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

Визначення чисельності і біомаси фітопланктону науковий
12.07.2010, 13:09
Визначення чисельності і біомаси фітопланктону

Для отримання кількісної характеристики фітопланктону проводять розрахунок його чисельності і біомаси.
Розрахунок чисельності фітопланктону виконується на 1 дм3 (1 л) води за формулою:
де

N - кількість водоростей в 1 дм3 води досліджуваної водойми (як правило, виражається у тис. кл/дм3 або млн. кл/дм3);
k - коефіцієнт, що показує у скільки разів об'єм використаної камери менше 1 см3;
n- кількість клітин водоростей, визначених на проглянутих доріжках (квадратах) лічильної камери;
А - кількість доріжок (квадратів) лічильної камери;
а - кількість доріжок (квадратів), де виконувався підрахунок водоростей;
V - об'єм проби фітопланктону, що була взята на водоймі (см3);
v - об'єм концентрованої проби (см3), з якої розраховується фітопланктон.
Біомаса фітопланктону визначається розрахунково-об'ємним методом. Необхідною умовою є наявність даних по чисельності конкретного виду водоростей у пробі та лінійні розміри його клітин.
Для вимірювань розмірів водоростей, їх прирівнюють до певних геометричних тіл, що є найбільш подібні до даної морфологічної форми: куля, паралелепіпед, циліндр, конус, октаедр тощо. Далі проводять вимірювання необхідних параметрів:
радіус, діаметр, висота, довжина тощо.
Вимірювання розмірів водоростевих клітин виконується за допомогою окуляр-мікрометра з вимірювальною лінійкою. Ціну поділок лінійки окуляр-мікрометра визначають за допомогою об'єкт - мікрометра (предметне скло з нанесеною на нього лінійкою, ціна кожної поділки 10 мкм) (Топачевский, Масюк, 1984).
Для отримання репрезентативних даних необхідно провести вимірювання лінійних параметрів не менш як 30 водоростевих клітин одного виду. Отримані дані необхідно опрацювати статистично (Василевич, 1969).
Визначення об'єму клітин проводять по відомим геометричним формулам на основі отриманих лінійних розмірів конкретної водорості, подібної до даної геометричної фігури. Іноді користуються вже визначеними об'ємами водоростевих клітин, що є в даній лабораторії, або опублікованих в літературі (наприклад, Киселев, 1969; Кумсаре, 1963, Усачев, 1961 тощо).
Відносну щільність (до води) прісноводних водоростей приймають за 1,00-1,05.
Вирахувану біомасу кожного виду множать на його чисельність і приводять у мг/дм3 або г/м3.
Якщо по вертикалі водойми була відібрана серія проб з інтервалом в 1 м, то біомасу під м2 знаходять як середню арифметичну величину. Для випадку, коли відстані по вертикалі були неоднакові, то біомасу під м2 розраховують як середньозавислу величину за формулою:

, де

В - біомаса фітопланктону (мг/дм3 чи г/м3) з певного горизонту;
1 - 1/2 проміжку (в м) між горизонтами, де були відібрані проби фітопланктону.

7. Основні індекси, що характеризують розвиток фітопланктон

Використання фітопланктону як біологічного індикатора, що характеризує сучасний стан водної екосистеми, зміни, викликані антропогенним впливом, можливо лише при отриманні кількісних показників розвитку водоростевих угруповань.
Найбільш інформативними і широко використовуємими структурно-функціональними показниками стану фітопланктону є приведені вище та найбільш розповсюджені в гідроекологічних дослідженнях індекси.
При якісному визначенні видової та таксономічної належності різних видів фітопланктону бажано паралельно проводити експрес-оцінку частоти зустрічаємості конкретних видів.
Найбільш розповсюдженими є шкала С.М. Вислоуха (Вислоух, 1916) та шкала Стармаха (Starmach, 1955).
Отримані за допомогою експрес-оцінок дані дозволяють швидко оцінити можливі зміни у видовому різноманітті фітопланктону, викликані негативним впливом одного чи декількох антропогенних чинників.
Шкала Вислоуха.
Вид зустрічається масово, викликаючи «цвітіння» води.....................Г
Дуже часто........................................................................................................5
Часто, > 10 разів в препараті..........................................................................4
Нерідко, < 10 разів в препараті.......................................................................3
Рідко, 2-4 рази в препараті..............................................................................2
Дуже рідко, 1 -2 рази в препараті................................................................. ..1.
Шкала Стармаха:
+ - дуже рідко; організм присутній не в кожному препараті;
1 - единично, в кожному препараті;
2 - мало, 7-16 видів в кожному препараті;
3 - середньо, 17-30 видів в кожному препараті;
4 - багато, 31-50 видів в кожному препараті;
5 - дуже багато, більше 50 екземплярів в кожному препараті.
Коефіцієнт видової подібності фітопланктону двох порівнювальних водойм чи двох ділянок однієї водойми по: Sorensen, 1948:
, де

а - кількість видів у першій водоймі (ділянці);
b - кількість видів у другій водоймі (ділянці);
с - кількість спільних видів.
Коефіцієнт видової подібності змінюється від 0 до 1. Прийнято, якщо S>0,5, то видове різноманіття (видове багатство) фітопланктону двох порівнюваних водойм (ділянок) досить схоже і відповідно негативний вплив екологічних чинників (в даному випадку не можна говорити тільки про антропогенні, бо можлива дія і природних) відсутній. Якщо S<0,5, то видове різноманіття фітопланктону порівнюваних водойм суттєво розрізняється, а отже відрізняються і екологічні умови, що визначають розвиток фітопланктону.
Оцінка сапробіологічної характеристики якості води по Пантле і Букку:

, де

S - індикаторне значення кожного виду-індикатора сапробності, визначається згідно (Унифицированные методы ..., 1977);
h - чисельність (біомаса) водоростей.
Для оцінки інформаційного різноманіття можливо також використання індексу Шеннона (Кузьмин, 1975) та кількісного інтегрального показника стану фітопланктону, що розраховується на основі видового різноманіття, величин чисельності та біомаси фітопланктону (Андреев, Щербак, 1984).
Індекс Шеннона. Для розрахунку (Н) використовуються два показники: кількість видів і чисельність (HN) або кількість видів і біомаса (НВ).
Інформаційне різноманіття - це якісне та кількісне співвідношення окремих видів гідробіонтів, що входять до його складу. Оцінюється інформаційне різноманіття за індексом Шеннона (виражає кількість інформації на один елемент – особину, одиницю біомаси тощо):
, де

Ni - чисельність кожного і-го виду;
N - загальна чисельність усіх видів угруповання;
п - число видів.
Чим вище значення Н (Н>2), тим більш різноманітним є фітопланктон. Домінуючий комплекс представлений полідомінантним (4-7 і більше видів) угрупованням. Це свідчить про оптимальні умови для розвитку планктонних водоростей, а отже відсутність або незначний негативний вплив екологічних (антропогенних) чинників, що не призводить до деградації фітопланктону.
При домінуванні 1-2 видів, коли чисельність (біомаса) домінанта складає 50% і більше від сумарної фітопланктону, величина Н знижується. При HJ 1 фітопланктон представлений монодомінантним комплексом, що є найбільш пристосованим (адаптованим) до екологічної ситуації, яка сформувалася в даній водоймі.
Прикладом є:
- «цвітіння» води синьо-зеленими водоростями;
- інтенсивний розвиток 1-2 видів, найбільш стійких до антропогенного впливу, що формується різними типами забруднювачів (неочищені господарсько-побутові стічні води, нафтопродукти, важкі метали, поверхнево-активні речовини тощо).
Кількісний інтегральний показник (J). Перевагою над індексом Шеннона є те, що він розраховується з використанням трьох основних показників розвитку фітопланктону:
- видове різноманіття (кількість видів);
- величини чисельності фітопланктону;
- величини біомаси фітопланктону. По-друге, величина показника (J) жорстко
лімітована і змінюється від 0 до 1. Чим вище величина показника (J > 0,5), тим різноманітнішим є фітопланктон, представлений полідомінантним комплексом, що свідчить про оптимальні умови для його розвитку. Зниження J (J < 0,5) дає можливість характеризувати негативний вплив екологічних чинників (антропогенних) на фітопланктон.
Таким чином, результати камерального опрацювання відібраних, зафіксованих і згущених альгологічних проб дозволяють встановити основні показники видового, таксономічного, кількісного різноманіття, оцінити просторово-часову динаміку фітопланктону. Представлені індекси та коефіцієнти дозволяють більш повно характеризувати фітопланктон, оцінювати вплив антропогенних чинників на його розвиток.

Категория: Біологія/екологія | Добавил: Zet
Просмотров: 447 | Загрузок: 0 | Рейтинг: 0.0/0