Экологические группы гидробионтов в оценке состояния водных экосистем

РОССИЙСКАЯ  ФЕДЕРАЦИЯ

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО  ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального  образования

ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  УНИВЕРСИТЕТ

Институт математики, естественных наук и информационных технологий

Кафедра экологии и генетики

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Экологические группы гидробионтов в оценке состояния  водных экосистем

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнила: студентка 4-го курса

691 группы Лукина Н.

Проверила: к.б.н., доцент

 Жигилева О. Н. 

 

 

Содержание

 

Введение…………………………………………………………………………………………3

Гидробионты как индикаторы качества водной среды……………………………………….4

Классификация гидробионтов по биотопам…………………………………………………..4

Заключение …………………………………………………………………………………......11

Список литературы…………………………………………………………………………….13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Гидробионты —  морские и пресноводные организмы, постоянно обитающие в водной среде. К гидробионтам также относятся  организмы, живущие в воде часть  жизненного цикла, то есть земноводные. Существуют морские и пресноводные гидробионты, а также живущие в естественной или искусственной среде, имеющие промышленное значение и не ставшие таковыми. Для биологической индикации качества вод могут быть использованы практически все группы организмов, населяющие водоемы: планктонные и бентосные беспозвоночные, простейшие, водоросли, макрофиты , бактерии и рыбы. Каждая из них выступая в роли биологического индикатора, имеет свои преимущества и недостатки, которые определяют границы ее использования при решении задач биоиндикации, так как все эти группы играют ведущую роль в общем круговороте веществ в водоеме[1].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Гидробионты как  индикаторы качества водной среды.

 

В качестве биоиндикаторов качества водной среды, состояния гидроэкосистем и их антропогенных изменений могут использоваться практически любые гидробионты, их популяции и сообщества. Результативность биоиндикации определяется при этом соответствием ее целей особенностям выбранного индикатора. Так, для индикации краткосрочных воздействий, вызывающих непродолжительные обратимые изменения среды, удобно ориентироваться по состоянию сообществ фито-, зоо- и бактериопланктона. Их характеристики в большей степени отражают текущее, а не общее состояние экосистемы или тенденции ее долговременного изменения. При необходимости получения интегральной оценки состояния экосистемы, без уточнения его особенностей в различных участках акватории или биотопах, удобно использовать как биоиндикатор ихтиофауну. Некоторые виды загрязнений, поступающих с водосборной территории, хорошо отражаются в структуре высшей водной растительности, и т.п[2].

Однако общепризнано, что наиболее удобным, информативным  и надежным биоиндикатором состояния  водной среды и ее антропогенных  изменений является зообентос. Продолжительность  жизненных циклов организмов зообентоса (бентонтов), по сравнению с планктонными организмами, существенно выше. Кроме того, донные беспозвоночные, в основном, ведут оседлый образ жизни, поэтому состояние зообентоса четко характеризует не только экологическое состояние водоема или водотока в целом, но и конкретных его участков. Таким образом, изо всех собществ гидробионтов именно зообентос наиболее стабилен в пространстве и времени, и его характеристики преимущественно определяются общим состоянием среды, основным направлением сукцессии экосистемы[3].

 

Классификация гидробионтов по биотопам.

 

Биотопом (От греч. биос – жизнь, топос – место)- называется местообитание организма, тогда как его экологическая ниша – функциональная роль в экологической системе, т. е. является ли данный организм продуцентом, редуцентом или консументом, и каким именно – растительноядным или хищником, паразитом и т. п. В понятие экологической ниши входят и температурные границы существования данного вида, и требования к качеству воды, состав пищи, хищники, которые питаются им. Это можно сформулировать и так: биотоп – «место проживания» организма, а экологическая ниша – занимаемая им «должность» в экологической системе.

Существуют  четыре принципиально различные группы биотопов: на границах – воздух/вода, вода/дно, воздух/вода/дно и собственно толща воды.

Организмы, населяющие разные биотопы, представляют собой разные жизненные формы. Толщу вод населяют две группы организмов – планктон и нектон.

Планктон составляют организмы слишком мелкие, чтобы иметь возможность противостоять силам движения воды и контролировать свое положение в воде. Они парят в толще воды и переносятся ею. Растительные организмы планктона составляют

фитопланктон  – это, главным образом, одноклеточные (хотя могут быть и колониальные) микроскопические водоросли. Фитопланктон, являясь автотрофным звеном пищевой цепи водоемов, обладает высокой скоростью воспроизводства, первым реагирует на изменение состояния водной среды и может служить хорошим его индикатором. Показатели количественного развития фитопланктона широко используют для характеристики трофического статуса водоемов [4].

Состав фитопланктона  имеет большую видовую насыщенность. Анализ видового состава, обилия и количественного  развития видов фитопланктона входят во все программы экологического мониторинга водоемов.

Изучение фитопланктона  водоемов производится путем сбора проб на установленных станциях. Для определения видового состава фитопланктона из пробы на предметное стекло наносится капля материала, закрывается покровным стеклом и анализируется под микроскопом. Идентификация видов осуществляется с помощью определителя.

Сине-зеленые  водоросли - прокариотические организмы, встречаются повсеместно и могут  обитать в таких экстремальных  биотопах, как горячие источники  и каменистые пустыни. Некоторые виды сине-зеленых водорослей могут вызвать токсичное "цветение" в эвтрофированных метообитаниях, представляющие опасность для человека и домашнего скота.

Диатомовые  водоросли - микроскопические организмы, встречаются во всех видах вод. Образуют основную массу состава продуцентов в водоеме, они являются началом пищевой цепи. Их поедают беспозвоночные животные, некоторые рыбы и молодь. Массовое развитие некоторых диатомовых водорослей может иметь и отрицательные последствия (влияют на качество воды, вызывают гибель личинок рыб, забивая им жабры). Многие диатомеи можно использовать как индикаторы качества воды водоема.

Зеленые водоросли - один из самых обширных отделов  водорослей, в котором имеются  все известные у водорослей структуры, кроме амебоидной и тканевой.

Эвгленовые  водоросли - Распространены исключительно  в пресных водоемах, богаты органическими  веществами, в клетках содержит многочисленные кроваво-красные гранулы. При массовом развитии эти виды образуют на поверхности воды налет: красный - на солнечном свету, зеленый в тени или после захода солнца, некоторые виды вызывают "цветение" воды, окрашивая ее в коричневый цвет.

Золотистые  водоросли - преимущественно пресноводные водоросли, чаще всего встречаются  в чистых водоемах. Обычно они развиваются в холодное время года.

Криптофитовые водоросли - наиболее обширные порядок  криптомонодальные включает водоросли, распространенные в пресных водах  и морях. Среди бесцветных криптомонадовых  наиболее известен часто встречающийся  в загнивающей воде род Хиломонас.

Динофитовые водоросли - существуют в пресных водах и  в морях. Среди них существуют паразиты которые уничтожают личинок  устриц, есть виды вырабатывающие яд, смертельный  для рыб. Кроме, того разлагаясь после  своего массового развития, так называемых "красных приливов", они могут отравлять воду на многие километры вредными продуктами распада, взывая замор рыбы и других водных животных.

Желто-зеленые  водоросли - большинство видов пресноводные, широко распространены в различных  местообитаниях.

            Животные, представленные в планктоне, – зоопланктон. В эту группу входит множество простейших, коловраток, мелких рачков (например, всем известные дафнии и циклопы). Зоопланктонное сообщество, как и другое сообщество водной экосистемы, характеризуется относительным постоянством видового состава, динамической устойчивостью, определенной присущей ему организацией. Изменение условий существования организмов отражается на видовом составе, количественных показателях, соотношении отдельных таксономических групп. Таким образом, зоопланктон может служить хорошим показателем условий среды и качества воды водоемов.

Все разнообразие методов сбора зоопланктона сводится к двум вариантам:

1) методы, представляющие  комбинацию водозачерпывания и  одновременного отделения планктона от воды в самом водоеме, что осуществляется с помощью планктонных сетей и планктоночерпателей;

2) методы, представляющие  комбинацию раздельного водозачерпывания  и последующего отделения планктона  от воды, что осуществляется или с помощью фильтрации, доставленной на поверхность воды через сетку, или посредством отстаивания[5].

Оценка численности  и биомассы зоопланктона.

При камеральной  обработке собранного материала  следует пользоваться счетно-весовым  методом. При этом в камере Богорова просчитываются все особи каждого вида. Мелкие организмы просчитываются в части пробы, отбираемой особыми штемпель-пипетками (объемом 0,1-5мл). Для этого пробу необходимо довести до определенного объема в зависимости от обилия планктона. Объем просчитываемой части пробы зависит от ее плотности. Достоверные результаты получают, если в каждой просчитываемой порции число особей одного вида насчитывает не менее 50. Минимальное количество порций должно быть не меньше трех. Количество животных в пробе определяют как среднеарифметическое из всех просчетов. Для учета крупных или малочисленных организмов вся проба просчитывается под бинокуляром.

От определения числа  организмов в пробе переходят  к определению численности. Данные по численности должны бать представлены как количество организмов в единице объема или в столбе воды, сечение которого соответствует выбранной единице площади. Как правило, при сравнении численности зоопланктона в различных водоемах используются данные по числу экземпляров в единице объема, при сопоставлении результатов определения численности зоопланктона и фитопланктона, количество рыбы и так далее применяются величины средней численности под квадратным метром поверхности.

Биомасса зоопланктона определяется умножением числа организмов каждого вида на их индивидуальную массу.

 Кроме того, в зоопланктон включаются личинки насекомых, рыб, многих организмов бентоса, слишком мелкие и слабые для самостоятельного передвижения в толще воды. Организмы, проводящие в планктоне лишь часть своего жизненного цикла, называются меропланктоном , в отличие от голопланктона – постоянных планктонов. Кроме того, в планктоне присутствует и множество бактерий, составляющих бактериопланктон. Организмы планктона можно классифицировать так, как это приведено в табл. 1[5].

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 1.

Классификации организмов планктона

Классификационный признак		Организм
Размер	до 5 мкм     от 5 мкм до 50 мкм              от 1 мм до 5 мм     От 5 мм до 15 мм	Пикопланктон (бактерии, синезеленые водоросли) Наннопланктон (фитопланктон) от 50 мкм до 1 мм Микропланктон (фито- планктон, зоопланктон: простейшие, коловратки и т. п.) Мезопланктон (зоопланктон: кладоцеры, копеподы) Макропланктон (ракооб- разные, личинки  рыб, насекомых)
Функциональная  роль в экосистеме	Продуценты (автотрофные)  Продуценты (хемотрофные)  Редуценты Консументы	Фитопланктон    Бактериопланктон    Бактериопланктон  Зоопланктон
Местообитание	Литораль  Пелагиаль	Литоральный планктон Пелагический планктон
Продолжительность пребывания в планктоне	Весь жизненный  цикл   Часть жизненного цикла	Голопланктон   Меропланктон (личинки рыб, насекомых, бентос- ных организмов, многих паразитов)
Систематическое положение	Прокариоты       Эукариоты	Бактериопланктон (бактерии), фитопланктон (синезеленые водоросли) Водоросли, животные