Методы оценки экологического состояния водоемов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

экологический водоем биотический индекс

Цель работы: ознакомиться с видовым разнообразием гидробионтов, провести оценку экологического состояния водоема.

Задачи:

отобрать пробы;

определить систематическую принадлежность объектов;

выделить экологические группы водных беспозвоночных;

проанализировать адаптации беспозвоночных к обитанию в воде;

провести оценку экологического состояния водоемов по биотическому индексу р. Трент;

дать сравнительную характеристику экологического состояния водоемов.

1.Методика выполнения работы

Выбор точек (мест) отбора проб в водоеме является начальным моментом всех гидробиологических исследований. Для целей учебно-исследовательского мониторинга выбирают участки водоема с возможно более благоприятными кислородными условиями. В стоячих водоемах такие условия создаются в литоральной (прибрежной) зоне, а в реках -- в прибрежной зоне и на перекатах. Нежелательно отбирать пробы в зоне выхода подземных вод, в застойных частках рек и на т.п. неблагоприятных участках, испытывающих влияние микроусловий, искажающих реальную санитарно-экологическую ситуацию в водоеме. В противном случае, полученные результаты будут характеризовать не реку в целом, а данный конкретный ее участок.

Ловлю сачком производят у поверхности воды и в глубине. Работу необходимо выполнять в высоких (болотных) сапогах. Стоя в воде в сапогах, следует ворошить грунт ногой, продвигаясь в нем боком и располагая сачок ниже по течению, чтобы организмы вместе с взмученными частицами грунта или фрагментами субстрата попадали внутрь сачка с течением.

Сачок опускают в воду на нужную глубину так, чтобы отверстие было перпендикулярно ее поверхности, и ведут в сторону, несколько отклонив обруч назад. Закончив проводку на заданной глубине, поворачивают сачок отверстием вверх (параллельно поверхности воды) и по возможности быстро вынимают. Содержимое сачка помещают в кювету с водой.

Для сбора животных с поверхности воды сачок держат в полупогруженном состоянии.

При ловле бентоса не нужно погружать сачок глубоко в грунт, т.к. большое количество донных отложений, попавших в мешок, не позволит хорошо рассмотреть пойманных животных. Кроме того, пробы бентоса, отобранные с глубинной части реки или озера также нежелательны, т.к. характеризуют не столько качество вод, сколько загрязненность донных отложений, придонных слоев воды (в озерах), которые по химическому составу существенно отличаются от воды в водоеме в целом, что также снижает информативную ценность бентосных показателей.

При отборе проб с отдельных экземпляров или разреженных зарослей крупных растений и нитчатых водорослей необходимо потрясти их в сачок, расположив его ниже по течению, а затем просмотреть сами растения для дополнительного сбора прикрепленных организмов. При отборе проб с густых зарослей водных растений, следует погрузить сачок в их гущу и резкими, энергичными движениями «прокосить» заросли.

В бланк описания водоема входят:

1) номер пробы,

2) дата и время наблюдений,

3) название водного объекта (водоема),

4) местонахождение отбора пробы;

5) температура воды и воздуха в момент отбора пробы,

6) погодные условия в день отбора пробы и в предшествующие дни (ретроспективная информация о погоде помогает объяснить возникновение возможных аномальных гидрологических фактов).

В бланке должно быть дано визуальное описание гидрологических параметров:

1) скорости течения (по шкале: отсутствует, очень медленное, медленное, спокойное, не очень быстрое, очень быстрое),

2) цвета воды,

3) прозрачности воды (по шкале: прозрачная, слабо мутная, мутноватая, мутная, сильно мутная).

3. Оценка экологического состояния водоема по биотическому индексу р. Трент

В российской системе мониторинга окружающей среды (в системе Росгидромета) для оценки качества вод по показателям зообентоса наибольшее распространение получил метод расчета биотического индекса для р. Трент, разработанный Ф. Вудивиссом в 1964 г.

В основу метода положена закономерность упрощения таксономической структуры биоценоза по мере повышения уровня загрязнения вод (за счет выпадения индикаторных таксонов при достижении предела их толерантности) одновременно со снижением общего разнообразия организмов, объединенных в так называемые группы Вудивисса (табл.1).

Таблица 1. Индикаторные группы Вудивисса

По замыслу Вудивисса, применение при расчетах биотического индекса крупных таксонов "сглаживает эффекты сезонных изменений и топографических различий между реками". Однако при применении метода на водоемах, имеющих выраженные региональные фаунистические особенности, бывает высок процент ошибок.

В качестве показательных организмов выбраны отряды веснянок, поденок, ручейников, два рода ракообразных (Gammarus, Asellus), а также олигохеты семейства Tubificidae и хирономиды рода Chironomus. Наличие в пробах хотя бы одного из представителей данных групп дает один балл при расчете общего числа групп Вудивисса. Каждый вид плоских червей и пиявок, а также каждое семейство ручейников дают по одному баллу.

Таблица 2. Рабочая шкала для определения биотического индекса по наличию групп Вудивисса

2.Описание водоема

Проба №1

Дата: 22 июля 2010; Время: 10:10

Название: Искуственный стоячий водоем

Местонахождение: большая объездная

Температура воздуха: 22^°С

Температура воды: --

Погодные условия: солнечно, небольшой ветер. Облачность: 1 балл.

Ширина водоема: 150 м. Берег искуственный, пологий, уклон 5-7 ^°.

По берегу заросли Ивы; Водоем зарос водорослями. Грунт: песчано-илистый.

Загрязнение: скопление водорослей.

Антропогенное воздействие: свалка вдоль берега (захламленность).

Скорость течения: --

Цвет воды: зеленовато-желтый. Интенсивность: слабая.

Прозрачность воды: 11,5 см. (слабо мутная)

Запах воды: болотный. Интенсивность: сильный.

Проба №2

Дата: 22 июля 2010; Время: 10:20

Название: Пойменный водоем

Местонахождение: большая объездная

Температура воздуха: 22^°С

Температура воды: --

Погодные условия: солнечно, небольшой ветер. Облачность: 1 балл.

Ширина водоема: 10-15 м. Берег пологий, уклон обрывистый.

По берегу заросли Чистухи; На поверхности воды заросли ряски. Грун: песок.

Загрязнение: скопление водорослей.

Антропогенное воздействие: рядом с водоемом проходит трасса.

Скорость течения: --

Цвет воды: зеленовато-желтый. Интенсивность: слабая.

Прозрачность воды: 9,8 см. (слабо мутная)

Запах воды: болотный. Интенсивность: сильный.

Таблица. Список гидробионтов:

3.Приспособления организмов к условиям обитания

Передвижение. Для передвижения в водоеме живые организмы обзавелись рядом приспособительных особенностей: личинки комара дергуна, для передвижения используют две пары ложноножек, находящихся на переднем и на заднем концах тела.

У пиявок тело способно резко сокращаться и растягиваться. Совершая волнообразные движения, пиявка легко плывет под водой. Но на влажной земле, во мху или в продуктах гниения она может долгое время находиться и вне воды.

У моллюсков приспособлением для передвижения служит нога - мускульный непарный вырост брюшной стенки тела.

Планктон представляет собой массу растений и животных, большинство из которых имеют микроскопические размеры. Многие из них способны к самостоятельному активному передвижению, однако недостаточно хорошо плавают для того, чтобы противостоять течениям, поэтому планктонные организмы передвигаются вместе с водными массами.

Нектон отличается от планктона тем, что его представители совершают значительные передвижения, а не просто парят в воде. У планктонных организмов, есть органы передвижения, однако они не могут следовать по определенному курсу, и полностью подвластны течению воды Нектонные организмы в противоположность планктонным приобрели ряд приспособлений, позволяющих им двигаться, плыть, скользить по воде, а иногда даже летать по воздуху на десятки метров (летучие рыбы, кальмары). Чаще всего движение в воде осуществляется за счет изгибания тела (например, пиявки). Представители нектона используют силу реактивной струи. Личинки насекомых, таких как стрекоза, втягивают и выбрасывают воду из задней кишки. У многих нектонных организмов для уменьшения сопротивления воды выработалась обтекаемая форма, при которой наблюдается наименьшее сопротивление. Организмы, живущие на дне, приобрели ряд приспособлений к удержанию на твердом грунте и выработали эффективные способы передвижения как по поверхности грунта, так и внутри грунта. Почти все гидробионты, входящие в бентос, приспособлены временно выходить в толщу воды, и переходить в нектонное состояние. Для удержания на грунте бентосные организмы увеличили свой удельный вес за счет тяжелого скелета и развили различные органы прикрепления к грунту.

Дыхание. У нейстонных организмов развиваются специальные приспособления для использования физических особенностей поверхностной пленки воды: подвешивание к пленке снизу, дыхание воздухом через пленку и т. п. Дыхание личинки комара дергуна происходит всей поверхностью своего тела. Но, кроме того, на заднем конце тела у него имеются специальные органы дыхания, в виде нитевидных жаберных придатков. У некоторых организмов восполнение потребности в кислороде происходит за счет их поднимания к кромке воды. Если же такие организмы как прудовик обитают в глубоких озерах, то запас кислорода пополняется за счет растворенного в воде кислорода, наполняющего дыхательные полости. У бентосных организмов наблюдается меньшая нужда в кислороде.

Питание. Личинка поденок активно питается (в основном растительными остатками), используя при этом грызущий ротовой аппарат которых у них хорошо развит. Личинки мелких веснянок питаются водорослями, но большинство -- хищники, поедающие личинок комаров, мошек, поденок и других мелких беспозвоночных. «Резиновый» желудок пиявки позволяет ей за один раз потреблять большое количество пищи. За счет запасенной крови своих жертв пиявка может в дальнейшем обходиться без питания 4 - 6 месяцев, так же она имеет множественные приспособления для предотвращения свертываемости крови.

4.Расчет биотического индекса

По таблице индикаторных групп Вудвисса определим присутствие показательных таксонов в водоеме.

1 вид пиявок (Малая ложноконская пиявка) - 1 балл.

1 вид моллюсков (Болотный прудовик) - 1 балл.

1 вид жесткокрылых (Плавунец окаймленный) - 1 балл.

3 вида двукрылых (исключив 2 вида хирономид) - 1 балл.

1 вид хирономид (исключив вид Chironomus thummi) - 1 балл.

Вид Chironomus thummi - 1 балл.

1 вид олигохет (Трубочник обыкновенный) - 1 балл.

Итого: 7 групп Вудвисса.

Из числа показательных видов в пробе присутсвуют:

Каждый вид пиявок (1 вид - итого 1 балл), олигохеты семейства Tubificidae (1 балл), хирономиды рода Chironomus (1 балл). Итого: 3 балла.

Наиболее высокий представленный в пробе таксон (по табл. 2) - тубифииды и хирономусы. На пересечении этой строки с кол-вом групп Вудвисса (7 находится в промежутке 6-10) находится значение 3. Биотический индекс водоема - 3.

6. Так как степень загрязненности водоема прямо пропорциональна понижению биотического индекса (от 10 до 0), то можно сделать вывод, что водоем является в достаточной мере загрязненным.

Список литературы

1.Методы исследований зообентоса и оценки экологического состояния водоемов / Сост. А.С. Боголюбов. - М.: Экосистема, 1997. - 17 с.

2.Душенков В.М., Макаров К.В. Летняя полевая практика по зоологии беспозвоночных. - М.: ИЦ «Академия», 2000.

3.Краткий определитель пресноводной фауны / Под ред. Е.М. Хейсина. - М.: Учебно-пед. изд-во Мин. просвещения РСФСР, 1962.

4.Определитель пресноводной фауны Европейской части СССР / Под ред. Кутикова Л.А., Старобогатова Я.И. - М.: Гидрометеоиздат, 1977.

Размещено на Allbest.ru