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
страница6 из 12
Каталог
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   12
Анализ проб
Сети промываются дистиллированной водой в течение 1–2 минут в емкости, где их транспортировали. Если сеть очень ослизнена, ее промывают второй порцией дистиллированной воды, и обе порции воды сливают. Объем слитой воды доводится до нужного (500–2000 мл), после чего определяют содержание взвеси и хлорофилла «а».
Рис 1. Штатив и схема выполнения инкубации сети

43
Ympäristöopas
Также можно взять пробу видового состава, который консервируется как фитопланктон.
Если есть основания предполагать, что мутность воды оказывает значительное влияние на результат, целесообразно определить остаток и потери при прокаливании. Промытые сети сушат при температуре + 60 °C и затем взвешивают после охлаждения в эксикаторе (наклейки- метки на время взвешивания снимают).
Результаты сообщают в следующем виде: хлорофилл «а» – микрограмм/(г*сутки), взвешенное вещество – мг/(г*сутки). Вес сети определяют как среднее из двух результатов взвешивания, полученное до и после инкубации. Довольно часто эти результаты совпадают. Если разница оказалась значительной, то необходимо выяснить, вызвано ли это изношенностью сети, ее деформацией, или в сети после промывания осталось много взвешенных веществ.
К отчету прикладываются результаты всех параллельных опытов, рассчитывается средняя величина. Недостоверные результаты учитывать не нужно, и вместо средней оценки рекомендуется использовать расчет медианы.
Литература
Heinonen, P., Herve, S. and Yli-Karjanmaa, S. 1984. A method for estimation of sliming of nets in lake
waters. Aqua Fennica 14, 1: 59–64.
2.7
..
Исследование водной растительности
2.7.1
Общие сведения
Под макрофитами, или крупными и высшими водными растениями, подразумевают полностью или частично приспособившиеся к водной среде сосудистые растения, мхи и крупные водоросли.
Макрофиты можно классифицировать по-разному. Обычно их разделяют по способу или типу роста или произрастания. Таким образом, есть макрофиты, стебли которых находятся в воздухе, плавучие, подводные, донные, свободно плавающие, водные мхи и нитчатые водоросли.
Макрофиты «ответственны» за первичную продукцию в прибрежных водах. Они формируют условия для размножения, дают защиту и являются источником питания для множества организмов, а также и молоди видов, живущих в водоеме. Растительность, кроме того, защищает берег от разрушения, оказывает влияние на состояние дна. Деятельность макрофитов является важным фактором в биологическом и химическом равновесии водных экосистем. Понятие
«растительный состав» подразумевает все видовое разнообразие определенной территории.
«Растительность» в свою очередь означает весь растительный покров в целом.
В последние десятилетия проведено немало исследований, посвященных экологии водных растений, изучена их связь с различными факторами окружающей среды. Особенно исследованы вопросы эвтрофирования, влияния сточных вод промышленного и жилищно-

44
Ympäristöopas
коммунального хозяйства. Изменения, происходящие в численности и размерах территорий, где растут макрофиты, легко наблюдать в естественных условиях, а также на аэрофотоснимках.
Видовой состав макрофитов в Финляндии хорошо изучен, однако применялись разные способы составления карт и схем, это существенно усложнило сравнение результатов.
Появление макрофитов и развитие водной растительности является результатом воздействия множества факторов окружающей среды. Изменения отдельных факторов и условий состояния окружающей среды отражаются на качественных и количественных особенностях видового состава растений и растительного покрова. Группы растений по-разному реагируют на изменения в окружающей среде. Реакция происходит с различной скоростью в зависимости от способа роста и размножения видов, а также от продолжительности их жизненного цикла.
Наиболее чутко реагируют на изменения в качестве воды растения, целиком от него зависящие
(например, Lemna). Ассоциация элодеи (водяной чумы), обладающая слабыми корнями и бесполо размножающаяся, сильно разрастается в течение нескольких лет. В свою очередь растения, стебли которых находятся в воздухе, реагируют и имеют видимые изменения медленнее (в течение 5–20 лет), так как они не зависят от качества воды. Они получают окись углерода из воздуха, а питательные вещества из почвы. Многие макрофиты способны получать питательные вещества, как из воды, так и из донных отложений.
Изменение видового состава или растительного сообщества нельзя считать отражением только одного, определенного фактора окружающей стреды, так как сразу несколько факторов оказывают влияние на водную растительность. Видовой состав макрофитов и водная растительность наилучшим образом характеризуют условия прибрежной полосы. В мелких водоемах изменения растительного вида-индикатора проявляются в лучшей степени, чем в крупных водоемах, в разных частях которых могут сформироваться различные видовой состав и растительный покров.
2.7.2
Методы
Водные растения можно использовать в качестве биоиндикаторов следующим образом:
• изменения в видовом составе и растительном покрове можно наблюдать с помощью аэрофотосъемки и/или путем составления карт растительности на выбранных линейных разрезах и опытных территориях;
• путем проведения тестов на растениях в контролируемых условиях лаборатории;
• в рамках исследований химического состава некоторых видов растений и/или при изучении устойчивости водных экосистем в условиях увеличения нагрузок.
Наиболее часто встречающиеся параметры при проведении исследования растительности:
• список видового состава;
• оценки количества / численности и особенности распространения растений, например, насколько часто определенный вид встречается;

45
Ympäristöopas
• составление карт растительного покрова и выделение зон растительности;
• биометрические параметры видов и растительного покрова: плотность популяции, средняя и максимальная высота растений, биомасса.
Если есть необходимость в составлении карты водной растительности, то для достижения требуемой точности необходимо подготовить набросок карты по аэрофотоснимкам, который затем уточняется на местности. Аэрофотосъемку следует выполнять тогда, когда сосудистые растения и растения с плавающими на поверхности воды листьями достигают максимального размера. Аэрофотосъемку выполняют на высоте 750–1500 м под прямым углом к поверхности воды. Аэроснимки позволяют с небольшими затратами получить количественные оценки растительности и расположения растительного покрова.
С большой точностью, объединив аэрофотосъемку и картографирование, можно выделить растения, стебли которых расположены над водой, и плавающие на поверхности воды. С помощью карт растительности можно изучать изменения в растительном покрове или в развитии отдельных видов. Однако с точки зрения изучения мелких и подводных растений, возможности аэрофотосъемки ограничены.
Линейные разрезы (маршруты наблюдений) устанавливают перпендикулярно к берегу.
Разрезы проходят от уреза воды до той глубины, где встречаются макрофиты. Разрезы выбирают в таких местах, где есть возможность проведения наблюдений в течение нескольких лет.
Направление разреза определяют по компасу или какому-нибудь природному ориентиру. Цель
– сбор всех сведений о зонах растительности и всех изменениях, происходящих в растительном покрове: определяют зональность растительности и глубину произрастания, видовой состав и обилие / численность, распространенность вида в природе.
Наряду с разрезами на репрезентативном участке растительности можно поместить дополнительные приборы, например, устойчивый горизонтальный «экран», с помощью которого удобно следить за видовым составом водоема. Также необходимы и сведения о физико-химических показателях качества воды. Для работы в поле необходимо выбрать такой период лета, когда водная растительность становится наиболее обильной. В Финляндии таким временем считается период с середины июля до конца августа.
Как индикаторы качества воды крупные водные растения используются уже давно. Они хорошо подходят для долгосрочных программ мониторинга, так как многие из них реагируют на постоянные и четко выраженные изменения в состоянии водоема. Крупные растения занимают значительную часть в описании естественного состояния озер. В то же время речная растительность изучена хуже. До настоящего времени макрофиты широко не использовались в мониторинге состояния водоемов.
Литература
Koskenniemi, E. 2000. Use and applicability of zoobenthic communities in lake monitoring. In: Heinonen,
P., Ziglio, G. and Van der Beken, A. (eds.) Hydrological and Limnological Aspects of Lake Monitoring:
105–117.
Nurmi, P. and Rissanen, J. 1999. Macrozoobenthos community structure and it´s relation to environmental
variables in some Finnish lakes. Poster in Nordic Benthological Meeting 9–12. September 1999,
Jyväskylä.

46
Ympäristöopas
Skriver, J. ed. 2001. Biological monitoring in Nordic rivers and lakes. TemaNord 2001: 513. 109 pp.
Wiederholm, T. 1980. Use of benthos in lake monitoring. J. Water Pollut. Control. Fed. 52: 537–547.
Стандарты
EN ISO 28265: 1994; Water quality – Design and use of quantitative samplers for benthic macroinvertebrates
on stony substrata in shallow waters (ISO 8265:1988).
EN ISO 9391: 1995; Water quality – Sampling in deep waters for macro-invertebrates – Guidance on the
use of colonization, qualitative and quantitative samplers (ISO 9391:1993).
EN ISO 27828: 1994; Water quality – Methods of biological sampling – Guidance on handnet sampling of
aquatic benthic macro-invertebrateas (ISO 7828:1985).
EN ISO 5667-3 : 1996; Water quality – Sampling. Part 3: Guidance on the preservation and handling of
samples (ISO 5667-3:1994).
EN ISO 8689-1: 2000; Water quality – Biological classification of rivers. Part 1: Guidance on the interpretation of
biological quality data from surveys of benthic macroinvertebrates (ISO 8689-1:2000).
EN ISO 8689-2: 2000; Water quality – Biological classification of rivers: Part 2: Guidance on the presentation
of biological quality data from surveys of the benthic macroinvertebrates (ISO 8689-2: 2000).
EN ISO 16665: 2005; Water quality – Guidelines for quantitative sampling and sample processing of marine
soft-bottom macro fauna.
EN 14614: 2005; Water quality – Guidance standard for assessing the hydromorphological features of
rivers.
EN 15196:2006; Water quality – Guidance on the sampling and processing of pupal exuviae of Chironomidae
(Order Diptera) for ecological assessment.
2.8
Исследование зообентоса
Эса Коскенниеми (esa.koskenniemi@ymparisto.fi), Марья Руоппа, Институт окружающей среды
Финляндии (marja.ruoppa@ymparisto.fi)
2.8.1
Общие сведения
Зообентос в течение многих лет успешно изучается для оценки биологического состояния озер, рек и морей. Он не меняет места своего обитания и его параметры, таким образом, отражают медленно происходящие изменения в большем объеме, чем другие методы, основанные на описании ситуации в момент отбора пробы. Изучение зообентоса входило в исследовательские программы уже с 1970-х годов. Мониторинг состояния зообентоса выполняется через определенный промежуток времени на многих загрязненных водоемах. В 1989 году начался государственный мониторинг зообентоса на 24 озерах. Цель исследований – изучение влияния долгосрочных и глобальных изменений в окружающей среде и сбор материалов для анализа состояний сравнительно чистых озер. В сотрудничестве со скандинавскими коллегами были исследованы особенности распределения зообентоса и определены возможности использования бентоса в мониторинге состояния рек.
В настоящее время исследование зообентоса является частью других исследований окружающей среды для определения масштабов и пространственных особенностей экологических изменений. Зообентос разделяют на группы по следующим особенностям:

47
Ympäristöopas
структурные свойства, группирование по способу питания (functional feeding groups, функциональная таксономия), по требованиям к условиям обитания, а также по природно- географическим условиям. При трактовке результатов используются экологические особенности групп зообентоса или определенных видов. Параметры, описывающие зообентос, можно сравнивать с параметрами, характеризующими первичную продукцию (например, хлорофилл
«а»), содержание питательных веществ в воде и содержание кислорода.
Определение зообентоса, в том числе обитающего в различных географических районах, широко описано в литературе. Использование статистических данных о зообентосе позволило изучить множество временных и пространственных изменений, сделало возможным разработку моделей, с помощью которых выполняются оценки значения экологических параметров. На окончательный выбор методов исследований и мест отбора проб оказывают влияние несколько факторов. Это, в частности, цели исследования, особенности региона, тип водоема, степень загрязненности, а также обилие популяций зообентоса. Единство терминологии облегчает трактовку результатов исследований зообентоса. Обычно выбирается несколько мест отбора проб (или опытных площадок). С каждой площадки отбирают серию последовательных проб. Если в проточном водоеме отбор проб осуществляется на площади размером 10 x 10 м, для которой делается также подробное описание биотопа, то можно говорить об опытной площадке. В прибрежной зоне озер места отбора проб могут располагаться на одной линии через определенный интервал. В этом случае речь идет об опытной линии или разрезе, включающем в себя несколько опытных площадок и мест отбора проб.
2.8.2
Места отбора проб
Планирование сети опытных площадок имеет большое значение для успешного проведения исследования. Исследуемые площади определяются на местности с максимальной точностью для того, чтобы в будущем их можно было с уверенностью обнаружить. Стандартные методики дают рекомендации по привязке площадок. Рекомендуется использование приборов GPS.
Выбор и расположение места отбора проб зависит от задач исследования. При изучении влияния какого-либо фактора, в том числе антропогенного, условия на всех площадках реки должны быть одинаковыми, единообразными, по крайней мере, по интенсивности течения.
На исследуемой территории, включая контрольный участок, единообразными должны быть растительность и структура дна. Однако если целью исследования является выявление численности отдельных представителей / популяций в видовом составе, то опытные площадки должны включать максимально разнородные условия. В озерах во время исследований зообентоса рекомендуется использовать глубоководные районы, профундальные области, а также и промежуточные глубины. В качестве обычной рекомендации можно указать, что площадку для отбора проб размещают в самом глубоководном районе озера, а также и на промежуточных глубинах. Для каждого конкретного озера, тем не менее, следует принять решение о количестве площадок, принимая во внимание размер глубоководной котловины.
Отметим, что если на озере есть несколько глубоких мест, то их зообентос может существенно различаться.

48
Ympäristöopas
Размещение места отбора проб в прибрежной, литоральной зоне озера необходимо тщательно продумать. Например, проводя исследование в местах с твердым дном или с определенным растительным покровом, придется ограничиться отбором проб для проведения только качественного и полуколичественного анализа. Качество и особенности дна необходимо учесть заранее. При классификации придонной фауны необходимо использовать стандарты в соответствии с требованиями Рамочной Директивы Европейского Союза по водной политике.
2.8.3
Отбор проб
В соответствии с требованиями стандартов пробы необходимо отбирать два раза в год: в марте – апреле, после таяния льда или в сентябре – октябре. Если необходимо ограничиться только одним отбором, то наиболее оптимальным является период сентябрь – октябрь. В водоемах с проточной водой весенний паводок может отодвинуть отбор проб вплоть до начала лета. Преждевременно отобранные образцы могут оказаться с тех мест, которые летом не покрыты водой. В связи с этим пробы в проточных водоемах лучше отбирать в сентябре – октябре. Для проведения исследований на озерах поздняя осень также подходит лучше, потому что, например, комары-дергуны в это время обычно уже откладывают личинки на дне. Пробы отбираются в разные годы в один и тот же сезон
Количество проб
Наличие донной фауны зависит в определенной степени от факторов окружающей среды – от особенностей дна, его строения, скорости течения, количества донных водорослей и водной растительности. В местах с ровным дном фауна распределяется относительно равномерно.
Процессы, которые происходят внутри водоема, можно познать на основе изучения изменчивости в результатах анализов проб, отобранных параллельно с однородных, экологически-одинаковых участков отражает. Знание о них необходимо для достоверного анализа проб, полученных в разных районах и в разное время. Если разброс показателей внутри района оказывается значительным, то статистически значимое выявление различий предполагает обработку большого количества контрольных и параллельных проб. Чем чаще берется параллельная проба, тем больше видов можно получить для анализа. Регистрация малочисленных и редких видов имеет особое значение, если на основе полученного материала необходимо оценить биоразнообразие. Многие виды- индикаторы донной фауны сами по себе встречаются редко. Поэтому рекомендуется отбирать не менее пяти параллельных проб. Если необходимо выяснить динамику плотности популяций и естественные изменения видового состава, пробы следует отбирать несколько раз в течение года и несколько лет подряд.
Пробоотборники.
Пробы отбирают в соответствии со стандартами с использованием указанного в них оборудования.
Любые отклонения от стандартов необходимо указывать в сопроводительных документах и отчетах. Методы отбора проб подразделяются на количественные и качественные. Наиболее

49
Ympäristöopas
распространенным количественным методом при работе на реке является использование каркаса, ограничивающего различными способами участок дна, а также цилиндра и трубки, с помощью которых с максимальной осторожностью собирается материал дна. Самым простым в употреблении является дночерпатель Сурбера. Количественным способом можно считать, к примеру, и сбор донных камней (с измерением их общей площади), с которых животных осторожно снимают руками или щеткой.
Из качественных способов наиболее распространенным является применение ручной сети, сачок на ручке-черенке или «толчковая» сеть (engl. kick-net), которая особенно хорошо подходит для использования в мелких водоемах с разнотипным дном. Дно при этом взмучивается энергичными движениями ног, а донный материал с живыми организмами попадает в сачок.
В более глубоких водах можно использовать различные донные «драги». При исследовании озер чаще всего применяется дночерпатель Экмана и трубчатый дночерпатель.
Просеивание пробы обычно выполняют сразу после отбора с помощью специально предназначенного сита, укрепленного на ведре или ящике. Чаще всего материал пробы сразу же и консервируется. Если консервирование в полевых условиях не выполняется, то до отправки в лаборатоию пробы необходимо поместить в холод. Особое внимание нужно уделить соблюдению следующих требований:
- каждая параллельная проба обрабатывается отдельно от других (консервирование, определение вида, получение результатов);
- размер ячеи сита и сети должны быть правильными;
- пробы консервируются в 70-процентном спирте;
- консервирование проб выполняется в полевых условиях.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   12

перейти в каталог файлов
связь с админом