Проблема человечества

| Категория реферата: Рефераты по экологии
| Теги реферата: социальная работа реферат, bestreferat ru
| Добавил(а) на сайт: Ada.

2 УЯЗВИМОСТЬ ЭКОСИСТЕМ ОТКРЫТОГО ОКЕАНА ДЛЯ ВОЗМОЖНЫХ

КЛИМАТИЧЕСКИХ ВОЗМУЩЕНИЙ

В данной подглаве рассматриваются последствия ядерной войны для пелагических и бентосных экосистем. Первые состоят из планктона и более крупных плавающих животных. Океанический фитопланктон дает около 90% всей первичной продукции океана. Лимитирующими факторами для него являются свет и биогены; для того чтобы фотосинтез протекал достаточно интенсивно, оба этих фактора должны одновременно присутствовать в одном и том же месте и в соответствующем количестве (рис. 1.2.1).

Глубинная пелагическая экосистема полностью гетеротрофна и зависит от притока пищи извне, большей частью в виде оседающего планктона и частиц из приповерхностных пелагических экосистем. Глубинные пелагические сообщества включают различные популяции животных, в том числе колониальных простейших, хищных ракообразных и более крупных позвоночных. Бентосные сообщества также гетеротрофны и покрывают континентальный шельф и дно океанов на большой глубине. Они состоят из бактерий и животных, обитающих на поверхности или в толще донного ила, а в шельфовой зоне также из обширных водорослевых комплексов, дающих пищу многочисленным растительноядным организмам и связанным с ними хищниками.

Первое важное обстоятельство, касающееся возможного воздействия ядерной войны на экосистемы открытого океана, - высокая степень их
“забуференности” в отношении перепадов температуры. Хотя и представляется возможным охлаждение морской поверхности на 1-2 С в ходе продолжительных климатических нарушений, вызванных ядерной войной, однако более значительной тепловой реакции открытого океана не предполагается.
Лабораторные эксперименты показывают, что фитопланктон будет продолжать расти и при таком понижении температуры (рис. 1.2.2). Лишь в тех местах, где особенности поведения животных тонко адаптированы к температурам окружающей среды, могут произойти определенные изменения. Таким образом, нельзя предполагать никакого непосредственного влияния температурных сдвигов ни на бентосные, ни на пелагические сообщества открытого океана.
Однако возможны косвенные воздействия, опосредованные изменениями океанических течений, а также глубины и стабильности термоклина.

Что же касается освещенности, то она может существенно повлиять на первичную продукцию пелагических экосистем. Фитопланктон встречается до глубин, где инсоляция составляет 1-10 % от уровня на поверхности моря. Если она будет снижена на 95% и более в течение нескольких недель, рост большинства видов водорослей приостанавливается, поскольку количество получаемой ими лучистой энергии не достигнет компенсационной точки (т.е. уровня, при котором фотосинтетическая фиксация диоксида углерода как раз достаточна для компенсации его потерь растительным организмом при дыхании
(рис. 1.2.3). При сокращении освещенности морской поверхности на 95 % световая компенсационная точка, в норме соответствующая нижней границе эуфотической зоны, переместилась бы почти вплотную к границе вода/воздух
(рис. 1.2.4).

Если в пелагиалях Северного полушария биомасса фитопланктона сильно истощится вследствие острого падения инсоляции, возможно сокращение численности питающегося им зоопланктона, а также молоди рыб, потребляющих зоопланктон. Зато питающиеся фито- и зоопланктоном беззубые киты, по- видимому, не пострадают от массового вымирания, если популяции планктона восстановятся в пределах нескольких месяцев. Если планктонный корм будет утрачен на достаточно длительное время, может начаться гибель рыб. В экосистемах открытого океана у зоопланктона скорее будет наблюдаться тенденция к полному вымиранию от голода - в основном из-за более низкой плотности популяций фитопланктона.

Возможное хроническое снижение освещенности на 5-20 % и температуры воздуха на 1 С вряд ли окажет на пелагические экосистемы существенное влияние.

С другой стороны, косвенные эффекты, обусловленные сдвигами в общей циркуляции океанических вод, могут существенно нарушить пространственное распределение зон апвеллинга и следовательно, высокой продуктивности.
Нарушения океанических течений могут продолжаться довольно долго, влияя на промысел в течение лет или даже десятилетий.

Для бентосных экосистем, значительно удаленных от материков, последствия климатических возмущений будут минимальны. Влияние здесь будет ограничено опосредованными эффектами, связанными с изменением продуктивности пелагических экосистем.

3 УЯЗВИМОСТЬ ПРИБРЕЖНЫХ ОКЕАНИЧЕСКИХ ЭКОСИСТЕМ ДЛЯ ВОЗМОЖНЫХ

КЛИМАТИЧЕСКИХ ВОЗМУЩЕНИЙ

Пелагические и бентосные сообщества более близких к материкам областей отличаются от экосистем открытого океана взаимодействием с близлежащей сушей. На пелагические организмы здесь в большей степени влияет поступление питательных веществ, осадочного и другого материала из наземных систем, поэтому они характеризуются в целом более высокой продуктивностью.

С точки зрения возможных последствий ядерной войны на прибрежные пелагические экосистемы также действуют снижение освещенности и другие факторы, аналогичные уже отмеченным для открытого океана. Кроме того, вблизи побережий эти экосистемы могут испытывать более значительные изменения температуры из-за мелководья и влияния стока пресноводных бассейнов. На прибрежные сообщества сильнее действуют штормы и вследствие этого усиленное осадконакопление и перемешивание. Поступающие осадки могут усугублять проблему инсоляции.

В условиях нормальной зимы прибрежная продукция представляется достаточно и накапливается быстрее всего при низкой освещенности. Если бы фитопланктон смог адаптироваться к необычному времени наступления
“кажущейся” зимы, первичная продукция не претерпела бы значительных изменений. Таким образом, возможно, что прибрежные экосистемы устойчивее к стрессам, связанным с климатическими изменениями, чем пелагические биоценозы открытого океана.

Экосистемы у берегов тропиков гораздо чувствительнее к понижению как освещенности, так и температуры. Тепловой диапазон существования водных сообществ здесь в целом вдвое уже, чем в умеренных областях. Так, например, коралловые рифы представляют собой экосистемы, распространение которых ограничено наиболее теплыми частями океана, где вода не охлаждается ниже 20
С, а глубины в основном не превышают 50 м. Коралловые рифы страдают уже при температурах около 15 С. Вдобавок к этому кораллы очень чувствительны к повышенным уровням ультрафиолетового излучения В. Вполне возможно, что воздействие индуцированных ядерной войной климатических возмущений на коралловые рифы будет относиться к числу наиболее распространенных и серьезных для морских экосистем. Аналогичным образом, от похолодания должны пострадать мелководные сообщества тропических морских трав.
Собственно береговые участки - такие как пляжи, илистые отмели и соленые болота - испытывают гораздо более глубоко идущие воздействия, чем прочие океанические экосистемы. Это касается в особенности спада температур.
Последствия температурных спадов будут зависеть от сезона, местоположения, солености и высоты приливов. Произойдет гибель организмов, обитающих на поверхности дна. Популяции рыб в прибрежных водах, не сталкивающиеся в норме с низкими температурами, сильно сократятся в результате даже кратковременных похолоданий. Еще одно важное обстоятельство заключается в том, что икра и личинки многих промысловых видов рыб живут вблизи поверхности воды и, таким образом, испытают особенно сильное отрицательное воздействие температуры, ультрафиолетового излучения В, токсичных веществ и прочих факторов.

2. ВОЗМОЖНЫЕ ПОСЛЕДСТВИЯ ДЛЯ ПРЕСНОВОДНЫХ ЭКОСИСТЕМ

1 УЯЗВИМОСТЬ ЭКОСИСТЕМ МАТЕРИКОВЫХ ВОДОЕМОВ ДЛЯ ВОЗМОЖНЫХ

КЛИМАТИЧЕСКИХ ВОЗМУЩЕНИЙ

Пресноводные водоемы делятся на стоячие (т.е. пруды и озера) и проточные (т.е. реки и ручьи). На рисунке 2.1.1 представлены основные изменения, которые могут случиться в гидрологическом режиме суши в ответ на возможные атмосферные возмущения после ядерной войны. В целом снижение температуры и уровня атмосферных осадков приведет к быстрому сокращению количества жидкой воды, запасенной в реках и озерах. Изменения грунтовых вод будут намного медленнее и гораздо менее выражены.

Основная часть пресной воды на поверхности суши сосредоточена в озерах; в руслах рек в каждый отдельный момент времени ее относительно мало (таблица 2.1.1). Поэтому в данном разделе будут рассматриваться главным образом озера.

Таблица 2.1.1. Некоторые данные по водному балансу

Северного полушария

| | | | |
|Составляющие |Европа |Азия |Северная |
|водного | | |Америка |
|баланса | | | |
|Средний запас | | | |
|воды в реках, |80 |565 |250 |
|км 3 | | | |
|ПОСТУПЛЕНИЯ | | | |
|за счет |2090 |10660 |5290 |
|поверхност- | | | |
|ного стока |1120 |3750 |2160 |
| | | | |
|за счет | | | |
|грунтовых | | | |
|вод | | | |
| | | | |
|Расход, км 3 / |3210 |14410 |7450 |
|год | | | |
|Средний запас | | | 25623|
|воды |2027 |27782 | |
|в озерах, км 3 | | | |
|Средний запас | | | |
|воды в |422 |1350 |950 |
|водохранилищах,| | | |
| | | | |
|км 3 | | | |

Особенности озер определяются их размерами, притоком питательных веществ, донным субстратом, подстилающими породами, атмосферными осадками и множеством других параметров. Ключевым моментом в реакциях пресноводных экосистем на климатические возмущения является предполагаемое снижение температуры, а на втором месте стоит сокращение инсоляции. Сглаживание температурных колебаний особенно сильно выражено в крупных пресных водоемах. Однако их экосистемы в отличие от экосистем открытого океана должны пострадать от изменений температуры, возможных после ядерной войны.