Министерство общего и профессионального образования Свердловской области
Ирбитское муниципальное образование
Муниципальное общеобразовательное учреждение Зайковская средняя общеобразовательная школа № 2
Направление: водная экология
Проект на тему:
«Оценка экологического состояния реки Ирбит методом биоиндикации»
Исполнитель: Молокова Виктория Константиновна Ученица 8 класса МОУ Зайковская СОШ № 2
Ирбитского МО
Руководитель: Жукова М.Н., учитель химии. 1 кв. категория
Зайково 2011
Содержание
Введение___________________________________________________________4 Общее описание водоема____________________________________________5- 6 Описание биотопов___________________________________________________7 Биоценоз. Структура биоценоза______________________________________7- 8 Материалы и методы_____________________________________________10- 12 Результаты_________________________________________________________11 Комментарии к таблице №1_______________________________________11- 12 Комментарии к схеме пищевых цепей водного биоценоза______________12- 13 Комментарии к таблице №2________________________________________14- 15 Выводы ___________________________________________________________15 Заключение_____________________________________________________ 15- 16 Литература_______________________________________________________17 Приложения_____________________________________________________18- 25 Приложение №1 (Методики определения состояния пресного водоёма)____18 Приложение №2 (Индекс Майера)
________________________________ 19- 20 Приложение №3 (Биотический индекс Вудивисса)____________________
21 -23 Приложение №4 ( Изображения видов беспозвоночных, найденных в реке Ирбит)_________________________________________________________24- 25
Цель
: Оценка биологического разнообразия и устойчивости пресноводного биоценоза на примере реки Ирбит. Задачи:
1. Описание биогеоценоза (экосистемы) на примере реки Ирбит. 2. Описание морфологических особенностей водоема. 3. Описание экологических групп водных организмов. 4. Отбор проб и определение организмов. 5. Описание трофической структуры биоценоза. Предмет исследования:
Разнообразие беспозвоночных в реке Ирбит.
Объект исследования:
река Ирбит.
Введение
В связи с большой антропогенной нагрузкой, испытываемой природными комплексами в последнее время, становится актуальной разработка и апробация методик, позволяющих оценивать экологическое состояние природных природно-антропогенных ландшафтов. Так как все компоненты природы тесно и неразрывно взаимосвязаны между собой, то нарушения одного компонента вызывает изменение состояния всех остальных. Поэтому, оценивая состояния одного, можно предполагать и изменения других компонентов. Наиболее остро изменения окружающей природной среды отражаются на биотических компонентах, в том числе и на животном мире. В последнее время оказываются сильные антропогенные воздействия на поверхностные водоёмы. Это и различные сбросы промышленных и бытовых вод, и шумовое загрязнение, и нарушение структуры водоемов при механическом перемешивании слоёв воды, а также нарушение термического режима. Всё эти факторы приводят к различным изменениям в водных экосистемах, что отражается и на общем состоянии природы и на человеческом обществе. К сожалению, не всегда есть возможность проводить комплексные научные исследования, требующие больших материальных затрат и специального оборудования. В таких случаях можно использовать метод биоиндикации, получивший в последнее время широкое признание и распространённость. Однако целью данной работы является не только оценка биоразнообразия и устойчивости водных биоценозов, но и привлечение внимания школьников к данной проблеме, что особенно актуально в перспективе дальнейшего ухудшения экологической обстановки в Уральском регионе. Именно в школьном возрасте наиболее удачно можно привлечь внимание к проблемам охраны природы и бережного к ней отношения.
Общее описание водоема
Реки области имеют преимущественно снеговое питание с участием дождевого и грунтового. По сезонам года происходит смена ведущей роли основных источников питания. Летом и осенью это дождевое питание с участием грунтового. Зимой - грунтовое, весной - снеговое. В период весеннего половодья уровень воды повышается на пять и более метров. В многолетнем разрезе сток рек подвержен значительным колебаниям, которые связаны с чередованием циклов многоводных и маловодных лет. В многоводные годы сток превышает среднемноголетние значения в 1,5-5 раз, в маловодные снижается до 0,1-0,6 от среднемноголетних. Продолжительность многоводных фаз колеблется от 8 до 10 лет, а маловодных - от 6 до 25. В конце октября - первой половине ноября реки покрываются льдом на 5-6 месяцев до середины - конца апреля. На реках построено 122 водохранилища с объемом более 1,0 млн. м3
каждое, с общим суммарным объемом воды 2445 млн. м3
. Имеется также более 400 прудов с объемом от 50 до 900 тыс. м3
. Начало их строительства уходит в XVIII век, когда интенсивно развивалась горнозаводская промышленность. Крупнейшие водохранилища были построены в 1940-1970-х годах: Белоярское, Волчихинское, Рефтинское и др. В долинах горных и особенно равнинных рек распространены луга. В горах они тянутся лишь узкими полосками, но на равнинах местами хорошо сохранились, занимая большую площадь по рекам Тавде, Туре и их притокам. Заливные луга в поймах рек обычно используются под сенокосы, суходольные -- как пастбища. Ирбитка–правый приток р. Ницы (речная система Тобола), протяжённость до п. Зайково около 166 км. Её длина около 204 км, она относится к Обь-Иртышскому бассейну. На реке в п. Красногвардейском построено водохранилище. Пойма реки Ирбит от 6- 20 метров.
Притоки реки Ирбит: Шайтанка, Бобровка, Боровушка. В районе проводимого исследования ширина реки составляет от 6 до 10 м, глубина – от 0,5 до 2,5 м.
Описание биотопов
Для изучения общего экологического состояния водоема было выбрано 3 точки отлова животных – биотопов.
Биотоп 1.
Данный биотоп представляет собой прибрежную зону, глубина которой составляет 0,5 м. у кромки берега и 1,0м. при удалении от него. Размер биотопа составляет около 50 метров в длину и 4-6 метров в ширину. Грунты представлены песчано- иловыми отложениями, что объясняется большой по сравнению с другими биотопами скоростью течения. Водная растительность практически отсутствует, так как высокая скорость течения препятствует её укоренению и разрастанию. Прибрежная растительность также выражена слабо. Биотоп 2.
Данный биотоп представляет собой мелководную прибрежную заводь. Глубины в этой зоне невелики и колеблются от 0,5 до 1 м. Длинна заводи около 10 метров, ширина около 3-5 метров. Грунты представлены илистыми отложениями мощностью 0,1 – 0,4 метра. Растительность представлена такими видами как рогоз узколистный, ряска. Скорость течения небольшая.
Биотоп 3
. Данный биотоп представляет собой водоем, образованный весенним паводком (лужа возле реки). Глубина около 20- 60 см. Длинна лужи около 1 метра, ширина 0.5 метров. Грунт представлен глинисто- песчаным отложением. Растительность представлена пыреем ползучим.
Биоценоз. Структура биоценоза
Биоценоз (от биос - жизнь и греч. koinos - общий) – это совокупность растений, животных, микроорганизмов, населяющих участок суши или водоёма и характеризующихся определёнными отношениями, как между собой, так и с абиотическими факторами среды, длительное время сосуществующих в пространстве и образующих экологическое единство.
Историческая справка
Термин «биоценоз» ввел в науку немецкий ученый Карл Мебиус в 1877 г. Изучая, как увеличить продуктивность устойчивого хозяйства на отмелях Северного моря, он обнаружил, что устрицы образуют вместе с другими видами морских животных тесные сообщества, которые приурочены к определенному грунту, солености и температуре воды. В этих сообществах происходит борьба за существования и регуляция численности видов. Биогеоценоз – это исторически сложившаяся совокупность живых организмов
(биоценоз) и абиотической среды вместе с занимаемым ими участком земной поверхности (биотопом). Все живые организмы по способу питания разделяются на две группы – автортрофов и гетеротрофов. Автотрофы используют неорганический углерод и синтезируют органические вещества из неорганических, это – продуценты. Гетеротрофы используют углерод органических веществ, которые синтезированы продуцентами, и вместе с этими веществами получают энергию. Гетеротрофы представлены тремя группами организмов. Группа №1 – консументы. Это организмы, потребляющие живое органическое вещество.
Группа №2 – детритофаги. Это организмы, потребляющие мертвое органическое вещество. Группа №3 – редуценты. Это организмы, которые так же питаются мертвым органическим веществом. В результате чего происходит разложение органического вещества до минеральных соединений, которые возвращаются в почвенный раствор и снова используются растениями. Водные биоценозы
Водная среда является особым местообитанием, так как жизнь в ней зависит от физических свойств воды, в первую очередь от ее плотности, количества кислорода и углекислого газа, растворенных в ней, прозрачности воды,
что определяет распространение солнечного света в толще воды. Однако, наиболее важными экологическими факторами, влияющими на биологическое разнообразие и распределение видов, в пресноводных экосистемах являются следующие: температура воды, количество органики (кормовая база) и скорость течения. Все организмы, которые обитают в водной среде делятся на несколько экологических групп: бентос, планктон, нейстон, нектон (см. приложение №5) . Бентос
– (от греческого benthos – глубина), совокупность организмов, обитающих на грунте или в грунте дна водоёмов. Планктон
– (от греческого planktos – блуждающий), совокупность организмов, обитающих в толще воды и неспособных противостоять переносу течением (пассивное передвижение). Нейстон
– (от греческого neustos – плавающий), совокупность организмов обитающих у поверхностной плёнки воды (сверху или снизу от неё). Нектон
– (от греческого neustos – плавающий), совокупность активно плавающих организмов, обитающих в толще воды и способных перемещаться на значительные расстояния.
Список выловленных животных и их распределение по экологическим группам:
| Бентос |
Планктон |
Нейстон |
Нектон |
| Личинка подёнки |
Водомерка |
Гребляк точечный |
|
| Личинка разнокрылой стрекозы |
Клоп большой гладыш |
Жук- плавунец |
|
| Моллюск большой прудовик |
|||
| Моллюск скрученная ракушка |
|||
| Бокоплав |
|||
| Личинка ручейника |
|||
| Моллюск роговая катушка |
|||
| 7 |
0 |
2 |
2 |
Трофическая структура водного биоценоза
Организмы, входящие в состав того или иного биоценоза могут подразделяться на несколько трофических групп: продуценты, консументы первого порядка, консументы второго порядка, консументы третьего порядка, и т. д., редуценты. В водных биоценозах консументов второго порядка и выше объединяют в группу консументов высшего порядка. Организмы, входящие в одну группу, занимают определённый трофический уровень. С одного трофического уровня на другой происходит передача вещества и энергии. Схему пищевых связей между организмами биоценоза можно представить в виде набора маршрутов, по которым вещество и энергия передаются от одного вида организмов к другому. В водной экосистеме солнечная энергия, усвоенная водорослями и высшими растениями, переходит к различным беспозвоночным, далее к мелким рыбам и, наконец, к крупным хищникам. Большое количество организмов, находящихся на одном трофическом уровне служит гарантией того, что в случае исчезновения какого либо вида его место в структуре пищевой цепи займёт другой вид и передача вещества и энергии не будет прервана.
Материалы и методы
Для выполнения работы использовалось сочетание теории с практикой. Практическая часть (отлов организмов и их определение) выполнялась на реке Ирбит. 1. Отбор проб
На этом этапе были выбраны 3 биотопа на небольшом участке реки Ирбит. С помощью сачка на биотопах были отловлены животные (от 6 до 11 видов в каждом). Для отлова животных использовались также: кювет, стеклянные банки с крышками, ложки. Сачок опускается в воду и скребком тщательно проводится по дну несколько раз. Также при помощи сачка отлавливаются животные в толще и верхних слоях воды. Содержимое сачка выкладывается в кювет с небольшим количеством
воды; затем из массы донных осадков и растений ложкой выбираются водные
беспозвоночные, которые помещаются в отдельную банку с водой, набранной в данном биотопе. В каждом биотопе проводилось не менее 3 отловов. 2. Определение организмов
С помощью специальных определителей на базе учебного класса отловленные виды распознаются. Для этого необходимо внимательно рассмотреть каждое животное, чтобы выделить отличительные признаки и по ним при помощи определителя идентифицировать отловленные организмы. В определении выловленных организмов может быть погрешность, так как не все выловленные организмы могли быть определены до вида. Это связано с отсутствием качественных определителей и владением методикой работы с определителем на определенном уровне. Поэтому, общее число выловленных видов в действительности несколько выше. 3. Описание организмов
После определения с помощью учебной литературы составляются таблицы, в которых все отловленные виды распределяются на экологические группы и по трофическим уровням. В теоретической части работы можно выделить несколько этапов: 1. Составление схемы экологических взаимосвязей обитателей водного биоценоза на примере реки Ирбит. Для этого на листе бумаги вычерчивалась схема вертикальной структуры водоёма, на которой показывалось распределение отловленных видов по экологическим группам. Стрелками обозначались трофические взаимосвязи обитателей данного биоценоза. 2. Составление схемы пищевой цепи в водном биоценозе на примере реки Ирбит.
Для этого на листе бумаги выстраиваются трофические уровни, в которые вносятся виды в соответствии с данными отловов. Построить пищевые цепи с указанием в них места каждого из отловленных организмов оказалось невозможно из-за большого количества пересечений видов между собой в разных пищевых цепях. 3. Оценка экологического состояния исследуемого водоёма методом биоиндикации.
Для оценки экологического состояния водоема использовался метод расчета биотического индекса (БИ), разработанный Ф. Вудивиссом в 1964 г. С помощью специальной шкалы для определения биотического индекса, основанной на наличии в водоёме индикаторных групп организмов, по наличию или отсутствию той или иной индикаторной группы определяется биотический индекс водоема. Чем выше показатель БИ, тем благоприятнее условия обитания организмов в данном водоёме в целом или его отдельных биотопах в частности. По данному показателю можно судить об относительной чистоте воды применительно к водным обитателям. Показатель БИ может изменяться от 1 (наименее благоприятные экологические условия) до 10 (наиболее благоприятные экологические условия).
Результаты
Таблица 1. Список обнаруженных (пойманных) организмов по биотопам (см. приложение №5)
| Список видов |
Биотоп 1 |
Биотоп 2 |
Биотоп 3 |
| Личинка подёнки |
+ |
+ |
|
| Личинка разнокрылой стрекозы |
+ |
+ |
|
| Моллюск большой прудовик |
+ |
||
| Моллюск скрученная ракушка |
+ |
||
| Бокоплав |
+ |
||
| Личинка ручейника |
+ |
+ |
|
| Моллюск роговая катушка |
+ |
||
| Водомерка |
+ |
+ |
+ |
| Клоп большой гладыш |
+ |
+ |
|
| Гребляк точечный |
+ |
+ |
|
| Жук- плавунец |
+ |
+ |
|
| Общее количество видов 11
|
3 |
11 |
5 |
Комментарии к таблице №1 (Список отловленных видов) Исходя из полученных данных видно, что наименьшее количество видов встречено в первом биотопе. Это объясняется несколькими причинами. Из-за большой скорости течения многие организмы сносятся вниз по реке. Высокая скорость течения не дает накапливаться органическому веществу, что сказывается на количестве корма. Также из-за сильного течения и практически полного отсутствия органического вещества на дне произрастание прибрежной и водной растительности сильно затруднено. Это создаёт дополнительные трудности водным организмам с точки зрения наличия укрытий и дополнительных поверхностей для закрепления в пределах данного биотопа. Небольшое количество видов может объясняться трудностями при проведении отловов. Большая глубина не позволила качественно обловить биотоп в разных частях. Основное количество видов было выловлено на небольшом удалении от берега. Однако абиотические условия практически не отличаются у кромки
берега и на удалении от него, что позволяет предположить высокую степень объективности полученных данных. Наибольшее количество видов во втором биотопе может объясняться:
1. большим количеством органического вещества, являющимся пищей; 2. практически полным отсутствием скорости течения. Биотоп №2 наиболее удобен для проведения отловов. Поэтому нельзя считать результаты, полученные во втором биотопе аномальными и, скорее всего они объясняются наиболее качественными отловами в данном месте.
В каждом из вышеуказанных биотопов имеется достаточная глубина для нормального обитания организмов. Видовое разнообразие – очень важное свойство экосистем. С ним связана устойчивость систем к неблагоприятным воздействиям. Разнообразие обеспечивает «подстраховку», дублирование устойчивости. Вид, присутствующий в числе единичных экземпляров, при неблагоприятных условиях для широко представленного вида, в том числе и доминантного, может резко увеличить свою численность и таким образом заполнить освободившееся пространство (экологическую нишу), сохранив экосистему как единое целое.
| Виды
|
Консументы 1 порядка
|
Консументы высшего порядка
|
Редуценты
|
| Личинка подёнки |
|
+
|
|
| Личинка разнокрылой стрекозы |
|
+
|
|
| Моллюск большой прудовик |
|
|
+
|
| Моллюск скрученная ракушка |
+
|
|
|
| Бокоплав |
|
|
+
|
| Моллюск роговая катушка |
+
|
|
|
| Клоп большой гладыш |
|
+
|
|
| Гребляк точечный |
|
+
|
|
| Водомерка |
|
+
|
|
| Личинка ручейника |
+
|
|
|
| Жук- плавунец |
|
+
|
|
| Всего: 11
|
3
|
6
|
2
|
Комментарии к схеме пищевых цепей
Как уже говорилось выше, любая экосистема включает несколько трофических уровней (звеньев пищевой цепи). Взаимосвязанный ряд трофических уровней представляет цепь питания или трофическую цепь. Из материалов исследования видно, что выловленные организмы распределяются по следующим трофическим уровням: - консументы первого порядка (3 видов), - консументы высшего порядка (6 видов), - редуценты (2 вида). Продуцентами в водных
| Биотоп
|
Индикаторные группы
|
Количество групп ВУДИВИССА
|
Биотический индекс
|
| Биотоп 1 |
Водомерка Гребляк точечный Жук- плавунец
|
|
1 |
| Биотоп 2 |
Личинка подёнки Личинка разнокрылой стрекозы Моллюск большой прудовик Моллюск скрученная ракушка Бокоплав Личинка ручейника Моллюск роговая катушка Водомерка Клоп большой гладыш Гребляк точечный Жук- плавунец |
11 |
6 |
| Биотоп 3 |
Личинка подёнки Личинка разнокрылой стрекозы Личинка ручейника Водомерка Клоп большой гладыш |
5 |
5 |
индексу
Комментарии к таблице №2 (оценка экологического состояния водоёмов по биотическому индексу).
Прежде, чем давать оценку экологического состояния водоёмов, необходимо пояснить суть данной методики. Исходя из того, что разные группы водных беспозвоночных организмов по-разному реагируют на изменения экологической обстановки в проточных водоёмах, английский учёный Вудивисс подобрал индикаторные группы организмов, реагирующих на изменения, происходящие в водной среде обитания. Каждой группе организмов было присвоено определённое количество баллов. Чем больше балл, тем благоприятнее условия, в которых находятся данные организмы. Чем больше индикаторных групп присутствует в обследуемом водоёме, и чем выше балл каждой из них, тем выше благоприятность условий обитания организмов в данном водоёме. Согласно методике Вудивисса: биотоп №1
получает от 0 до 2 баллов - он сильно загрязнен, относится к полисапробной зоне, водное сообщество находится в сильно угнетенном состоянии. Это объясняется тем, что в этом месте люди отдыхают, купаются, бросают мусор, моют транспортные средства, стирают вещи с использованием синтетических моющих средств. Биотоп №2
получает 6- 7 баллов, что говорит о незначительном загрязнении водоема (бета- мезосапробный). Этот участок реки испытывает меньшую антропогенную нагрузку. Биотоп №3
получает 3-5 баллов, что говорит о средней степени загрязненности (альфа- мезосапробный). Это объясняется тем, что данный водоём (прибрежная лужа) является временным, образован в результате весеннего паводка, испытывает значительную антропогенную нагрузку.
Выводы
Результаты, полученные в ходе работы, позволяют сделать следующие выводы: Обследуемые участки реки Ирбит испытывают антропогенные нагрузки в разной степени. Это подтверждается большим числом встреченных видов (биотоп №2) и незначительным количеством биотических групп (биотоп №1). Биоразнообразие является одним из основных показателей устойчивости естественных экосистем. Таким образом, наиболее устойчивым является биотоп №2. Нахождение в водоёме нескольких индикаторных групп является подтверждением того, что условия обитания водных организмов вполне благоприятны (биотоп №2). Разветвлённые пищевые цепи с большим числом взаимозаменяемых видов также служит показателем нормального состояния исследуемого участка водоёма. В результате воздействия человека на водную среду ухудшается состояние водных экосистем, подтверждением чего является результаты исследования биотопов №1 и №3.
Заключение
Каждая водная экосистема по-своему интересна и уникальна. Экологическая оценка водоема предполагает длительный мониторинг, позволяющий получить
ряд наблюдений, необходимый при статистической обработке информации. Эта
работа требует значительного времени и усилий. Мы определили свой комплексный подход в изучении водоемов местности. Целесообразно совместить органолептические, химические методы анализа качества воды с биоиндикацией. Это позволит, не обладая дорогостоящим оборудованием,
провести экспресс -оценку состояния ближайших водоемов, используя при этом только собственные руки, приложив труд и наблюдательность. Пока мы использовали только метод биоиндикации.
Познакомившись не на словах, а на деле с загадочным водным миром, с экологической оценкой качества воды, мы оцениваем свое отношение к природе с обратной пропорциональностью: 1- 6 класс качества воды оценивает наши действия по отношению к природе на «2». Понимаешь это, только реально столкнувшись с угрозой лишиться жизненно необходимого богатства - воды.
Даже одному под силу изменить мир к лучшему. Мы нашли к этому свой путь: исследование состояния местных водоемов и информационная практическая деятельность по сохранению нашего богатства - чистой воды. Учащиеся нашей школы ежегодно принимают участие в программе «Берега России», «Родники», проводя акции по уборке мусора вблизи водоёмов р. Ирбит, родник «Надежда».
Результаты исследований состояния реки Ирбит методом
биоиндикации показали, что качество воды можно определять по видовому разнообразию водных беспозвоночных. Качество воды в водоемах зависит от уровня антропогенной нагрузки на них. В местах наиболее подверженных воздействию человека качество воды и устойчивость естественных экосистем снижается. Я планирую для дальнейших исследований выбрать другой участок на реке Ирбит и определить качество воды на участке вблизи молочного завода.
Литература
1. «Гидробиология», Н.А. Березина Москва, 1984 2. Определитель пресноводных беспозвоночных европейской части СССР Ленинград, 1977 3. Определитель пресноводных беспозвоночных России и сопредельных территорий (том 5 «Высшие насекомые») Санкт-Петербург, 2001 4. Определитель насекомых по личинкам Москва, 1972 5. Методы исследований зообентоса и оценки экологического состояния водоемов (методическое пособие) Ассоциация «ЭКОСИСТЕМА» Москва, 1997 6. Методика рекогносцировочного обследования малых водоемов (методическое пособие) Ассоциация «ЭКОСИСТЕМА» Москва, 1998 7. «Краткий определитель пресноводной фауны», профессор Е.М. Хейсин Москва, 1951 8. «Очерки экологии Подмосковья» (учебное пособие), под ред. В.И. Зубова Москва, 1998 9. «Экология России» (учебник), Б.М. Миркин, Л.Г. Наумова Москва, 1995 10. «Экология» (учебник), Е.А. Криксунов, В.В. Пасечник Москва, 2003 11. «Основы экологии» (учебник), Н.М. Чернова, В.М. Галушин, В.М. Константинов Москва, 2003 12. «Основы общей экологии» (учебник), Н.М. Мамедов, И.Т. Суравегина, С.Н. Глазачев Москва, 1998
Приложение №1
Методики определения состояния пресного водоёма
| Качество
воды
|
Организмы
|
| Отличное
|
Личинки поденки плоская, личинки поденки норная, личинки веснянки, личинка ручейника в домике, личинки разнокрылой стрекозы, бокоплав (пресноводная креветка), личинка подёнки плавающая, гребляк точечный, личинка вислокрылки, водные брюхоногие моллюски. |
| Хорошее
|
Личинка ручейника в домике, личинки разнокрылой стрекозы, бокоплав (пресноводная креветка), личинка поденки плавающая, водяной ослик, гребляк точечный, личинки вислокрылки, водные брюхоногие моллюски, личинка комара- звонца, энхитрей беловатый, личинка мухи- журчалки («крыска») |
| Нормальное
|
Личинка поденки плавающая, водяной ослик,, гребляк точечный, личинки вислокрылки, водные брюхоногие моллюски, личинка комара- звонца, энхитрей беловатый, личинка мухи- журчалки («крыска») |
| Плохое
|
Личинка комара- звонца, энхитрей беловатый, личинка мухи- журчалки («крыска») |
| Очень плохое
|
Нет живых организмов |
Приложение №2
Индекс Майера
. Это более простая методика, основные преимущества которой: никаких беспозвоночных не нужно определять с точностью до вида; методика годиться для любых типов водоемов. Метод использует приуроченность различных групп водных беспозвоночных к водоемам с определенным уровнем загрязненности. Организмы-индикаторы отнесены к одному из трех разделов: Таблица № 2 индекс Майера
| Обитатели чистых вод |
Организмы средней степени чувствительности |
Обитатели загрязненных водоемов |
| Личинки веснянок Личинки поденок Личинки ручейников Личинки вислокрылок Двустворчатые моллюски |
Бокоплав Речной рак Личинки стрекоз Личинки комаров - долгоножек Моллюски-катушки, моллюски-живородки |
Личинки комаров-звонцов Пиявки Водяной ослик Прудовики Личинки мошки Малощетинковые черви |
Нужно отметить, какие из приведенных в таблице индикаторных групп обнаружены в пробах. Количество обнаруженных групп из первого раздела таблицы необходимо умножить на 3, количество групп из второго раздела - на 2, а из третьего - на 1. Получившиеся цифры складывают. Значение суммы и характеризует степень загрязненности водоема. Если сумма более 22 - вода относится к 1 классу качества. Значения суммы от 17 до 21 говорят о втором классе качества (как и в первом случае, водоем будет охарактеризован как олигосапробный). От 11 до 16 баллов - 3 класс качества (бета-мезосапробная зона). Все значения меньше 11 характеризуют водоем как грязный (альфа-мезосапробный или же полисапробный).
Классы качества воды и соответствующие им показатели загрязненности водоема.
| Класс качества воды
|
Состояние водоема
|
Аммонийный азот
мг/л
|
Азот
нитратов
мг/л
|
Фосфаты
мг/л
|
Кислород (% насыщения)
|
БПК5
мг/л
|
Coli-индекс
(колоний на мл)
|
| 1-2
|
Чистое |
<<0,4 |
<0,3 |
<0,05 |
90–100 |
00 – 3 |
Менее 50 |
| 3
|
Умеренно загрязненное |
00,4-0,8 |
00,3-0,5 |
0,05-0,07 |
80 – 90 |
33 - 5 |
50 – 100 |
| 4
|
Загрязненное |
00,8-1,5 |
00,5-1,0 |
0,07-0,1 |
50 – 80 |
5 - 7 |
100 – 1000 |
| 5-6
|
грязное, очень грязное |
11,5-5,0 |
11,0-8,0 |
0,1-0,3 |
5 – 50 |
77–10 |
1000-20000 |
БПК – биохимическое потребление кислорода. Показатель качества воды, характеризующий суммарное содержание в воде легкоокисляемых органических веществ. БПК определяют измерением количества кислорода, ушедшего на окисление этих веществ в ходе биохимических процессов за определенное время (БПК5
- за 5 суток). Coli-индекс – один из показателей бактериального загрязнения воды, характеризующий наличие в ней кишечных палочек.
Приложение №3
Биотический индекс Вудивисса
Индекс Вудивисса учитывает сразу два параметра бентосного сообщества: общее разнообразие беспозвоночных и наличие в водоеме организмов, принадлежащих к "индикаторным" группам. При повышении степени загрязненности водоема представители этих групп исчезают из него примерно в том порядке, в каком они приведены в таблице 1. Индекс используется только для исследования рек умеренного пояса и дает оценку их состояния по пятнадцатибалльной шкале. Методика непригодна для оценки состояния озер и прудов. Для оценки состояния водоема по методу Вудивисса нужно: 1. Выяснить, какие индикаторные группы имеются в исследуемом водоеме. Поиск начинают с наиболее чувствительных к загрязнению индикаторных групп: веснянок, затем поденок, ручейников и т.д. - именно в таком порядке индикаторные группы расположены в таблице. Если в исследуемом водоеме имеются личинки веснянок (Plecoptera) - самые "чуткие" организмы, то дальнейшая работа ведется по первой или второй строке таблицы. По первой - если найдено несколько видов веснянок, и по второй - если найден только один. Если нимф веснянок в наших пробах нет - ищем в них личинок поденок (Ephemeroptera) - это следующая по чувствительности индикаторная группа. Если они найдены, работаем с третьей или четвертой строкой таблицы (опять же по количеству найденных видов). При отсутствии нимф поденок обращаем внимание на наличие личинок ручейников (Trichoptera), и т.д. 2. Оценить общее разнообразие бентосных организмов. Методика Вудивисса не требует определить всех пойманных животных с точностью до вида (это бывает трудно сделать даже профессионалу). Достаточно определить количество обнаруженных в пробах “групп” бентосных организмов.
За "группу" принимается:
- любой вид плоских червей, моллюсков, пиявок, ракообразных, водяных клещей; - любой вид веснянок, сетчатокрылых, жуков, любой вид личинок других летающих насекомых; - класс малощетинковые черви; - любой род поденок кроме Baetis rhodani; - любое семейство ручейников; - семейство комаров-звонцов (личинки) кроме вида Chironomus sp.; - Chironomus sp.; - личинки мошки (семейство Simuliidae). Определив количество обнаруженных в пробе групп, находим соответствующий столбец таблицы.
ТАБЛИЦА 1. БИОТИЧЕСКИЙ ИНДЕКС ВУДИВИССА
| Наличие видов-индикаторов
|
Кол-во видов-индикаторов
|
Общее количество присутствующих групп бентосных организмов.
|
|||||
| 0 – 1 |
2 – 5 |
6 - 10 |
11 - 15 |
16 - 20 |
более 20 |
||
| Личинки веснянок (Plecoptera) |
более 1 1 вид |
- - |
7 6 |
8 7 |
9 8 |
10 9 |
11 - ... 10 - ... |
| Личинки поденок (Ephemeropra)* |
более 1 1 вид |
- - |
6 5 |
7 6 |
8 7 |
9 8 |
10 - ... 9 - ... |
| Личинки ручейников (Trichoptera) |
более 1 1 вид |
- 4 |
5 4 |
6 5 |
7 6 |
8 7 |
9 - ... 8 - ... |
| Бокоплавы |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 - ... |
|
| Водяной ослик (Asellus aquaticus) |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 - ... |
|
| Олигохеты или личинки звонцов |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 - ... |
|
| Отсутствуют все приведенные выше группы |
0 |
1 |
2 |
- |
- |
- |
|
3. На перекрестке найденных нами столбца и строки в таблице находим значение индекса Вудивисса, характеризующее исследуемый водоем. Если водоем получает от 0 до 2 баллов - он сильно загрязнен, относится к полисапробной зоне, водное сообщество находится в сильно угнетенном состоянии. Оценка 3-5 баллов говорит о средней степени загрязненности (альфа-мезосапробный), а 6-7 баллов - о незначительном загрязнении водоема (бета-мезосапробный). Чистые (олигосапробные) реки обычно получают оценку 8-10 баллов, а особенно богатые водными обитателями участки могут быть оценены и более высокими значениями индекса.
Приложение №4
Виды беспозвоночных, выловленных в реке Ирбит
Водомерки гладыш
Гребляк Прудовик
Катушки личинки ручейников
жук-плавунец Личинки поденок
Личинка разнокрылой стрекозы
Бокоплав
Приложение №5
Видовое разнообразие биотопов