«Сравнительная оценка водных объектов Санкт-Петербурга и Ленинградской области по индексу сапробности Пантле и Букка и индексу видового разнообразия Шеннона.»

МЕЖРЕГИОНАЛЬНЫЙ ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ КЛУБ АСПИРАНТОВ СТУДЕНТОВ

И ШКОЛЬНИКОВ БАЛТИЙСКО-ЛАДОЖСКОГО РЕГИОНА

LVIII МЕЖРЕГИОНАЛЬНАЯ ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БИОС-ШКОЛА

Доклад

по направлению «Гидробиология»

на тему:

«Сравнительная оценка водных объектов Санкт-Петербурга и Ленинградской области по индексу сапробности Пантле и Букка и индексу видового разнообразия Шеннона.»

Выполнил:  Нежданова Анастасия

г.Ивантеевка, гимназия №6, 7 класс

пос. Репино

2014

Содержание

Введение………………………………………………………………….……….3

Цели и задачи……………………………………………………………………..4

Теоретическая часть…………..………………………………………………….5

Краткая характеристика наиболее часто встречаемых организмов……..…….7

Методы исследования………………………….…………………………………8

Результаты работы и их обсуждение…………………………….………………9

Выводы……………..……………………………………………………….……13

Список использованной литературы………….…………………..……………14

Введение

Чистая вода имеет огромное значение в человеческой жизни, жизни животного, растительного мира, и природы в целом. Жизнедеятельность  всех живых клеток зависит от наличия воды. Весь наш организм является совокупностью водных растворов.

         Вода является самым необходимым компонентом для существования жизни на планете Земля. Об этом знают все, и всё равно, методично и целеустремлённо сливается, сбрасывается в реки, моря, озера огромное количество нечистот. Следовательно, в настоящие время загрязнение воды является самой актуальной проблемой.

Биоиндикация – это система оценки степени загрязнения водоемов, основанная  на учёте состояния водных биоцензов, по биоиндикаторам.

Биоиндикатор – это группа  особей  одного вида или сообщества, по наличию, состоянию или поведению,  которых судят о естественных и  антропогенных  изменениях в среде.          

 Качество  любой  воды  можно оценивать как гидрохимическими, так и гидробиологическими методами. Одним из гидробиологических методов  является метод определения степени загрязненности воды по планктону.

Цель и задачи исследования.

Цель: Определить степень загрязненности водоемов Санкт-Петербурга  и Ленинградской  области по индексу сапробности  Пантле-Букка и сравнить полученные   результаты с результатами определения качества воды по индексу Шеннона.

Для достижения цели решались следующие задачи:

1. Изучить теоретический материал по данной теме;
2. Освоить методы отбора зоопланктонного материала;
3. Провести разбор и анализ отобранных проб;
4. Вычислить индекс сапробности по методу Пантле-Букка;
5. Исходя из полученных результатов, определить степень загрязнения воды в указанных водоёмах.
6. Сравнить данные результаты, с результатами, вычисленными по индексу  видового разнообразия Шеннона, полученные другими участниками 58 межрегиональной экологической Биос-школы.

Теоретическая часть.

Гидробиология изучает население гидросферы, к которому относятся такие организмы, как планктон.

Планктон – группа организмов, свободно плавающих, взвешенных в толще воды и независимых от каких-либо субстратов. Важная их особенность – пассивный дрейф, неспособность противостоять течениям, даже если они обладают способностью активно двигаться.

В зависимости от размера планктон разделяется на следующие группы:

1.Мегапланктон (многие сцифоидные медузы, крупные сенофоры);

2.Макропланктон (высшие раки, медузы, крупные сенофоры);

3.Мезопланктон (крупные представители фитопланктона, большая часть зоопланктона морей);

4.Микропланктон (карликовый планктон) (мельчайшие низшие растения, простейшие, низшие ракообразные: дафнии, циклопы, босмины, коловратки);

5.Ультрапланктон (бактерии)

Следуя многолетним традициям, планктон подразделяют на две категории: фитопланктон (водоросли и цианобактерии) и зоопланктон (животные, гетеротрофные простейшие).

Методы исследования.

Материалы для данной работы были собраны в рамках  экологического 58 лагеря (БИОС – школы) с 28 июля-4августа 2014 года. Объектами исследования послужили реки и озёра  Ленинградской области, находящиеся в курортной зоне области. Методы отбора и обработки проб были стандартными.

Оборудование:

1. Планктонная сеть Джеди (диаметр верхнего кольца – 18 см, нижнего – 24 см. Ширина ячеек газа=125мкм,  длина – 1,2м)

2. Камера Богорова

3. Бинокуляр

4. Спринцовка со специальной диафрагмой

5. Циллиндрические стаканы

Ход работы:

Пробы отбирались методом тотального лова, т.е. отфильтровывалось 110 литров воды, причем 10 литров идут на промывку сети. Перед камеральной обработкой счетным методом, пробу фиксируют двухпроцентным раствором формалина, далее в камере Богорова просчитываются особи каждого вида.

        Существует несколько индексов расчета по планктону, из которых наиболее важными являются:

1.Индекс видового разнообразия (по Шеннону).

2.Индекс сапробности.

Для характеристики загрязнения водоема по видовому составу и массе гидробионтов, высчитывается сапробность.

Сапробность – это способность организма жить при большой концентрации органического вещества. Сапробионты – растительные и животные организмы, обитающие в водоемах, загрязненных органическими веществами. Для оценки состояния экосистемы по индикаторным организмам рассчитывается индекс сапробности по методу Пантле-Букка.

Формула вычисления сапробности водоема:

S=∑s*h/h  , где

s – индикатор значимости

h – относительная частота встречаемости организмов

Значение индекса сапробности:

Индекс видового разнообразия стали использоваться для количественной оценки сложности структуры сообществ животных. Наибольшее применение получил информационный индекс Шеннона – мера сложности видовой структуры.

Значение индекса Шеннона по трофности:

H<1 – гиперэвтрофный

1< H<2 – эвтрофный

2,1< H<2,5 – мезотрофный

2,6< H<4 – олиготрофный

Расчет индекса видового разнообразия Шеннона ведется по формуле:

H=-∑Ni/N*log2 Ni / N, где

Ni – число i-ого вида,  N – общая численность представителей.

Классификация качества природных вод по гидробиологическим показателям. (В.В.Гольцова, В.В.Дмитриев) [5 с. 113]

Краткая характеристика наиболее часто встречаемых организмов

Дафния.

Дафния или водяная блоха, относится к ветвистоусым ракам и имеет относительно крупные размеры. Тело ее до 5 мм заключено в двухстворчатую раковину (она образована разросшимися складками кожи). Голова не покрыта раковиной, на ней расположен большой крупный глазок, а вблизи от него – небольшой простой глазок. Спереди голова вытянута в клювовидный вырост, около которого находится пара первых маленьких антенн. Вторая пара антенн мощный гребной орган. Антенна состоит из одного основного членика, от которого отходят две ветви. Первая ветвь состоит из трех члеников с пятью щетинками, а вторая – из четырех члеников с четырьмя щетинками. Дафния имеет четыре пары грудных ножек. Первые пары формируют пищевой ком, а третья и четвертая собирают пищевые частицы, которые на них оседают. Далее пищевые частицы попадают в брюшной желобок и продвигаются к ротовому отверстию.

У дафний также наблюдается явление цикломорфоз – форма и величина раковины рачков закономерно изменяются по поколениям и сезонам года. Например, летом у дафнии на голове появляется шлейф, удлиняется задний шип раковины и меняется величина клюва (все это происходит параллельно с изменением температуры воды). Прогретая вода обладает меньшей плотностью, чем охлажденная. Для движения и парения в менее вязкой теплой воде необходимо увеличение поверхности тела.

Циклоп

Тело циклопа разделено на головогрудь и брюшко. Длина крупных особей достигает 5,5 мм, на голове расположен единственный глаз и антенны, имеющие форму длинных жгутов с щетинками. Антенны участвуют в движении циклопа. Одновременным ударом антенны и гребных ножек циклоп порывисто, толчками продвигается вперед, как бы прыгая. Отсюда их второе название – прыгунчики.

Анализ результатов.

Нами было отобрано и проанализировано 45 проб (по зоопланктону), произведен подсчет индекса сапробности (по Пантле и Буку) и индексу видового разнообразия (Шеннона). Подсчет индекса сапробности проводился по методике, полученные результаты проверялись нами несколько раз, подсчет индекса Шеннона проводился нашими коллегами при помощи компьютерной программы, поэтому мы допускаем некоторые отклонения и погрешности. По некоторым пробам данные по индексу Шеннона отсутствуют.

По данным сравнительного анализа результатов по двум индексам была определена степень загрязненности воды:

Очень чистая вода:

оз. Блюдечко,у берега;  оз.Придорожное, у берега; р.Черная у берега;

р. Приветная; Финский залив, напротив мостика; г. Кронштадт за дамбой;

г. Кронштадт, пляж; р. Сестра, после руч.Сорочий; руч.Сорочий, место впадения в р. Сестра;

От умеренно загрязненной до загрязненной:

Оз.Блюдечко, середина;  р.Авлога, у дороги;   р.Авлога, пос.Завадской; р.Сестра, у пирса

Умеренно загрязненная

Оз. Серебряное, оз Придорожное, середина; оз Гладышевское, левый берег; р. Гладышевка, у моста 1; р. Приветная, у мостика Восток 6; р.Малая сестра,устье; оз.Щучье, поверхность; р.Черная, после ст.вод. правый берег, ДОЛ «Маяк»;

От умеренно загрязненной до грязной

оз. Серебряное, у берега и середина; р.Гладышевка, у моста; р.Рощинка; р.Черная, после ст.вод ДОЛ «Маяк»; Финский залив, Восток 6; финский залив, напротив выхода водосливного канала (100 м);

От умеренно загрязненной до очень грязной:

р.Черная, до ст.вод ДОЛ «Океан»; р.Черная, после ст.вод ДОЛ «Океан»; р.Авлога, пос Матекса; Щучий ручей, исток; г.Кронштадт (пристань); р. Сестра, до Сорочьего ручья

Расхождения:

Оз. Гладышевское: по инкдесу Шеннона вода очень чистая по индексу сапробности грязная.

Выводы

Нами была определена степень загрязненности водоемов Санкт-Петербурга  и Ленинградской  области  по индексу сапробности  Пантле-Букка и проведен сравнительный анализ полученных   результатов с результатами видового  разнообразия  Шеннона.

Для этого:

1. Был изучен теоретический материал по данной теме;
2. Освоены методы отбора зоопланктонного материала при помощи сети Джедди и методика их разбора;
3. Вычислен индекс сапробности по методу Пантле-Букка и определена степень загрязнности воды в указанных водоемах;
4. Проведен сравнительный анализ результатов индекса сапробности и  индекса  видового разнообразия Шеннона.

Приобретенные знания и методические приемы в дальнейшем помогут мне определять степень загрязнения водоемов Московской области.

Список  использованной литературы

1. Определитель пресноводных беспозвоночных России и сопредельных территорий том 1 Под. ред. Цалолихина С. Я. – СПб.:  «Наука», 1994. – 394с.
2.  Определитель пресноводных беспозвоночных России и сопредельных территорий том 2 Под. ред. Цалолихина С. Я. – СПб.: «Наука», 1995. – 627с.
3. Краткий определитель беспозвоночных. М.В. Чертопруд, Е.С. Чертопруд, 2009
4. Пресноводный зоопланктон Северо-Запада России, А.В. Гришанков, А.Б. Степанова, СПб, 2002
5. Практикум по водной экологии и мониторингу состояния водных систем, В.В.Гальцова, В.В.Дмитриев, СПб ,2007.-364с.
6. Практикум по гидробиологии , В.А.Яшнов,