Министерство образования и науки Российской Федерации
Воронежский государственный университет
Биолого-почвенный факультет
Кафедра ботаники и микологии
Проблемы Мирового океана
Специальность 020201 – Биология
Реферат
Заведующий кафедрой д.б.н., проф.
Агафонов Владимир Александрович
Студент
Ларченков Владимир Михайлович
Преподаватель к.б.н., доц.
Негробов Владимир Викторович
Воронеж, 2010 г.
Содержание
Введение
Краткая характеристика Мирового океана
Физико-географическая характеристика Мирового океана
Краткая биология Мирового океана
Экологические проблемы Мирового океана
Химическое загрязнение океана
Нефтяное загрязнение океана
Загрязнение океана тяжёлыми металлами
Другие виды химического загрязнения
Другие виды загрязнений океана
Физическое загрязнение океана
Биологическое загрязнение океана
Механическое загрязнение океана
Захоронение опасных отходов – дампинг
Истощение биологических ресурсов Мирового океана и уменьшение биоразнообразия океана. Другие проблемы Мирового океана
Заключение
Источники информации
Введение
Переоценить значение океана на планете невозможно. Океан – это среда обитания для огромного количества живых организмов. Отдельные морские экосистемы по разнообразию видов не уступают сухопутным. В Мировом океане представлены все типы животных, для многих из них морская вода – единственная среда обитания.
Океан – это главный регулятор климата на планете. В приморских странах климат гораздо мягче, чем в странах, находящихся внутри континентов, суточные и сезонные колебания температур меньше. Это обусловлено высокой теплоёмкостью воды: она медленно поглощает большое количество теплоты и медленно отдаёт его в окружающую среду. Большое влияние на климат оказывают тёплые и холодные течения. Океан – центральный участник природного круговорота воды. Фитопланктон – первичный продуцент органического вещества в подавляющем большинстве морских экосистем – обеспечивает половину ежегодного поступления кислорода в атмосферу.
Океан является важным источником пищевых и минеральных ресурсов, добываемых и используемых человеком. Побережья тёплых морей являются местом отдыха огромного количества людей из разных стран. Это приводит к тому, что экономика многих прибрежных стран полностью основана на использовании океанских ресурсов: Перу – мировой лидер по улову рыбы, страны островов Полинезии, Микронезии, Меланезии – важный туристический регион. Крупнейший европейский экспортёр нефти – Великобритания – добывает нефть на шельфе Северного моря.
В истории человечества решающую роль сыграло развитие морского транспорта: во многом именно с Великих географических открытий начались процессы, в конце концов, приведшие к формированию современного мироустройства.
Интенсивное использование океана человеком не могло не повлиять даже на такую огромную экосистему. В настоящее время человечество столкнулось с глобальными экологическими проблемами, которые затронули в том числе и Мировой океан. Казавшиеся до некоторого времени биологические ресурсы Мирового океана в настоящее время заметно истощены, а загрязнение моря в некоторых местах достигло огромных масштабов: дно Балтийского моря стало почти мёртвым. Проблемы Мирового океана на сегодняшний день многочисленны и многогранны, и если они не будут решены, человечеству грозит глобальная экологическая катастрофа.
В настоящее время ведущие страны мира принимают меры по охране природы Мирового океана. Это Международная конвенция по китобойному промыслу 1946 года [1], учреждение 200-мильных экономических зон решением Третьей конвенции ООН по морскому праву (завершилась в 1982 году) ([2], стр. 429), национальные законодательства, регулирующие морской промысел и предусматривающие охрану морских биологических ресурсов. Тем не менее в настоящее время ни проблема истощения биологических ресурсов океана, ни проблема загрязнения морской воды не решены.
Краткая характеристика Мирового океана
Физико-географическая характеристика океана
Мировой океан – это непрерывная водная оболочка Земли, окружающая материки и острова и имеющая постоянный солевой состав.
Площадь Мирового океана – 60,6 км2, 70,8% поверхности нашей планеты; в Южном полушарии океан занимает 81% земной поверхности, в Северном полушарии 36,11%. Набольшая глубина Мирового океана – 11 022 м (Марианский жёлоб в Тихом океане). Среднегодовая температура поверхностных вод Мирового океана составляет 17,5̊С, в открытом океане наибольшая температура – на экваторе 28̊С, наименьшая – у полюсов -1,9̊̊С. Ниже 100-150 м сезонные колебания температур не наблюдаются. Средняя солёность воды 35 промилле, максимум в Красном море – 42 промилле.
В составе Мирового океана выделяют 4 океана: Тихий, Атлантический, Индийский, Северный Ледовитый. Иногда прилегающие к Антарктике южные области Тихого, Атлантического и Индийского океанов выделяют в Южный океан [3].
По климатическим условиям различают полярную, бореальную (умеренную), тропическую и экваториальную зону. В целом температура воды в различных областях открытого океана различается незначительно, колебания температуры более выражены на мелководьях. Характер изменения температуры воды с глубиной зависит от широты рассматриваемой области: с глубиной температура воды понижается, в тропической и экваториальной зоне этот переход более резок. На коралловых рифах наблюдается такое явление, как термоклин – резкий перепад температуры на определённой глубине, при котором слой тёплой воды и слой холодной воды отделены друг от друга слоем в иногда несколько десятков см: в этом случае аквалангист может, находясь в слое тёплой воды, опустить руку в холодный слой ([4], стр. 144).
Зоны морского дна в зависимости от глубины:
1. Литораль – приливно-отливная зона
2. Сублитораль – зона морского дна между литоралью и батиалью, до 200 м, соответствует шельфовой зоне
3. Батиаль – от 200 до 3000 м, соответствует материковому склону
4. Абиссаль – зона ложа океана, свыше 3000 м; выделяют ультраабиссаль – глубины свыше 6000-7000 м
Мировой океан – это сложная термодинамическая система. Основным процессом, в результате которого тепловая энергия поступает в океан, является солнечная радиация. Солнце нагревает воду поверхностных слоёв экваториальной зоны Мирового океана, и к полюсам по поверхности морей устремляются тёплые течения. В Северном полушарии это Гольфстрим, Куросио. В районах полюсов более холодная вода опускается вниз, и на большой глубине формируются глубинные холодные течения, несущие воду в сторону экватора. С глубин вода медленно поднимается на поверхность. Основной источник, приводящий в движение океанские воды – ветер.
Мировой океан – важнейший участник природного круговорота воды. Именно испарения с океанской поверхности являются источником атмосферной влаги, которая потом выпадает на материках в виде осадков. В океан поступает весь речной сток с континентов.
Также Мировой океан принимает участие в круговороте минеральных веществ на Земле. С речным стоком в океан поступает ил и песок – продукты водной эрозии материковых пород. Этот материал в океане отлагается в виде донных осадков, с участием живых организмов формируя осадочные породы.
Краткая биология Мирового океана
По мнению большинства современных учёных, жизнь на Земле появилась именно в океане. Доказательством этого служит то, что минеральный состав внутренней среды организмов (кровь, лимфа) почти идентичен минеральному составу морской воды.
В Мировом океане представлены все типы животных, многие из которых живут только в морской воде, все группы низших и отдельные типы высших растений, многие простейшие и грибы. Микрофлора Мирового океана изучена ещё не полностью, но она также очень многочисленна.
Из животных насекомые и паукообразные – единственные, представители которых так и не освоили морскую среду.
Из высших растений в морской воде произрастают некоторые покрытосеменные – морские травы. Вторичноводные высшие растения растут в тёплой воде в местах с песчаным грунтом, где могут закрепиться их корневища. Пример – Zostera marina, вид, характерный для бореальных вод.
Замечательными представителями океанской микрофлоры являются хемолитоавтотрофные бактерии, обитающие в приуроченных к подводных вулканам выходах термальных вод, богатых соединениями серы и азота. Только с их участием способны формироваться экосистемы, где первичная продукция образуется за счёт химической, а не световой энергии. Обитатели таких экосистем демонстрируют особую устойчивость к повышенным температурам более двухсот-трёхсот градусов по Цельсию.
Продуктивность океанских сообществ наиболее велика на мелководьях. Наиболее разнообразные по количеству таксонов организмов экосистемами являются коралловые рифы. Наименьшую первичную продукцию из всех сухопутных экосистем даёт открытый океан. Определяется продуктивность океанских экосистем следующими факторами:
1. Свет – необходим для фотосинтеза. Основной продуцент органического вещества в океане – фитопланктон, именно поэтому большая часть организмов океана сосредоточена на глубинах менее 100 м. Следует отметить, что основной производитель первичной продукции на коралловых рифах – симбиотические водоросли, обитающие внутри коралловых полипов
2. Температура
3. Солёность – несмотря на то, что колебания солёности морской воды в океане вроде бы невелики, для многих морских организмов это имеет решающее значение: кораллы могут расти в только в сильно солёной (по меркам океана) воде [4]
4. Минеральное питание – для организмов критически важны кальций, фосфор, азот и другие элементы, недостаток которых иногда ощутим в морской воде. Так, дефицит кальция в воде обусловлен его использованием для построения наружных и внутренних скелетов морскими организмами [4]. В зонах, где наверх поднимаются богатые минеральными веществами глубинные воды, формируются зоны апвеллинга, в которых резко повышена продуктивность океанских экосистем. Такая зона апвеллинга у берегов Перу сделала эту страну лидером в мировом рыбном промысле.
Экологические проблемы Мирового океана
Мировой океан используется человеком следующим образом:
1. Океан – среда для морских перевозок
2. Океан – источник пищевых ресурсов
3. Океан – источник минеральных ресурсов
4. Океан – источник рекреационных ресурсов
5. Океан – геополитический фактор. С глубокой древности и до наших дней экономический потенциал страны и её политическое положение во многом определяются наличием у данной страны выхода к морю. Столицы многих имеющих выход к морю развивающихся стран – это их основные торговые порты (Дакка – столица Бангладеш, Монтевидео – столица Парагвая). Особое положение Великобритании в Европе, благодаря которому её в значительно меньшей степени, чем Германию и Францию, затрагивали европейские вооружённые конфликты, обусловлено тем, что она полностью окружена морем.
6. Океан – место захоронения опасных отходов [2]
Именно с характером использования Мирового океана человеком связаны его основные экологические проблемы.
Химическое загрязнение океана
Нефтяное загрязнение океана
Наибольшую проблему сейчас представляет загрязнение океана нефтью и нефтепродуктами. Источники загрязнения океана нефтепродуктами следующие ([2], стр. 433):
1. Истечение нефти из месторождений на дне океана
2. Аварии на нефтедобывающих платформах (как в Мексиканском заливе), нефтепроводах
3. Попадание нефти в океан с дождевыми водами портовых городов, речным стоком. Обусловлено тем, что человек, потребляя углеводороды нефти, в действительности потребляет очень мало: структура углеродного скелета молекулы углеводорода изменяется мало, и из выхлопных труб автомобилей в воздух, на поверхность земли и в воду поступает большое количество окисленных органических соединений (оксид этилена, альдегиды, кетоны, органические кислоты, гетероциклические соединения, как, например, бензапирен). Кроме того, при использовании горюче-смазочных материалов (ГСМ) и топлива утечки – обычное дело, эти нефтепродукты попадают в океан с дождевыми водами
4. Морской транспорт: аварии с участием танкеров, докование, утечки нефти при погрузке и разгрузке, сброс нефти с танкеров вместе с промывочными водами
5. Береговые нефтеперерабатывающие заводы, промышленные стоки
6. Атмосферное загрязнение парами летучих компонентов нефти и продуктами её неполного сгорания (бензапирен и др.)
В 1975 году большая часть нефтяного загрязнения океана приходилась на морской транспорт и смыв нефти с городских территорий.
Особо опасны растворимые компоненты нефти, оказывающие токсическое действие на морских обитателей при попадании внутрь организма. Это содержащиеся в нефти соединения серы, азота, тяжёлые металлы.
Наиболее тяжёлое последствие разлива нефти – образование нефтяной плёнки: нарушается газообмен, ухудшается поступление света в воду, фитопланктон гибнет в результате прекращения фотосинтеза. Гибель фитопланктона и затем зоопланктона приводит к полному разрушению пищевых цепей океана в месте разлива нефти, там исчезает рыба.
Тяжёлые компоненты нефти (мазут) оседают на дне, это приводит к гибели бентоса. После этого естественные донные сообщества могут восстанавливаться десятилетиями.
Загрязнение океана тяжёлыми металлами
Масштабы этого загрязнения не столь велики, как масштабы нефтяного загрязнения. Это обусловлено