Научно- исследовательская работа школьников «Изучение местного озера».
творческая работа учащихся по биологии на тему

 Научно- исследовательская работа школьников

              «Изучение местного озера».

                    Руководитель учитель биологии и химии Иванов Ю.Н.

Введение.

Актуальность исследования.

Озёра представляют собой уникальные природные объекты. Они отличаются замедленным водообменом, свободным термическим режимом, химическим составом, значительными изменениями уровня воды. Для них характерен свой микроклимат, который оказывает заметное влияние на приозёрные ландшафты. Озёра представляют собой зону аккумуляции минерального и органического вещества, где образуются типично озёрные полезные ископаемые  

В последнее время уделяется большое внимание изучению этих природных объектов. Они являются не только важным звеном гидрографической сети региона, но и крупными источниками пресной воды, лечебной грязи, объектами туризма и отдыха. Малые озёра являются наиболее чувствительными индикаторами динамики природных и антропогенных процессов Чувашии. В настоящее время некоторые из них являются памятниками природы. Поэтому очень важно проводить мониторинг их состояния.

Водные объекты  являются одной из важнейших составных частей экосистем и изучаются как при проведении комплексных исследований, так и в качестве самостоятельного объекта. Это позволяет составить паспорт водоема и на его основании правильно оценивать его роль в экосистеме, допустимый  уровень антропогенной нагрузки на водоем, вырабатывать рекомендации по его охране и рационально использовать в хозяйстве.

Малые озера до настоящего времени   ещё остаются недостаточно изученными по некоторым вопросам.   Этот проект долгосрочный и выполняется в течение всего учебного года, так как ведутся наблюдения осенью, зимой и весной.

Цель работы: дать экологическую оценку современному состоянию  озера Зирекле,  расположенном на территории Кзыл-Чишминского  сельского поселения Чувашской республики.

Для достижения поставленной цели были выдвинуты следующие 

задачи:

1.Изучить сведения об озерах Чувашской Республики

2. Вычислить морфометрические показатели озёра Зирекле

3. Изучить флористический состав водоема

4. Выявить состав фауны озёра и примыкающей ему территории

            5. Составить паспорт водоема и на его основании правильно   оценивать его роль в   экосистеме, допустимый  уровень антропогенной нагрузки на водоем, вырабатывать рекомендации по его охране и рационально использовать в хозяйстве.

1. Краткая характеристика озер Чувашии

В Чувашской Республике насчитывается 754 озера. (Площадью не менее 1 га). Однако крупных озер в республике не имеется. Свыше 85% из общего числа озер не превышают площадь 5 га. Наибольшее их количество отмечено в Алатырском районе – 210 озер, наименьшее – в  Моргаушском – 2 озера.    Самыми крупными по площади водного зеркала являются озера: Черное - 40га, Большое Лебединое -  30 га, Белое - 18 га, Кюльхири - 14 га, Светлое - 13 га. У преобладающего большинства озер глубины небольшие до - 2,5 м. Только 7 озер имеют максимальную глубину более 10 м. самое глубоководное озеро - Сюткуль (Моргаушский район, с  максимальной  глубиной 16,75 метров);

Несмотря на малые размеры для густонаселенной республики озера имеют большое значение. Воды их широко используются населением и в народном хозяйстве. В ряде сельских населенных пунктов они являются единственным источником бытового водоснабжения. Из озера Когояр добывается сапропель, который применяется в медицине. В Чувашии 66 озер объявлены памятниками природы республиканского и местного значений. Они являются местом обитания редких или исчезающих видов фауны, таких как выхухоль, бобры, водоплавающей птицы. Пойменные озера богаты рыбой. В озерах поймы р. Сура встречается редкое для средней полосы растение водяной орех или чилим.

2.Происхождение озер Чувашии.
К а р с т о в ы е озера. Провальные, или карстовые озера (Дубанов, 2005) встречаются там, где в верхней части земной коры залегают растворимые водой горные породы. Природу таких озер можно связать с грандиозными карстовыми провалами и разгрузками в провальных котловинах, мощных по дебиту поземных водотоков. 
В Чувашии происхождение карстовых озер связано с линзами гипса, прослоями трещиновых доломитов и известняков татарского яруса. Подземные воды, растворяя горные породы, образуют под землей различные пустоты, что ведет к провалам. На месте провалов 
возникают озера. Обычно карстовые озера невелики, имеют округлую, овально – вытянутую форму. Но при малых размерах они могут быть относительно глубокими. 
К типично карстовым относятся: Сюткуль (Моргаушский район, с  максимальной  глубиной 16,75 метров); Кюльхири, расположенное в бассейне реки Большой Цивиль; озеро Белое; озеро Бездонное      (Яльчикский район), и некоторые другие. 
С у ф ф у з и о н н ы е озера.  Суффозия (лат. Suffosio – подкапывание, подрывание). Под суффозией подразумевается образование просадочных блюдец, впадин, воронок на   поверхности почвогрунотов в связи с выщелачиванием (растворением) и выносом грунтовыми и просачиваю-щимися сверху грунтовыми водами мелких минеральных частиц или при возникновении подземных пустот, вызывающих просадки верхних слоев осадочных напластований. Озера таких происхождений имеют небольшие глубины (максимум 1,5 – 2 метра) и по площади они занимают небольшие размеры. Береговые линии этих озер имеют сложную конфигурацию, незначительный  эрозионный  врез. 
Озер суффозионного происхождения в республике более десятка. Самыми известными из них являются озеро Шихазаны, находящееся в долине реки Малая Булла у деревни  Степные Шихазаны. Из-за того, что озера этого происхождения имеют небольшие размеры, многие из них не имеют даже названия. В основном они расположены в бассейнах Булы, Аниша, Кубни, Бездны. Многие из них находятся на стадии старения и могут исчезнуть. 
             С у ф ф у з и о н н о - к а р с т о в ы е озера. В образовании суффозионно-карстовых озер участвуют два процесса. По мнению А.В.Ступошина (Ступошин , 1967) в понятие < суффозионный карст > входит указание на генезис форм рельефа. Термин < суффозионный > означает< возникший путем подземного выноса частиц механически разрушенной породы >, а термин карст отражает типичные черты карстовой морфологии. В суффозионном карсте отсутствует процесс растворения, составляющий сущность карстового процесса. Развит он в покровных суглинках, супесях и песках. Озера такого происхождения имеют в основном блюдцеобразную или продолговатую формы. Большинство озер имеют небольшие глубины, а максимальная глубина менее 1 м. Площадь этих озер менее 1 га. Пример - озеро Маяк (Канашский район). Озера такого типа имеются также в бассейнах рек Большой Цивиль, Аниш, Аль. 
М е ж д ю н н ы е озера. М.П.Рузский (1916 г) отмечает, что междюнные озера обязаны своим происхождением эоловым процессам. Эоловые отложения в республике связаны с Эпохами оледенений и представлены в Заволжской части (Эол – повелитель ветров в Греческой мифологии). Они представляют вторичные отложения песков, перемещаемых ветром в местах морских, элювиальных, водно – ледниковых ( зандры ) , террасово – долинных (Речных) накоплений. К междюнным в Чувашии относят два озера, расположенные в лесном Заволжье на территории природного парка, Большое и Малое Лебединое. Для междюнных озер характерны низкие песчаные берега, неправильной формы. Дно этих озер покрыто мощным слоем ила – сапропеля. Пойменные, или озера – старицы. Русла равнинных озер очень капризны. Они образуют многочисленные излучины в виде дуг или подков (меандры). Перемещаясь по широкому дну долины, река формирует новое русло, а участки старых, потеряв связь с новым, превращаясь в озера – старицы, небольшие, мелководные, но относительно протяженные. Их жизнь тесно связана с водным режимом реки. Это своего рода естественные питомники  рек, где подрастает молодь рыбы. 
         С высоты пойменные озера выглядят серебреными подковами, разбросанными по долине реки. Чем старше река, тем она богаче озерами. Множество пойменных озер в Чувашии расположено в бассейне Суры (около 500) и Цивиля (121). Площадь самого крупного озера, находящегося в группе малых рек, - озеро Шиблево в пойме реки Алатырь,- достигает 10,3 га. А в пойме Суры расположено озеро Черное – самое большое по площади в нашей республике. Его площадь по карте определяется в 40 га. 
И с к у с с т в е н н ы е   озера. Распространенным типом озер являются и искусственные озера. По происхождению эти озера делятся на два вида: озера копани и озера, чаша которых образовалась в результате торфоразработок.  Для озер – копаней характерна прямоугольная форма, небольшая и примерно одинаковая по всей площади глубина. Обычно они обнесены земляным валом, в настоящее время задернованным, предохраняющим от заиления продуктами заиления. Чаша таких озер наполняется грунтовыми водами из первых. Такие озера имеются в Алатырском, Батыревском, Аликовском районах. 
Озера,  образованные в результате торфоразработок, обычно имеют сложную форму, иногда прямоугольную, незначительную глубину. Подобные озера есть в Цивильском, Аликовском, Канашском районах.

3. Краткая характеристика района исследования

  На территории  Кзыл- Чишминского   сельского поселения Батыревского района – 2  достаточно больших озера: озеро Чепкас и озеро Зирекле с   зеркальной поверхностью по 7 га .  Озеро Зирекле расположено на возвышенности между долинами рек Була  и Карлы с северной стороны деревни Кзыл- Чишма  (примерно в 2-х км). Это естественное, верховое  зарастающее озеро. О ней впервые было упомянуто в документах 1890 года. Озеро  круглой формы. С северо-запада  и востока ограждена искусственной дамбой, а с юга и юго-запада имеется возвышенность,  на которой раскинулись обрабатываемые поля.   Дамбу возвели  в 50-е годы прошлого столетия для осушения земель, где можно было выращивать кукурузу

   Название свое озеро получило от названия  деревьев. Когда-то здесь был лес и росла ольха, что в переводе на татарский язык  означает «зирек». (Озеро Зирекле - Ольховое  озеро). Озеро не большое и не глубокое. Площадь составляет  около 7,5 гектаров, местами глубина достигает до 1,40 метров. Озеро принадлежит к числу   водоёмов суффозионного происхождения Оно лежит в центре   верхового болота, что полностью обуславливает характер озера. Котловина озера представляет собой плоское углубление с плохо выраженным переходом от центральной к прибрежной части. Дно озера выстлано илом.  

В озеро Зирекле  реки не впадают и не вытекают. Питание озера, как и всего верхового болота, окружающего его, происходит за счет осадков                                                                                                                            

В середине озера имеется плавающий заросший  островок 5 х 7 м.

  4. Изучение морфометрических характеристик озера Зирекле

Для составления батиметрических карт на озёрах закладывались профили через каждые 100 м. В ключевых точках проводились замеры глубин (через каждые 10 м на профиле). Полученные данные наносились на карту в виде изобат с различными глубинами.

После составления батиметрических карт на миллиметровой бумаге были найдены площади водного зеркала озёр.

Объём воды в озере рассчитывался по формуле

 , где W — объём озера, S1, S2; S3;….

Sn–площади в км2, ограниченные смежными изобатами, h-разность отметок изобат в метрах. Объём выражается в   м3.

Были найдены средние глубины озёр.

H = W/S, где H — средняя глубина озера, W — объём озера, S — площадь водного зеркала.

Морфометрические исследования озера на 2008-2011 гг.

5. Оценка качества воды

Водный баланс озера характеризуется соотношением питания и потерь воды озера. Зирекле подпитывается водами атмосферных осадков, множеством ключей. Принадлежит оно к бессточным озерам. Природная вода содержит огромное количество компонентов, находящихся в низких концентрациях. Обязательный контроль качества природной воды проводится по более  50 показателям. Мы использовали лишь некоторые, наиболее простые параметры, определение которых позволит сделать предварительный вывод о качестве воды и охарактеризовать чистоту водоема.   Поэтому мы остановились на простых визуальных наблюдениях. Тем более уровень воды и равновесное состоянии природной концентрации веществ еще не  возобновилось после засухи.

Температуру воды на поверхности определяли водным термометром. Держали его около 3 минут. 25 июня 2009г. температура воды на  поверхности  + 20 0C, а на глубине 1,20см   +13 0С. 10 августа 2009 года  +18 0С, а на глубине  +10 0С. Вода озера чистая, без запаха, прозрачная, даже в некоторых местах заметно дно.    

6.  Изучение флористического состава озера Зирекле

Изучение водной растительности осуществлялось маршрутным методом при обходе водоёма с берега и с лодки при обследовании акватории. Видовой состав изучался в полевых условиях, а также виды, определение которых вызывало у нас затруднение, гербаризировались для определения в лабораторных условиях.

Распределение водной растительности по экологическим группам  

Список высших водных растений в озере Зирекле

7. Изучение макрозообентоса озера Зирекле   и   околоводной фауны

    Сбор материала проводился с помощью гидробиологического скребка длиной 2 м, из мелкоячеистого тюля с диаметром ячеи 1 мм. При взятии пробы скребком срезался верхний слой грунта вместе с находящимися в нём живыми организмами. Также осматривались подводные камни, коряги, корневища растений. После извлечения грунта из воды он сразу промывался в сачке с целью отсеивания мелких частиц. Затем оставшееся разбиралось по трофическим группам и отсаживалось в отдельные склянки.

Определение донных организмов осуществлялось в основном до семейства (в редких случаях и далее). Для этого использовался определитель М. В. Чертопруда и Г. Н. Горностаева.

             Организмы макрозообентоса озера Зирекле

В озере обитают  рыбы: окунь, карась,  карп и щука, лягушки прудовые и озерные, тритон обыкновенный. До засухи 2010-2011 рыбные запасы озера были  богатыми - местные рыбаки-удочники всегда возвращались с хорошим уловом. Озеро Зирекле является заказником местного значения. В 2009году  во время моих исследований было обнаружено около 40 хаток ондатры в камышах и около 30 норок вдоль дамбы. Около озера всегда много птиц -  водоплавающие утка кряква, чирок- свистунок здесь гнездятся, а так же здесь можно видеть и поганку с выводком на спине, кормятся колонии серых чаек и крачек, и серых цапель. Весенне-осенний период  здесь можно наблюдать перелетные стаи серых гусей, журавлей спустившихся на отдых.

Во время засухи 2011 года озеро почти  все высохло - исчезли ондатры, рыбы не стало. Для восстановления флоры и фауны озера необходимо время и помощь со стороны защитников  природы

Выводы

1.   Вычислены расчетные характеристики озера Зирекле, что может быть использовано для последующего мониторинга этого водоёма.

2. Всего было обнаружено 17 видов высших водных растений из 11 семейств и 13 родов.

3. Установлено, озеро Зирекле относится к зарастающим замкнутым верховым озёрам

4. По составу макрозообентоса обследованное озеро Зирекле мало отличаются других озер Чувашии

5. В озере Зирекле качество воды III класса, что соответствует умеренному загрязнению воды органикой.

6. Для восстановления флоры и фауны озера необходимо время и помощь со стороны защитников  природы

Литература.

1. Боголюбов А. С., Засько Д. Н. Изучение водных беспозвоночных реки и оценка ее экологического состояния. М.: Экосистема. 1999.

2. Глаголев С. М., Харитонов Н. П., Чертопруд М. В., Ямпольский Л. Ю. Летние школьные практики по пресноводной гидробиологии. М.: Добросвет, 1999. 289 с.

3. Горностаев Г. Н. Насекомые СССР. М.: Мысль, 1970. 34 с.

4. Губанов И. А. и другие. Иллюстрированный определитель растений Средней России. Том 1. Папоротники, хвощи, плауны, голосеменные, покрытосеменные (однодольные). М. 2002, 526 с.

5. Дмитриев А. И. Биоиндикация. Н. Новгород. Изд. Волго-Вятской академии. 1996, 34 с.

6. Дубанов И. С. Озёра Чувашской Республики. Чебоксары: Клио,2000. 76 с.

7. Ивчатов А. Л., Малов В. И. Химия воды. Микробиология. М.: ИНФРА, 2006. 217 с.

8. Ильин В. Ю. Гидрологический режим и динамика котловины озера Малое Лебединое. //Экологический вестник Чувашской Республики. Чебоксары, 1998. Вып. №19. С.67-69.

9. Ильин В. Ю., Караганова Н. Г., Кириллова А. А. Эволюция озера Большое и Малое Лебединое.//Проблемы геологии, географии и экологии Чувашской Республики. Чебоксары, 2001. С. 133-145.