowań do życia morskiego. Następuje ścieranie wpływów morskich, lądowych, a nawet kosmicznych poprzez działające tu wpływy i promienie słoneczne prześwietlające wodę. Warunki świetlne decydują o roli wód przybrzeżnych- o zasobach pokarmowych. Obfitość pokarmu wywołana jest dopływem rzek śródlądowych, które zasilają wody przybrzeżne. Przemawia to za tym, że życie powstało w środowisku morskim w strefie przybrzeżnej. Stąd ze strefy przybrzeżnej dotarło do otwartych wód pelagicznych, ale można przypuszczać że wyszło na zewnątrz i przeniknęło do wód słodkich.

Najbardziej znamienne piękno życia strefy przybrzeżnej stanowi bentos roślinny i zwierzęcy i tu szczególne znaczenie mają warunki naświetlenia.

Można wyróżnić cztery pasma pionowe, z których trzy pierwsze stanowią litoral (tzw. eulitoral). Czwarte pasmo sublitoral sięgające aż po krańce szelfu przeciętnie do 200m głębokości.

Pasmo oprysku, eulitoral górny, graniczy z lądem, przebiega ponad linią najwyższego przepływu, mieszka tu mieszany zespół życia - morski i lądowy. Osiedliły się : osiadłe pąkle, ukwiały, ślimaki pobrzeżki, które bardzo silnie przytwierdzone są do skał. Są tu również gatunki krabów, wijów, skorupiaków i owadów.

Pasmo pływów ( eulitoral średni) obejmuje dno eulitoralu właściwego; podczas przypływu pozostaje pod wodą, a przy odpływie wynurza się z wody.

Pasmo eulitoralu podwodnego albo dolnego, charakteryzuje się występowaniem glonów osiadłych brunatnic i krasnorostów; w zasadzie wynurza się ono z wody podczas syzygijnych oraz największych sezonowych pływów. Można tu spotkać laminarie albo listownice- brunatnice około 4 m. przytwierdzone do skał tworząc zespoły „lasów” podmorskich (30-40 m głębokości ). Są tu zwierzęta

Rozdział 1 Ekologia wód naturalnych

pełzające, pływające i ostrogi. Krasnorosty i ślimaki o grubych muszlach żyją poniżej lasów laminatowych.

Pasmo sublitoralu, sięga w głąb do 200 m, pozbawione częściowo lub całkowicie roślin osiadłych. Dno ma żyzne, obfitujące w organiczne szczątki skorup i muszek wymieszanych z dnem piaszczystym lub mulistym. Można spotkać ramienionogi i koralowce.

Bardzo ważnym czynnikiem, decydującym o zróżnicowaniu życia w strefie przybrzeżnej jest fizyczna, niezależna od wielkości natura dna. W zależności od tego czy jest ono skaliste, czy twarde, czy miękkie piaszczyste lub muliste czy porosłe glonami, znajdujemy w nim różne organizmy zwierzęce i roślinne. Są to organizmy bentosu.

W wodach przybrzeżnych mórz gorących międzyzwrotnikowych występują namorzyny i rafy koralowe. ( K. Demel ;1975; str. 64)

Namorzyny (zarośla mangarowe) .

W strefach gorących międzyzwrotnikowych i podzwrotnikowych życie przybrzeżne jest bardziej urozmaicone kolorystycznie. Wyróżnia się dwie formacje, a mianowicie zarośla mangrowe i rafy koralowe, typowe dla twardego podłoża.

Zarośla namorzyn są formacją roślinną utworzoną z drzew słonoroślowych. Układają się w określone skupienia nadbrzeżne, uzależnione od naporu fal, wysokości przepływu i panujących warunków ekologicznych. Osiągają wysokość 10-20 m. Są szczególnie przystosowane do naporu fal. W czasie przypływu tylko konary znajdują się nad wodą, a po odpływie widoczne są szczudłowe korzenie. Po ustąpieniu wód muł gromadzi się na korzeniach namorzyn, same korzenie, gałęzie i konary drzew w lesie mangrowym stanowią szczególnie niezdrowy klimat tropikalny. Wszystko to razem z bytującymi zwierzętami, tworzy swoisty zespół, biocenozy wysokiego rzędu, którą charakteryzują, tutaj tylko występujące warunki. Namorzyny mogą występować

Rozdział 1 Ekologia wód naturalnych

w formacjach przerywanych, mogą być przerzedzone i tworzyć zarośla na przestrzeniach piaszczystych, albo piaszczysto- mulistych.

Występuje populacja krabów z rodzaju lica. podczas dopływu morza polują na zdobycz małe rybki. Kraby maja lochy w których kryją się przed niebezpieczeństwem (przystosowane do życia wodno-lądowego). W zaroślach można spotkać czyściciele i drapieżniki.

W ogólnej gospodarce morza zarośla namorzyn odgrywają znaczną rolę, będąc pionierami życia lądowego na nizinach , bagnistych terenach morskich. Wyrównują niszczycielską działalność morza. (K. Demel; 1975; str. 81)

Rafy koralowe

Najbogatszymi i najbardziej zróżnicowanymi ekosystemami bentosu litoralnego, rozwiniętymi w czystych wodach ciepłych mórz( powyżej 18⁰ ) są rafy koralowe.

Rafy koralowe są miejscem występowania wielu tysięcy różnych gatunków koralowców.

W zależności od kształtu i sposobu powstawania wyróżnia się podstawowe trzy typy raf koralowych:

• atole: zwane często wyspami koralowymi .Tworzą półokrąg lub nieregularny pierścień otaczający położoną w środku płytką lagunę. Mogą one formować się z dala od lądu. Powstanie atolu wiąże się z szybkim przyrastaniem rafy koralowej, najczęściej wokół wyspy wulkanicznej, która zanurza się pod powierzchnię wody;

• rafy barierowe-leżące dalej od stałego lądu i oddzielone od niego pasmem wód;

• rafy przybrzeżne- występują w niewielkiej odległości od brzegu;

(J.Wójcik; 2002; str.278)

Rozdział 1 Ekologia wód naturalnych

Ryunek 10. Tworzenie się atolu

Źródło: J.Wójcik; 2002; str.279

Wzrost i rozwój koralowców zależy od światła słonecznego i wysokiej temperatury wody, dlatego zwierzęta te występują jedynie w przejrzystych, płytkich wodach strefy tropikalnej. Chociaż wyglądem przypominają rośliny lub skały, są one formami zwierzęcymi- koloniami zwierząt. Kolonie te są złożone z pojedynczych, niewielkich osobników tzw. polipów. Ich kolonia jest rozgałęziona, wytwarzają wokół siebie wapienne otoczki, które są szkieletem zewnętrznym dla żywych osobników. Puste szkielety obumarłych polipów stanowią rusztowanie, na którym wspierają się polipy młodociane. Korale są formami drapieżnymi- w ich ramionach znajdują się kłujące komórki parzydełkowe, którymi obezwładniają ofiarę. Żywią się głównie planktonem zwierzęcym oraz mniejszymi rybkami, które wychwytują za pomocą lepkich czułków, ale korzystają także z dodatkowego źródła pokarmu. W tkance ich ciała żyją glony, które nie mogą istnieć bez światła, więc rafy koralowe powstają w wodach do głębokości 20-30 m. Glony fotosyntezują w świetle słonecznym, a część ich produktów odżywczych przenika do korala, wspomagając jego wzrost. W zamian korale dają glonom osłonę, a także oddają dwutlenek węgla i związki azotu, które glony wykorzystują do własnego wzrostu.(M. Scott;1997;str.114)

Korale są też pokarmem dla niektórych ryb. Żywią się nimi papugoryby, chetoniki, rogatnice, garbik błękitny, talasomy, rozdymki i kostery. Wśród raf koralowych bytują też rybki czyściciele. Jest ich około 50 różnych gatunków. Jedną z najbardziej zauważalnych cech raf koralowych jest wielkie bogactwo

kolorów: są jaskrawożółte i czerwone, chociaż niektóre z nich bywają zielone

Rozdział 1 Ekologia wód naturalnych

lub szarożółte. Gdy woda jest zbyt gorąca, blakną i przybierają białą

barwę. Jaskrawo ubarwione bywają także często ryby. Czasem barwy te pomagają rybom idealnie wpasować się w otoczenie i zamaskować obecność, jednak o wiele częściej kolory te działają jak sygnały ostrzegawcze.

W ciągu dnia korale zwijają swe ramiona, gdyż plankton- ich główne źródło pokarmu- znajduje się głębiej chroniąc się jednocześnie w ten sposób przed gorącym słońcem. Rafa jest pełna ryb, które często pływają w ławicach i żywią się roślinami oraz niewielkimi organizmami. Jednakże w nocy plankton unosi się ku powierzchni , gdzie korzysta z dobrze naświetlonej wody. Wtedy korale otwierają swe ramiona, aby się pożywić. Otwarte korale przyciągają wiele nocnych zwierząt. Są nimi głównie jeżowce i morskie ślimaki, które żywią się koralami i nie są wrażliwe na ich parzące czułki.

Największa na świecie jest Wielka Rafa Koralowa ciągnąca się wzdłuż północnowschodnich wybrzeży Australii na długość około 2000 km.

Rozdział 1 Ekologia wód naturalnych

1.4. Organizmy morza i oceanu w świetle ekologii.

1.4.1. Świat zwierząt.

Morze jest środowiskiem świata zwierząt. Na 200 tys. gatunków żyjących zwierząt, to ¾ (150 tyś żyje w morzach). W morzach żyją przedstawiciele wszystkich typów zwierząt. Są tam pierwotne typy mniej zaawansowane w ewolucji, ponieważ w wodzie mają łatwiejsze warunki życiowe, jak w środowisku.

Na dnie morza żyją :gąbki, jamochłony osiadłe, skorupiaki, ( równonogi, pąkle, obunogi, dziesięcionogi ) mięczaki(ślimaki i małże), szarłupnie i pewne gatunki ryb.

W toni wodnej największą rolę odgrywają z pierwotniaków otwornice i promienice, z tkankowców jamochłony pelagiczne(meduzy i rurkopławy), skorupiaki widłonogi, ślimaki, skrzydłonogi, ryby i ssaki morskie.

Rozdział 1 Ekologia wód naturalnych

W historii zoologii świat zwierzęcy odegrał ważną rolę. W czasie badań w zoologicznych stacjach morskich-instytutach, poznano dziesiątki tysięcy gatunków o najrozmaitszych sposobach życia , rozrodzie, wędrówkach- interesującej ekologii nieznanej na lądach, ani w wodach śródlądowych. Na przełomie wieków XIX i XX trwały intensywne badania spowodowane ogłoszeniem teorii ewolucji na zwierzętach morskich i ustalono pokrewieństwo filogenetyczne kręgowców, nawiązując do stosunków blisko spokrewnionymi z osłonicami i bezczaszkowcami. Na jeżowcach, zbadano wielkiej wagi zjawiska, jak zapłodnienie koralowców i genezę raf koralowych ściśle powiązano geologię z zoologią morską itp.(K. Demel ;1975; str.50)

Zoologia dzięki światu zwierząt szybko się rozwinęła. Obecnie na pierwszy plan wysunęła się produkcyjność morza, rybołówstwo morskie i zasoby bezkręgowców morza, co potwierdza dostosowanie ekologii do potrzeb człowieka.

Ryby- większość z nich to drapieżniki, dzielą się na dwie wielkie grupy:

• ryby kostne- charakteryzują się szkieletem z tkanki kostnej(ponad 20 tysięcy gatunków. Ryba ta posiada pęcherz pławny wypełniony powietrzem, dzięki czemu morze unosić się w wodzie nawet wtedy, kiedy się nie porusza. Niektóre potrafią nawet poruszać się do tyłu.

• ryby chrzęstne (600 gatunków m. in. rekiny i płaszczki). Nie mają dużej wyporności, ponieważ ich wątroba wypełniona jest tłuszczem. Nie potrafią też pływać do tyłu, aby uchronić się od opadania na dno muszą stale posuwać się do przodu.

Ryby występują na wszystkich głębokościach i zasiedlają niemal wszystkie nisze ekologiczne. Można je podzielić na te, które występują na małych głębokościach i na te, które zamieszkują duże głębokości. Ciekawe jest to, że poszczególne stadia rozwojowe danego gatunku można spotkać na różnych głębokościach. Pierwsze stadia rozwojowe ryb wchodzą zazwyczaj w skład planktonu, dorosłe osobniki żyją zwykle znacznie głębiej. W ciepłych

Rozdział 1 Ekologia wód naturalnych

wodach szerokości zwrotnikowych i równikowych spotyka się znacznie więcej gatunków ryb niż w szerokościach umiarkowanych i polarnych, w których poszczególne gatunki są za to liczniejsze.

Śledzie, sardynki i saradele spotyka się w strefie pelagicznej, gdzie żerują. Makrele cześć czasu spędzają w wodach przypowierzchniowych, resztę na większych głębokościach. Wiele ryb pelagicznych żywi się organizmami żerującymi na planktonie. Należą do nich barrakudy, pelamidy i tuńczyki. Ryby te spędzają lato w wodach szerokości umiarkowanych, a na zimę przenoszą się do ciepłych wód tropików. Do ryb wód umiarkowanych zamieszkujących przy dnie płytkich wód szelfu kontynentalnego należą halibut, płastuga, sola i turbot. Gatunki te żywią się bezkręgowcami, takimi jak małże. Inne ryby płytkich mórz to dorsz, łupacz, wątłusz i witlinek.

Większość rekinów, przedstawicieli ryb chrzęstnych, zasiedla wody przypowierzchniowe, gdzie polują na inne ryby lub kałamarnice.

Do gadów morskich zaliczamy m. in. żółwie morskie. Większość czasu spędzają one w morzu, ale na czas składania jaj samice wychodzą na brzeg i podążają w głąb upatrzonych plaż- gdzie składają jaja i zagrzebują je w piasku. Największym gatunkiem żółwi morskich jest żółw skórzasty (2m).

Spośród krokodyli tylko jeden gatunek -krokodyl słonowodny-spędza część życia w morzu. Zamieszkuje on ujścia rzek i dlatego spotkać go można zarówno w morzu jak i w rzekach. Jaja składa jednak na lądzie jak inne krokodyle.

Istnieje również kilka gatunków węży morskich, które zamieszkują Ocean Indyjski i Pacyfik. Są doskonałymi pływakami, potrafią pływać w pełnym zanurzeniu nawet osiem godzin. Mogą być bardzo niebezpieczne. Jad niektórych gatunków jest silniejszy niż jad kobry.

Do największych ssaków morskich należą wieloryby, delfiny i morświny , z zewnątrz przypominają ryby. Jest to pierwsza grupa ssaków morskich, do której należą także walenie. Dzielą się na zębowce i fiszbinowce.

Rozdział 1 Ekologia wód naturalnych

• Fiszbinowce to największe gatunki wielorybów, takie jak płetwal błękitny, wieloryby gładkoskórne, humbak, wieloryb szary, biskajski i grenlandzki. Wszystkie fiszbinowce żywią się krylem (drobnymi skorupiakami).

• Walenie zębowe podzielono na dziesięć rodzin, w których zgrupowano 60 gatunków, m. in. delfiny, morświny i orki.

Większość zębowców przemierza ogromne przestrzenie mórz i oceanów w stadach, porozumiewając się za pomocą charakterystycznych dźwięków- tzw. echolokacji.

Drugą grupę ssaków morskich tworzą foki, lwy morskie i morsy. Jest ich 32 gatunki i zamieszkują one wszystkie morza i oceany świata. Słonie morskie to najwięksi przedstawiciele tej grupy. Niektóre samce osiągają sześć metrów długości i ważą ponad 3,5 tony.

Trzecia ogromna grupa ssaków morskich to syreny. Są to zwierzęta roślinożerne, żyjące wzdłuż wybrzeży i w ujściach rzek. Nigdy nie wychodzą na ląd. Do rzędu syren należą manaty, diugoń oraz krowy morskie.

Czwarta grupa ssaków to wydry morskie. Żywią się mięczakami i jeżowcami. Większość występuje u wybrzeży Alaski.

1.4.2. Roślinność morza

Osiadła roślinność morza jest przytwierdzona do dna i jest mniej urozmaicona niż lądowa. Roślinność w morzu jest podstawowym produktem materii organicznej, odżywia cały świat morza. Jednak wśród 300 tyś. poznanych gatunków na globie w morzu żyje tylko kilkadziesiąt tysięcy. Są to przeważnie glony morskie o prymitywnej budowie i rośliny kwiatowe, przeważnie z grupy jednoliściennych. Glony czerpią pokarm z wody drogą osmozy całą powierzchnią, oraz niezbędną wodę i dwutlenek węgla: z substancji tych przy użyciu absorbowanej energii promienistej, po uprzedniej fotolizie wody na H

Rozdział 1 Ekologia wód naturalnych

i OH, tworzą węglowodany, a następnie z rozpuszczonych soli (głównie azotanów i fosforanów) syntezują właściwie sobie białka.

Znajdują odżywkę w rozcieńczonych roztworach wodnych. Ciało mają dostosowane do utrzymania się w gęstym i bardzo burzliwym środowisku morskim. Przyczepiają się do podłożą za pomocą przylgi lub chwytnika, a nie korzenia jaki ma roślina wodna. Glony tworzą charakterystyczne barwne grupy w zależności od miejsca czyli warunków w jakich przypadło im żyć.

(K. Demel;1975;str. 53)

Wyróżniamy trzy duże grupy glonów:

Zielenice (znana enteromorfa, gałęzatka, morska sałata) występuje w wodach najpłytszych, prześwietlonych. Zielenice mają duże wymagania, występują nie tylko w wodach płytkich, ale często tworzą zielone obramowanie dna twardego przy samej powierzchni.

Brunatnice. Są reprezentowane przez najokazalsze glony morskie. Tworzą „lasy” podmorskie. Są dostosowane do uderzeń fal.

Krasnorosty- wytwarzają czerwony barwnik fikoerytrynę, umożliwiającą chlorofilowi fotosyntezę w środowisku bardzo mroźnym, nawet od kilkunastu do kilkudziesięciu, a nawet do stu kilkudziesięciu metrów w wyjątkowo przeźroczystych wodach, jak np. w Morzu Śródziemnym. (K. Demel; 1975;str54)

Niektóre rośliny kwiatowe tworzą „łąki podwodne” na dnach niegłębokich, do kilkunastu metrów, często przy rejonach ujściowych. W przeciwieństwie do niektórych glonów żyją na dnach piaszczysto- mulistych. Pokarm z podłoża czerpią za pomocą odchodzących od kłączy cienkich włośników. Wiążą się z dnem miękkim wód przybrzeżnych. W związku z przystosowaniem do życia w wodzie potrafią rozpuszczać sole całą powierzchnią swych zielonych liści.

Roślinność morska staje się pokarmem w stanie świeżym nielicznych

Rozdział 1 Ekologia wód naturalnych

organizmów zwierzęcych. Przeważnie staje się pożywieniem, gdy znajduje się w stanie rozkładu. Roślinność ta stanowi 2% roślinności dna.

1.4.3. Ekologiczny podział organizmów morskich.

Podział organizmów na zwierzęta i rośliny powszechnie jest stosowany do organizmów lądowych, chociaż ma zastosowanie do organizmów morskich. Od tego podziału rozpoczęłam omawiać życie w morzu. Oparty o kryteria fizjologiczne, a szczególnie o fotosyntetyczną funkcję, którą się odznaczają zwierzęta, nie daje należytego obrazu środowiska, w którym żyją, do toni wodnej i dna: toteż podział systematyczny musi być uzupełniony klasyfikacją ekologiczną.

Środowisko morskie jest gęstsze od powietrza około800 razy, więc stawia organizmom żyjącym na dnie i w toni wodnej inne warunki niż na lądzie. Organizmy cięższe od wody, potrzebują oparcia o dno, o podłoże -tworzą bentos. Organizmy pelagiczne które analogicznie do bentosu można nazwać pelagonem żyją w środowisku płynnym, bez oparcia o stałe podłoże

( K. Demel; 1975; str.58)

Podział szczegółowy organizmów bentosu wyróżnia:

organizmy ruchliwe i osiadłe, dlatego, że w morzu mamy nie tylko roślinność osiadłą, ale i zwierzęta, które znajdują na miejscu pokarm i prowadzą tryb życia osiadły( gąbki, żachwy i inne).Ruchliwe formy w różny sposób się poruszają:

- robaki i ślimaki pełzają, kraby chodzą, małże, przegrzebki skaczą raptownymi ruchami odrzutowymi, flądry leżą na dnie, choć nie zatraciły pływania- tworzą swoisty typ nektobentos, - typ leżąco- pływający . Bentos ruchliwy porusza się po dnie w celu zdobycia pokarmu, w poszukiwaniu partnera płci przeciwnej, ucieczce przed wrogiem i niekorzystnymi warunkami fizycznymi. W przeciwieństwie do form powierzchniowych, bytujących przeważnie na dnach twardych, skalistych i czerpiących pokarm z wody liczne robaki,

Rozdział 1 Ekologia wód naturalnych

pierścienice, strzykwy, małże ryją w podłożu miękkim: tworzą one faunę denną wewnętrzną, zasadniczo różną od poprzedniej, nazwanej epifauną, żyjącą na twardym podłożu.

Inny świat tworzą organizmy całkowicie, lub częściowo uzależnione od dna. Są lekkie jak woda, w które pływają: poruszają się przy użyciu narządów ruchu, lub unoszą się w toni wodnej.

Plankton morski roślinny tworzą bardzo drobne organizmy oraz zależny od tegoż- plankton zwierzęcy. Mikroplankton przy samej powierzchni morza (meduzy, rurkopławy) tworzy tzw. pleuston, zespół częściowo spotykający się ze środowiskiem atmosferycznym.

Nekton- tworzy odrębną grupę organizmów pelagicznych:

ryby, ssaki morskie i żółwie, większe skorupiaki, które często wędrują w celach odżywczych, rozrodczych, sezonowych.

Rozdział 2 Zanieczyszczenia i ochrona wód.

Rozdział 2 Zanieczyszczenia i ochrona wód.

2.1. Obieg wody w przyrodzie.

Hydrosfera jest to wodna powłoka Ziemi, przenikająca skorupę ziemską i atmosferę. Hydrosfera obejmuje całość wód powierzchniowych (łącznie z lodowcami) i podziemnych oraz wodę zawartą w atmosferze. Hydrosfera stanowi jedną z czterech geosfer i zajmuje 2/3 powierzchni globu. Trudno wyznaczyć granic e pomiędzy hydrosferą a pozostałymi geosferami, ponieważ woda jest elementem każdej z nich.

Życie na Ziemi trwa od kilku milionów lat dzięki współdziałaniu kilku obiegów występujących w przyrodzie. Najbardziej skomplikowany to cykl hydrologiczny. Obieg wody łączy kilka procesów, tj.: parowania, transportu pary wodnej, kondensacji, opadów, spływu powierzchniowego. Elementy te są ze sobą powiązane, są przechodzeniem jednego stanu skupienia w drugi (woda stanowi trzy skupienia: stały, ciekły, gazowy).

Krążenie wody w przyrodzie odznacza się zmiennością warunków, długością drogi i trwania w czasie.

Istnieje w przyrodzie mały i duży obieg wody. Mały o znaczeniu bardziej lokalnym, a duży występuje w warunkach globalnych. W pierwszym spadający deszcz szybko paruje, skrapla się i spada na drugi dzień. Jednak kiedy masy atmosferyczne są bardziej ruchliwe mniej wody bierze udział w szybkiej wymianie wody i mały obieg wody przechodzi w duży. W tym wypadku woda skrapla się w dużej odległości od miejsca wyparowania. Powstaje układ interakcyjny ocean- kontynent, a czas obiegu może trwać kilka lat.

( G. Dobrzański; 1997; str. 94)

Można powiedzieć w inny sposób, dzięki temu, że woda występuje w trzech

Rozdział 2 Zanieczyszczenia i ochrona wód.

stanach skupienia podlega stałemu krążeniu. Większość wody jest zgromadzona w oceanach i morzach. Lądy mają wodę z opadów, która częściowo wyparowuje, a częściowo w wyniku spływu dostaje się do ścieków wodnych, które wsiąkają w grunt zasilając wody gruntowe, a część płynie do mórz i oceanów. Parowanie wody (ewapotrauspiracja) przebiega z powierzchni wód, gleby, z żywych organizmów- szczególnie roślin w ten sposób woda wraca do atmosfery i zamyka cykl wód naturalnych z uwagi na zasolenie i wielkość zbiorników.(E.Pyłka-Gutowska;1996;str.112) Rysunek 11. Schemat krążenia wody w przyrodzie- cykl hydrologiczny

Żródło:E. Pyłka-Gutowska; str113

2.2. Zasoby wodne i ich użytkowanie.

Zasoby wodne kuli ziemskiej szacuje się na 2x 10¹⁸ m³. Jednak 32-38% stanowią wody zasolone(morza, oceany, jeziora słone, wody podskórne słone, które mają duże znaczenie ekologiczne i są wykorzystywane w procesach ekologicznych, ale są nieprzydatne w gospodarce człowieka. Naturalne zasoby wód słodkich- rzeki, jeziora, wody podziemne, wody lodowców, wody opadowe mają znaczenie podstawowe w życiu i gospodarce człowieka. Stanowią jednak

tylko ułamek procenta zasobów planety. Do tej pory niewykorzystane są wody

Rozdział 2 Zanieczyszczenia i ochrona wód.

zretencjonowane w lodowcach i wiecznych śniegach, które stanowią

podstawowy rezerwat wody słodkiej.

Granicę zasobów wodnych potrzebnych w gospodarce człowieka wyznacza całoroczny odpływ ze wszystkich rzek i strumieni świata, którego wielkość szacuje się na około 40000 km³. Znaczna cześć odpływu ma charakter sezonowy, dlatego nie można wykorzystać całego potencjału istniejących zasobów. W wyniku powodzi i wylewów do mórz i oceanów wraca z powrotem 28000 km³. Pozostaje więc do zagospodarowania 12000 km³ wody, z czego realnie dostępnych jest tylko 7000 km³, ponieważ niektóre rzeki płyną przez tereny bezludne i trudno dostępne. Ludzie wykorzystują 3500 km³ wody w ciągu roku .(G. Dobrzański; 1997; str.95)

Zasoby wodne na naszej planecie wystarczyłyby na zaspokojenie potrzeb całej ziemskiej populacji, jednak ich nierównomierne rozmieszczenie sprawia, że w wielu krajach zapotrzebowanie na wodę stanowi ogromny problem. Człowiek pozbawiony jedzenia może przeżyć ponad miesiąc, bez wody tylko kilka dni.

Wodę wykorzystuje się na dwa sposoby. Pierwszy, kiedy wodę czerpie się ze zbiorników naturalnych. Do drugiego należą: transport wodny, rekreacja i elektrownie wodne. (G. Dobrzański; 1997; str.96)

Wobec wzrastającego zapotrzebowania na wodę, przy jednoczesnym wyczerpywaniu zasobów wód podziemnych, instytucje odpowiedzialne za gospodarkę wodną zostały zmuszone do opracowania jej zasobów. Jednym z nich jest modyfikacja naturalnego obiegu wody. Naturalna cyrkulacja przebiega od oceanu do atmosfery, z atmosfery do rzek i z rzek z powrotem do morza.

Hydrolodzy doszli do wniosku, że można ten obieg spowolnić, budując sztuczne zapory wodne, tworząc tym samym ogromne rezerwaty wody w powstałych

powyżej nich zbiornikach. Sztuczne zbiorniki wodne, zwane też jeziorami

Rozdział 2 Zanieczyszczenia i ochrona wód.

retencyjnymi stanowią też jeden z istotnych elementów zabezpieczenia

przeciwpowodziowego. W przypadku zwiększonych opadów, potrafią one zatrzymać nadmiar wody, zabezpieczając niżej położone tereny przed zalaniem. Zbiorniki retencyjne są też wykorzystywane do celów rekreacyjnych, a woda spiętrzona zostaje wykorzystana do produkcji prądu w elektrowniach wodnych.

Wodę można też poddawać procesowi powtórnego uzdatniania. Na przykład w niektórych zakładach przemysłowych woda po użyciu wędruje do zakładowej oczyszczalni, po czym powtórnie wykorzystuje się ją w procesie produkcji (recykling).

Zapotrzebowanie na wodę można też zmniejszyć poprzez zmniejszenie ilości wody marnowanej w gospodarstwach domowych. Wielu ludzi wciąż jest przekonanych, że zasoby wodne są niewyczerpywalne i w związku z tym zużywają tej wody więcej niż potrzeba.

Aby zapewnić sobie wystarczającą ilość słodkiej wody, niektóre bogate kraje arabskie stworzyły specjalne stacje uzdatniania, tj. odsalania wody morskiej. Metoda ta jest bardzo kosztowna, dlatego stosuje się ją tam, gdzie zasoby słodkiej wody w żaden sposób, przy najoszczędniejszym gospodarowaniu, nie są w stanie zaspokoić potrzeb społeczeństwa. Innym sposobem zaopatrzenia w wodę suchych regionów jest transport rurociągami. Również ta metoda jest niezwykle kosztowna stosuje się ją tam, gdzie żaden inny sposób, nawet odsalanie nie wchodzi w rachubę.

Skażenie środowiska i ocieplenie klimatu może mieć w przyszłości katostrofalny wpływ na ziemskie zasoby wody. Bez wątpienia już teraz musimy zadbać o to by przyszłym pokoleniom nigdy nie zabrakło czystej wody.

Rozdział 2 Zanieczyszczenia i ochrona wód.

2.3. Rodzaje i źródła zanieczyszczeń wód.

Przez zanieczyszczenie wód rozumiemy niekorzystne zmiany właściwości fizycznych, chemicznych i bakteriologicznych wody spowodowanych wprowadzeniem w nadmiarze substancji nieorganicznych( stałych, płynnych, gazowych), organicznych, radioaktywnych, lub ciepła, które ogranicza lub uniemożliwia użycie wody do picia i celów gospodarczych.

(E. Pyłka-Gutowska; 1996;str 116)

Zanieczyszczenia mogą być naturalne (np. zasolone, zanieczyszczenie humusem, związkami żelaza), sztuczne (opady lotne, ciekłe i stałe, środki chemizacji rolnictwa, odpady hodowlane- obornik, gnojowica), ropogenne, odpady z wysypisk śmieci.

Zanieczyszczenia sztuczne dzielimy na biologiczne i chemiczne.

Zanieczyszczenia biologiczne- powstały na skutek obecności drobnoustrojów (np. bakterii, glonów, wirusów, pierwotniaków, grzybów).

Zanieczyszczenia chemiczne- odnoszą się do zmian składu chemicznego i odczynu (plt). Są to :oleje, smary, benzyna, ropa i jej składniki, detergenty, chemiczne środki ochrony roślin (pestycydy), nawozy ( głównie związki azotu i fosforu), węglowodory aromatyczne ( benzo(a)piren), sole metali ciężkich, silne kwasy, zasady, fenole, kurczole.

Do najgroźniejszych środków zanieczyszczeń zaliczamy: detergenty, węglowodory aromatyczne i ich pochodne, pestycydy, fenole, fosforany i azotany, metale ciężkie, substancje radioaktywne. Najbardziej szkodliwe są związki chemiczne nie ulegające biologicznemu rozkładowi i utrzymują się w środowisku wodnym. (E. Pyłka-Gutowska; 1996;str. 117)

Detergenty- syntetyczne substancje czyszczące, zawierają składnik organiczny, który osłabia siłę wiążącą brudu z podłożem. Stanowią główny składnik środków piorących, myjących , zwilżających. Są stosowane w gospodarstwach

Rozdział 2 Zanieczyszczenia i ochrona wód.

domowych i w przemyśle, np. tekstylnym, papierniczym, gumowym, farbiarskim, szklarskim, w budownictwie. Detergenty są bardzo trwałe i nie ulegają biodegradacji (rozkładowi) pod wpływem organizmów żyjących w wodzie. Zanieczyszczenie detergentami wzrasta i wpływa hamująco na procesy samoczyszczenia się wody. Detergenty działają na organizmy żywe toksycznie. Normy międzynarodowe nie przewidują, aby woda do picia zawierała detergenty, polska norma dopuszcza zawartość 0,2 mg/dm³.

Pestycydy przeważnie polichlorowęglowodorowe (np. DDT) długo rozpadają się, łatwo kumulują się w środowisku i łatwo wchodzą w szeregi troficzne. Do zbiorników wodnych dostają się w wyniku spłukiwania z roślin opylonych do gleby, a potem płyną ze ściekami do wody. Powodują pogorszenie wód podziemnych, działają toksycznie. Usuwanie pestycydów z wody jest trudne w procesie uzdatniania wody do picia. Normy światowe WHO nie dopuszczają zawartości DDT w wodzie do picia, polska norma dopuszcza 0,03 mg/dm³.

Węglowodory aromatyczne (np. benzo(a)piren) dostaje się do wód ze związkami gazowymi, koksowymi i rozpuszczalnikami: są słabo rozpuszczalne w wodzie, kumulują się w osadach dennych i tkance tłuszczowej zwierząt wodnych ( mięczaków, ryb), trudno ulegają biodegradacji , są rakotwórcze, woda do picia nie powinna zawierać tych węglowodorów.

Fenole (hydroksybenezy) to związki aromatyczne. Dostają się do wód ze ściekami komunalnymi oraz przemysłowymi. Pochodzą z przeróbki paliw (syntezy organicznej, produkcji tworzyw sztucznych). W wodzie powstają z rozkładu z obumarłych organizmów. W wodzie ulegają biodegradacji. Woda zanieczyszczona fenolami ma odrażający smak, ryby żyjące w tych wodach nie nadają się do spożycia. Zgodnie z WHO wody nie mogą zawierać fenoli, polskie normy dopuszczają 0,02 mg/dm3.

Metale ciężkie(np. Pb, Hg, Cr, Cd ) dostają się do wód ze ściekami z pól, (gdzie są stosowane nawozy sztuczne) ,ze ściekami przemysłowymi, i hałd hutniczych.

Rozdział 2 Zanieczyszczenia i ochrona wód.

Wchodzą w szeregi troficzne, kumulują się w osadach dennych. Zanieczyszczenie tego rodzaju nie powoduje zachwiania równowagi biologicznej. Metale ciężkie są toksyczne dla organizmów wodnych i ludzi, jeżeli spożywają zanieczyszczoną wodę, która może powodować uszkodzenie nerek, rdzenia kręgowego.

Radioizotopy- zródłem radioizotopów są wybuch bomb atomowych, wodorowych, reaktory jądrowe, instytucje posługujące się substancjami promieniotwórczymi, laboratoria, kopalnie i tysiące zakładów. Zakłady te odprowadzają ścieki radioaktywne, a szczególnie te zakłady które przygotowywuja paliwa ze wzbogaconego uranu. Bardzo duże niebezpieczeństwo pochodzi od radu Ra²²⁶, uranu U²³² i U²³⁰, plutonu Pu²³⁹ i Pu²⁴², a szczególnie cezu Cs ¹³⁷ i strontu Sr⁹⁰. Norma dopuszczalnych stężeń w wodzie wynosi Ra ²²⁶-11mBg/dm³ oraz dla Sr⁹⁰-370mBg/dm³.

2.4. Główne źródła zanieczyszczeń wód-ścieki.

Podstawowym źródłem zanieczyszczeń wód w Polsce są ścieki:

• odprowadzane ścieki komunalne ( z miast i wsi) i przemysłowe (poprodukcyjne);

• odprowadzane wody pochłodnicze z przemysłu i energetyki;

• odprowadzane wody kopalniane;

• spływy z terenów przemysłowych i ze składowisk odpadów komunalnych i przemysłowych,

• spływy z powierzchni terenów użytkowanych rolniczo;

• zrzuty ze źródeł lokalnych(bez kanalizy);

• ścieki opadowe; (J. Skrzypski ;1999 ;str34)

Rozwój gospodarczy i wzrost ludności spowodował, że wrosła ilość ścieków bytowo gospodarczych i przemysłowych. Ścieki spływające z różnych źródeł

Rozdział 2 Zanieczyszczenia i ochrona wód.

i zanieczyszczenia maja swoją specyfikę, mogą powodować różne zagrożenie w poszczególnych częściach hydrosfery. Z tego względu często w miastach ścieki nie są podłączone do kanalizy ogólnospływowej, a do kanalizy z systemem kanalizy rozdzielczej, z odrębnym doprowadzeniem ścieków komunalnych, przemysłowych i opadowych.

Ścieki z miast (bytowo-gospodarcze) pochodzą z otoczenia człowieka, łazienek, kuchni i pralni. Zagrożenie ze strony tych ścieków wzrasta, ponieważ wzrasta w nich ilość substancji chemicznych (detergentów). Przyjmuje się, że dzienne zużycie wody na poziomie 200 dm³/osobę w obliczeniach wielkości oczyszczalni ścieków komunalnych wtedy ilość zanieczyszczeń zawarta w ściekach nie powinna przekraczać 900j/m³ a udział związków mineralnych byłby równy udziałowi związków organicznych.

Jeżeli ścieki z opadów atmosferycznych, które spływają po ulicach, odprowadzane są kanałami burzowymi, to łączą się w oczyszczalniach zbiorczych ze ściekami komunalnymi i przemysłowymi. Skład ścieków wiejskich jest ustabilizowany.

Ścieki przemysłowe. Są zróżnicowane, zależą od rodzaju zakładu i jego produkcji. Jeżeli są silne, to stosowane są indywidualnie dobrane metody. Największe zagrożenie niosą ścieki z produkcji papieru, celulozy, produktów chemicznych (farmaceutycznych, barwników, kwasu siarkowego, włókien syntetycznych, tworzyw sztucznych). Do tych ścieków zalicza się dopływy z dużych ferm hodowlanych bydła i trzody chlewnej. Najczęściej spotykanymi składnikami ścieków przemysłowych są: różne kwasy, sole, fenole, związki amonowe, metale ciężkie, azoty, rozpuszczalniki, fluorki itp.

Podgrzane wody (wody pochłodnicze). Są traktowane umownie jako czyste. Pochodzą z elektrowni, elektrociepłowni i są rzucane do wód powierzchniowych. Podgrzane wody zakłócają cykl rozwoju biocenoz wodnych. Dyschronizują cykle z rytmem klimatycznym ( pory roku) i powodują

Rozdział 2 Zanieczyszczenia i ochrona wód.

zmniejszenie, rozpuszczanie się tlenu w wodzie. Fakt ten może prowadzić do zaników całych populacji, wybranych gatunków. W Polsce zrzut wody wynosi 8 mld m³ i jest prawie dwa razy większy od krajowego zrzutu całkowitej ilości związków wymagających oczyszczenia. (J. Skrzypski; 1999; str. 35)

Źródłem zasolonych wód kopalnianych są wody dołowe, które mają bardzo wysoki stopień minimalizacji chlorków i siarczków. Zasolenie rzek jest zależne od ilości sztucznych wód kopalnianych. W Polsce największe zrzuty odbywają się na terenie całego Górnego Śląska, czego efektem jest zasolenie wód Wisły. Wody Wisły nie nadają się do bezpośredniego użycia. W przemyśle wody te powodują korozję maszyn, a w rolnictwie zasolenie gleb. Stosowanie wody w kopalniach do hydroselekcji urobku powoduje zmniejszanie jej przydatności do naszej obróbki. Ścieki rolnicze, opady spłukują z obszarów rolniczych dużą część nawozów sztucznych i chemicznych środków ochrony roślin, co powoduje zanieczyszczenie wód powierzchniowych. Najgroźniejsze składniki tych ścieków to: fosfor i azot (substancje pożywkowe ). Prowadzi to bezpośrednio do zanieczyszczeń:stawów, jezior. Zanieczyszczenia powodują złe agrotechniki i nieprawidłowo użyte pestycydy i nawozy sztuczne.

Tereny przemysłowe, składowiska przemysłowe i komunalne.

Tereny przemysłowe są zagrożeniem. Składowiska nie mają systemów izolacyjnych, co umożliwia przesączanie zanieczyszczeń do wód podziemnych i wymywanie substancji przez opady do wód powierzchniowych. Źle prowadzone składowiska zawierają duża ilość substancji wysokotoksycznych.

Zanieczyszczone powietrze atmosferyczne w szybkim tempie, ulega depozycji bezpośrednio do wód powierzchniowych lub na powierzchnię gruntu, skąd cześć wnika do wód gruntowych, a cześć może przenikać do wód powierzchniowych. Najwięcej zanieczyszczeń pochłania powietrze mórz, oceanów i zbiorniki śródlądowe. Najwięcej szkód w hydrosferze powodują depozycje związków siarki i azotu. Proces depozycji zanieczyszczeń może mieć charakter suchy:

Rozdział 2 Zanieczyszczenia i ochrona wód.

(opadanie grawitacyjne i turbulencyjne), albo charakter mokry (wymywanie przez opady atmosferyczne) .(J.Skrzypski; 1999; str. 35)

Duże szkody powodują katastrofy i wypadki oraz wydarzenia nadzwyczajne, w czasie których następuje rozsypanie lub rozlanie substancji toksycznych. Największe szkody, powodują katastrofy środków przemysłowych (rurociągi), transportowe( statki, cysterny) przewożące paliwa ropopochodne. Wylane duże ilości paliw do morza lub rzeki powodują poważne skutki dla biocenoz wodnych i przybrzeżnych.

Formą zanieczyszczeń wód powierzchniowych są powodzie. Fala powodziowa przenosi z powierzchni odpady, surowce, dobytek i inwentaż żywy, drzewa do wód i rzek. Skażenia wód zwiększają błędna lokalizacja na obszarach zalewowych takich obiektów jak: oczyszczalnie ścieków, skladowiska odpadów przemysłowych, wysypiska odpadów komunalnych, magazyny z chemikaliami.

Kwaśne deszcze. to opady atmosferyczne, np. śniegu, deszczu, zawierające m.in.. produkty przemiany tlenków azotu, dwutlenku siarki, tlenków węgla. O powstawaniu kwaśnych opadów w 70% decydują tlenki siarki, a w 30% tlenki azotu. Kwaśne deszcze przyczyniają się do zakwaszania gleby i wód powierzchniowych; wywierają szkodliwy wpływ na szatę roślinną m . in. na lasy. To szkodliwe oddziaływanie ma charakter bezpośredni- uszkadzane są nadziemne części roślin (igły, liście) lub pośredni- w wyniku zanieczyszczenia gleby. Ponadto bezpośrednio niszczą budowle a u człowieka mogą wywołać poparzenia i podrażnienia dróg oddechowych.

2.5. Gospodarka zasobami i stan hydrosfery w Polsce.

Wybrane problemy gospodarowania użytkami hydrosfery opiszę na przykładzie Polski, uwzględniając strukturę zużycia wody,zanieczyszczenia wód jeziornych,

Rozdział 2 Zanieczyszczenia i ochrona wód.

rzecznych, zagrożenia wód podziemnych i wód Bałtyku.

Pobór wody w Polsce wynosi w ostatnich latach około 12 km³ rocznie, z czego 2/3 pobiera przemysł, około 1/5 gospodarka komunalna i około 1/10 rolnictwo i leśnictwo. W większości (75%) pobierane są wody powierzchniowe, a uzupełniająco wody gruntowe. Jednakże w przemyśle oraz w rolnictwie i leśnictwie pobór z wód gruntownych jest bardzo mały, zaś w gospodarce komunalnej wzrasta aż do 55%. Oznacza to, że dla zapotrzebowania ludności w wodę pitną równie duże znaczenie ma czystość wód podziemnych, jak i powierzchniowych ( J. Skrzypski; 1999; str. 40)

Zużycie wody w przemyśle w roku 1996 przedstawiało się następująco:

zakłady elektroenergetyczne i ciepłownicze- 82%, zakłady chemiczne 5%, zakłady przemysłowe(węglowe, metalurgiczne, spożywcze 2 %) Najwięcej wody zużyto na ( Górnym Śląsku, Łodzi, Krakowie). Są to ośrodki przemysłowe i gęsto zaludnione.

Zużycie wody na cele komunalne zależy od zaludnienia, od standardu wyposażenia mieszkań, higieny. Występuje duże zróżnicowanie wody przez mieszkańców miasta. Przeciętnie rocznie na jednego mieszkańca zużywa się około 40 m³. W większości miast wskaźnik wzrasta i wynosi 45-60m³, a w Górnośląskim Okręgu Przemysłowym sięga 90m³. Struktura ilościowa i jakościowa ścieków jest powiązana ze strukturą poboru wody. Po odliczeniu wód pochłodniczych suma ściekowa wymagająca oczyszczenia wynosi około 2,9km³ rocznie, z czego oczyszcza się ok. 79%. Prawie ok. 40% ścieków oczyszczają oczyszczalnie mechaniczne, a 48% przechodzi przez oczyszczalnie biologiczne, 8% przez oczyszczalnie chemiczne. Z puli ścieków około 0,6 km³ nieoczyszczonych, aż za 4/5 odpowiedzialna jest gospodarka komunalna, a za 1/5 przemysł. Około 55% ścieków nieoczyszczonych spływa do dorzecza Wisły, a ok. 40% do dorzecza Odry. Do Bałtyku ścieki dopływają głównie Wisłą i Odrą. Na większych rzekach Polski są tylko krótkie odcinki z wodą I lub II kl.

Rozdział 2 Zanieczyszczenia i ochrona wód.

Mało jest rzek, które mają III klasę czystości. Najdłuższe odcinki mają wodę pozaklasową.( J. Skrzypski ; 1999; str. 40)

W rzekach pod wpływem zmian prędkości, naturalnej turbulencji i napowietrzania- dochodzi do procesów chemicznych, fizycznych i biologicznych, które zmniejszają zanieczyszczenia wód. Ścieki komunalne oczyszczają się w wodach rzecznych pod warunkiem istnienia dodatniego bilansu tlenu w wodzie. Procesy oczyszczania hamują spływające ze ściekami detergenty.

W roku 1995 zbadano 107 jezior, z tej grupy 4 miały wodę I klasy czystości około 32% jezior miało wodę II klasy, a ok. 45 %- III klasy, a 20%-wodę pozaklasową. Jeżeli chodzi o stopień eutrofizacji, to aż 50% wód jest silnie lub hipereutreutowniczych, 6% mezatroficznych, a około 40% eutroficznych ( zanieczyszczenia to ścieki).

Na eutrofizacje jezior największy wpływ mają, poza solami spłukanymi z pól i ściekami miejskimi, wyjątkowo uciążliwe ścieki z krochmalni i drożdżowni. Gdy metr sześcienny ścieków miejskich zawiera na ogół 20 gramów fosforanów i 60 gramów związków potasu, w ściekach z krochmalni jest 57 gramów fosforanów, 213 gramów związków potasu i 140 gramów azotu, a w ściekach z drożdżowni odpowiednie liczby wynoszą: 200 gramów, 1520 gramów, 530 gramów. Eutrofizacją zagrożonych jest wiele naszych jezior mazurskich m.in. Bełdan, Jamno, Jezioro Kartowskie, a także jeziora Konińskie. ( I. Jacyna; 1973; str.199)

W jeziorach silnie zakwaszonych zanikają stopniowo organizmy wodne. Na zły stan jezior wpływają spływy obszarowe i brak oczyszczalni w ośrodkach wypoczynkowych. Tylko 10% wykazuje odporność na niekorzystne oddziaływania antropogeniczne. Procesy samooczyszczania w jeziorach są mało intensywne, stan ten może zmienić ingerencja człowieka. Jeziora o dobrym stanie ekologicznym znajdują się na Pojezierzu Mazurskim i ich ochrona

Rozdział 2 Zanieczyszczenia i ochrona wód.

powinna być realizowana w pierwszej kolejności.

W Polsce podziemne wody słodkie o zawartości substancji mineralnych 1g/dm³ uważa się za wody pitne. Występują one w tzw. pustkach skalnych (porach, szczelinach do głębokości 200-300m, rzadko do 1000-1500 m z tego 65% należy do czwartego piętra wodonośnego, 11% stanowią wody trzeciego piętra, 13% wody piętra kredowego. Wody czwartorzędowe zalegają bezpośrednio pod warstwą gruntu, a 50% tych wód znajduje się w dolinach i pradolinach. Stąd mają bliski kontakt z wodami rzek. Wody zalegające w warstwach jury, kredy i triasu są narażone na łatwy dostęp zanieczyszczeń z powietrza. Lustro wód podziemnych leży w Polsce bardzo płytko, na obszarze 50% kraju na głębokości do 5 m. Typy gleb lekkich o niskich możliwościach retencji, nie przyczyniają się do zmniejszenia potencjału zagrożeń wód gruntowych. Obecnie 25% wód podziemnych jest zanieczyszczonych.

Szczególnie intensywne procesy przekształcania i degradacji hydrosfery przebiegają w obrębie miast.

Bałtyk należy do mórz płytkich, o małej wymianie wód z Atlantykiem, co powoduje, że jest mniej odporny na degradację. Jest położony w intensywnej zagospodarowanej części globu, gdzie część krajów nadbałtyckich nie ma rozbudowanych inwestycji proekologicznych. Polska również ma udział w degradowaniu Bałtyku. Spływa tu dużo zanieczyszczeń rzekami. Drogą depozycji dostaje się do Bałtyku znaczna ilość azotu. Zawartość fosforu w Bałtyku jest osiem razy większa, a azot cztery razy od pierwotnej. W pierwszej fazie fakt ten był korzystny dla wody, a obecnie przyczynił się do spadku ryb, a wzrostu planktonu i licznych zakwitów. W Bałtyku nastąpiło chemiczne skażenie wód węglowodorami chlorowanymi, substancjami ropopochodnymi, metalami ciężkimi. Duża część tych związków uległa bioakumulacji w organizmach ryb. Z tych względów były wstrzymywane połowy, ryby ze względu na dużą zawartość związków toksycznych

Rozdział 2 Zanieczyszczenia i ochrona wód.

np. rtęci nie nadawały się do spożywania. Występujące masowe pomory ryb i zmiany chorobowe, z wyraźnymi objawami zewnętrznymi przyczyniały się do wycofania ryb ze sklepów.

Zanieczyszczenia powierzchniowych wód morskich przez coraz liczniej pływające po Bałtyku różnego rodzaju jednostki morskie są przyczyną wielkiej liczby ptasich tragedii. Rozlewana ropa skleja pióra ptaków; ten, który sfrunął na wodę pokrytą cieniutką błonką-musi zginąć. Na Bałtyku umiera w ten sposób 200000 ptaków rocznie. „Ropa odcina” planktonowi roślinnemu dopływ tlenu, przez co uniemożliwia mu oddychanie i przyczynia się do jego zamierania. Tym samym w morzach zmniejsza się ilość tlenu, którego jedynymi producentami w strefie wód powierzchniowych są właśnie glony planktonowe. (Z. Wójcik;1976;str. 89)

Strefy przybrzeżne są skażone przez wirusy, pierwotniaki, grzyby i bakterie przez ścieki komunalne. Nie bez znaczenia są też zanieczyszczenia pochodzące z żeglugi. Toteż Bałtyk należy do najbardziej skażonych mórz pod względem zawartości substancji radioaktywnych.( E. Pyłka-Gutowska; 1996 str. 129)

W związku z zanieczyszczeniem wód powierzchniowych i głębszych, pogorszył się stan wód pitnych w Polsce. Złą wodę pod względem sanitarnym mamy w 40% studni i 10% wodociągów. Inne obiekty prowadzą wodę niepewną lub złą okresowo: Są to przeważnie obiekty prywatne lub lokalne. W Polsce odsetek ludności obsługiwanej przez oczyszczalnie ścieków, niezależnie od technologii i sprawności, wynosi zaledwie 45%, podczas gdy w Europie Zachodniej zwykle ponad 75%, a w niektórych krajach ponad 95%. W krajach rozwiniętych przemysł (bez elektrociepłowni) pobiera od 5-10% całkowitego poboru wody, a w Polsce wskaźnik ten sięga 15% mimo znacznie mniejszej produkcji. Równocześnie w Polsce zużywa się na cele komunalne ok. 20% całkowitego poboru wody, a w krajach UE około 10-15 % przy wyższym stanie sanitarnym i bogatszym wyposażeniu łazienek i kuchni.

Rozdział 2 Zanieczyszczenia i ochrona wód.

Wskaźniki te świadczą o zaniedbaniach i braku działań .

( J. Skrzypski;1999;str46)

2.6.Sposoby ochrony wód przed zanieczyszczeniami.

Ochrona zasobów wodnych w funkcjonujących zakładach przemysłowych i osiedlach polega na rozwiązaniach technicznych jak:

• stosowanie zmian w asortymencie w celu wyeliminowania produkcji wodochłonnej;

• zamykanie obiegów wodnych w cyklach produkcyjnych i odzysk wody ze ścieków;

• uszczelnianie systemu w celu uniknięcia strat;

• racjonalizacji zużycia wody;

• rozbudowy sieci wodociągowo-kanalizacyjnej dla likwidacji wody złej lub niepewnej oraz likwidacji niezorganizowanego rzutu ścieków;

• budowy oczyszczalni ścieków i stacji uzdatniania wody;

Oczyszczalnie ścieków są zespołem obiektów składających się z urządzeń do oczyszczania ścieków i unieszkodliwiania osadów ściekowych, a niekiedy także do odzysku wody oraz surowców wtórnych zawartych w ściekach i w osadach.

Ze względu na przestrzenny zasięg wyróżnia się oczyszczalnie:

• lokalne, obsługujące duże zakłady i duże miasta

• grupowe, zbiorczo obsługują kilka miast i zakładów

(J. Skrzypski;1999; str 46)

Metody oczyszczania ścieków dzieli się na :

mechaniczne- polegają na usuwaniu zanieczyszczeń nierozpuszczalnych ( ciał stałych, tłuszczów ulegających sedymentacji lub flotacji przy użyciu urządzeń

Rozdział 2 Zanieczyszczenia i ochrona wód.

rozdrabniających( sit, krat), osadników, odtłuszczaczy;

chemiczne- wprowadza się procesy chemiczno- fizyczne redukujące ładunek ścieków na drodze utleniania, neutralizacji, sorpcji, koagulacji i. in.

biologiczne- odbywają się procesy z zastosowaniem np. osadu czynnego lub złóż biologicznych, umożliwia zwiększoną redukcję azotu i fosforu.

Często budowane są oczyszczalnie ścieków dwu lub trzystopniowe z kaskadowym zastosowaniem procesów mechanicznych, biologicznych i chemicznych. Dobór rodzaju kaskady zależy od wielkości ładunków zanieczyszczeń.

Oczyszczanie ścieków komunalnych prowadzi się przeważnie mechanicznie lub mechanicznie i biologicznie. Żadna metoda nie oczyści ścieków, aby woda miała I klasę czystości ( woda czysta, nadająca się do picia, do korzystania przez przemysł spożywczy i farmaceutyczny, do hodowli ryb).Toteż wodę po oczyszczeniu należy odpowiednio zrzucić, aby źle nie wpłynęła na wodę pitną.

Dla ochrony wód duże znaczenie mają działania ograniczające zanieczyszczenia atmosfery i gleb. W przypadku gleb należy:

• przeciwdziałać erozji i spływowi powierzchniowemu z gruntów użytkowanych rolniczo;

• nie pozostawiać gleby baz pokrycia roślinnością (najmniejsze spływy powierzchniowe są na obszarach pokrytych trawą, roślinnością)

• racjonalnie stosować nawozy mineralne, organiczne i środki chemiczne, obecnie znaczna cześć mineralnego nawozu zostaje wypłukana, co prowadzi do eutrofizacji wód. W przypadku atmosfery należy ograniczyć lub wyeliminować opad substancji szkodliwych, takich jak: metale ciężkie, pierwiastki radioaktywne, popioły, kwasy ( np. H₂SO₄) gazy trujące. (E. Pyłka-Gutowska; 1996; str. 131)

Rozdział 2 Zanieczyszczenia i ochrona wód.

2.7. Prawna ochrona przyrody.

Ochrona prawna hydrosfery opiera się na kilkudziesięciu aktach prawnych w randze ustaw i rozporządzeń. Zasady prawne zostały zawarte w ustawie o ochronie i kształtowaniu środowiska oraz w ustawie Prawo wodne. W systemie prawnej ochrony hydrosfery można wyróżnić uregulowania normatywne bezpośrednio odnoszące się do gospodarowania zasobami wodnymi, i liczne uregulowania normatywne odnoszące się do zagadnienia w sposób pośredni poprzez ustanowienie zasad ochrony i gospodarowania innymi geosferami i użytkami biosfery.

Do uregulowań pośrednich należą między innymi: Prawo górnicze, Prawo geologiczne, Prawo budowlane, ustawy o lasach, o planowaniu przestrzennym, o ochronie gatunków rolnych i leśnych oraz przepisy określające zasady ochrony atmosfery i powierzchni ziemi.

Uregulowania bezpośrednie- poza prawem wodnym obejmują:

przepisy regulujące warunki, jakim powinny odpowiadać wody do picia, wody gruntowe, powierzchniowe, a także warunki, jakimi powinny odpowiadać ścieki. Grupa uregulowań normatywnych obejmuje ustawy i polskim szelfie kontynentalnym, o rybołówstwie morskim i rybactwie śródlądowym, liczne umowy i konwekcje międzynarodowe zobowiązujące Polskę do uczestnictwa w odnowie hydrosfery, szczególnie w odniesieniu do Bałtyku i rzek granicznych. Uregulowania prawne dążą do ustanowienia reguł racjonalnego gospodarowania zasobami, przeciwdziałanie naruszeniu równowagi przyrodniczej i wszelkim tym zmianom w środowisku wodnym, które mogą wpłynąć na ograniczenie zasobów dla ludzi, biocenoz i gospodarki. Przestrzeganie prawa kontroluje m.in. monitoring hydrosfery i sanitarna kontrola systemów zaopatrzenia w wodę.

Prawna ochrona hydrosfery obejmuje podział sposobów korzystania z wody

Rozdział 2 Zanieczyszczenia i ochrona wód.

a mianowicie na: zwykłe, powszechne i szczególne. Żeby można korzystać ze szczególnego dla celów przemysłowych, rybackich, spławnych wprowadzenia ścieków do wód lub ziemi, konieczne jest uzyskanie pozwolenia wodnoprawnego, które jest również pozwoleniem na wykonanie urządzeń służących do realizacji i korzystania z wód. Pozwolenie wydane jest na czas określony na podstawie wykonanego operatu wodnoprawnego.

Prawna ochrona wód za korzystanie z wód oraz rzutu ścieków pobiera opłaty. W wypadku korzystania z wód i wyrzutu ścieków bez pozwolenia, są pobierane kary pieniężne. W przypadku rażącego naruszenia zasady, ochrony i eksploatacji hydrosfery, można dochodzić odszkodowania na drodze cywilno-prawnej. (J.Skrzypski;1999; str 51)

ZAKOŃCZENIE

Podstawowym czynnikiem odróżniającym Ziemię od innych planet jest woda. Ziemia, zwana też Gają, została z nią stworzona i dzięki niej żyje. Woda jest wszędzie. Powstaliśmy z niej i od niej zależy każde życie. Jest podstawowym elementem kształtującym środowisko życia i warunkującym działalność człowieka.

W czasie deszczu narzekamy na niedogodności z tym związane, utrudnienia w podróżowaniu, dezorganizację naszych planów. Jednak, gdy brak wody zmusza władze do ogłoszenia jej limitów , najgłośniejsze protesty pochodzą od ludzi, którzy nie mogą podlać swojego ogródka. Konieczne jest zatem wprowadzanie racjonalnego wykorzystywania zasobów wodnych, gdyż rosnące potrzeby muszą być pokrywane z zasobów, które nie zwiększają się, lecz w wyniku aktywności gospodarczej człowieka ulegają zmniejszeniu.

Woda istnieje od początku i stanowi koniec w każdym cyklu kosmicznym i historycznym, ma zdolność do nadawania życia, utrzymywania go i przekształcania śmierci w nowe życie.

Ironia polega na tym, że ponieważ przez tak długi okres uważaliśmy wodę za coś, co się nam należy, stajemy przed perspektywą stałego braku wody, o jakości potrzebnej do utrzymania zdrowia naszego i natury. Zdrowa,czysta woda, która przez tysiące lat była w nadmiarze stała się obecnie towarem deficytowym. Dlatego należy wodę chronić i oszczędzać. Zapomnieliśmy, jak szanować wodę. Póki nie odbudujemy szacunku do wody, będziemy zagrażać naszemu życiu i życiu naszej planety, na której żyjemy.

Woda płynie przez każdy szczebel życia- spada z „nieba” na ziemię, przechodząc przez podziemne światy by znów wrócić na powierzchnię. Jeśli potraktujemy wodę z szacunkiem, zauważymy, ze ma ona wiele sił-inspiruje, uzdrawia, daje i odbiera życie. Działa na nasze ciało i emocje na naszą

Zakończenie .

świadomość i podświadomość. Musimy szanować wodę, aby mogła nam służyć.

Jeżeli zdamy sobie sprawę, jak bardzo jesteśmy zależni od wody, będziemy w stosunku do niej ostrożniejsi. Woda nie ukaże nam swej prawdziwej natury, jeżeli nie będziemy o nią dbać.

Bibliografia

• Alloway B.J.,Ayees D.C.; “Chemiczne podstawy zanieczyszczenia środowiska”; PWN; Warszawa 1999;

• Demel K.;”Morza i oceany.Ekologia i biogeografia”;

PWN; Warszawa 1975;

• G.Dobrański, B.M.Dobrzańska, D.Kiełczewski; „Ochrona środowiska przyrodniczego”Wydawnictwo„Ekonomia i Środowisko”;Białystok 1997;

• Paul Duvigneaud; „Biosfera jako środowisko człowieka”;Państwowe Wydawnictwo Rolnicze i Leśne; Warszawa 1975;

• E.Pyłka-Gutowska; „Ekologia z ochroną środowiska”

Wydawnictwo „Oświata”; Warszawa 1996;

• Hafner M.;”Ochrona środowiska. Księga eko-testów do pracy w szkole i domu” ;Polski Klub Ekologiczny; Kraków 1993;

• Jacyna Iwona „Żyć- znaczy niszczyć?

Ludowa Spółdzielnia Wydawnicza 1973;

• Krebs Charles J.; „Ekologia“ ; PWN; 1996;

• Kurnatowska A.(red. ); „Ekologia-jej związki z różnymi dziedzinami wiedzy” PWN, Warszawa - Łódz 1999;

• Ryrie Charlie .;”Uzdrawiająca moc wody“

Wydawnictwo „Filar”; Warszawa 1998;

• Scott Michael „ Ekologia” BGW; Warszawa 1997;

• Stępczak Kazimierz; „Ochrona i kształtowanie środowiska”

Wydawnictwo Szkolne i Pedagogiczne; Warszawa 1987;

• Tarwid K. (red);”Ekologia wód śródlądowych”;

PWN;Warszawa 1988;

Bibliografia.

• Wójcik J.;”Geografia-Ziemia” Wydawnictwo Książnica-Atlas;

Warszawa-Wrocław 2002;

• Wójcik Z.;” By Ziemia pozostawała piękna i zasobna” Wydawnictwo Szkolne i Pedagogiczne; Warszawa 1976;

Spis rysunków i tabel______________________

Rysunek 1. Powiązanie ekologii z innymi dziedzinami nauki.......................8

Rysunek 2. Zakres badań ekologii..................................................................10

Rysunek 3. Podstawowe pojęcia ekologiczne i ich definicje .........................11

Rysunek 4. Typy źródeł ..................................................................................19

Rysunek 5. Schemat gejzeru ..........................................................................19

Rysunek 6. Zespoły ekologiczne w poszczególnych strefach jeziora ...........22

Rysunek 7. Etapy zarastania jeziora ...............................................................26

Rysunek 8. Schemat ekosystemu stawu ..........................................................27

Rysunek 9. Ekologiczny podział środowiska morskiego ................................32

Rysunek 10. Tworzenie się atolu ....................................................................44

Rysunek 11. Schemat krążenia wody w przyrodzie ........................................54

Tabela 1. Podział ekologii ................................................................................13

Tabela 2. Grupy ekologiczne w poszczególnych strefach jeziora ....................23

CZĘŚĆ METODYCZNA

SCENARUSZ ZAJĘĆ Z DZIECMI SZEŚCIOLETNIMI

TEMAT DNIA : Zanieczyszczona woda i następstwa tego w przyrodzie

ZAŁOZENIA EDUKACYJNE : Wpływ zanieczyszczonych wód na życie

zwierząt

CELE OGÓLNE:

• poznanie znaczenia wody w życiu człowieka, ptaków, zwierząt

• rozbudzanie aktywności badawczej i dociekliwości dzieci do obserwacji

• zapoznanie z wpływem zanieczyszczonych wód na życie zwierząt

CELE OPERACYJNE:

• uzasadni, dlaczego rozlany olej w wodzie jest szkodliwy dla zwierząt

• wyjaśni dlaczego detergenty mogą spowodować zagrożenia życia zwierząt wodnych

• wyjaśni jakie zagrożenie mogą spowodować odpady plastikowe w wodzie

• ułoży hasło z rozsypanki i swobodnie wypowie się na jego temat

• poprawnie posługuje się naczyniami z wodą

• umie czynnie badać wpływ zanieczyszczeń z oleju i detergentów na pióra ptasie

• utrzyma porządek w miejscu pracy

• uzasadni potrzebę ochrony wody

• poprawnie wykona doświadczenia

METODY:

• oparte na słowie : pogadanka heurystyczna, rozmowa, opis, wyjaśnienie

• oparte na działaniu: ćwiczenia, doświadczenia, obserwacje

FORMY PRACY: zespołowa, grupowa : jednolita, zróżnicowana

Lp.	SYTUACJA EDUKACYJNA	CZYNNOŚCI DZIECI	ŚRODKI DYDAKTYCZNE
1.	Nauczycielka rozpoczyna zajęcia piosenką. Niech ze mną utworzy krąg ten ,kto uważa, że „z przyrodą zgodnie trzeba żyć, przyroda czysta musi być” Na polecenie nauczycielki dzieci przekazują pozdrowienia uściskiem dłoni przy muzyce. Nauczycielka zaprasza przyjaciół przyrody do rozwiązania wspólnie zagadki przyrodniczej w grupach.	Dzieci tworzą koło i witają się uściskiem dłoni.	Taśma magnetofonowa z nagraniem piosenki
2.	Przed przystąpieniem do pracy dzieci dzielą się na cztery grupy, dla odróżnienia ich każda grupa otrzymuje inny kolor szarf.	Dzieci dobierają się dowolnie w grupy, zakładają wybrany przez siebie kolor szarfy i zajmują dowolne miejsce w sali.	Szarfy: czerwone, żółte, zielone, niebieskie
3.	Każda grupa ma rozsypankę literową, z której musi ułożyć wyraz według zasady układania domina (rozpoczyna tabliczka z największą liczbą oczek) i odczytać rozwiązanie. Każdy w grupie bierze tylko jedną część rozsypanki. Jaki wyraz powstał z ułożonej rozsypanki literowej? PROBLEM: Jaka wspólna cecha łączy wyrazy? (WODA)	W grupach dzieci ustalają kolejność liter. Następnie odczytują hasło. Każda grupa prezentuje swoje hasło. Dzieci swobodnie się wypowiadają.	I grupa: Ptaki II grupa: Ryby III grupa: Morze IV grupa :Ocean
4.	Nauczyciel pyta dzieci czym może być zanieczyszczona woda w stawie, rzece, morzu, oceanie? Każdy stół ma inną etykietkę w kolorze waszych szarf, znajdźcie swój stolik. Po zajęciu miejsc sami doświadczycie, w jaki sposób zanieczyszczona woda szkodzi żyjącym ptakom i zwierzętom wodnym.	Swobodne wypowiedzi dzieci.
5.	Grupa I czerwone szafy (ptaki) ma sprawdzić, jaki wpływ ma oliwa w wodzie na pióra ptasie. Problem: Jak zachowuje się olej wlany do wody? Dlaczego pływa na powierzchni wody? Jaki ma wygląd piórko po wyjęciu z wody pokrytej olejem? Co stanie się z ptakami pływającymi w wodzie pokrytej olejem? Wniosek: olej pływa po powierzchni. Olej jest lżejszy od wody. Piórko wyjęte z wody jest sklejone. Ptaki pływające w wodzie pokrytej tłuszczami: olejem, ropą, naftą mają posklejane pióra. Upierzenie staje się ciężkie, ptaki nie mogą pływać, latać, są ciężkie i giną.	Dzieci podzielone są na podgrupy 2-osobowe. Wlewają do miski kubek wody, a następnie dodają olej. Obserwują powierzchnię wody. Wkładają do niej piórka. Po pewnym czasie wyjmują pióro z wody pokrytej olejem. Obserwują, a następnie wyciągają wnioski.	Na stoliku każda 2-osobowa grupa ma kubek z wodą miską, olej, pióro.
6.	Grupa II żółte szarfy (ryby) Sprawdzi, co dzieje się z piórami zanurzonymi w czystej wodzie? Następnie, co dzieje się z piórami zanurzonymi w wodzie z proszkiem do prania(detergentem) Problem: Co dzieje się z piórem, gdy zanurzymy je w czystej wodzie i z proszkiem do prania? Przy pomocy nauczycielki dochodzą do wniosków. Wnioski: Na wodzie znajdują pływają tłuste plamy. Nauczycielka wyjaśnia: Ptaki wodne celowo natłuszczają pióra ,ponieważ mają gruczoły wydzielające tłuszcz. Robią to dlatego, aby się nie zanurzały. Wtedy nie tracą ciepła ciała i nie toną. Detergenty spowodowały że pierze ptasie straciło tłuszcz, który utrzymuje je na wodzie toteż pióra przepuszczają wodę do ciała. Ptaki zwiększają ciężar i to powoduje, że toną.	Dzieci wlewają do miski kubek wody i wkładają do niej pióra ptasie. Wyjmują pióra, strzepują krople wody. Następnie do wody wsypują proszek do prania. Mieszają aż do rozpuszczenia się detergentów w wodzie. Wtedy do roztworu wkładają pióra ptasie. Po pewnej chwili wyjmują pióra. Po dokładnej obserwacji piór które były w roztworze i piór które były w czystej wodzie wyciągają wnioski, snują hipotezy.	Kubek z wodą, miska, drewniana łyżka, pióra, proszek do prania.
7.	Grupa III: zielone szarfy (morze) zajmuje się oczyszczeniem zanieczyszczonej wody-filtrowaniem. Wykorzystują plastikową butelkę z odciętym dnem. Na szyjce jest umieszczona gaza. Do butelki wsypują warstwę kamyków, warstwę piasku, a następnie potłuczoną cegłę. Przez tak przygotowaną butelkę przepuszczają zanieczyszczoną wodę. Wniosek: w ten sposób otrzymujemy czystą wodę, a zanieczyszczenie pozostaje na filtrze.	Dzieci układają w butelce warstwę kamyków, warstwę piasku i warstwę cegły. Nalewają do butelki zanieczyszczoną wodę, która przez otwór zabezpieczony gazą wycieka z butelki do kubka.	Każda 2-osobowa grupa ma butelkę z odciętym dnem, gazę, cegłę, piasek, kamienie, gumkę, wiaderko z zanieczyszczoną wodą ( styropianem, fusami od herbaty)
8.	Grupa IV niebieskie szarfy (ocean) Dzieci zakładają gumki na palce, następnie próbują je zdjąć bez pomocy drugiej ręki. Napotykają na trudności. Nie mogą zdjąć gumek Nauczycielka nawiązuje do sytuacji,że w wodach stawów, mórz i oceanów też pływają butelki plastikowe obręcze, w które często dostają się ptaki, ryby i zwierzęta i nie mogą się ich pozbyć, a to z kolei utrudnia ich poruszanie i zdobycie pokarmu. Plastikowe odpady są dużym zagrożeniem i mogą być przyczyną śmierci dla zwierząt morskich. Żółwie morskie mylą pływające foliowe woreczki z meduzami, które zjadają a potem giną	Każde dziecko zakłada gumkę na palce miedzy małym palcem, a kciukiem. Następnie próbuje ją usunąć bez pomocy drugiej ręki. Gdy jest to niemożliwe, wkłada rękę do wody, aby przekonać się, czy woda ułatwi zdjęcie gumki.	Gumki, miska z wodą.
9.	Dzieci omawiają doświadczenia Problem: Co stałoby się, gdyby wody w stawach, rzekach ,jeziorach ,morzach i oceanach były zanieczyszczone?	Dzieci siedzą na dywaniku i z każdej grupy wybierają jedno dziecko, które omawia doświadczenie swojej grupy. Swobodne wypowiedzi dzieci .
10.	Nauczycielka zawiesza tablice i mówi dzieciom, że tablica podzielona jest na dwie części. Na jednej części jest niebieska kropka i oznacza, że ludzie dbają o środowisko, czarna oznacza zanieczyszczenie świata. Zastanów się pod którą kropką zawiesisz swoją ilustrację?	Dzieci patrzą na swoje obrazki i zawieszają swój obrazek pod kropką wybranego koloru. Następnie oglądają i porównują ilustracje zawieszone.	Ilustracje z książki i czasopism.
11.	Nauczycielka podsumowuje. Proponuje założenie w grupie klubu „PRZYJACIÓŁ CZYSTEJ WODY” Zwraca się do dzieci, jeśli ktoś chce należeć do klubu przykleja sobie znaczek „PRZJACIEL CZYSTEJ WODY”, a piosenka którą usłyszą niech będzie hymnem naszego klubu.	Dzieci przyklejają sobie znaczek „PRZYJACIEL CZYSTEJ WODY” Słuchają piosenki lub ją śpiewają.	Znaczek ma kształt kropki, na którym jest napis „Przyjaciel czystej wody”, taśma magnetofonowa z piosenką.

75

80

75

EKOSYSTEM

ożywione i nieożywione

elementy środowiska

KRAJOBRAZ

fizjonomia Ziemi

lub jej części,

w której działa człowiek

BIOCENOZA

biotyczne

ożywione elementy środowiska

żywa część ekosystemu

EKOLOGIA

nauka o strukturze

i funkcjonowaniu

przyrody

BIOTYP

środowisko życia organizmów

BIOSFERA

zespół ekosystemów

POPULACJA

ogół organizmów jednego gatunku zamieszkującego wspólny teren

BIOM

zespół ekosystemów

NISZA EKOLOGICZNA

całokształt potrzeb życiowych organizmów, tzw.”zawód organizmu, lub ściśle określone miejsce organizmu w obrębie zespołu lub ekosystemu

---