Оценка экологического состояния реки Клязьма методом биоиндикации (стр. 2 из 3)

Группа №3 – редуценты. Это организмы, которые так же питаются мертвым органическим веществом. В результате чего происходит разложение органического вещества до минеральных соединений, которые возвращаются в почвенный раствор и снова используются растениями.

Водные биоценозы

Водная среда является особым местообитанием, так как жизнь в ней зависит от физических свойств воды, в первую очередь от ее плотности, количества кислорода и углекислого газа, растворенных в ней, прозрачности воды, что определяет распространение солнечного света в толще воды. Однако, наиболее важными экологическими факторами, влияющими на биологическое разнообразие и распределение видов, в пресноводных экосистемах являются следующие: температура воды, количество органики (кормовая база) и скорость течения.

Все организмы, которые обитают в водной среде делятся на несколько экологических групп: бентос, планктон, нейстон, нектон.

Бентос – (от греческого benthos – глубина), совокупность организмов, обитающих на грунте или в грунте дна водоёмов.

Планктон – (от греческого planktos – блуждающий), совокупность организмов, обитающих в толще воды и неспособных противостоять переносу течением (пассивное передвижение).

Нейстон – (от греческого neustos – плавающий), совокупность организмов обитающих у поверхностной плёнки воды (сверху или снизу от неё).

Нектон – (от греческого neustos – плавающий), совокупность активно плавающих организмов, обитающих в толще воды и способных перемещаться на значительные расстояния.

Список выловленных животных и их распределение по экологическим группам:

Трофическая структура водного биоценоза

Организмы, входящие в состав того или иного биоценоза могут подразделяться на несколько трофических групп: продуценты, консументы первого порядка, консументы второго порядка, консументы третьего порядка, и т. д., редуценты. В водных биоценозах консументов второго порядка и выше объединяют в группу консументов высшего порядка. Организмы, входящие в одну группу занимают определённый трофический уровень. С одного трофического уровня на другой происходит передача вещества и энергии.

Схему пищевых связей между организмами биоценоза можно представить в виде набора маршрутов, по которым вещество и энергия передаются от одного вида организмов к другому.

В водной экосистеме солнечная энергия, усвоенная водорослями и высшими растениями, переходит к различным беспозвоночным, далее к мелким рыбам и, наконец, к крупным хищникам.

Большое количество организмов, находящихся на одном трофическом уровне служит гарантией того, что в случае исчезновения какого либо вида его место в структуре пищевой цепи займёт другой вид и передача вещества и энергии не будет прервана.

Материалы и методы

Для выполнения работы использовалось сочетание теории с практикой.

Практическая часть (отлов организмов и их определение) выполнялась на базе Московского полевого учебного центра ассоциации "ЭКОСИСТЕМА". Её можно разбить на несколько этапов.

1. Отбор проб

На этом этапе были выбраны 6 биотопов на небольшом участке реки Клязьма. В течение нескольких дней с помощью сачка на биотопах были отловлены животные (от 6 до 11 видов в каждом). Для отлова животных использовались также: кювет, стеклянные банки с крышками, ложки.

Сачок опускается в воду и скребком тщательно проводится по дну несколько раз. Также при помощи сачка отлавливаются животные в толще и верхних слоях воды. Содержимое сачка выкладывается в кювет с небольшим количеством воды; затем из массы донных осадков и растений ложкой выбираются водные беспозвоночные, которые помещаются в отдельную банку с водой, набранной в данном биотопе.

В каждом биотопе проводилось не менее 5 отловов.

2. Определение организмов

С помощью специальных определителей и бинокуляров на базе учебного центра отловленные виды распознаются. Для этого необходимо внимательно рассмотреть каждое животное в бинокуляр, выделить отличительные признаки и по ним при помощи определителя идентифицировать отловленные организмы.

В определении выловленных организмов может быть погрешность, так как не все выловленные организмы могли быть определены до вида. Это связано с отсутствием качественных определителей и владением методикой работы с определителем на определенном уровне. Поэтому, общее число выловленных видов в действительности несколько выше.

3. Описание организмов

После определения с помощью учебной литературы составляются таблицы, в которых все отловленные виды распределяются на экологические группы и по трофическим уровням.

В теоретической части работы можно выделить несколько этапов:

1. Составление схемы экологических взаимосвязей обитателей водного биоценоза на примере реки Клязьма.

Для этого на листе бумаги вычерчивалась схема вертикальной структуры водоёма, на которой показывалось распределение отловленных видов по экологическим группам. Стрелками обозначались трофические взаимосвязи обитателей данного биоценоза.

2. Составление схемы пищевой цепи в водном биоценозе на примере реки Клязьма.

Для этого на листе бумаги выстраиваются трофические уровни, в которые вносятся виды в соответствии с данными отловов. Построить пищевые цепи с указанием в них места каждого из отловленных организмов оказалось невозможно из-за большого количества пересечений видов между собой в разных пищевых цепях.

3. Оценка экологического состояния исследуемого водоёма методом биоиндикации.

Для оценки экологического состояния водоема использовался метод расчета биотического индекса (БИ), разработанный Ф. Вудивиссом в 1964 г. С помощью специальной шкалы для определения биотического индекса, основанной на наличии в водоёме индикаторных групп организмов, по наличию или отсутствию той или иной индикаторной группы определяется биотический индекс водоема. Чем выше показатель БИ, тем благоприятнее условия обитания организмов в данном водоёме в целом или его отдельных биотопах в частности. По данному показателю можно судить об относительной чистоте воды применительно к водным обитателям. Показатель БИ может изменяться от 1 (наименее благоприятные экологические условия) до 10 (наиболее благоприятные экологические условия).

Таблица 1. Список обнаруженных (пойманных) организмов по биотопам

Комментарии к таблице №1 (Список отловленных видов)

Исходя из полученных данных видно, что наименьшее количество видов встречено в первом биотопе. Это объясняется несколькими причинами. Из-за большой скорости течения многие организмы сносятся вниз по реке. Высокая скорость течения не дает накапливаться органическому веществу, что сказывается на количестве корма. Также из-за сильного течения и практически полного отсутствия органического вещества на дне произрастание прибрежной и водной растительности сильно затруднено. Это создаёт дополнительные трудности водным организмам с точки зрения наличия укрытий и дополнительных поверхностей для закрепления в пределах данного биотопа. Небольшое количество видов может объясняться трудностями при проведении отловов. Большая глубина не позволила качественно обловить биотоп в разных частях. Основное количество видов было выловлено на небольшом удалении от берега. Однако абиотические условия практически не отличаются у кромки берега и на удалении от него, что позволяет предположить высокую степень объективности полученных данных.

Наибольшее количество видов во втором биотопе может объясняться:

1. большим количеством органического вещества, являющимся пищей;

2. практически полным отсутствием скорости течения.

С другой стороны биотоп сильно заражён сероводородом, что должно было отрицательно сказаться на видовом разнообразии. Также нельзя полностью исключить и человеческий фактор. Биотоп №2 наиболее удобен для проведения отловов. Поэтому нельзя считать результаты, полученные во втором биотопе аномальными и, скорее всего они объясняются наиболее качественными отловами в данном месте.

Примерно равное количество встреченных видов в других биотопах объясняется сравнительно благоприятными экологическими условиями обитания в них организмов. В каждом из вышеуказанных биотопов имеется достаточная глубина для нормального обитания организмов, характер донных отложений также достаточно благоприятен, даже в четвёртом биотопе бедные, с точки зрения трофности, песчаные отложения компенсируются достаточным количеством прибрежной и водной растительности. Только в шестом биотопе сильная струя воды, образующаяся при впадении ручья через трубу, может быть неблагоприятным фактором обитания организмов.

Видовое разнообразие – очень важное свойство экосистем. С ним связана устойчивость систем к неблагоприятным воздействиям. Разнообразие обеспечивает «подстраховку», дублирование устойчивости. Вид, присутствующий в числе единичных экземпляров, при неблагоприятных условиях для широко представленного вида, в том числе и доминантного, может резко увеличить свою численность и таким образом заполнить освободившееся пространство (экологическую нишу), сохранив экосистему как единое целое.

Комментарии к схеме пищевых цепей

Как уже говорилось выше, любая экосистема включает несколько трофических уровней (звеньев пищевой цепи). Взаимосвязанный ряд трофических уровней представляет цепь питания или трофическую цепь.

Из материалов исследования видно, что выловленные организмы распределяются по следующим трофическим уровням: