Главная страница

Биологические методы исследования водоемов в Фи... Редакция Марья Руоппа и Пертти ХейноненSuome


Скачать 1.09 Mb.
НазваниеРедакция Марья Руоппа и Пертти ХейноненSuome
АнкорБиологические методы исследования водоемов в Фи.
Дата17.05.2018
Размер1.09 Mb.
Формат файлаpdf
Имя файлаBiologicheskie_metody_issledovania_vodoemov_v_Fi.pdf
оригинальный pdf просмотр
ТипДокументы
#40432
страница4 из 12
Каталог
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   12
Литература
Dell’Uomo, A. 1991. Use of benthic macroalgae for monitoring rivers in Italy. In: Whitton, B. A., Rott,
E., Friedrich, G. (eds.) Use of algae for monitoring rivers. Institut für Botanik, Universität Innsbruck,
Innsbruck. 129–137.
Eloranta, P. and Kwandrans, J. 1996. Distribution and ecology of freshwater red algae (Rhodophyta) in
some central Finnish rivers. Nordic J. Botany 16: 107–117.
Eloranta, P. 1991. Use of algae for monitoring rivers in Finland. In: Whitton, B. A., Rott, E., Friedrich, G.
(eds.) Use of algae for monitoring rivers. Institut für Botanik, Universität Innsbruck, Innsbruck. 71–74.
Eloranta, P. 1995. Type and quality of river waters in central Finland described using diatom indices. In:
Marino, D. and Montresor, M. (eds.) 13th Internat. Diatom Symposium 1994, Acquafredda di Maratea,
Italy. 271–280.
Eloranta, P. 1999. Applications of diatom indices in Finnish waters. In: Prygiel, J., Whitton, B. A. and Bukowska,
J. (eds.) Use of algae for monitoring rivers III. 138–144.
Eloranta, P. and Anderson, K. 1996. Diatom indices in water quality monitoring of some South-Finnish
rivers. Proceed. Internat. Assoc. Limnol. 26: 1213–1215.
Eloranta, P. and Kwandrans, J. 1999b. Quality of River Vantaanjoki (South Finland) described using
diatom indices. Verh. Internat. Verein. Limnol. 27.
Kwandrans, J. and Eloranta, P. 1994. Tuomeya americana a freshwater red alga new to Europe. Algological
Studies 74: 27–33.
Kwandrans, J., Eloranta, P., Kawecka, B. and Wojtan, K. 1998. Use of benthic diatom communities to evaluate
wayet quality in rivers of southern Poland. J. appl. Phycol. 10: 193–201.
Lindstrøm, E. A. 1991. Use of periphyton for monitoring rivers in Norway. Application of previously obtained
data to evaluate impacts of acid precipitation. In: Whitton, B. A., Rott, E. and Friedrich, G. (eds.) Use of
algae for monitoring rivers. Institut für Botanik, Universität Innsbruck, Innsbruck. 139–144.

29
Ympäristöopas
Lindstrøm, E. A. 1992. Tålegrenser for overflatevann. Fastsittande alger. Norsk institutt for vannforskning
(NIVA). Fagrapport 27. 49 s. Oslo.
Lindstrøm, E. A. 1999. Attempts to assess biodiversity of epilithic algae in running water in Norway.
In: Prygiel, J., Whitton, B. A. and Bukowska, J. (eds.) Use of algae for monitoring rivers III. 253–260.
Prygiel, J. and Coste, M. 1999. Progress in the use of diatom for monitoring rivers in France. In: Prygiel , J.,
Whitton, B. A. and Bukowska, J. (eds.) Use of algae for monitoring rivers III. 165–179.
Whitton, B. A., Rott, E. and Friedrich, G. (eds.) 1991. Use of algae for monitoring rivers. Institut für Botanik,
Universität Innsbruck, Innsbruck. 193 pp.
2.6.3
Диатомовые водоросли
Пертти Элоранта, университет Хельсинки (pertti.eloranta@helsinki.fi)
2.6.3.1
..
Общие сведения
Диатомовые водоросли традиционно используются в палеолимнологических исследованиях. Во всем мире благодаря повсеместному применению диатомовые водоросли уже хорошо изучены именно с точки зрения многообразия видов, исследованы их экологические особенности и условия обитания. На основе полученных знаний разработано несколько методов исследования качества воды.
При изучении проточных водоемов анализ диатомовых имеет ряд преимуществ:
• они могут быть обнаружены в любое время года;
• они встречаются в различных водоемах независимо от качества дна и скорости течения;
• плотность их клеток весьма значительна;
• общее число таксонов в пресной воде достигает 5000–6000 (в базе данных уже зафиксировано около 9000 наименований, но картотека включает в себя множество синонимов);
• разнообразие диатомовых часто бывает довольно высоким, так что картина видового состава и связей между видами получается вполне удовлетворительной, в отличие от выводов, сделанных на основании обработки небольшого пробного материала, что в свою очередь ускоряет этап работы в поле (для сравнения: беспозвоночные или крупные водные растения);
• экология видов хорошо изучена, поэтому в дополнение к знаниям о разнообразии видов полученная информация является очень разнообразной.
На протяжении ХХ века прикрепленный к поверхностям перифитон и видовой состав микроскопических водорослей поверхности донных отложений использовались в качестве биологических объектов при изучении состояния водоемов в Европе. За это время были разработаны различные индексы для определения сапробности (при загрязнении органическими веществами и при сбросах сточных вод) и определено огромное количество видов-индикаторов качества воды.

30
Ympäristöopas
Экологическая информация, касающаяся диатомовых пресных водоемов, собрана в единую базу данных (OMNIDIA2; Lecointe ym. 1993; В системе Интернет: http://perso.club-internet.
fr/clci/), там же можно найти и различные индексы качества воды. Программа высчитывает относительную встречаемость каждого вида, и основываясь на показаниях индикатора с помощью уравнения Зелинки и Марвана (1961), используя следующие индексы качества воды, отражающие избыток органического вещества:
• Индекс Слейдсека (1986);
• индекс Дески (1979);
• индекс Стейнберга и Шифеля (1988);
• индекс Ватанаба и др. (1986, 1990);
• индекс Леклерка и Мако (1988);
• индекс IPS (Coste CEMAGREF, 1982);
• родовой индекс GDI (Coste ja Ayphassorho, 1991);
• индекс CEE (Descy ja Coste, 1991).
Для измерения содержания питательных веществ в воде разработан специальный диатомовый индекс трофности (TDI = Trophic Diatom Index; Kelly и Whitton, 1995), частично отражающий, в случаях повышенного уровня трофности, избыток органического вещества.
В условиях Финляндии наиболее употребительными для определения избытка органического вещества стали индекс IPS, индекс рода (GDI), а также индекс TDI, который отражает содержание питательных веществ.
В дополнение к перечисленным при анализе для сравнения мест отбора проб получают оценки величины pH воды, сведения о видовом разнообразии, вычисленные с помощью трех уравнений (Хоканссон, 1993), а также различные экологические оценки о соотношении видов:
• биотопы и подразделения живых организмов на группы (Denys, 1991);
• связь с течением воды (Denys, 1991);
• уровни трофности (Hofmann, 1994);
• классы сапробности (Hofmann, 1994);
• классы по устойчивости к загрязнению (Lange-Bertalot, 1979 b);
• деление на классы по экологическим требованиям в отношении следующих факторов
(van Dam ym. 994):
- pH, кислотно-щелочной баланс;
- содержание в воде солей;
- тип метаболии;
- требования к содержанию кислорода;
- сапробность;
- уровень трофности;
- влажность – часть видов относится к обитающим в почве.

31
Ympäristöopas
База данных регулярно обновляется, создаются новые классификации. Таким образом, сразу же после анализа пробы под микроскопом в течение нескольких минут можно получить важную информацию о качестве воды.
В европейских странах сделаны важные заключения и выводы, связанные с использованием диатомовых водорослей в мониторинге состояния водных объектов. Ниже представлены некоторые рекомендации по отбору проб:
- в том случае, если на станции отбирают пробы воды, то удаленность от станции до места отбора проб водорослей не должна превышать 100 метров. Это условие необходимо выполнять для изучения влияния качества воды на состав водорослей;
- во время первого отбора проб необходимо сделать подробное описание станции / места отбора проб (специальный бланк полевой журнал). Позднее, т. е. во время следующих отборов проб следует фиксировать лишь изменения условий (уровень воды, отклонение течения и др.);
- координаты станции должны быть четко обозначены, для того чтобы другой исследователь при необходимости мог бы быстро ее найти (в современных условиях с помощью прибора GPS);
- полевой журнал должен тщательно заполняться при каждом посещении станции, для того чтобы полученные в разное время сведения можно было сравнивать между собой;
- в полевом журнале необходимо указать, по крайней мере, следующее: имя и фамилия исследователя, выполняющего отбор пробы;
глубина и ширина русла реки;
описание состояния дна;
видовой состав ленточных водорослей и крупных растений;
особенности условий затененности станции прибрежной растительностью;
время, прошедшее с момента последнего подтопления / затопления или разлива воды.
2.6.3.2
Выбор места исследований
При выборе места наблюдения необходимо учитывать следующие факторы:
- камни, с которых счищают щеткой пробы, должны быть репрезентативные, ни в коем случае просто произвольные или случайные (для сравнения – отбор проб беспозвоночных бентоса);
- поскольку освещенность и другие условия могут оказывать влияние на структуру сообщества, изменяя их реакцию на загрязнение, то сравниваемые в будущем образцы следует отбирать в местах с одинаковой освещенностью. Следует избегать сильно затененных мест, если только эти условия не являются наиболее свойственными







32
Ympäristöopas
исследуемому водоему. Также не подходят для проведения наблюдений и места вблизи резких береговых склонов или непосредственно у границы воды;
- камни, с которых предполагается отбор проб, должны быть покрыты водой не менее месяца (точно такое же требование предъявляется и для отбора проб с искусственных поверхностей). Наиболее оптимальная глубина составляет 20 см, но если есть уверенность в том, что камень находился под водой необходимое время, глубина может быть и меньше. Она может быть и большей ( 50 см), если дно в этом месте хорошо освещено, т. е. находится в пределах фотического слоя;
- изменения скорости течения от 0,1 до 1,6 м/с не влияют на расчеты индексов, однако мест с быстрым течением следует избегать и с точки зрения безопасности.
Выполнение указанных рекомендаций поможет и во время отбора проб из водоемов со слабым течением. В них осадкообразование более интенсивно, чем эрозия, поэтому и на поверхности камней образуется тонкий слой донных отложений. В таких водоемах пробы лучше отбирать с вертикальных твердых поверхностей, которые могут быть выполнены из подходящего материала.
2.6.3.3
Время проведения исследований
Пробы следут отбирать, по меньшей мере, один раз в год в период наиболее низкого уровня воды, когда в большей степени сказывается влияние сточных вод. В период сильного течения отбор проб усложняется, порой становится опасным. Результаты расчетов индексов, полученные с одного места, мало изменяются в период с мая по октябрь, однако они отражают изменения качества воды, вызванные уменьшением течения в период низкого уровня воды. В теплой воде летом структура сообществ меняется быстрее, чем в холодной зимой. В качестве общей рекомендации можно привести следующее: отбор проб по прграмме мониторинга можно проводить через 4 недели после паводка (весенний паводок, подтопления, вызванные обильными дождями).
2.6.3.4
Выбор поверхности
Отбор проб диатомовых с камней и других твердых и жестких поверхностей по ряду причин является наиболее продуктивным методом в программах мониторинга во всей Европе:
- подобные поверхности / субстраты есть практически во всех водоемах;
- качество камней в разных водах является различным, и хотя оно оказывает некоторое влияние на сообщетва, его можно не принимать во внимание при изучении структуры сообществ и при анализе другой полученной информации
- отбор проб относительно несложен;
- изменчивость наиболее важных индексов, рассчитанных на основе анализа диатомей/
диатомовых, достаточно хорошо изучена.

33
Ympäristöopas
В целом камни являются наиболее подходящим субстратом, однако в водах, богатых питательными веществами, камни, покрытые нитчатыми вдорослями, можно «обработать» под программу наблюдений. Если все же нет подходящих естественных поверхностей, то можно использовать искусственные. При их использовании необходимо помнить следующее:
• время экспонирования на свету должно быть достаточно продожительным (не меньше четырех недель, а в олиготрофных или очень затененных местах – дольше);
• при проведении наблюдений, учитывая будущие сравнения, время экспонирования должно быть одинаковым;
• несмотря на то, что гладкие стеклянные и жесткие пластиковые пластинки были очень популярны в недавнее время, теперь рекомендуется использовать матовые, неровные поверхности. Для этих целей подходят керамические плитки без глазури или прикрепленный к свае полипропиленовый канат, конец которого распущен на отдельные волокна;
• пластины нужно устанавливать так, чтобы они не привлекали внимания и не оказались на пути движения лодок;
• использование искусственных поверхностей предполагает проведение предварительного исследования до начала программы систематического мониторинга;
• оценка результатов, полученных на искусственных поверхностях, требует подробного описания используемого метода (в идеальном случае – выполняют сравнение с результатами, полученными в том же месте, но на естественных поверхностях).
Если планируется отбор проб эпифитона, то необходимо помнить, что растущие на водном мхе, на трубчатых и подводных растениях сообщества диатомовых, очень отличаются и по времени, и пространству. Если макрофиты находятся всегда под водой (например, какой-либо из видов Batrachium), то их эпифитическое сообщество можно использовать в мониторинге без вышеуказанных трудностей. В некоторых исследованиях значения качественных индексов диатомовых были несколько выше по пробам собранных с поверхности растений по сравнению с пробами, полученым с камней. В исследованиях, выполненных в прибрежной полосе на юге
Финляндии, более высокие индексы были получены для проб, взятых с растений.
2.6.3.5
..
Отбор проб с камней
Пробы предпочтительнее собирать с камней диаметром 10–15 см, на одном участке должно быть не менее пяти камней. Если на дне нет таких крупных камней, то отбирают пробы с большего числа мелких камней. В водоемах со скудной первичной продукцией гетерогенность выше, чем в эвтрофных водах, поэтому в олиготрофных водоемах проб нужно отбирать больше.
Индексы качества воды, рассчитываемые по диатомовым, определенным образом связаны с относительной многочисленностью видов. Нет постоянной необходимости отбирать пробы для оценки их численности. Пробы счищают щеткой с верхней части камня. Доказано, что видовой состав изменяется довольно значительно в зависимости от нахождения микробиотопа относительно течения.

34
Ympäristöopas
Для отбора проб рекомендуется использовать щетку с жесткой щетиной (например, зубная щетка), но не нож, так как щетина меньше повреждает дитомовые. Щетка, кроме того, лучше снимает клетки с неровной поверхности камня. Нож может лучше подойти для жестких, гладких поверхностей, и его легко чистить между отдельными отборами проб. Прежде чем приступить к отбору новой пробы, щетку необходимо всегда тщательно очищать.
Если на камнях много ленточных водорослей, то в соответствии с французской методикой выбирают камни с наименьшим количеством лент, после чего ленты осторожно разделяют руками, а затем щеткой отбирают пробы диатомовых.
В одном из возможных вариантов пробы диатомовых отбирают вместе с ленточными водорослями, так как многие виды диатомовых растут как эпифиты на поверхности макроводорослей. Значительной разницы в оценке индекса загрязненности или эвтрофикации водоема на основании проб, взятых с камней и с макроводорослей, нет.
2.6.3.6
Лабораторная обработка
Перед тем как приступить непосредственно к изготовлению препаратов и дальнейшей обработке проб, рекомендуется под микроскопом быстро оценить количество пустых оболочек диатомовых.
Если обработка проб происходит сразу же после их отбора, то консерванта добавлять не надо. Например, деление клеток можно предотвратить или замедлить, поместив пробу в темное и холодное место. Законсервировать образец можно, заморозив его, либо поместив в спирт, нейтральный раствор Люголя или нейтральный формалин. При использовании фиксирующих средств необходимо соблюдать технику безопасности. Название консервирующего вещества / консерванта нужно четко указать на бутылке с пробой.
Основные этапы изготовления препаратов:
- прокаливания для очистки от органического вещества выполнять не рекомендуется;
- некоторые исходные пробы необходимо хранить, по крайней мере, до тех пор, пока препараты не будут изготовлены и полностью изучены под микроскопом;
- при мокром сжигании проб рекомендуется обработка с пероксидом водорода, также можно использовать обработку кислотой;
- если пробы были отобраны с поверхности известняка, то для предотвращения образования солей кальция их следует предварительно обработать слабой кислотой;
- химикаты-окислители удаляют, обрабатывая образец в центрифуге, или путем осаждения;
- очищенную суспензию следует хранить для изготовления дополнительных препаратов, которые, возможно, потребуются в будущем (можно хранить первоначальную / исходную пробу);
- при изготовлении препаратов капля суспензии наносится на стекло, ее оставляют сохнуть при комнатной температуре. Второй вариант: каплю суспензии помещают на пластинку и

35
Ympäristöopas
сушат при умеренной температуре (+ 60 °C). Суспензию можно развести в спирте, тогда оболочки водорослей расправятся равномернее, и капля высохнет быстрее;
- на подсохшую пробу капают одну каплю покровной смолы, коэффициент сгиба которой
> 1,6 (Naphrax, Diphrax, Hyrax); лишняя часть смолы испаряется с пластинки во время нагревания пробы;
- рекомендуемая плотность оболочек в пробе составляет примерно 10–20 штук диатомовых на один участок / сектор просмотра под микроскопом;
- из проб следует последовательно приготовить несколько препаратов для анализа и для хранения; серия, предназначенная для длительного хранения, помещается в особый гербарий. Препараты, в принципе, могут храниться неограниченно долго, поэтому этикетки должны быть выполнены из прочного материала и тщательно заполнены; наклейки должны быть приклеены долговечными надежным клеем, а надпись выполнена водостойким фломастером или маркером.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   12

перейти в каталог файлов
связь с админом