Главная » Файлы » Для учня/студента » Біологія/екологія [ Добавить материал ]

ОСНОВНІ ЕКОЛОГІЧНІ ПІДСИСТЕМИ. науковий
12.07.2010, 13:13
ОСНОВНІ ЕКОЛОГІЧНІ ПІДСИСТЕМИ.

2.1. Фітопланктон.
Експедиційні дослідження. Кількісний відбір проб фітопланктону з різних глибин водної товщі виконуєть¬ся різними типами батометрів. Найпоширенішими з них є батометр Рутнера та Молчанова. Для якісної ха¬рактеристики фітопланктону використовуються план¬ктонні сітки Апштейна та Джеді (Киселев, 1969; Руко¬водство..., 1983). Проби відбираються у склянки чи пла¬стикові пляшки 0,5-1,0 л. Для фіксування формаліном чи розчином Люголя необхідні штемпель-піпетки на 5-10 мл або скляні піпетки з гумовими грушами.
Лабораторні дослідження. Згущення альгологіч¬них проб проводиться:
а) осадовим методом з відстоюванням пляшок з пробами протягом двох тижнів з подальшим відсифонюванням сифоном через мельничне сито №76.
Для визначення видового складу використову¬ються спеціальні визначники (список визначників для кожного систематичного відділу додається).
Використовуються світлові мікроскопи типу МБИ-3, МБИ-6, МБИ-15, Amplival, Б іолам. Визна¬чення водоростей проводиться в камерах Нажотта чи Горяєва.

2.2. Первинна продукція, деструкція органіч¬них речовин.
Найбільш широкорозповсюдженим методом виз¬начення первинної продукції є склянковий в кисневій чи радіовуглецевій модифікації (Щербак, Кленус, 1982).
В основі методу лежить визначення різних про¬дуктів фотосинтезу - кисню, що виділяється, чи новосинтезованих органічних речовин. Тому з точки зору репрезентативності отриманих даних ці методи ідентичні. Основними перевагами радіовуглецю є:
1) використання у вигляді «мітки» радіоак¬тивного вуглецю дозволяє реєструвати первинну про¬дукцію при біомасах водоростей, шо не перевищують 0,01 мг/л, тоді як за допомогою кисню - не нижче 0,3-0,5 мг/л;
2) радіовуглець (14С дозволяє визначати фото¬синтез на глибоководних горизонтах водної товщі, де чутливість кисневого методу вже недостатня. Наприк¬лад, застосування радіовуглецевої модифікації дозво¬ляє, фіксувати фотосинтез, а отже і більш точно виз¬начати потужність фотичної зони на р. Прип'яті на глибинах 3,5-7.2 м, в той час як за допомогою кисне¬вої модифікації - тільки 1,8-3,0 м. Взагалі вважається (Вінберг, 1960). що чутливість радіовуглецевої моди¬фікації на два порядки вища, чим киснева;
3) висока чутливість радіовуглецевого методу доз¬воляє проводити короткочасові експедиції (2-4 годи¬ни), що особливо важливо в комплексних експедиці¬ях, коли виникають технічні труднощі в проведенні робіт.
Переваги кисневої модифікації:
1) отримання поряд з продукційними характери¬стиками фітопланктону даних, що характеризують де¬струкцію органічних речовин;
2) простота проведення досліджень;
3) значна дешевизна реактивів і непотрібність спеціальних радіобіологічних лабораторій, безпека роботи в яких відповідає не нижче 3 класу безпеки;
4) експериментальне доведено (Щербак, Кузьменко, 1987), що в період інтенсивного розвитку фітопланктону чи «цвітіння» води, коли біомаса во¬доростей перевищує 20 г/м3, методична похибка (за рахунок виділення 14СО2 в процесі експозиції) радіовуглецевого методу вище, чим при аналогічних вимі¬рюваннях фотосинтезу кисневою модифікацією.

2.3. Фітомікробентос (фітоперифітон).
Важливою біологічною підсистемою, поряд з фітопланктоном і вищою водяною рослинністю, є і екологічне угруповання водоростей, що вегетують у прикріпленому до субстрата виді - фітомікробентос чи фітоперифітон. Основна відмінність між ними - це тип субстрату. Водоростеві угруповання, що веге¬тують на твердому субстраті (поверхні гребель, відкосів бетонних берегових укріплень, елементи во¬дозаборів, вища водяна рослинність тощо), відносять¬ся до фітоперифітону. Відповідно екологічне угрупо¬вання водоростей «м'яких» субстратів (донні грунти, пісок, мул) - фітомікробентос.
В той же час К.С. Владімірова (1978) вважає, що дане розділення є досить штучним і фітоперифітон не¬обхідно вважати як екологічну різновидність фітомікробентосу.
Фітомікробентос. Відбір проб виконується за допо¬могою різних типів бентометрів, основною вимогою до яких повинна бути можливість відбору моноліту фунту, на якому розвивається фітомікробентос. Найбільш роз¬повсюдженим є фітомікробентометр МБ-ТЕ (Травянко, Евдокимова, 1988).
Фітоперифітон. Відбір проб проводиться за до¬помогою різних видів скребків, ножів, сачків з пев¬ної площі твердого субстрату.
Фіксування, згущення та камеральне опрацюван¬ня проб фітомікробентосу, фітоперифітону аналогічні як такому для фітопланктону.

2.4. Вищі водяні рослини (ВВР).
Зарості ВВР, їх екологічні, систематичні характе¬ристики дозволяють візуально проводити експрес-аналіз стану мілководних масивів водних екосистем.
В залежності від домінування різних екологічних чинників, в тому числі і антропогенних, в еколого-біологічній структурі флори ВВР виділяють шість груп:
1) занурені (гідрофіти, наряду з ВВР включають і харові водорості);
2) рослини з плаваючими на поверхні вегетатив¬ними органами;
3) повітряно-водяні рослини;
4) болотна рослинність та рослини купин і сплавин;
5) лучна рослинність;
6) тимчасова рослинність, що селиться на тимча¬сово обезводнених ділянках водойм.
За тривалістю вегетаційних циклів більшість ВВР є багатолітніми, що дозволяє використовувати їх як часові маркери, особливо при візуальному експрес-аналізі, пріоритетності впливу на водну екосистему природних чи антропогенних чинників.
Домінування асоціації одної чи декількох еколо¬гічних груп ВВР визначає інструменти та обладнання для якісних і кількісних експедиційних чи лаборатор¬них досліджень.
Для якісного відбору рослин з дна чи водної товщі використовують різні типи грабель, якорів, кішок, драг.
При кількісних дослідженнях для встановлення чисельності, біомаси на одиницю площі використо¬вуються як тимчасові, так і стаціонарні (для певного періоду чи етапу вегетації ВВР) типи рамок, коси, чер¬паки для збору ВВР.
Перспективним методом досліджень може вис¬тупати прокладання через певні проміжки трансекти. При цьому бажано, щоб кожна наступна трансекта включала до себе різні рослинні асоціації чи фор¬мації.
Для більш точного визначення систематичного положення, величин біомас ВВР проводяться спец¬іальні укоси і готуються геоботанічні гербарії для по¬дальшого опрацювання натурного матеріалу в лабо¬раторних умовах.

2.5. Зоопланктон.
Планктонна фауна представлена різноманітними консументами першого (рослиноїдні) та другого (хи¬жаки) порядків. Через трофічні зв'язки в системі «фіто-зоопланктон» формуються основні потоки енергії та кругообігу речовин між біологічними підси¬стемами.
Систематичний склад зоопланктону, з точки зору таксономічної ієрархи, формується представниками чотирьох еволюційно різних таксономічних груп: інфузорії (тип), коловертки (клас) та нижчих ракопо¬дібних - веслоногих (ряд) і гіллястовусих (підряд).
Висока різноманітність зоопланктону як біолог¬ічної підсистеми, функціонування та розвиток пред¬ставників якої проходить в водній товщі, дозволяє їм швидко реагувати навіть на незначні зміни абіотич¬них складових водної екосистеми.
Поряд з високою різноманітністю організмів планктону, не менш важливим є їх велика розмірна дисперсність - від ультрапланктону (розміри тварин менше 20 мкм) до мезопланктону, довжина представ¬ників якого досягає декількох міліметрів.
Основним знаряддям відбору проб зоопланкто¬ну континентальних водойм і водотоків є різні типи планктонних сіток. Найбільш поширеними з них є малі сітки Апштейна і Джеді. Детальний опис їх будо¬ви, специфіки різних методів відбору проб зоопланк¬тону приведений в монографії АЛ. Кисельова (1969), а також частково (Руководство..., 1983).
Основна відмінність відбору проб і відповідне обладнання визначається типом водної екосистеми, де зоопланктон є об'єктом дослідження.
В глибоководних (від 5,0 м і більше), стоячих (озе¬ра) чи повільно текучих водоймах (водоймища, ставки-охолоджувачі) відбір проб виконується вертикаль¬ним чи горизонтальним «ловом» планктонною сіткою з відповідними розрахунками для стовпа води або площ акваторії.
В проточних водоймах з підвищеною турбулент¬ністю води чи мілководних найбільш репрезентацій ні дані отримуються при процідженні через планктон¬ну сітку певного об'єму (10; 50; 100 л) води. Згущену за допомогою планктонної сітки пробу фіксують фор¬маліном, зберігають в основному в 100-200мг пляшеч¬ках з притертими кришечками.
Видовий склад визначають в камерах Богорова чи розлініяних предметних скельцях розрахунковим ме¬тодом під бінокулярними лупами чи, для більш точ¬ної інвентаризації виду (підвиду, форми, варієтету) -світловим мікроскопом.
Для відбору певної аліквоти використовуються штемпель-піпетки чи звичайні скляні піпетки (з відпиляним носиком для можливості проходження крупних зоопланктерів), мірні склянки, циліндри.

2.6. Зообентос.
Зообентос, як і зоопланктон, представлений не менш різноманітними систематичними і екологічни¬ми, розмірними, екоморфологічними групами тва¬рин. Для біологічного моніторингу основним є те, що зообентос досить «інертна» біологічна підсистема, а отже її структура впродовж значного часу може пред¬ставляти інформацію про вплив природних чи антро¬погенних чинників. Оцінку їх впливу на водну еко¬систему по відповідним змінам (чи їх відсутності) в структурі донних зооценозів можна спостерігати навіть через кілька місяців після припинення впливу негативних чинників.
Не менш інформативним є те, що в місцях пост¬ійного надходження стічних вод донні зооценозі! по¬вністю відсутні, або знаходяться в деградованому стані.
Методи відбору зообентосу досить різноманітні (Бакланов. 1977; Руководство по методам..., 1983). Найбільш прийнятним (Плигин, 1989) для їх вибору є розподіл за розмірними характеристиками організмів. В літературі найчастіше прийнято такий розподіл:
мікрозообентос - організми менше 0,5 мм;
мезозообентос - організми менше 3,0 мм;
макрозообентос - організми більше 3,0 мм.
Відбір проб макро- і мезобентосу виконується од¬ними і тими ж типами дночерпаків, з яких найбільш поширеним є модифікована модель дночерпака Пе-терсона з різними (від 0,1 м2)площами відбору грунту (Руководство..., 1983). Останнім часом при відборі проб з науково-дослідних суден НАН України вико¬ристовуються секційні дночерпаки з посильними важ¬ками конструкції Інституту біології внутрішніх вод РАН. Основною їх позитивною якістю є можливість посекційного (до 1,0 см) розмежування конкретної
проби донних відкладів, з можливістю виконати відповідну оцінку вертикального розподілу гідробі¬онтів.
Проби мікрозообентосу відбираються, як прави¬ло, мікробентометром МБ-ТЕ. Якісний, відбір проб різних розмірних груп зообентосу можна виконувати також штанговими черпаками, сачками. Зоофауну каміння, корчів чи інших твердих субстратів можна відбирати разом з безпосереднім субстратом, а потім змивати в планктонну сітку. Для макро-, мезобентосу використовуються планктонні сітки з газом №20-40, для мікрозообентосу - щільніші.
Промиту пробу переносять в банки об'ємом від 0,25 до 1,0 л, фіксують формаліном.
В лабораторних умовах виконується розбір організмів зообентосу за типами, класами, порядка¬ми, тощо. З більш точним визначенням їх система¬тичної належності - камеральним опрацюванням за аналогією з зоопланктоном. Об'єм (біомаса) дрібних тварин визначається за формулами, а більших (на¬приклад, олігохет чи молюсків) - зважуванням на терзіонних вагах після їх висушування фільтрувальним папером.

2.7. Зооперифітон.
Як екологічна група - аналогічна фітоперифітону з відповідними методами відбору проб. Камераль¬на обробка проб - аналогічна зообентосу (Зимбалевская, 1981).

2.8. Бактеріопланктон.
Біологічна підсистема гетеротрофів представле¬на водними мікроорганізмами. Основне їх значення заключається в трансформації як алохтонних, так і автохтонних органічних речовин, формування круго¬обігу потоків речовин в водних екосистемах.
Найбільш важливими бактеріальними показни¬ками, що характеризують стан водних екосистем, на¬явність впливу антропогенних чинників, в тому числі і фекального, є:
а) загальна кількість бактеріопланктону;
б) кількість гетеротрофних бактерій, що мінера¬лізують білкові сполуки (бактерії, що ростуть на м'ясо-пептонному агарі, МПА);
в) мікроорганізми різних фізіологічних груп.
Основною вимогою, що ставиться при дослід¬женні мікроорганізмів від відбору проб до камераль¬ного їх опрацювання, є стерильність використовуємого обладнання.
Відбір проб бактеріопланктону аналогічний як такому для фітопланктону. Концентрація мікроор¬ганізмів для визначення загальної кількості вико¬нується фільтруванням на мембранні чи ядерні фільтри з подальшим підрахунком зафарбованих організмів на фільтрах під світловим мікроскопом з імерсією.
Гетеротрофні бактерії чи мікроорганізми певних фізіологічних груп визначаються посівом проб води на спеціальне середовище. Наприклад, гетеротрофні бактерії висіваються на МПА-середовище.
Детальний опис експедиційних, камеральних, спеціальних лабораторних робіт приведено в методич¬них керівництвах (Романенко, Кузнецов, 1974; Ме¬тоды изучения биогеоценозов, 1975).

Категория: Біологія/екологія | Добавил: Zet
Просмотров: 388 | Загрузок: 0 | Рейтинг: 0.0/0