Методики оценки состояния водоема

Титульный лист

 

 

Содержание

Введение. 3

Олигохеты.. 5

Методы оценки качества воды………………………………………………………………...11

Методики оценки состояния водоема…………………………………………………………15

Олигохетный индекс Гуднайта-Уотлея. 15

Олигохетный индекс Пареле. 16

Биотический индекс Вудивисса ………………………………………………………………16

Индекс Майера. 20

Д. Л. Кинг, Р. С. Болл. 21

С. Лайт, Дж. Карр, М. Хилтонен. 21

Р. Цанер. 22

Заключение. 23

Список литературы.. 24

Введение

Существование человечества немыслимо без жизненно важных природных ресурсов, одним из которых является вода. Вода обладает рядом уникальных свойств, необходимых для поддержания всех форм жизни на земле.

Она создает благоприятные условия для жизни растений, животных, микроорганизмов. Вода имеет важное значение в жизнеобеспечении человека. Она используется им непосредственно для питья и хозяйственных нужд, как средство передвижения и сырье для получения промышленных и сельскохозяйственных продуктов. Осознавая это, человечество, особое внимание обращает на их экологическое состояние. При этом именно природные пресные воды являются местами слива всех канализационных вод, и качество воды находится в прямой зависимости от степени антропогенной нагрузки на водоем.

Как определить, что происходит с водоемами – процветают ли они или пора «бить в колокола» и срочно их спасать? Попытаемся разобраться.

Во-первых, существуют разные методы определения качества воды, их можно разделить на гидрохимические и гидробиологические. С помощью гидрохимических методов определяется количество тех или иных химических элементов в воде, их мы рассматривать в данной работе не будем.

Гидробиологические методы определения качества воды основаны на том, что различные водные обитатели по-разному реагируют на ее загрязнение. По их реакции можно, в большинстве случаев, определить характер и степень загрязнения водоема. Одни вполне успешно живут и в грязной, и в чистой воде, другие уплывают или погибают при малейшем загрязнении.

Исследование состояния среды с помощью живых организмов называется биологическим мониторингом.

В задачи биомониторинга входит регулярно проводимая оценка качества воды с помощью специально выбранных для этой цели живых объектов.

Сегодня мы рассмотрим методы биоиндикации. Их плюс в том, что они дают возможность судить о качестве воды «с точки зрения» самой водной экосистемы, т.е. сделать вывод о том, хорошо или плохо живется в данном водоеме его обитателям.

В данной работе мы рассмотрим методы олигохетного индекса Гуднайта-Уотлея, Пареле, биологического индекса Вудивисса и Майера, Д.Л.Кинга, Р.С.Болла,, Дж. Карра, М. Хилтонена и Р.Цанера. Эти методы основаны на изучении состояния бентосных сообществ, т.е. животных, живущих на дне водоема, в иле, на камнях или прибрежных растениях. Почему именно бентос? Дело в том, что довольно крупные организмы, населяющие дно, имеют обычно протяженный цикл развития (например, личинка поденки может жить 3-4 года), поэтому они характеризуют изменения, которые происходили в водоеме за длительные периоды времени. Кроме того, эти организмы достаточно крупны, их легко собирать и определять, а для отбора проб не требуется сложного оборудования.

Реакция любой экосистемы на ухудшение условий жизни однозначна: уменьшается видовое разнообразие живых организмов и изменяется их количество. Именно изменяется, а не уменьшается – при сильном загрязнении воды, например, количество червей-трубочников может увеличиваться в сотни раз за счет исчезновения видов-конкурентов. Поэтому методы биоиндикации учитывают и общее богатство водной экосистемы, и наличие или отсутствие видов-индикаторов, т.е. видов, которые живут в узком диапазоне условий и исчезают из воды при их изменении.

 

Олигохеты

Малощетинковые черви (лат. Oligochaeta) – это класс животных, принадлежащих к типу Кольчатые черви. Известно около 3000 видов малощетинковых червей. Все черви этого класса имеют сходное строение, но отличаются размерами и внешнему облику. Самые крупные представители данной подгруппы кольчецов – тропические дождевые черви, самые мелкие – трубочники и другие пресноводные малощетинковые черви.

Места обитания и значение

Большинство малощетинковых червей живет в почве (например, дождевые черви). Некоторые населяют пресные и солоноватые водоемы (например, трубочник). Малощетинковые черви, в частности дождевые черви, играют огромную роль в почвообразовании. Они перемешивают почву, снижают ее кислотность, повышают плодородие. Водные малощетинковые черви способствуют самоочищению загрязненных водоемов и служат пищей для рыб. Малощетинковые черви питаются гниющими остатками растений, но среди них есть хищники и паразиты.

Внешнее строение

Длина их тела колеблется от 0,5 мм до 3 м. Число сегментов у различных видов малощетинковых червей составляет от 5-7 до 600. Все сегменты тела у них одинаковые. У половозрелых особей в передней трети тела появляется утолщение – железистый поясок.

 

Рис. 1. Малощетинковые черви

Параподий ( мускулистые выросты) и усиков у них нет, а на каждом членике имеется по четыре пары щетинок – две пары спинных и две пары брюшных. Щетинки – это остатки опорных элементов, исчезнувших параподий, которые были у их предков.

Щетинки настолько малы, что их можно обнаружить только на ощупь, проведя пальцем от задней части тела червя к передней(на рисунке изображены брюшные щетинки при увеличении в 100 (1) и 300 (2) раз).

Рис. 2. Щетинки

Щетинки служат этим червям при движении в почве: загнутые спереди назад, они помогают червю удерживаться в норке и быстро продвигаться вперед.

Железистые клетки кожного эпителия червя выделяют слизь, защищающую кожу от высыхания и помогающую продвижению в почве.

Мускулатура и движение

Кожа и слой мышц, тесно соприкасаясь друг с другом, образуют кожно-мускульный мешок. Между ним и внутренними органами находится заполненная жидкостью вторичная полость тела (целом).

Непосредственно под кожей находятся кольцевые мышцы, а глубже – более мощные продольные.

Рис. 3. Мускулатура червя

При сокращении кольцевых мышц тело червя вытягивается в длину. Сокращение продольных мышц укорачивает тело. Чередование таких сокращений обеспечивает продвижение червя в почве.

 

Рис. 4. Передвижение червя

Пищеварительная система

К пищеварительной системе относятся рот, глотка, пищевод, средняя и задняя кишки, анальное отверстие.

Рис. 5. Пищеварительная система

Продвигаясь в почве дождевой червь заглатывает ее частицы, пропуская их через кишечник, как бы проедая себе ход, и усваивая при этом питательные частицы, содержащиеся в ней.

В пищевод впадают протоки известковых желёз, вещества, выделяемые этими железами, нейтрализуют почвенные кислоты.

Дыхание

Газообмен у малощетинковых червей осуществляется всей поверхностью тела. После сильного дождя, когда вода заливает норки червей и доступ воздуха в почву затруднен, дождевые черви вылезают на поверхность почвы.

Кровеносная, нервная и выделительная системы у малощетинковых и многощетинковых червей по строению сходны.

Кровеносная система

Кровеносная система дождевых червей отличается тем, что содержит способные к сокращению мускульные кольцевые сосуды – «сердца», расположенные в 7-13 сегментах.

 

Рис. 6. Кровеносная система

Нервная система

Нервная система состоит из окологлоточного нервного кольца и брюшной нервной цепочки.

В каждом членике имеется нервный узел с отходящими от него нервами.

Рис. 7. Нервная система

В связи с подземным образом жизни органы чувств у малощетинковых червей развиты слабо. Органы осязания – чувствительные клетки, расположенные в коже. Здесь же имеются клетки, воспринимающие свет.

Размножение

В отличие от многощетинковых червей малощетинковые являются гермафродитами.

Размножаются посредством спаривания (два червя сближаются и обмениваются сперматозоидами). Яйца оплодотворяются одной из спаривающихся особей и откладываются в специфическом коконе, состоящем из слизи, выделяемой железистыми клетками. Далее из него после развития выходит вполне сформировавшийся червь.

Мужская половая система располагается на уровне 10-11-го сегмента, а ее протоки открываются наружу на 15-м сегменте. Женская половая система находится в 13-м членнике, а ее протоки открываются наружу в 14-м сегменте.

 

Рис. 8. Система размножения

Регенерация

Дождевой червь обладает хорошо развитой способностью восстанавливать утраченные или поврежденные части тела – регенерацией. Если тело червя будет разделено надвое, то обе части смогут существовать самостоятельно, а утраченные органы через некоторое время восстановятся.

Экологическая характеристика

Малощетинковые черви (олигохеты) – важная составляющая донных и фитофильных биоценозов. Экологический спектр олигохет весьма широк, однако развитие их тесно связан со скоростью течения и обусловленным ею типом почвы. Известно, что каждому виду характерен определенный экологический диапазон, в пределах которого лежит оптимальная зона факторов в количественном и качественном отношении наиболее благоприятная для его существования. Одна из характерных структурных характеристик группировки организмов – их видовое разнообразие, показатель стабильности экосистемы.

Для представителей семейства Tubifіcidae, Lumbriculidae, Glossoscolidae характерно заселение донных отложений начиная от чистых до песков различной степени заиления, глинистых грунтов и илов. Представители семейств Naididae и Aeolosomatidae чаще всего встречаются на погруженных в воду и воздушно-водных растениях, поверхности почвы между растениями.

На чистом и слабо замуленом песке на глубине 3,5 м проточной участки, где скорость течения превышает 0,3 м/с, распространены самые требовательные к растворенного в воде кислорода олигохеты: Tubifex newaensis (Michaelsen, 1902) – 500 экз./м², Isochaetides michaelsini Lastockin, 1936 – 450 экз./м², Potamothrix moldaviensis (Vejdovsky et Mrazek, 1902) – 300 экз./м², Vejdovskyella intermedia (Bretscher, 1896) – 200 экз./м², Stylaria lacustris (Linnaeus, 1767) – 50 экз./м².

На участках, где скорость течения ниже 0,3 м/с, на глубине 3,6 м серого ила доминировали виды олигохет, мало прихотливы к растворенного в воде кислорода: Potamothrix hammoniensis (Michaelsen, 1901) – 600 экз./м², Limnodrilus hoffmeisteri Claparede, 1862 – 400 экз./м², L. claparedeanus Ratzel, 1868 – 200 экз./м2, Tubifex tubifex (O. F. Muller, 1773) – 150 экз./м².

Надо отметить богатейший видовой состав группировки олигохет на песчаном иле на глубине 4 м при слабом течении, среди которых доминировали: L. hoffmeisteri – 450 экз./м², P. hammoniensis – 700 экз./м², P. moldaviensis – 400 экз./м², Psammoryctides albicola (Michaelsen, 1901) – 250 экз./м², P. barbatus (Grube, 1861) – 200 экз./м², Aulodrilus limnobius Bretscher, 1899 – 200 экз./м², Peloscolex ferox (Eisen, 1879) – 250 экз./м², Limnodrilus udekemianus Claparede, 1862 – 300 экз./м², L. claparedeanus – 200 экз./м², L. helveticus Piguet, 1913 – 300 экз./м², Lumbriculus variegatus (Muller, 1773) – 200 экз./м². Причиной влечения олигохет именно до этих почв, как считает Поддубная (1965) является то, что они легко доступны для проникновения в них червей и богатые органическим веществом, которая легко усваивается. Вопреки песчаным мулам, глинистые почвы менее доступны для олигохет. На этих почвах на глубине 1,3 м высокой численности достигал Tubifex newaensis – 700 экз./м². Этот вид олигохет обладает крепкой мускулатурой, поэтому плотные грунты для него доступны.

На глубине 1,4 м на замуленом песке с детритом создаются благоприятные условия для существования олигохет-лимнофило: L. hoffmeisteri – 250 экз./м², L. claparedeanus – 150 экз./м², Lumbriculus variegatus (Muller, 1773) – 200 экз./м², Dero digitata (Muller, 1773) – 300 экз./м², Criodrilus lacuum Hoffmeister, 1845 – 200 экз./м².

 

Методы оценки качества воды

Для определения химического состава воды, а значит и для выявления находящихся в ней загрязняющих веществ можно использовать специальные приборы. Они позволяют получить точные значения концентраций загрязнителей. Но приборные методы имеют свои недостатки:

1. С их помощью нельзя точно оценить, насколько полученные концентрации опасны для водных организмов и для людей.

2. Они не учитывают возможного взаимодействия различных загрязняющих веществ (а это взаимодействие, как правило, происходит).

3. Они оценивают качество воды только на момент отбора пробы.

4. Они достаточно сложны и дороги.

Лучшими «приборами», оценивающими качество воды, являются сами водные обитатели. Конечно, эти «приборы» тоже не идеальны: например, у них нет стрелок и шкал. Поэтому с помощью методов биоиндикации можно оценить только общий уровень загрязненности, но невозможно узнать точных концентраций того или иного вещества. Зато эти методы относительно дешевы и не требуют специального оборудования. Многие из них довольно просты и могут быть использованы в работе любыми исследователями. А главное, биологические методы дают комплексную оценку качества воды, учитывают взаимодействие разных загрязняющих веществ и могут помочь в том случае, когда источник загрязнения имеет переменную мощность или непостоянный химический состав.

Данные о качестве воды, полученные при помощи биологических методов, можно соотнести с официально принятыми показателями: классами качества воды (ККВ), уровнями сапробности. Это позволяет сравнивать данные, полученные при помощи приборных и биологических методов.

Выделяют две основные группы биологических методов для оценки качества природных вод: это методы биотестирования и биоиндикации.

В методиках биотестирования в качестве основного показателя используется физиологическая или поведенческая реакция на загрязнение воды определённого вида живых организмов. При этом исследователи отбирают пробу воды в изучаемом водоёме и ставят лабораторный эксперимент, для чего используется искусственно поддерживаемая культура тест-организмов. С помощью подобного эксперимента можно, например, оценить уровень загрязненности водопроводной воды, которая практически не имеет собственной биоты.

При оценке качества воды в лабораторном эксперименте учитываются такие показатели, как выживаемость тест-организмов, темпы их размножения, интенсивность жизненных процессов (дыхание, пищеварение, фотосинтез), поведенческие реакции. Подобные опыты направлены прежде всего на определение высокотоксичных, сильнодействующих химических веществ.

Существует ряд требований по выбору тест-организмов. Они должны быть некрупными, легко культивироваться, иметь короткий жизненный цикл и обладать средней степенью чувствительности к токсикантам. На практике в качестве тест-организмов обычно используются простейшие, плоские черви, коловратки, моллюски, многие ракообразные и одноклеточные водоросли.

Методы биоиндикации применимы только к водоемам, имеющим собственную биоту. Они учитывают реакцию на загрязнение целых сообществ водных организмов или же отдельных систематических групп. При этом исследователи непосредственно на водоёме учитывают факт присутствия в нём индикаторных организмов, их обилие, наличие у них патологических изменений.

Несмотря на то, что и естественные условия водоемов, и виды загрязнений очень разнообразны, можно выделить несколько универсальных реакций сообществ водных организмов на ухудшение качества воды. Прежде всего это:

1. Уменьшение видового разнообразия (в два-четыре, а иногда и в десятки раз).
2. Изменение обилия водных организмов.

Причем обилие может как снижаться (при очень высоком уровне загрязнения или при наличии токсичных загрязнителей), так и расти по сравнению с нормальным состоянием сообщества. Этот рост объясняется тем, что в водоемах, особенно при их загрязнении органическими веществами, могут оставаться немногие, но устойчивые к загрязнению виды животных. В таких условиях они достигают очень высокого обилия. Например, в Невской губе численность малощетинковых червей может достигать десятков и даже сотен тысяч особей на квадратный метр дна.

Именно эти закономерности применяются во многих методиках биоиндикации. К их числу относятся индексы видового разнообразия и методы, учитывающие соотношение обилия разных групп водных организмов. Кроме этого, часто учитывается способность определенных групп организмов обитать в водоемах с тем или иным уровнем загрязненности.

Надо особо отметить то, что представители любой надвидовой систематической группы (рода, семейства, отряда) практически никогда не обладают одинаковыми экологическими потребностями. В состав таких групп могут входить совершенно разные с точки зрения отношения к загрязнению виды: устойчивые к загрязнителям, неустойчивые, виды-универсалы, способные жить в очень широком спектре внешних условий, и т.д. Одной из распространенных ошибок является использование надвидовых таксонов как индикаторов качества воды без критического рассмотрения набора входящих в этот таксон видов.

Пример: веснянки считаются индикаторами очень чистой воды. Но некоторые виды веснянок, в том числе Nemoura cinerea, обычны в мезотрофных, умеренно загрязненных водоемах. Говорить, что вода не загрязнена на основании того, что этот вид обнаружен в пробе, было бы опрометчиво.

Личинки комаров-звонцов (семейство Chironomidae) во многих методиках используются как организмы-индикаторы сильного органического загрязнения. Реально же среди хирономид есть немало видов, обитающих только в чистых, насыщенных кислородом водоемах. Их присутствие в пробе ни коим образом не говорит о загрязнённости водоема органикой.

В предлагаемых ниже методиках эта ошибка корректируется необходимостью рассмотрения комплекса видов и надвидовых таксонов, а не одного таксона.

Большую роль для результатов биоиндикации состояния водоема играет выбор тех групп живых организмов, которые учитываются исследователем. Дело в том, что водные сообщества очень разнообразны и включают в себя несколько крупных экологических группировок, реакции которых на загрязнения могут серьезно различаться. Это экологические группы животных: зоопланктон, зообентос, перифитон, нектон; и растений: фитопланктон, фитобентос. Каждая группа организмов в качестве индикатора имеет свои преимущества и свои недостатки.

Необходимо помнить, что в своем естественном состоянии различные природные водоемы могут сильно отличаться друг от друга. На водную флору и фауну действуют такие показатели, как глубина водоема, наличие и скорость течения, кислотность воды, мутность, температурный режим, количество растворенной органики, соединений азота и фосфора.

На все эти параметры влияет как антропогенная нагрузка, так и естественные процессы, происходящие в водоемах. Значит, для водоемов разных типов в норме будет характерен разный видовой состав и обилие гидробионтов. Более того, в водоемах с наиболее чистой водой количество видов животных и растений и их обилие обычно ниже, чем в тех водоемах, где органические вещества, соединения азота и фосфора присутствуют в умеренных концентрациях. Для многих водных организмов умеренный уровень загрязнения является оптимальным состоянием среды обитания. Существуют также «виды-универсалы», обладающие высокой экологической пластичностью и способные переносить значительные колебания степени загрязненности водоема. Понятно, что такие виды не представляют интереса для биоиндикации.

Из этого следует, что:

· для оценки состояния воды при помощи биологических объектов необходимо выбирать надежный, проверенный метод, подходящий для данного типа водоема и поставленных задач;

· нужно четко придерживаться методики отбора и обработки проб;

· все биологические закономерности являются закономерностями статистическими.

Поэтому объем используемого материала должен быть достаточно велик.

И сами живые организмы, и сообщества, которые они образуют, чрезвычайно сложные системы. Любая особь и любой вид в природе испытывает на себе влияние огромного количества факторов и, в свою очередь, сам влияет на них. Всё многообразие этих связей учесть практически невозможно. Также трудно предсказать и реакцию конкретного организма на внешнее воздействие: ведь двух одинаковых организмов в природе не существует.

Поэтому нельзя делать выводы об уровне загрязненности воды на основе реакций одной особи тест-организма или одной-двух проб, взятых в исследуемом водоеме. Не исключено, что попадется «нетипичная» особь, устойчивость которой к загрязнению будет значительно выше или ниже, чем средняя для организмов этого вида. Точно так же и единственная отобранная в водоеме проба может быть взята в «нетипичном» месте. И все выводы, сделанные на основе таких «наблюдений», будут неверными.

 

 

Олигохетные индексы Пареле

Э. А. Пареле в рамках разработки метода оценки загрязнения водотоков Латвии предложил два олигохетных индекса (индекс Пареле):

и
и связали их градации (табл. 1.) с зонами сапробности и классами качества воды. Коэффициент D₁ предложен для оценки быстро текущих рек с хорошей аэрацией, где развивается разнообразная донная фауна; коэффициент D₂ рекомендован для медленно текущих рек с неудовлетворительным кислородным режимом, где донная фауна однообразна и состоит почти полностью из олигохет.

Таблица 1.

Взаимосвязь индекса Пареле с классами качества воды и зонами сапробности

Индекс Пареле D1	Зона сапробности	Класс качества вод по С.М. Драчеву [1964]
0.01 – 0.16	Олигосапробная	Чистая
0.17 – 0.33	Олиго- b - мезосапробная	Условно чистая
0.34 – 0.50	b - мезосапробная	Слабо загрязненная
0.51 – 0.67	b - a - мезосапробная	Загрязненная
0.68 – 0.84	a - мезосапробная	Грязная
0.85 – 1.00	Полисапробная	Очень грязная

Индекс Майера

Это более простая методика, основные преимущества которой: никаких беспозвоночных не нужно определять с точностью до вида; методика годится для любых типов водоёмов. Метод использует приуроченность различных групп водных беспозвоночных к водоёмам с определенным уровнем загрязненности. Организмы-индикаторы отнесены к одному из трех разделов (см. табл. 3).

Таблица 3.

Индекс Майера

Обитатели чистых вод, X	Организмы средней чувствительности, Y	Обитатели загрязненных водоемов, Z
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 три, количество групп из второго раздела – на два, а из третьего – на один. Получившиеся цифры складывают:

.

Значение суммы и характеризует степень загрязненности водоема. Если сумма более 22 – водный объект очень чистый. Если сумма от 17 до 21 – чистый. От 11 до 16 баллов – загрязненный. Все значения меньше 11 характеризуют водоем как очень грязный.

Пример: обнаружены следующие организмы: нимфы поденок, личинки ручейников, двустворчатые моллюски, личинки стрекоз, личинки комаров-долгоножек, моллюски-катушки, личинки комаров-звонцов, пиявки, водяные ослики, личинки мошки, малощетинковые черви, водяные клопы, личинки жуков, личинки мокрецов, водяные клещи.

Из них три группы (нимфы поденок, личинки ручейников, двустворчатые моллюски) указаны в первом разделе таблицы, три (личинки стрекоз, личинки комаров-долгоножек, моллюски-катушки) – во втором и пять (личинки комаров-звонцов, пиявки, водяные ослики, личинки мошки, малощетинковые черви) – в третьем. Водяные клопы, личинки жуков, личинки мокрецов и водяные клещи в таблице не указаны, поэтому при подсчёте значения индекса они не принимаются во внимание.

Значение индекса Майера равно 33 + 32 + 51 = 9+6+5 = 20.

Такое значение индекса характеризует Охту в верхнем течении как олигосапробный водоём с водой второго класса качества.

Д. Л. Кинг и Р.С. Болл

Д.Л. Кинг и Р.С. Болл для оценки санитарного состояния водоема предложили индекс загрязнения бытовыми и промышленными стоками, значение которого уменьшается при загрязнении: .

 

Р. Цанер

Р. Цанер классическим индикатором органического загрязнения считает численность тубифицид и на примере Боденского озера разработал таблицу (табл. 4.) зависимости класса чистоты от обилия Tubifex tubifex, Limnodrillus sp. и их соотношения:

N Tubifex tubifex / N видов р. Limnodrillus sp.

Таблица 4.

Плотности олигохет, характеризующие разные степени загрязнения Боденского озера

Класс чистоты воды	Количество в тыс. экз./м2 Tubifex tubifex	Количество в тыс. экз./м2 Limnodrillus sp.
1-2 2-3 3-4	0,1-1 1-2 2-10 10-50 50-100 и более	0,1-2 2-10 10-50 50-100 более 100

 

Заключение

Любая водная экосистема, находясь в равновесии с факторами внешней среды, имеет сложную систему подвижных биологических связей, которые нарушаются под воздействием антропогенных факторов. Прежде всего, влияние антропогенных факторов, и в частности, загрязнения отражается на видовом составе водных сообществ и соотношении численности слагающих их видов. Биологический метод оценки состояния водоема позволяет решить задачи, разрешение которых с помощью гидрофизических и гидрохимических методов невозможно. Оценка степени загрязнения водоема по составу живых организмов позволяет быстро установить его санитарное состояние, определить степень и характер загрязнения и пути его распространения в водоеме, а также дать количественную характеристику протекания процессов естественного самоочищения.

Таким образом, можно сделать определенные выводы. В результате отбора, обработки и анализа материала по основным гидробиологическим показателям, мы получаем интегральную оценку качества воды. Основными индикаторными биоценозами рек являются перифитон и бентос, важнейшие характеристики которых лежат в основе обобщенной оценки. Видовой состав и численность обитателей водоема зависят от свойств воды. Главная идея биомониторинга состоит в том, что гидробионты отражают сложившиеся в водоеме условия среды. Те виды, для которых эти условия неблагоприятны, выпадают, заменяясь новыми видами с иными потребностями.

 

Список литературы

1. Алдохин А.С., Чемагин А.А., Медведева И.Н. Распределение олигохет в донных отложениях Нижнего Иртыша // В сборнике: Тобольск научный - 2016 XIII Всероссийская научно-практическая конференция (с международным участием). Редколлегия: И. А. Ломакин, Н. И. Загороднюк (отв. редактор). 2016. С. 11-13.

2. Алимов А.Ф., Финогенова Н.П. Оценка степени загрязнения вод по составу донных животных. В кн.: Методы биологического анализа пресных вод. Л., Изд. ЗИН АН СССР, 1976.

3. Байкал: природа и люди: энциклопедический справочник / Байкальский институт природопользования СО РАН; [отв. ред. чл.-корр. А. К. Тулохонов] – Улан-Удэ: ЭКОС: Издательство БНЦ СО РАН, 2009. С. 105-106.

4. Измайлова Н.Л., Ляшенко О.А., Антонов И.В. Биотестирование и биоиндикация состояния водных объектов: учебно-методическое пособие к лабораторным работам по прохождению учебной (ознакомительной) практики/ СПбГТУРП. - СПб., 2014. - 52 с.

 

 

Титульный лист

 

 

Содержание

Введение. 3

Олигохеты.. 5

Методы оценки качества воды………………………………………………………………...11

Методики оценки состояния водоема…………………………………………………………15

Олигохетный индекс Гуднайта-Уотлея. 15

Олигохетный индекс Пареле. 16

Биотический индекс Вудивисса ………………………………………………………………16

Индекс Майера. 20

Д. Л. Кинг, Р. С. Болл. 21

С. Лайт, Дж. Карр, М. Хилтонен. 21

Р. Цанер. 22

Заключение. 23

Список литературы.. 24

Введение

Существование человечества немыслимо без жизненно важных природных ресурсов, одним из которых является вода. Вода обладает рядом уникальных свойств, необходимых для поддержания всех форм жизни на земле.

Она создает благоприятные условия для жизни растений, животных, микроорганизмов. Вода имеет важное значение в жизнеобеспечении человека. Она используется им непосредственно для питья и хозяйственных нужд, как средство передвижения и сырье для получения промышленных и сельскохозяйственных продуктов. Осознавая это, человечество, особое внимание обращает на их экологическое состояние. При этом именно природные пресные воды являются местами слива всех канализационных вод, и качество воды находится в прямой зависимости от степени антропогенной нагрузки на водоем.

Как определить, что происходит с водоемами – процветают ли они или пора «бить в колокола» и срочно их спасать? Попытаемся разобраться.

Во-первых, существуют разные методы определения качества воды, их можно разделить на гидрохимические и гидробиологические. С помощью гидрохимических методов определяется количество тех или иных химических элементов в воде, их мы рассматривать в данной работе не будем.

Гидробиологические методы определения качества воды основаны на том, что различные водные обитатели по-разному реагируют на ее загрязнение. По их реакции можно, в большинстве случаев, определить характер и степень загрязнения водоема. Одни вполне успешно живут и в грязной, и в чистой воде, другие уплывают или погибают при малейшем загрязнении.

Исследование состояния среды с помощью живых организмов называется биологическим мониторингом.

В задачи биомониторинга входит регулярно проводимая оценка качества воды с помощью специально выбранных для этой цели живых объектов.

Сегодня мы рассмотрим методы биоиндикации. Их плюс в том, что они дают возможность судить о качестве воды «с точки зрения» самой водной экосистемы, т.е. сделать вывод о том, хорошо или плохо живется в данном водоеме его обитателям.

В данной работе мы рассмотрим методы олигохетного индекса Гуднайта-Уотлея, Пареле, биологического индекса Вудивисса и Майера, Д.Л.Кинга, Р.С.Болла,, Дж. Карра, М. Хилтонена и Р.Цанера. Эти методы основаны на изучении состояния бентосных сообществ, т.е. животных, живущих на дне водоема, в иле, на камнях или прибрежных растениях. Почему именно бентос? Дело в том, что довольно крупные организмы, населяющие дно, имеют обычно протяженный цикл развития (например, личинка поденки может жить 3-4 года), поэтому они характеризуют изменения, которые происходили в водоеме за длительные периоды времени. Кроме того, эти организмы достаточно крупны, их легко собирать и определять, а для отбора проб не требуется сложного оборудования.

Реакция любой экосистемы на ухудшение условий жизни однозначна: уменьшается видовое разнообразие живых организмов и изменяется их количество. Именно изменяется, а не уменьшается – при сильном загрязнении воды, например, количество червей-трубочников может увеличиваться в сотни раз за счет исчезновения видов-конкурентов. Поэтому методы биоиндикации учитывают и общее богатство водной экосистемы, и наличие или отсутствие видов-индикаторов, т.е. видов, которые живут в узком диапазоне условий и исчезают из воды при их изменении.

 

Олигохеты

Малощетинковые черви (лат. Oligochaeta) – это класс животных, принадлежащих к типу Кольчатые черви. Известно около 3000 видов малощетинковых червей. Все черви этого класса имеют сходное строение, но отличаются размерами и внешнему облику. Самые крупные представители данной подгруппы кольчецов – тропические дождевые черви, самые мелкие – трубочники и другие пресноводные малощетинковые черви.

Места обитания и значение

Большинство малощетинковых червей живет в почве (например, дождевые черви). Некоторые населяют пресные и солоноватые водоемы (например, трубочник). Малощетинковые черви, в частности дождевые черви, играют огромную роль в почвообразовании. Они перемешивают почву, снижают ее кислотность, повышают плодородие. Водные малощетинковые черви способствуют самоочищению загрязненных водоемов и служат пищей для рыб. Малощетинковые черви питаются гниющими остатками растений, но среди них есть хищники и паразиты.

Внешнее строение

Длина их тела колеблется от 0,5 мм до 3 м. Число сегментов у различных видов малощетинковых червей составляет от 5-7 до 600. Все сегменты тела у них одинаковые. У половозрелых особей в передней трети тела появляется утолщение – железистый поясок.

 

Рис. 1. Малощетинковые черви

Параподий ( мускулистые выросты) и усиков у них нет, а на каждом членике имеется по четыре пары щетинок – две пары спинных и две пары брюшных. Щетинки – это остатки опорных элементов, исчезнувших параподий, которые были у их предков.

Щетинки настолько малы, что их можно обнаружить только на ощупь, проведя пальцем от задней части тела червя к передней(на рисунке изображены брюшные щетинки при увеличении в 100 (1) и 300 (2) раз).

Рис. 2. Щетинки

Щетинки служат этим червям при движении в почве: загнутые спереди назад, они помогают червю удерживаться в норке и быстро продвигаться вперед.

Железистые клетки кожного эпителия червя выделяют слизь, защищающую кожу от высыхания и помогающую продвижению в почве.

Мускулатура и движение

Кожа и слой мышц, тесно соприкасаясь друг с другом, образуют кожно-мускульный мешок. Между ним и внутренними органами находится заполненная жидкостью вторичная полость тела (целом).

Непосредственно под кожей находятся кольцевые мышцы, а глубже – более мощные продольные.

Рис. 3. Мускулатура червя

При сокращении кольцевых мышц тело червя вытягивается в длину. Сокращение продольных мышц укорачивает тело. Чередование таких сокращений обеспечивает продвижение червя в почве.

 

Рис. 4. Передвижение червя

Пищеварительная система

К пищеварительной системе относятся рот, глотка, пищевод, средняя и задняя кишки, анальное отверстие.

Рис. 5. Пищеварительная система

Продвигаясь в почве дождевой червь заглатывает ее частицы, пропуская их через кишечник, как бы проедая себе ход, и усваивая при этом питательные частицы, содержащиеся в ней.

В пищевод впадают протоки известковых желёз, вещества, выделяемые этими железами, нейтрализуют почвенные кислоты.

Дыхание

Газообмен у малощетинковых червей осуществляется всей поверхностью тела. После сильного дождя, когда вода заливает норки червей и доступ воздуха в почву затруднен, дождевые черви вылезают на поверхность почвы.

Кровеносна