Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Население пресных водоемов




Население водной среды по характеру поведения и распределения можно разделить на ряд биологических групп: планктон, бентос, нектон и перифитон.

Планктоном называют совокупность мелких обитателей водной толщи, лишенных активных органов передвижения на значительные расстояния и пассивно переносимых водными массами. Планктон, включающий растительные организмы называют фитопланктоном, животных - зоопланктоном, бактерий - бактериопланктоном. Типичный планктон наиболее характерен для больших озер, медленно текущих рек, водохранилищ.

Во внутренних водоемах в состав фитопланктона входят: сине-зеленые зеленые, золотистые, желто-зеленые (разножгутиковые), диатомовые, пирофитовые, эвгленовые водоросли. Из подвижных водорослей чаще встречаются жгутиконосные водоросли, обладающие очень тонкими нитевидными органами плавания – жгутиками. К ним относится колониальная зеленая водоросль вольвокс в виде шариков диаметром 1-1,5 мм, эвглена, колониальная золотистая водоросль динобрион; своеобразная, одетая в панцирь пирофитовая водоросль церариум. Среди неподвижных и малоподвижных водорослей обычны диатомовые, имеющие кремневый панцирь из двух створок (мелозира, фрагилярия, астерионелла). Совершенно лишены способности к движению многочисленные сине-зеленые (анабена, афанизоменон), зеленые (пидаструм, космариум, микрастериас, десмидиум и др.) водоросли.

Планктонные организмы, часть тела которых находится в воде, а часть над ее поверхностью называют плейстоном. К типичным представителям плейстона относится ряска.

К особой группе планктона – микопланктону – следует относить грибы, включающие находящиеся во взвешенном состоянии вторично водные формы.

В состав зоопланктона входят инфузории, коловратки, ветвистоусые рачки (дафнии, босмины), веслоногие рачки (циклопы, диаптомусы).

Размеры тела указанных рачков составляют от 1 до нескольких миллиметров, коловраток – менее 1 мм. Рачки передвигаются толчками, ударяя передними усиками и совершая прыжки. Коловратки перемещаются плавно вращаясь вокруг оси тела.

Основу бактериопланктона составляют аэробные сапрофитные бактерии – гетеротрофы, азотфиксирующие и хемосинтезирующие бактерии, споры бактерий. Численность бактерий в реках составляет 0,2-45,0, в водохранилищах – 0,2-3,3, озерах – до 1,0-11,4 млн/мл воды, а их биомасса – до 2-3 г/м3. Бактерии-гетеротрофы чутко реагируют на загрязнение водоемов органическими веществами и используются как индикаторы для оценки степени загрязнения воды. При оценке качества воды определяется отношение численности бактерий-сапрофитов к их общему количеству.

К бентосу относятся организмы, живущие на дне водоемов и в донном иле. Они заселяют преимущественно верхние слои ила толщиной 10-20 см.

В составе бентоса различают фито-, зоо- и бактериобентос.

Фитобентос во внутренних водоемах развивается преимущественно в литорали, сильно обедняется на глубине 4-5 м и более. У самого берега обычны такие водные растения, как тростник, камыш, рогоз, стрелолист, ежеголовник, частуха, осоки, хвоши, растущие на глубине до 2-3 м. Часть этих растений поднимается над водой. Далее следует пояс растений с плавающими листьями, представленных кувшинками, кубышками, рдестами, земноводной гречихой, растут они на глубине 2-2,5 м.

К следующей группе относятся погруженные растения, находящиеся под водой целиком, и лишь во время цветения они выставляют над ней свои соцветия (рдесты, водяные лютики, пузырчатка, уруть, турча, телорез и др.). Последнюю группу фитобентоса образуют растения, встречающиеся на глубинах 40-50 м, вся жизнь которых вплоть до размножения и появления нового поколения протекает в воде. Среди них чаще встречаются харовые водоросли родов хара, нителла, зеленые водоросли спирогира, кладофора, энтероморфа, мхи родов фонтиналис, каллиергон и единственное цветкове растение роголистник.

В составе микробентоса преобладают низшие грибы из класса оомицетов.

Зообентос делят на микро- и макрозообентос. К микрозообентосу относятся сравнительно мелкие обитатели данного грунта, а именно: корненожки, жгутиковые, инфузории, кишечнополостные, губки, мшанки, коловратки, ресничные плоские черви (планарии), нематоды, тихоходки.

В состав макрозообентоса входят более крупные беспозвоночные, в частности, пиявки, малощетинковые кольчатые черви, моллюски (беззубки, перловницы, биссусы, прудовики, катушки), водяной ослик, гаммарусы, речной рак, личинки веснянок, поденок, ручейников, вислокрылок, стрекоз, водяные клопы, личинки двукрылых (долгоножек, комаров, мошек и др.).

Основу бактериобентоса составляют бактерии донного грунта. В грунте водохранилищ их количество составляет 0,5-2,5 млрд., клеток в 1 г сырого ила.

Нектон включает наиболее крупных водных животных, имеющих приспособления для активного передвижения в воде на значительные расстояния. Представлен в основном рыбами, среди которых различают жилых, обитающих в реках постоянно, а также проходных и полупроходных, проводящих часть жизни в море. К проходным рыбам относятся осетровые, многие лососевые, угреобразные, к полупроходным - вобла, тарань, усач и др.

Сообщества водных организмов, которые поселяются на различных предметах и на живых телах в воде, получили название перифитона. Для их изучения используют искусственные субстраты-обрастатели (дерево, стекло). В состав перифитона входят водоросли, инфузории, кишечнополостные, губки, мшанки, коловратки, ракообазные, моллюски, личинки насекомых.

Оценка качества воды водоемов и водотоков может быть проведена с использованием физико-химических и биологических методов. Биологические методы оценки - это характеристика состояния водной экосистемы по растительному и животному населению водоема.

Оценка степени загрязнения водоема по составу живых организмов позволяет быстро установить его санитарное состояние, определить степень и характер загрязнения и пути его распространения в водоеме, а также дать количественную характеристику протекания процессов естественного самоочищения.

Любая водная экосистема, находясь в равновесии с факторами внешней среды, имеет сложную систему подвижных биологических связей, которые нарушаются под воздействием антропогенных факторов. Прежде всего, влияние антропогенных факторов, и в частности, загрязнения отражается на видовом составе водных сообществ и соотношении численности слагающих их видов. Биологический метод оценки состояния водоема позволяет решить задачи, разрешение которых с помощью гидрофизических и гидрохимических методов невозможно.

При интерпретации результатов измерений качества воды надо иметь в виду, что результаты измерений верны только по отношению к определенному времени. Днем позднее или ранее результаты измерений могут существенно отличаться. Например, вы можете отметить очень низкую концентрацию нитратов в ручейке или речке в один из дней. Однако, придя на другой день, вы можете отметить чрезвычайно высокое содержание нитратов, так как находящееся неподалеку сельскохозяйственное предприятие вывалило навоз в реку. Таким образом, физико-химические измерения позволяют оценить качество воды только на данный момент.

Присутствие индикаторных видов растений или животных позволяет более глубоко судить о качестве воды в водоеме.

 

При сбросе в водоем токсических веществ, содержащихся в промышленных сточных водах, происходит угнетение и обеднение фитопланктона. При обогащении водоемов биогенными веществами, содержащимися, например, в бытовых стоках, значительно повышается продуктивность фитопланктона. При перегрузке водоемов биогенами возникает бурное развитие планктонных водорослей, окрашивающих воду в зеленый, сине-зеленый, золотистый, бурый или красный цвета ("цветение" воды). "Цветение" воды наступает при наличии благоприятных внешних условий для развития одного, редко двух-трех видов. При разложении избыточной биомассы, выделяется сероводород или другие токсичные вещества. Это может приводить к гибели зооценозов водоема и делает воду непригодной для питья. Многие планктонные водоросли в процессе жизнедеятельности нередко выделяют токсичные вещества. Увеличение в водоемах содержания биогенных веществ в результате хозяйственной деятельности человека, сопровождаемые чрезмерным развитием фитопланктона, называют антропогенным эвтрофированием водоемов.

Каждая группа организмов в качестве биологического индикатора имеет свои преимущества и недостатки, которые определяют границы ее использования при решении задач биоиндикации.

Водорослям принадлежит ведущая роль в индикации изменения качества воды в результате эвтрофирования (заболачивания) водоема.

Зоопланктон также достаточно показателен как индикатор эвтрофирования и загрязнения (в частности органического и нитратного) вод. Кроме этого, среди зоопланктона встречаются и представители патогенной фауны, ограничивающей использование водного объекта в целях водоснабжения.

Простейшие являются высокочувствительными индикаторами сапробного состояния водоемов.

Зообентос - совокупность животных, обитающих на дне и в придонных слоях воды, служит хорошим индикатором загрязнения донных отложений и придонного слоя воды. Наиболее достоверными индикаторами среди них служат легочные моллюски, особенно катушки и речные чашечки. Положительные результаты дает также оценка качества воды по личинкам насекомых. Свободно живущие личинки ручейников, а также поденок являются наиболее чувствительными организмами.

Значение макрофитов (высшая водная растительность) наиболее существенно при предварительном гидробиологическом осмотре водных объектов. При загрязнении водоемов изменяется видовой состав, биомасса и продукция макрофитов, возникают морфологические аномалии, происходит смена доминантных видов, обусловливающих особенности ценоза. Данные по ихтиофауне важны при оценке состояния водного объекта в целом и особенно при определении допустимых уровней загрязнения водных объектов, имеющих рыбохозяйственное значение.

Проведение биологических исследований имеет свои особенности в стоячих и текущих водоемах.

Для изучения рек и ручьев большое значение имеют перифитонные организмы (т.е. обрастатели), те, которые дают картину общего состояния воды за достаточно длительный промежуток времени, предшествующий исследованию. Быстрые колебания степени загрязнения воды плохо уловимы с помощью перифитона и для их наблюдения лучше подходят гидрохимические и бактериологические методы.

Также случайные загрязнения местного характера легче всего могут повлиять на характер населения дна (т.е. организмов бентоса) в таких водоемах.

Это обстоятельство заставляет при исследовании рек обращать внимание на быстрые места их течения - перекаты, плотины и т. д. Если мы хотим получить представление об общем состоянии реки, то станции необходимо выбирать именно здесь. Если же нас интересуют разовые или местные загрязнения необходимо исследовать обитателей дна в местах со слабым течением - в заводях, бочагах и т.п. После впадения в реку тех или иных загрязненных стоков последние сносятся течением вниз по реке и откладываются в более глубоких местах реки с замедленным течением.

Биологическое исследование стоячих водоемов, как правило, интерпретируется более легко. Здесь, прежде всего, необходимо проведение комплексных исследований с тем, чтобы иметь более полное представление о состоянии водоема. Чем крупнее исследуемый водоем, тем большее количество разнообразных станций надо выбирать по его периметру.

Почти любое использование воды влияет на ее качество. Использованная вода обычно возвращается в реки или отстойники для восстановления. Это может оказать нежелательное влияние на жизнь, если использованная вода будет сильно отличаться от естественной.

Примеси, содержащиеся в воде

ПРИМЕСЬ КАК ОНА ПОПАЛА В ВОДУ ВРЕДНОЕ ДЕЙСТВИЕ
Свинец, Pb2+ Из свинцовых труб, иногда из промышленных стоков Поражает мозг и нервную систему, вызывает анемию
Медь, Cu2+ Из медных труб, иногда из промышленных стоков Вызывает рвоту
Алюминий Al3+ Через обработку воды и алюминиевую посуду Может вызвать болезнь Альцгеймера (потеря памяти
Ртуть, Hg (органические соединения) Сточные воды Поражает нервную систему
Нитраты, NO3 Из удобрений Вызывают "синдром синюшного младенца" (редкое заболевание крови у младенцев, может вызвать рак
Фосфаты, РО43- Из удобрений и моющих средств Способствуют росту водорослей в водоемах
Пестициды Следствие борьбы с вредителями сельского хозяйства Могут вызвать рак
Кишечные бактерии Из канализации Вызывают расстройство желудка

Различные виды живых существ показывают, чем загрязнена окружающая среда. Какой бы совершенной ни была современная аппаратура, она не может сравниться с "живыми приборами", реагирующими на те или иные изменения, отражающие воздействие всего комплекса факторов, включая сложные соединения различных ингредиентов.

Бурное развитие сине-зеленых водорослей - хороший индикатор опасного загрязнения воды органическими соединениями.

Лучший индикатор опасных загрязнений - прибрежное обрастание, располагающиеся на поверхностных предметах у кромки воды. В чистых водоемах эти обрастания ярко-зеленого цвета или имеют буроватый оттенок. Для загрязненных водоемов характерны белые хлопьевидные образования. При избытке в воде органических веществ и повышения общей минерализации обрастания приобретают сине-зеленый цвет, так как состоят в основном из сине-зеленых водорослей. При плохой очистке фекально-бытовых сточных вод обрастания бывают белыми или сероватыми. Как правило, они состоят из прикрепленных инфузорий (сувойки, кархезиум и др.) Стоки с избытками сернистых соединений могут сопровождаться хлопьевидными налетами нитчатых серобактерий-теотриксов.

Хорошие результаты дает анализ бентосных (придонных) беспозвоночных. Оценка чистоты водоемов делается по преобладанию, либо отсутствию тех или иных таксонов.

Шкала загрязнений по индикаторным таксонам

Индикаторные таксоны Эколого-биологическая полноценность, класс качества воды, использование
Личинки веснянок, плоские личинки поденок, ручейник - риакофилла Очень чистая. Полноценная Питьевое, рекреационное, рыбохозяйственное.
Крупные двустворчатые моллюски (перловица), плавающие и ползающие ручейник-нейреклипсис, вилохвостки, водяной клоп Чистая. Полноценная Питьевое, рекреационное, рыбохозяйственное, орошение, техническое.
Моллюски-затворки, горошинки, роющие личинки поденок, ручейники при отсутствии реакофиллы и нейреклипсис, личинки стрекоз плосконожки и красотки, мошки Удовлетворительно чистая. Полноценная. Питьевое с очисткой, рекреационное рыбоводство, орошение техническое.
Шаровки, дрейсена, плоские пиявки, личинки стрекоз при отсутствии плосконожки и красотки, водяной ослик Загрязненные. Неблагополучные. Ограниченное рыбоводство, ограниченное орошение
Масса трубочника, мотыля, червеобразные пиявки при отсутствии плоских, крыски, масса мокрецов Грязные. Неблагополучные. Техническое.
Макробеспозвоночных нет Очень грязные. Неблагополучные. Техническое с очисткой

 

Большую роль для результатов биоиндикации состояния водоема играет выбор тех групп живых организмов, которые учитываются исследователем. Дело в том, что водные сообщества очень разнообразны и включают в себя несколько крупных экологических группировок, реакции которых на загрязнения могут серьезно различаться. Каждая группа организмов в качестве индикатора имеет свои преимущества и свои недостатки.

Так, сообщества планктонных организмов (т.е. пассивно парящих в толще воды) очень быстро реагируют на любые изменения ее качества. Они представляют собой как бы "моментальный снимок" состояния водоема. Но методы биоиндикации, основанные на реакциях планктонных сообществ, применимы прежде всего для озер, и только с большой осторожностью - для текущих водоемов.

Например, планктон реки Невы, которая в нижнем течении представляет собой достаточно загрязненный водоем, состоит из видов, характерных для чистых вод. Дело в том, что вода Невы - это на 98 % вода относительно чистого Ладожского озера. Эта вода протекает все 74 километра Невы менее чем за сутки. Естественно, что за это время "невский планктон" просто не успевает сформироваться, и в основном состоит из видов, характерных для южных районов Ладоги.

Кроме того, организмы фитопланктона (водоросли и сине-зеленые бактерии) не обладают достаточной чувствительностью к фекальному загрязнению и тяжелым металлам. Зоопланктон, в свою очередь, слабо реагирует на изменения в водоеме концентрации соединений азота и фосфора.

Организмы бентоса (т.е. обитающие на дне водоема, в толще донных осадков или в придонном слое воды), менее динамично реагируют на быстрые изменения уровня загрязненности. Зато, благодаря продолжительному жизненному циклу многих донных животных, их сообщества надежно характеризуют изменения водной среды за длительные периоды времени.

Необходимо помнить, что в своем естественном состоянии различные природные водоемы могут сильно отличаться друг от друга. На водную флору и фауну действуют такие показатели как глубина водоема, наличие и скорость течения, кислотность воды, мутность, температурный режим, количество растворенной органики, соединений азота и фосфора.

На все эти параметры влияет как антропогенная нагрузка, так и естественные процессы, происходящие в водоемах. Значит, для водоемов разных типов в норме будет характерен разный видовой состав и обилие гидробионтов. Более того, в водоемах с наиболее чистой водой количество видов животных и растений, и их обилие обычно ниже, чем в тех водоемах, где органические вещества, соединения азота и фосфора присутствуют в умеренных концентрациях. Для многих водных организмов умеренный уровень загрязнения является оптимальным состоянием среды обитания. Существуют также «виды-универсалы», обладающие высокой экологической пластичностью и способные переносить значительные колебания степени загрязненности водоема. Понятно, что такие виды не представляют интереса для биоиндикации.

 





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2015-05-10; Просмотров: 2899; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.025 сек.