4. Бентос (греч. «глубина») – это совокупность животных, которые населяют дно водоемов. Наиболее крупных представителей бентоса, с размером тела более 2 мм называют макробентосом.
Сюда относятся: черви (планарии, олигохеты, пиявки), моллюски (двустворчатые беззубки), ракообразные (амфиподы, изоподы, речной рак), насекомые (хирономиды, личинки поденок, личинки веснянок, личинки ручейников, личинки стрекоз), рыбы (налим, стерлядь, пескарь). Многие из этих организмов (насекомые, ракообразные, паукообразные) могут обитать и в толще воды.
Личинки веснянок – ползающие организмы, имеют на конечностях коготки. Личинки ручейников строят домики-чехлики из частей растений, песка, мелких раковинок, склеивая их секретом прядильных желез, расположенных во рту. Двигаются, высунув голову и грудь с тремя парами ножек, волоча за собой домик-чехлик. Моллюски, обитатели дна дышат с помощью жабер (лужанки, битинии). Черви совершают газообмен через всю поверхность тела.
5. Перифитон (греч. «обрастание») – совокупность животных и растений, обитающих в толще воды на живых и мертвых субстратах, приподнятых над дном.
Основу пленок обрастаний составляют в основном формы микроскопические, для которых характерны высокий уровень метаболизма (обмена веществ) короткие жизненные циклы, способность быстро реагировать на изменения условий внешней среды. В состав перифитона входят представители трех основных функциональных групп: автотрофные организмы-продуценты (водоросли), гетеротрофные организмы-консументы (простейшие, коловратки, черви и другие) и организмы редуценты (зооглейние, нитчатые, кокковидные и другие бактерии и грибы).
Среди водной растительности находят укрытие и корм многие виды насекомых и их личинок (стрекозы, веснянки, поденки, водные жуки, клопы), моллюски и пауки:
а) Паук-серебрянка выстраивает подводный домик-колокол из паутины и наполняет его воздухом, закрепляя его на подводных частях растений. Серебрянка дышит атмосферным воздухом. Пузырек воздуха облегает тело паука, покрытое многочисленными волосками. Питается животной пищей.
б) Брюхоногие моллюски (прудовики, катушки) движутся при помощи волнообразных сокращений мускулистой ноги, как бы скользя по субстрату. Дышат легкими, время, от времени поднимаясь за воздухом к поверхности. Питаются растительной пищей и бактериями, которые добывают при помощи «терки» на языке, соскабливая с покровов растений.
Примечание: некоторые водные беспозвоночные встречаются в разных экологических нишах. Например, обыкновенный прудовик может быть обнаружен в гипонейстоне, скользящим по поверхностной пленке воды, и на стеблях растений в толще воды.
Растения и водная среда обитания
Среди растений, обитающих в водной среде выделяют следующие экологические группы:
Гидатофиты (греч. hydor, hydatos – вода и phiton – растение) – водные растения, целиком или большей своей частью, погруженные в воду (ряска, элодея, кувшинка и др.).
Гидрофиты (греч. Hydor – вода) – наземно-водные растения, погруженные в воду только нижними частями, например стрелолист и др.
Гигрофиты (греч. Hygros – влажный) – наземные растения, приспособленные к обитанию в условиях избыточной влажности, преимущественно на болотах, на берегах водоемов и в других подобных местах, например, частуха.
Особенности водных растений:
Большинство водных растений – многолетние.
Корневая система водных растений чаще всего развита слабо, расположение ее – поверхностное.
Стебли имеют слабо развитую механическую ткань. Наличие большого количества объемных межклетников, заполненных воздухом (аэренхимы), компенсирует вентиляционные и отчасти дыхательные функции, что заставляет растение всплывать и не тонуть. Зачастую сердцевина стебля отсутствует, на ее месте располагается узкий воздухоносный ход.
Многие образуют корневища. У некоторых растений (вех) в корневищах имеются крупные воздушные полости. У стрелолиста образуются подземные клубни, богатые крахмалом.
Для водных растений характерна гетерофилия (разнолистность). Подводные листья – теневыносливые, у стрелолиста, водяной звездочки – длинные, лентовидные, у водяного лютика многократно рассеченные. Плавающие на поверхности воды листовые пластинки обычно овальной или яйцевидной формы. Плавающие листья имеют развитую кутикулу (кожицу) – слой жирового вещества, покрывающего сплошной пленкой всю поверхность. Устьица на таких листьях располагаются только на верхней стороне. Надводные листья могут быть стреловидными, как у стрелолиста.
Листья некоторых растений могут иметь воздушные полости, способствующие плаванию. У насекомоядного растения пузырчатка такие полости (пузырьки) служат для захвата насекомых. Подводные листья – теневыносливые.
Плоды и семена долго сохраняются и не теряют способности к прорастанию (водяной орех).
Древесно-кустарниковая растительность,
рекомендуемая для укрепления берегов
Корни деревьев и кустарников скрепляют размываемую прибойной силой волн и половодьем почву, стволы и ветви замедляют и останавливают мутный вешний поток, заставляя его осаждать органические взвеси, тем самым улучшать плодородие пойм.
Особенности береговой растительности:
а) Устойчивость к периодическому затапливанию;
б) Нетребовательность к почвенному питанию;
в) Высокая способность к вегетативному размножению (корневыми отпрысками);
г) Быстрота роста.
Для закрепления берегов лучше всего использовать ивы (козью, пятитычинковую, трехтычинковую и др.). Корневая система ивы густая, переплетающаяся. Она не требовательна к почве, влаголюбива. Ольха (серая) предпочитает почвы, обильно увлажненные проточными водами. Ольха не только закрепляет берега рек и озер за счет разрастания корневыми отпрысками, но и улучшает почву благодаря наличию азотфиксирующих клубеньков на корнях. Кроме ивы и ольхи можно использовать черемуху, смородину, шиповник.
Биологическая индикация экологического состояния водоемов
Биологические методы оценки – это характеристика состояния водной экосистемы по растительному и животному населению водоемов.
Биоиндикатор – группа особей одного вида или сообщества, по наличию, состоянию и поведению которых судят о естественных и антропогенных изменениях в среде.
Биоиндикация – способ оценки антропогенной нагрузки по реакции на нее живых организмов и их сообществ.
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.
При сбросе в водоем токсических веществ, содержащихся в промышленных сточных водах, происходит угнетение и обеднение фитопланктона. При обогащении водоемов биогенными веществами, содержащимися, например, в бытовых стоках, значительно повышается продуктивность фитопланктона. При перегрузке водоемов биогенами возникает бурное развитие планктонных водорослей, окрашивающих воду в зеленый, сине-зеленый, золотистый, бурый или красный цвета («цветение» воды). «Цветение» воды наступает при наличии благоприятных внешних условий для развития одного, редко двух-трех видов. При разложении избыточной биомассы, выделяется сероводород, аммиак, углекислый газ и другие токсичные вещества. Это может привести к гибели зооценозов водоема и делает воду непригодной для питья. Токсичные вещества выделяют и многие планктонные водоросли в процессе своей жизнедеятельности. Увеличение в водоемах биогенных веществ в результате хозяйственной деятельности человека, сопровождаемое чрезмерным развитием фитопланктона, называют антропогенным эвтрофицированием водоемов.
Ниже приводится два варианта биоиндикации водоемов.
Индекс Майера
Методика годится для любых типов водоемов. По этой методике не нужно определять беспозвоночных с точностью до вида. Метод использует приуроченность различных групп водных беспозвоночных к водоемам с определенным уровнем загрязненности.
Организмы-индикаторы отнесены к одному из трех разделов.
Индекс Майера
Табл. 1
| Обитатели | Обитатели средней чувствительности | Обитатели загрязненных водоемов |
| Личинки веснянок | Бокоплав | Личинки комаров-звонцов |
| Личинки поденок | Речной рак | Пиявки |
| Личинки ручейников | Личинки стрекоз | Водяной ослик |
| Личинки вислокрылок | Личинки комаров-долгоножек | Прудовики |
| Двустворчатые моллюски | Моллюски Катушки | Личинки мошки |
| Моллюски Живородки | Малощетинковые черви |
Нужно отметить, какие из приведенных в таблице 1 индикаторных групп обнаружены в пробах. Количество обнаруженных групп из первого раздела необходимо умножить на 3, из второго раздела умножить на 2, количество обнаруженных групп из третьего раздела умножить на 1. Получившиеся цифры складывают. Значение суммы характеризуют степень загрязненности водоема. Если сумма более 22 – водоем имеет 1 класс качества. От 17 до 21 – 2 класс качества. От 11 до 16 – 3 класс качества. Все значения менее 11 – водоем грязный (4-7 класс качества).
Например, в пробах, взятых из озера Светлое, обнаружены следующие организмы: личинки поденок, личинки ручейников, личинки вислокрылок, личинки стрекоз, моллюски катушки и прудовики. Количество обнаруженных групп из первого раздела (личинки поденок, личинки ручейников и личинки вислокрылок) умножаем на 3. Из второго раздела (личинки стрекоз и моллюски катушки) умножаем на 2. И наконец, из третьего раздела (прудовик) необходимо умножить на 1. Согласно методике делаем следующий расчет: