Geum.ru

Министерство образования Республики Саха (Якутия)

Вид материалаДокументы

Содержание


Цель работы
Практическая значимость
Методика исследований
Методика ЕРТ.
Методика Вудивисса.
Индикаторные группы Вудивисса.
Водная растительность озера.
Биология водных беспозвоночных.
Личинки стрекоз
Личинки ручейников
Пиявка: большая и малая ложноконская.
Водяной ослик
Результаты исследований
Обсуждение результатов.
Подобный материал:
Министерство образования Республики Саха (Якутия).

МУ «Управление образования Намского улуса».

МОУ «Модутская средняя общеобразовательная школа агротехнологического профиля».


Экологическая оценка озера «Эбэ» по организмам макрозообентоса.


Выполнил: Сивцев Саян,

ученик 8 –го класса.

Руководители: Попова Е.И.,

учитель биологии,

Бугаева А.И.,

учитель экологии.


Модут 2008 г.

Актуальность


Якутию называют «страной озер». Мы можем гордиться тем, что у нас много пресной воды. Но для того, чтобы хранить, оберегать и умножать это богатство, надо знать, сколько его у нас и в каком оно состоянии. От экологического состояния озера зависит здоровье и качество жизни населения. В последние годы жителей села беспокоит качество воды в озере «Эбэ» и его зарастание камышом. Определить качество воды озера при некоторой подготовке несложно, для этого необязательно производить сложные и дорогостоящие химические анализы.


^ Цель работы:

Экологическая оценка состояния озера «Эбэ» по организмам зообентоса.


Задачи:

  • изучение результатов анализов проб воды из озера «Эбэ»;
  • изучение состава водных беспозвоночных;
  • измерить глубину озера;
  • изучить водную растительность;
  • знакомство с устройством шлюза – регулятора;
  • оценить состояние воды на основе полученных результатов, сделать выводы.

Гипотеза.

Водные беспозвоночные реагируют на качество воды по- разному. По отношению к загрязнению все организмы можно разделить на очень чувствительные, умеренно чувствительные и толерантные. Беспозвоночных легко собирать, многие из них достаточно крупны и хорошо различимы даже без увеличительных приборов. Поэтому они могут быть индикаторами качества воды.


^ Практическая значимость.

Проведение этого исследования может послужить основой для:
  • разработки стратегии рационального использования озера;
  • определения предельно допустимых нагрузок на озеро;
  • оценки эффективности природоохранных мероприятий.


Научная новизна.

Заключается в том, что попытка оценки качества воды по составу водных беспозвоночных сделана на озере «Эбэ» впервые. Это простой метод, не требующий дорогостоящих и сложных анализов.


Время проведения исследований.

I декады июня 2005 -2008 гг.


Инструменты.


Скребок, лупа, пинцеты, веревка с грузилом.

^

Методика исследований



При экологическом мониторинге загрязнения использование биоиндикаторов часто дает более ценную информацию по сравнению с прямой оценкой загрязнения приборами, так как биоиндикаторы реагируют сразу на весь комплекс загрязнений. Кроме того, обладая «памятью», биоиндикаторы отражают загрязнение за длительный период.

При оценке загрязнения водных экосистем в качестве биоиндикатора могут использоваться организмы планктона – водоросли, зоопланктон и зообентос.

^ Методика ЕРТ.


Существует много методов определения загрязнений по водным беспозвоночным.

Изучив состав водных беспозвоночных и их обилие на различных участках водотока, мы можем определить качество воды. Для этого существует метод EPT(Ephemeroptera + Plecoptera + Trichoptera)- комплекс амфиобиотических насекомых поденок, веснянок и ручейников. Так как представители этих групп бентоса наиболее чувствительны к загрязнениям, то их присутствие или отсутствие, а также относительное разнообразие может свидетельствовать о том, чистая вода или грязная. Это один из самых простых методов биоиндикации качества воды при использовании ЕРТ без детального определения представителей этих отрядов.


^ Методика Вудивисса.


В российской системе мониторинга окружающей среды ( в системе Росгидромета) для оценки качества по показателям зообентоса наибольшее распространение получил метод расчета биотического индекса , разработанный Ф. Вудивиссом в 1964 г. В основу метода положена закономерность упрощения таксономической структуры биоценоза по мере повышения уровня загрязнения вод (за счет выпадения индикаторных таксонов при достижении предела их толерантности) одновременно со снижением общего разнообразия организмов, объединенных в так называемые группы Вудивисса.


^ Индикаторные группы Вудивисса.


Каждый вид плоских червей
Личинки двукрылых(кроме хирономид и мошек)

Класс олигохет(исключая род Nais)
Хирономиды

Род Nais
жуки

Каждый вид пиявок
вислокрылки

Моллюски
Каждое семейство ручейников

Ракообразные
мошки

Веснянки
клопы

Поденки
Личинка Chironomus thummi)



Преимущество методов, использованных в исследовании:

  1. они достаточно просты;
  2. они не требуют финансовых средств;
  3. они дают более точную информацию, так как организмы зообентоса реагируют сразу на весь комплекс загрязнений.


Характеристика района исследований.


Озеро «Эбэ» расположено в центре села в 3 км. западнее реки Лена. Оно старицкого типа. Примерная длина озера составляет 2800 м., ширина (усредненная)-80-90 м., глубина (максимальная) – 14 м., средняя- 3, 25 м.

Озеро «Эбэ» расположено рядом с населенным пунктом Модут.

Во время весенних паводков озеро сливается с рекой Лена.


^ Водная растительность озера.

Из гидрофитов в озере произрастает в основном камыш. Из водорослей присутствуют сине- зеленые водоросли, уруть, роголистник. В летне- осенний период наблюдается массовое «цветение» сине-зеленых водорослей.

Ихтиофауна.

В озере присутствуют карась якутский и гольян озерный. Местные жители карась ловят сетями.

^

Биология водных беспозвоночных.



Личинки поденок (Ephemeroptera) относят некрупных насекомых с удлиненным телом, двумя парами тонких сетчатых крыльев, из которых передние значительно больше других. На конце брюшка расположены 2-3 хвостовые нити. Ротовой аппарат недоразвит, кишечник заполнен воздухом что облегчает полет. Таким образом, взрослые насекомые питаются за счет веществ, накопленных в жировом теле на стадии личинки. Живут от нескольких часов до нескольких дней. После брачного полета, во время которого происходит спаривание, самки в воду откладывают яйца, где развиваются личинки, многократно линяя в течении 1-3 лет. Личинки поденок встречаются в стоячих и проточных водоемах. В стоячих водоемах наиболее обычно плавающие и ползущие формы. Личинки поденок имеют удлиненное, иногда уплощенное тело, зачатки крыльев на грудных сегментах, 5-7 пар разнообразных по форме трахейных брюшных жабр и три хвостовые нити на конце брюшка. У плавающих форм хвостовые нити густо опущены волосками и выполняют плавников. Дышат кислородом растворенным в воде, поглощая его тонкими покровами жабр, густо пронизанными веточками трахей. Жабры постоянно находятся в движении, создавая ток вокруг тела. Потребность в кислороде очень велика, поэтому поденки предпочитают с чистой, хорошо аэрируемой водой. Личинки поденок питаются растительным детритом, водорослями, иногда охотятся на мелких водных животных.


^ Личинки стрекоз (отр. odomata) – типичные обитатели пресных водоемов. Встречаются в прудах, озерах, старицах, реках. Как правило живут среди водных растений или на дне. Личинки мало похожи на взрослых стрекоз. Они довольно медлительные, окрашены в бурые, коричневые или зеленые тона, незаметно среди водных растений или на дне водоема. Для личинок стрекоз характерно сильно развитая и видоизмененная нижняя губа, которая в спокойном состоянии прикрывают снизу голову личинки наподобие маски. Это специализированный аппарат для захвата и удержания добычи.

По особенностям строения различают три морфологических типа личинок стрекоз:
  1. личинки типа лютки. Характеризуется длинным узким телом, на конце которого находиться три листообразные жаберные пластинки, маска ложкобразная. Свойственен люткам, стрелкам, красоткам
  2. личинки типа настоящих стрекоз. Имеют относительно короткое, широкое. Уплощенное тело. Обычно держаться на дне. Маска шлемовидная. К этой группе относят личинки стрекозы обыкновенной, бабки, стрекозы плоской.
  3. Личинки типа коромысла. Обычно самки крупные, с удлиненным телом, на которого хорошо развита анальная пирамида -три сомкнутых отростка (серки) вокруг анального отверстия. Маска плоская, с двумя мощными коготками.

Двигаются либо плавая, либо ползая. Тонкие личинки типа лютки плавают изгибая тело и используя жаберные пластинки как хвостовой плавник. Для личинок коромысла и настоящих стрекоз характерен реактивный способ движения. Личинки люток и стрелок дышат с помощью хвостовых трахейных жабер а при их утрате -за счет складок кишечника. Коромысла и настоящей стрекозы используют ректальные жабры-многочисленные выросты эпителия, задней кишки, которые пронизаны тонкими трахеями. Ритмическое расширение и сокращение брюшка обеспечивает постоянный ток воды через прямую кишку. Личинки стрекоз прожорливые хищники. Они подкарауливают добычу, сидя на растениях ил на дне, затем мгновенно выбрасывает маску и схватывают сваю жертву. Питаются дафниями поденками, мелкими насекомыми. Коромысло ловят более крупную добычу ( головастиков, мальков рыб). Развитие с неполным превращением. Перед последней линькой личинки выползают на надводные части растений, где из линочной шкурки выбирается взрослая стрекоза.


^ Личинки ручейников


Личинки ручейников (отр. Trichoptera) встречаются в прудах, озерах, старицах, реках, ручьях и даже в временных весенних лужах. Большинство личинок ручейников живут в чехликах («Домиках»), которые они строят из различных материалов. Нередко по внешнему виду чехлика можно понять, в каком водоеме жил тот или иной ручейник. Чехлики очень разнообразны по длине, форме и по строительному материалу, из которого состоят лимнофила глифотелия, гелеконеихе, моланна, лимнофила желтоусого.

Личинки ручейников – искусные строители, они все время следят за состоянием домика, настраивают по мерам роста и «ремонтирует» по случае необходимости. Строительные частички они склеивают шелковым секретом видоизмененных слюнных желез, открывающихся на нижней губе. Этим же секретом они обматывают внутренние стенки домика. Чтобы рассмотреть личинку ее необходимо вынуть вводят через заднее отверстие чехлика и ,осторожно покалывая личинку в брюшко, заставляют ее выползти ее наружу. Голова и два первых сегмента груди сильно хитинизированы, имеют темную окраску. При ползании эти части тела личинки выставляют из чехлика. Скрытое в домике брюшко имеет светлую окраску. Оно непигментировано, с помощью трех бородавчатых выростов, которые несет первый сегмент, личинка упирается в стенки чехлика при движении. На последнем сегменте брюшка находятся ложные ножки-прицепки с крепкими крючками, с помощью которых личика цепляется за стенки домика и сопротивляется при попытке вытащить ее оттуда. Вдоль брюшка с двух сторон расположены нитевидные трахейные жабры. Сидя в домике, личинка постоянно совершает волнообразные движения брюшком, что обеспечивает постоянную смену воды в чехлике для усиления газообмена. Питаются ручейники преимущественно растительной пищей, но встречаются среди них хищники, поедающие дафний, личинок комаров, поделок и.т.д.

Лет, спаривания и откладка яиц у ручейников происходит чаще всего в начале лета. Вышедшие из яиц личинки в течении лета растут, затем зимуют, а в мае-июне следующего года окукливаются. Перед окукливанием личинки закрывают чехлики с обоих концов ситовидными пластинками. Сформировавшаяся куколка прогрызает челюстями входную пластинку, выбирается из чехлика, поднимается на поверхность и плывет к подводным предметам, где происходит линька. Вылупившийся ручейник похож на ночную бабочку, на его крылья покрыты не чешуйками, а густым слоем волосков. В покое крылья складываются вдоль тела кровлеобразно. Усики длинные, нитевидные, направлены вперед. Ротовой аппарат недоразвит, взрослые ручейники живут недолго и не питаются.


^ Пиявка: большая и малая ложноконская.


Пиявки- представители весьма специализированного класса. Пиявка малая ложноконская, которая относится к кольчатым червям- это либо активные хищники либо эктопаразиты, питающиеся кровью животных. Для пиявок характерно уплощенное в спинно – брюшном направлении вторично сегментированное тело, обеспечивающее большую подвижность. На переднем и заднем концах тела расположены присоски. Сильно развитая мускулистая глотка часто снабжена челюстями или хоботком. Дышат пиявки всей поверхностью тела. Хорошо развиты нервная система и органы чувств, у многих видов на переднем конце тела находятся глазки. Все пиявки гермафродиты. В период размножения на переднем конце появляется железистый поясок, из слизи которого образуется кокон. Такие коконы с яйцами пиявки откладывают на дно водоемов, растения или во влажную почву. Развитие прямое.

Дафнии

Дафнии, или водные блохи, относятся к низшим ракообразным, а именно к ветвистоусым рачкам (подотряд Cladocera в отряде листоногих — Phyllopoda).
Это сравнительно мелкие организмы, хорошо, однако, различимые невооруженным глазом, в особенности более крупные виды, которые могут достигать размера мелкой горошины. У таких форм можно даже без помощи лупы видеть многие детали строения.
Тело у водной блохи (у большинства видов) заключено в прозрачную двустворчатую хитиновую раковину, обе половинки которой скреплены на спинной стороне и полураскрыты на брюшной. Голова остается свободной. От головы отходят ветвистые гребные усики, или антенны; отсюда и название «ветвистоусые». На брюшной стороне, под защитой раковинки, находится несколько пар (от 4 до 6) коротких расширенных грудных ножек. На голове хорошо заметен большой глаз черного цвета. Из внутренних органов невооруженным глазом довольно хорошо заметен пищеварительный канал, изогнутый в виде крючка.


Водная блоха (Simocephalus vetulus). Сильно увел.
1 — глаз; 2 — гребные усики; 3 — первая грудная ножка; 4 — жаберный мешочек третьей пары ножек; 6 — анальное отверстие; 6 — кишка; 7 — раковинка; 8-яйца в выводковой камере; 9 — сердце; 10 — яичник; 11 — головной мозг.

Водных блох можно встретить в самых разнообразных водоемах, но в особенности они изобилуют в небольших прудах, лужах, канавах, наполненных водою ямах, где иногда размножаются в огромных количествах, так что окрашивают воду в красноватый цвет. В этих условиях встречаются как раз более крупные виды (из рода Daphnia, Simocephalos и др.). В водоемах водные блохи держатся не постоянно: периодически появляются и опять исчезают. Ловить их следует сачком из мелкоячеистой ткани. Рекомендуется при этом водить сачком по чистой воде, не касаясь дна и не набирая в мешок сачка водных растений. Если в данном водоеме имеются в достаточном количестве водные блохи, то на дне сачка, когда стечет вода, оказывается красноватая или сероватая масса, которую надо смыть в широкогорлую банку с водой, вывернув для этой цели мешок

^ Водяной осликВодяной ослик (Asellus aquaticus L.) — представитель класса ракообразных, относится к отряду равноногих (Isopoda), к семейству осликовых (Asellidae).
Водяной ослик постоянно попадается на экскурсиях, в особенности в загрязненных прудах, изобилующих растительными остатками, гниющими листьями, упавшими в воду с деревьев, и т. п. Это невзрачное животное с плоским членистым телом, грязно-серого цвета, несколько похожее на всем известных наземных мокриц. Ослики держатся на дне водоемов, где ползают между отмершими частями растений и вместе с ними выносятся сачком. На экскурсии следует обратить внимание на следующие биологические особенности этого животного.
Защитная окраска осликов отлично гармонирует с общим тоном дна стоячих загрязненных водоемов. Ослики охотно поедаются рыбами, хищными личинками насекомых, гладышами, водяными скорпионами и пр. Будучи совершенно безоружными (отсутствие органов защиты, медленный способ передвижения), они спасаются тем, что неподвижно держатся среди гниющих растительных остатков, на которых их трудно заметить. Другой способ защиты — автотомия: будучи схвачено, животное довольно легко отбрасывает конечности, что нетрудно показать на экскурсии. Оторванные конечности впоследствии отрастают (регенерируют).

Водяной ослик (Asellus aquaticus).

Способ передвижения осликов также заслуживает внимания. Пустите животное ползать в плоской чашке с водой, а затем, вынув на ладонь, заметьте его движение на суше. Довольно ловко двигаясь в воде, оно на воздухе едва «волочит ноги», так как его длинные тонкие конечности не в состоянии поддержать вес тела на воздухе (полезно при этом припомнить закон Архимеда).
Питаются ослики отмершими частями растений, среди которых живут. В связи с этим у них отсутствуют органы нападения, свойственные хищникам.
Дыхание осликов легко наблюдать на экскурсии, посадив животное в стаканчик с водой. Невооруженным глазом отлично видно колебательное движение тонких жаберных пластинок под брюшком, в задней части тела. Жаберные пластинки это задние пары ног, преобразованные в дыхательный аппарат. Каждая ножка состоит из двух лопастей: верхняя, более нежная, служит для обмена газов, нижняя, более прочная, образует защитную крышечку.
Некоторые явления размножения также могут быть показаны на экскурсии и заслуживают большого внимания. Ослики начинают размножаться с наступлением теплого времени. В средней полосе Европейской части России, например, в Московской области, максимум размножения падает на май-июнь, к концу августа размножение прекращается. Летом ослики постоянно встречаются в положении копуляции, причем самцы отличаются от самок более крупными размерами. Копуляция продолжается длительное время. После оплодотворения самцы и самки расходятся, и у самки образуется на брюшной стороне выводковая сумка, наполненная яйцами и имеющая вид зеленоватого вздутия. В этих сумках, хорошо заметных невооруженным глазом, яйца развиваются и образуется молодь в виде вполне сформированных рачков, в общем похожих на взрослых. Они могут самостоятельно двигаться и выходят через щель из выводковой сумки. Развитие молоди в теле самки длится разное время, в зависимости от температуры воды, но в среднем — от 2 до 3 недель. Количество яиц у одной самки весьма различно — от нескольких десятков до сотни и более. Молодой ослик достигает зрелости в среднем в течение двух месяцев.

Циклопы

В тех же условиях, как водные блохи, постоянно встречаются представители отряда веслоногих рачков (Copepoda), которых иногда называют собирательно циклопами (от очень распространенного всюду рода Cyclops).

Циклоп (Cyclops coronatus). Сильно увел.


В отличие от водных блох циклопы не имеют раковинки, и тело их ясно разграничено на головогрудь и брюшко. Брюшко несет шесть пар плавательных ножек и заканчивается двумя отростками — вилочкой. У самок по бокам тела часто можно видеть парные яйцевые мешки.
Веслоногие встречаются в самых разнообразных водоемах, где развиваются иногда в огромных количествах, в особенности весною и осенью. Так же как и водные блохи, они служат излюбленным кормом для аквариумных животных, в Особенности в зимнее время, так как многие циклопы встречаются в водоемах круглый год.

* Б.Е.Райков, М.Н.Римский-Корсаков. Зоологические экскурсии. 1956.






^ Результаты исследований.


Озеро расположено в черте населенного пункта. В зимнее время оно становится водопоем для крупного рогатого скота. В селе развито скотоводство (2005 г.- 1192 головы крупного рогатого скота, 2006 г.- голов, 2007 г.- 911 голов, 2008 г.-).

Берега озера заросли камышом, заболочены. Заросли камыша в отдельных местах доходят до середины озера.

Глубину озера измерили в середине озера в III декаде августа. Она составила 3,25 м.(средняя глубина- 7-8 м.)

Шлюз- регулятор, построенный в 2005 г. не задерживает воду в озере из- за конструктивных недочетов.

Из ихтиофауны в озере присутствуют карась якутский и озерный гольян.

Отбор проб произведен в I декаде июня и в III декаде августа в 10 точках, подвергающихся различным уровням антропогенной нагрузки. Из каждой точки брали по 2-3 пробы.

По сравнению с 2005 г. уменьшилось количество бокоплавов, не обнаружены личинки ручейников и стрекоз. Увеличилось в пробах количество пиявок, встречается водяной ослик. Количество моллюсков осталось без изменений.

Химический анализ воды показал повышенное количество ионов аммония, БПК5 возросла до 8, 88 мг/л(норма 3 мг/л). В 2008 году обнаружены нефтепродукты – 0, 02 мг/дм⅜ (норма 0,01 мг/дм⅜).


^ Обсуждение результатов.


Соединения азота являются характерными загрязняющими веществами. Повышенное содержание азота аммония связаны с бурными процессами бактериального разложения органического вещества. Увеличение показателя БПК5 показывает возросшее загрязнение органическими веществами. Основной загрязнитель озера – отходы животноводства (навоз). Наличие ионов нитрата и нитрита свидетельствуют о постоянном загрязнении озера навозом. Навоз как биоген стимулирует рост камыша. А разрастание камыша ведет к обмелению озера. Обмеление озера и большой отток воды из озера в протоку р. Лена способствует увеличению концентрации загрязнителей в воде. Это ведет к изменению состава макрозообентоса. Изменению состава макрозообентоса способствуют и нефтепродукты.

Исчезновение личинок ручейников и стрекоз, уменьшение количества бокоплавов, увеличение количества пиявок говорит об ухудшении качества воды.


Заключение.


Вода в озере по составу макрозообентоса относится к загрязненной;

Главным загрязнителем озера являются органические отходы;

В зарастании озера камышом и обмелении большую роль играют отходы животноводства, являясь биогенами;

Шлюз- регулятор своих функций не выполняет.


Рекомендации.


Зимой регулярно очищать территорию прорубей от навоза;

Вести разъяснительную работу среди жителей села;

Восстановить работу шлюза- регулятора.


Количество организмов зообентоса. 2005 г.


№ точки
Ракообразные
Амфибиотич. насек.
Пиявки
Моллюски

бокоплав
Вод.ослик
ручейники
Личинки стрекоз

1
4
-
8
0
2
5

2
4
-
7
1
2
4

3
5
-
9
1
2
6

4
4
-
9
2
2
5

5
6
-
9
2
1
6

6
4
-
10
1
1
4

7
7
-
12
3
2
5

8
7
-
10
3
1
6

9
8
-
13
2
1
4

10
9
-
13
4
1
5




5,9
0
10
1,9
1,5
5



Количество организмов зообентоса. 2007 г.


№ точки
Ракообразные
Амфибиотич. насек.
Пиявки
Моллюски

бокоплав
Вод.ослик
ручейники
Личинки стрекоз

1
0
2
0
0
7
4

2
1
1
0
0
8
6

3
1
2
0
0
6
6

4
1
1
0
0
4
5

5
1
1
0
0
5
4

6
2
1
0
0
6
7

7
1
1
0
0
5
3

8
1
0
0
0
6
5

9
1
1
0
0
6
5

10
1
0
0
0
4
5




1
1
0
0
5,7
5



Количество организмов зообентоса. 2008 г.


№ точки
Ракообразные
Амфибиотич. насек.
Пиявки
Моллюски

бокоплав
Вод.ослик
ручейники
Личинки стрекоз

1
0
1
0
0
8
3

2
0
0
0
1
6
6

3
1
0
0
0
7
5

4
1
1
1
0
5
7

5
0
0
1
0
3
5

6
2
1
0
1
7
5

7
1
0
1
0
5
5

8
0
1
1
0
5
5

9
1
0
2
1
4
5

10
1
1
3
0
4
6




0,7
0,5
0,9
0,2
5,5
5,1


Среднее количество организмов макрозообентоса в 1 пробе.
2005 г.
2007 г.
2008 г.

Показательные организмы
Количество в пробе в среднем
Количество в пробе в среднем
Количество в пробе в среднем

Ракообразные:

в т.ч. бокоплавы

водяной ослик


Амфибиотические насекомые:

ручейники

личинки стрекоз


Пиявки


Моллюски

5,9

0


10

1,9


1,5


5

1

0,5


0,9

0


5,7


5

0,7

0,5


0,9

0,2


5,5


5,1

Количество голов крупного рогатого скота в с. Модут.


Годы
Количество голов крс

2005
1192

2006
1080

2007
911

2008




Использованная литература.

  1. «Методы исследований зообентоса и оценки экологического состояния водоемов».
  2. Вшивкова Т. «Гидра – индикатор» - «Экология. Культура. Общество», №3, 2004, С.16.
  3. «Биологический энциклопедический словарь» -2-ое издание исправл.-М., «Советская энциклопедия», 1989.
  4. БСЭ, т.48 – М., «Большая Советская энциклопедия», 1957.
  5. «Вопросы экологии и охраны окружающей среды в Якутии»(пособие для учителя) – Якутск, «Бичик»,1993.
  6. Хозяйственная книга Модутского наслега.
  7. Дружинин С.В. «Исследование воды и водоемов в условиях школы» - М., «Чистые пруды», 2008.