Видовой состав макрозообентоса и степени загрязнённости вод Голубых озер

В наше время многих волнует чистота наших водоемов, ведь вода это основа жизни человека и всех организмов, населяющих нашу землю. Поэтому сейчас, те люди, которые это понимают, стараются не допустить загрязнения водоемов не только своего родного края, но и всей планеты Земля.

Весной 2008 года я принимала участие в 41 Международном экологическом лагере, который проходил в поселке Репино, Ленинградской области . Уже тогда я поняла, что еще раз приеду сюда, чтобы укрепить свои знания по гидробиологии. Летом 2008 года делегация нашего города принимала участие в 42 международном экологическом лагере. Ранее я освоила методику разбора проб и определения видового состава зообентоса в летний сезон я решила заняться более сложными вопросами: научиться по видовому составу бентоса и его количеству определять степень загрязненности воды. Это мне необходимо для того, чтобы вместе с ребятами из нашего экологического центра «Экос» и гимназии №6 определить насколько чисты наши городские водоемы – р. Скалба и р. Уча. Эта проблема волнует не только нас, но и всех жителей города Ивантеевки.

Для того чтобы определить степень загрязнения исследуемых водоемов делаются гидробиологические анализы. Существует много способов проведения таких анализов, но самый доступный, по моему мнению, это изучение степени загрязнения водоемов по наличию в них донных организмов. Кроме того это не требует больших финансовых затрат в отличие от других способов. Провести гидробиологические исследования водоемов по наличию донных организмов могут и школьники. Для этого нужно уметь правильно отбирать пробы и уметь определять видовое разнообразие бентосных организмов.

3 Цель работы: определение видового состава зообентоса и степени загрязнённости вод Голубых озер (Серебряное, Придорожное, Блюдечко), с использованием гидробиологического индекса Вудивисса.

Задачи:

1. Научиться отбирать пробы макро зообентоса в летний полевой сезон.

2. Сделать геоботаническое описание оз. Придорожное, оз. Серебряное, оз. Блюдечко.

3. Закрепить навыки по обрабатыванию, взятых проб.

4. Изучить видовой состав проб макро зообентоса системы Голубых озер (определить живые организмы);

5. Произвести учет количества групп гидробионтов в каждой пробе.

6. Произвести вычисление индекса Вудивисса.

7. Проанализировать полученные результаты.

8. Сделать выводы.

2. Теоретическая часть.

Бентос- это совокупность животных и растений, обитающих на дне или связанных с дном. Само понятие «бентос» происходит от греческого «benthos» – глубина.

Многие из этих организмов проходят стадию планктона, способствующую их расселению.

По преобладающим размерам 6ентос можно разделить на (приложение_):

• микробентос (бактерии, простейшие и донные диатомовые водоросли и др. );

• мезобентос ( мелкие черви, рачки и др. организмы короче 2-х мм);

• макробентос (организмы крупнее 2-х мм);

Также различают:

• фитобентос – водоросли и морские травы, заселяющие только освещенные части шельфа;

• зообентос - донные животные, заселяющие дно океанов, вплоть до ультраабиссальных глубин;

Организмы зообентоса разделяют по месту обитания (приложение_):

• эпифауна, обитает на слоевищах растений, на поверхности грунта;

• инфауна, зарывается в относительно мягкий грунт;

• эндолитофауна, вбуравливаться в непрочные скальные породы;

Они различаются степенью подвижности: от прикрепленных до активно ползающих. Виды связанные с грунтом, но способные к активному плаванию выделяются в нектобентос ( скат, камбала и т. д. ).

Среди животных бентоса разделяют по типу питания на:

• фитофаги – питающиеся растениями;

• сестонофаги - употребляют органические вещества, взвешенные в придонном слое воды;

• детритофаги и грунтоеды - употребляют органические вещества, содержащиеся в грунте.

• хищники - питаются животными,

• некрофаги - питающиеся падалью;

• всеядные.

Организмы бентоса играют большую роль в природных экосистемах, образуя сложные пищевые (трофические) цепи и оказываясь пищей для рыб, птиц и млекопитающих. Многие представители бентоса употребляются в пищу людьми и служат объектом для промысла и культивирования. Бентос преимущественно представлен животными. Донные растения довольно обильны в реках с прозрачной водой. Образование прибрежных зарослей тормозится размыванием берегов и колебанием уровня воды => растения остаются без воды и погибают. Наибольшее значение в бентосе рек имеют лито -, аргилло- псамо- и пеллореафильные организмы .

• Литореафильные формы населяют каменистый грунт с быстрым течением. В наших реках к ним относятся некоторые водоросли; из животных – губки, олигохеты, ресничные черви, пиявки, большое количество насекомых, особенно личинки симулиид, ручейников, поденок и веснянок, моллюсков.

• Аргиллореафильные формы, населяющие грунт на участках с быстрым течением. Представлены личинками поденок и ручейников.

• Псаммореафильные формы населяют песчаные грунты, расположенные на участках с быстрым течением. Обычно это очень мелкие, иногда меньше среднего размера организмы, относящиеся к бактериям, водорослям, простейшим, коловраткам, олигохетам, насекомым, высшим ракообразным, моллюскам.

• Пеллореафильные формы обитают в реках на илистых грунтах. Представлен бактериями, диатомовыми водорослями, а из животных простейшими, коловратками, олигохетами и личинками хирономид, моллюсками.

Бентос песчаных грунтов на течении довольно разнообразен по видовому составу, но качественно беден, особенно фитобентос, а бентос заиленных грунтов характеризуется высокой биомассой и сравнительно небольшим видовым разнообразием. Животные преимущественно относятся к детритофагам и грунтоедам. В зарослях водных растений образуются фитореафильные группировки, биомасса и видовое разнообразие которых характеризуется высокими показателями. Бентос рек резко обедняется в паводковое время, когда при высокой скорости течения воды из грунта вымываются и сносятся вниз по течению высшие раки, олигохеты, ручейники, поденки, личинки двукрылых и т. д. В наибольшей степени обедняется после паводка население заиленных грунтов, они и сами практически полностью смываются. После паводка по мере прохождения скорости течения, стабилизации грунтов, их заиления бентос обогащается. Он наиболее богат в предпаводковое время.

Группы организмов по отношению к донному субстрату организмы можно разделить на: .

1. лежащие – отличаются расширенным и низким телом;

2. закапывающиеся – встречаются во многих группах животного мира. Закапывание вызывает ряд изменений в строении животного => становятся плоскими.

3. сверлящие – в пресных водоемах это личинки некоторых насекомых, делающие ходы в берегах.

4. свободноплавающие – организмы, которые на небольшой промежуток времени, способны отрываться от дна и «парить» в толще воды. Многие животные двигаются по дну при помощи конечностей.

5. прикрепленные – среди зообентоса это – губки, кораллы, многие черви, двустворчатые моллюски и др. Форма тела обычно вытянутая, прикрепление происходит при помощи присосок.

3. Методы исследования.

Необходимое оборудование для взятия проб:

1. Гидробиологический сачок. (приложение _)

2. Проэтикетированные банки для сбора проб.

3. Карандаш, ручка.

4. полевой дневник.

Необходимое оборудование для разбора проб:

1. Кювета

2. Чашки Петри.

3. Проэтикетированные банки с пробами.

4. Пинцеты, иглы.

5. Полевой дневник.

6. Итоговая таблица для фиксирования разбора проб.

7. Определитель беспозвоночных животных.

8. Исходные данные для определения биологического индекса Вудивисса и расшифровка к ней.

Методика отбора проб в летний полевой сезон гораздо менее трудоемкая, чем в зимний. Пробы зообентоса отбирались нами гидробиологическим сачком (d = 0. 5 м, длина ручки 1,5 м) методом кошения в прибрежных зонах, которые наиболее благоприятны для отбора проб, так как из-за небольшой глубины объем воды наиболее быстро и сильно прогревается. Благодаря этому наблюдается интенсивное развитие водной растительности, которая является кормовой базой для большинства организмов бентоса, кроме того, большая часть растворенной органики пребывает в этой зоне.

На каждую взятую пробу составляется акт.

В лаборатории содержимое банки мы переложили в кювету и залили водой, чтобы все организмы всплыли. Далее мы начинаем выбор организмов из пробы при помощи пинцетов, препаровальных игл в чашки Петри. Затем мы производим определение организмов и подсчет их численности. Если среди организмов встречаются хищные формы, то в чашку Петри добавляется 2-3 капли 2% формалина, умерщвляющего все организмы, чтобы фиксировать численность. Далее полученные результаты по каждой пробе заносятся в таблицу и по ним производится вычисление индекса Вудивисса.

Индекс Вудивисса (ИВ).

Существует много методов для оценки качества воды по организмам макрозообентоса, но все они основаны на определении таксономической принадлежности организма до вида. Однако чаще всего это может быть сделано только специалистом. Предлагаемый метод, в котором в качестве индикаторных выбраны крупные таксоны, даёт довольно приблизительную оценку состояния водоёма, однако подходит для учащихся, особенно в условиях похода или продолжительной экспедиции.

Суть данной методики заключается в том, что по определенным организмам – индикаторам (которые могут жить только в чистой воде высокого качества), какими являются личинки веснянок, личинки поденок и личинки ручейников, по их количественному показателю и определить степень загрязненности воды.

Биотический индекс пробы воды определяется по приведенной ниже таблице. Для этого необходимо:

1. По числу обнаруженных групп донных беспозвоночных определить в таблице вертикальный столбец в графе “количество групп” и выделить его фломастером.

2. Из перечня обнаруженных живых организмов выбрать тот вид, который расположен выше других в графе “ключевые организмы” и выделить этот ряд в макро-индексной диаграмме.

3. Цифра, на пересечении, выбранных вертикального столбца и горизонтального ряда укажет биотческий индекс пробы воды.

Для удобства в работе по определению видового состава нами были выделены особенности биологии и экологии организмов – индикаторов и организмов присутствующих в пробе.

Макро-индексная диаграмма для определения ИВ.

Ключевые организмы Количествор групп

0 – 1 2 – 5 6 – 10 11 – 15 > 15

4. Геоботаническое описание географических объектов.

Карельский перешеек – одно из самых красивых мест. В Ленинградской области. Его главной достопримечательностью является уникальные озера. Эти озёра являются любимейшим местом отдыха жителей С. -Петербурга и области. Группа голубых озёр, расположенная в южной части Выборгского района, может быть отнесена к редким природным ландшафтам, и издавна является местом массового отдыха. В связи, с чем эти озёра испытывают значительную антропогенную нагрузку и нуждаются в придании им статуса памятника природы.

Голубые озёра - ледникового происхождения и питаются, засечет грунтовых вод. Вода в озёрах слабо-кислая, профиль глубин достаточно плавный котлованного типа. дно в озере достаточно песчано-илистое. Несмотря на достаточно большие размеры, глубины в некоторых озёрах достигают 25-35 метров.

Озеро Серебряное – максимальная глубина озера 25 метров. Его площадь равна 17,2 гектара. Озеро имеет песчаное дно с незначительными отложениями детрита. На песчаных, супесчаных, а выше дренированных богатых гумусом почвах растительность представлена сосняком – зеленомошником. Здесь преобладает: высокоствольная сосна с примесью березы пушистой и березы бородавчатой. Подлесок развит слабо, в основном представлен подростом: сосны березы а так же встречаются ольха серая, ольха черная, рябина обыкновенная, крушина ломкая, ива козья. Из кустарничков черника, брусника, вереск обыкновенный.

Травяной покров представлен: Папоротник-кочедыжник женский, Папоротник-щитовник мужской, Золотарник (Розга золотая) Сныть обыкновенная, Таволга обыкновенная (Земляные орешки), Чина луговая, Марьянник луговой. Мхи - зеленый мох – кукушкин лен, мниум.

Из водной растительности – в малом количестве - ряска маленькая, ряска трехраздельная, тростник обыкновенный, белокрыльник болотный, рдест плавающий, элодея канадская.

Озеро Придорожное – максимальная глубина 14 метров. Озеро имеет площадь 6,8 гектаров. Дно песчаное с незначительными отложениями детрита. Максимальная прозрачность 4 метра.

На дренированных супесчаных, местами глинистых плодородных почвах развиваются ельники травяные с богатым видовым составом. В первом ярусе произрастают ель и сосна с примесью березы пушистой, резко выделяются куртинки высокоствольных стройных осин. Ниже ольха черная и клены (остролистный и американский), два вида ив. В подлеске встречаются крушина ломкая, несколько видов ивы, орешник, липа. Из кустарников растут жимолость, шиповник, малина, волчеягодник. Травяно-кустарничковый ярус составляют заросли вереска, черники, брусники, папоротника орляка, встречается папоротник щитовник мужской и кочедыжник женский, хвощ лесной, недотрога обыкновенная, майник двулистный, ландыш, вербейник луговой, копытень европейский, марьянник дубравный. Из мхов, в основном зеленый мох кукушкин лен, климациум.

Озеро Блюдечко.

Здесь наблюдается очень богатое видовое разнообразие растительности с включением очень редких растений. 1-й ярус представлен елями, березой бородавчатой и пушистой, двумя видами сосны. Здесь же встречаются ольха черная и серая, рябина обыкновенная, клен остролистный, дуб черешчатый, осина. Для подлеска характерны крушина ломкая, калина, ивы, липа, орешник, яблоня. Травяно-кустарничковый ярус представлен малиной, черникой, спиреей иволистной, таволгой обыкновенной, реже брусникой и зарослями папоротника орляка, есть папоротник щитовник мужской, кочедыжник женский, хвощ лесной и ландыш, гравилат речной. В светлых местах растет Иван-чай, вербейник луговой, льнянка обыкновенная, мать – и – мачеха. В воде растет тростник, камыш, несколько видов осок, много кувшинки белоснежной, белокрыльника, кубышки желтой, элодея канадская

5. Результаты работы.

Дата, точка Место отбора проб Виды организмов Кол-во И. В. О. И. Вывод

16. 08. 08 г оз. Придорожное 2 волосатика; 4 2 0 Загрязненно

Т. 6 1 трубочник;

1 мотыль.

16. 08. 08 г оз. Серебряное 23 волосатика; 36 8 0 Чистое

Т. 4 4 ослика;

2 водяных клопа;

1 трубочник;

2 ручейника;

1 поденка желтая;

2 плоские пиявки;

1 дом ручейника.

16. 08. 08 г Блюдечко. 0 0 0 0 Сильно загрязнённое.

Т. 0 У берега.

16. 08. 08 г Блюдечко справа. Хирономида-1 1 1 0 Сильно загрязнённое.

16. 08. 08 г Блюдечко слева Водяной клещ- 2, 4 2 0 загрязненное

Т 0** Водяной ослик-1

Хирономида-1

6. Анализ результатов:

Озеро Придорожное.

Озеро Придорожное расположено очень близко к Старо-Выборгскому шоссе, поэтому к нему проложена прокатанная лесная дорога. Нами была взята первая проба воды (Т6). Рядом с точкой отбора проб расположена стихийная автомобильная стоянка и так как это была суббота – выходной день, то на ней было 11 машин. На берегах озера и в воде нами было обнаружено большое количество бытового мусора и старых, а также новых кострищ. На момент взятия пробы на озере находилось большое количество отдыхающих, причем они заезжали на берег озера на автомобилях, один из которых стоял очень близко к воде, возможно, его помыли в озере (о чем говорят обнаруженные нами в этом месте бензиновые пятна на поверхности воды). Точка пробы (Т6) располагалась рядом с местом купания отдыхающих. Грунт песчаный, детрита мало. В этой пробе были обнаружены следующие организмы: волосатики - 2, трубочники – 1, мотыль – 1. По нашим расчетам индекс Вудивисса 2. Вода озера в исследуемой точке – загрязнена.

Озеро Серебряное.

Озеро Серебряное расположено рядом с озером Придорожным, их соединяет перемычка. В отличие от Придорожного, озеро Серебряное более чистое. Нами была взята проба воды (Т4), справа от перемычки рядом с берегом под нависшим деревом ольхи черной, мы решили, что это место наиболее продуктивное для сбора зообентоса. В пробе мы обнаружили следующие организмы: 23 волосатика, 4 ослика, 1 трубочник, 2 ручейника, 1 желтая поденка, 2 плоские пиявки, 1 домик ручейника. Из этих организмов ручейники и поденка являются индикаторами чистой воды. По нашим расчетам индекс Вудивиссса = 8. Это самый высокий индекс из всех взятых проб. Вода чистая.

Мы думаем, что такой высокий показатель можно объяснить местом расположения оз. Серебряное: его окружают высокие холмы и мало где можно найти место для стоянок, следовательно, антропогенная нагрузка снижена. Попасть к месту взятия нашей пробы отдыхающим на автомобиле довольно сложно, так как дороги до этого места нет, но отдыхающие уже проложили ее до перемычки, где устроили место для стоянки. На берегах озера нет промышленных предприятий, там расположен пансионат, но вероятно нагрузка с его стороны незначительная. Также озеро Серебряное имеет большую площадь – 17 га и глубину – 25 метров, исходя из этого, мы предполагаем, что концентрация загрязняющих веществ в нем меньше, чем в оз. Придорожном.

Озеро Блюдечко.

К озеру Блюдечко подходит хорошо накатанная лесная дорога. Проведя обследование прибрежной территории, мы обнаружили следующее: береговые склоны возвышенные. Есть несколько мест для купания. По берегу очень много следов от кострищ и мест стихийного отдыха. На момент взятия пробы на озере находилось много отдыхающих, которые подъехали на машинах близко к берегу. Возле них, по берегу и в воде, было очень много бытового мусора. Рядом с озером находится старый заброшенный завод, возле которого возникла стихийная свалка и строящийся спортивный комплекс. Несмотря на это, на поверхности воды мы обнаружили популяцию кувшинок белоснежных, которая занесена в Красную книгу. Рядом с ними плавал бытовой мусор – пластиковые бутылки, чипсы и т. д. По опросу отдыхающих мы узнали, что численность кувшинок ранее была больше, но со временем стала уменьшаться. Кувшинка белоснежная является индикатором чистой воды и при усилении антропогенного влияния их жизненность и продуктивность уменьшается. Поэтому вполне возможно, что, если антропогенная нагрузка на это озеро не будет снижаться, то этот вид исчезнет в этом озере.

В пробе взятой нами у пляжа (Т. 0) организмов не обнаружено. Индекс Вудивисса = 0, вода сильно загрязнена, это можно объяснить тем, что эта точка находится рядом с местом повышенной антропогенной нагрузки (место для купания). Или же точка расположена в непродуктивном месте обитания (нет растений, детрита, грунт песчаный).

В пробе взятой нами у левого берега (Т 0**) обнаружены следующие организмы: водяной клещ-2, водяной ослик – 1, хирономида - 1. Индекс Вудивисса = 2, вода загрязнена.

В пробе взятой нами у правого берега (Т. 0* ) мы, несмотря на продуктивное место отбора проб и наличие в нём детрита с ярко выраженным сероводородным запахом, обнаружили только 1 хиронамиду. Индекс Вудивисса = 1, вода загрязнена.

Для подтверждения наших результатов мы обратились к нашим коллегам, работающим по биотестированию по аналогичной теме. И выявили следующие результаты: оз. Серебряное является слабо токсичным, оз. Придорожное является, умерено токсичным, а оз. Блюдечко является сильно токсичным.

7. Выводы по работе.

1. Мы научились отбирать пробы бентоса, определять продуктивные точки отбора, разбирать пробы, определять видовое разнообразие организмов и вычислять биотический индекс Вудивисса.

2. Нами было обследовано оз. Серебряное, оз. Придорожное, озеро Блюдечко, взято 5 проб зообентоса, проведено геоботаническое описание объектов.

3. Основываясь, на вычисленном нами индексе Вудивисса мы выявили следующие результаты: из всех озер исследуемых нами, оз. Серебряное являлось самым чистым, оз. Придорожное было загрязнено, а озеро Блюдечко оказалось самым грязным. Мы связываем это с тем что, озеро Блюдечко подвергается самой большой антропогенной нагрузке.

4. Мы предлагаем для улучшения экологической ситуации на этих озерах производить во время отбора проб экологические десанты силами участников БИОС – школы, так как мы проводим достаточное количество времени на пробах и в большом составе. Так же мы предлагаем информацию о результатах наших исследований донести до сведения администрации района, лесничеств к которым относится территория данных озер для того, чтобы они приняли меры по предотвращению загрязнения этих уникальных мест.

Также мы предлагаем в рамках БИОС – школы провести акцию по изготовлению макетов для аншлагов, предупреждающих загрязнения этих озер.

Используя знания, умения и навыки, полученные нами в международной Биос – школе мы провели презентацию своей работы и мастер – класс по отбору и определению видового состава макрозообентоса в пробах взятых из реки Уча (г. Ивантеевка) . Используя индекс Вудивисса мы определили степень загрязненности р. Уча на отдельном участке (умерено загрязнена). По итогам мастер – класса был снят телерепортаж, который демонстрировался по Ивантеевскому телевидению с целью привлечения школьников нашего города к биомониторингу наших городских водоемов. На базе гимназии из активных ребят была создана группа по проведению мониторингу. Для углубления знаний и закрепления полученных навыков мы хотим продолжить обучение в полевом экологическом лагере «Борок» Федерального эколого – биологического Центра.