Оренбургский государственный аграрный университет
ПРАКТИКУМ ПО ЭКОЛОГИЧЕСКОМУ
МОНИТОРИНГУ
Методические указания к лабораторным занятиям
для студентов специальности 013500 «Биоэкология»
ЗАНЯТИЕ № 26. БИОИНДИКАЦИЯ ПРЕСНЫХ ВОДОЁМОВ
С ПОМОЩЬЮ ЗООБЕНТОСА
Оренбург - 2005
Утверждено на заседании методической комиссии Института управления рисками и безопасностью жизнедеятельности в АПК, протокол № ________________________
Рецензент - доктор биологических наук, профессор Г.В. Ни
Практикум по экологическому мониторингу. Занятие № 26. – Биоиндикация пресных водоёмов с помощью зообентоса.Методические указания к лабораторным занятиям. - Оренбург: Издательство ОГАУ, 2004.- 6 с.
Составитель – к.б.н., доцент каф. биоэкологии и зоологии И.В. Быстров.
Настоящие указания предназначены для студентов специальности 013500 «Биоэкология».
Содержат теоретический и практический материал по дисциплине «Экологический мониторинг (Мониторинг среды обитания)»
Раздел III. «Биологический мониторинг» - делится на три больших подраздела. Подраздел «Биологическая индикация» раскрывает одно из самых перспективных направлений биологического мониторинга - биоиндикацию природной среды. В качестве изучаемых объектов привлечены наиболее известные и универсальные фито- и зооиндикаторы: лишайники-эпифиты, хвойная и широколиственная древесная растительность, пресноводный планктон, зообентос, перифитон и др. В разделе рассматриваются важнейшие методы современной биоиндикации природной среды.
При изучении дисциплины студент должен:
· знать основные приёмы и методы мониторинговых исследований природной среды, современные концепции экологического мониторинга, важнейшие принципы экологического мониторинга;
· уметь проводить полевые и лабораторные исследования различных природных и техногенных объектов, применять современные методы мониторинговых исследований на практике;
· иметь представлениео важнейших направлениях современного экологического мониторинга, их целях и задачах, приоритетных объектах исследования, а также перспективах развития мониторинговых исследований на региональном и глобальном уровнях и их значение для развития важнейших отраслей современных естественных наук;
· иметь опыт мониторинговых исследований различных природных и техногенных объектов, работы с дополнительными литературными источниками, самостоятельного составления исследовательских программ и отчётов, проведения анализа данных мониторинговых исследований среды, составления различных экологических коллекций.
Раздел III. «Биологический мониторинг»
ЗАНЯТИЕ № 26
ТЕМА:БИОИНДИКАЦИЯ ПРЕСНЫХ ВОДОЁМОВ С ПОМОЩЬЮ ЗООБЕНТОСА
ЦЕЛЬ ЗАНЯТИЯ:ознакомиться с видовым составом пресноводного зообентоса; отработать методики определения экологического состояния водоёмов с помощью индикаторных групп Вудивисса и Майера.
Теоретическая часть
1. Повторите общие правила биоиндикационных исследований пресных водоёмов.
2. Отработайте методики определения экологического состояния водоёмов с помощью индикаторных групп Вудивисса и Майера.
Практическая часть
3. Проведите разбор предложенных гидробиологических проб и ознакомьтесь с водными организмами-биоиндикаторами.
4. Используя индивидуальные карточки-задания, определите экологическое состояние водоёмов по методикам Вудивисса и Майера.
Место проведения: лаборатория кафедры биоэкологии.
Материалы и оборудование: водная культура пресноводного зообентоса, влажные препараты бентосных организмов, гидробиологическое сито, кюветы, чашки Петри, пипетки, пинцеты, препаровальные иглы, предметные стёкла, бинокулярная лупа с подсветкой, микроскоп МБИ-3, лампа, карандаши, чистые листы бумаги.
Дидактические материалы:определители пресноводного зообентоса, рисунки типичных представителей зообентоса.
Контрольные термины к занятию:зообентос, биотический индекс водоёма, индикаторные группы Вудивисса и Майера.
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Экологическое состояние пресных водоёмов принято оценивать с помощью классов качества воды (ККВ). Их семь: 1 класс - чистая вода; 2 – относительно чистая; 3 - умеренно загрязнённая; 4 - загрязнённая; 5 - грязная; 6 - очень грязная; 7 - предельно грязная.
Метод Вудивисса применяется для оценки экологического состояния рек умеренного пояса. Он непригоден для оценки состояния озёр и прудов. Метод был разработан Ф. Вудивиссом в 1967 г. при исследовании реки Трент. В его основу положена закономерность упрощения таксономической структуры биоценоза по мере повышения уровня загрязнения вод (за счёт выпадения индикаторных таксонов при достижении предела их толерантности). При этом снижается общее разнообразие организмов, объединённых в группы Вудивисса (таблица).
| Индикаторные группы Вудивисса | |
| Каждый класс плоских червей | Подёнки |
| Представители класса олигохет (за исключением рода Nais) | Личинки двукрылых (кроме хирономид и мошек) |
| Представители олигохет рода Nais | Хирономиды (кроме Chironomus thummi) |
| Каждый вид пиявок | Chironomus thummi |
| Представители класса моллюсков | Мошки |
| Представители класса ракообразных | Каждое семейство ручейников |
| Веснянки | Вислокрылки |
| Жуки | Клопы |
Все организмы, обнаруженные в донной пробе, сортируют в соответствии с индикаторными группами Вудивисса. При оценке экологического состояния водоёмов используют стандартную шкалу. Работают с ней следующим образом:
* двигаясь сверху вниз по столбцу 1, находят индикаторный таксон, присутствующий в пробе;
* определяют присутствие в пробе одного или нескольких видов данной индикаторной группы;
* определяют число групп Вудивисса в данной пробе;
* в точке пересечения находят показатель биотического индекса, характеризующий чистоту водоёма.
Шкала оценки экологического состояния водоёма по методу Вудивисса
| Число групп Вудивисса в пробе | ||||||
| Показательные организмы | Видовое разнообразие | 0-1 | 2-5 | 6-1 | 11-15 | 16 и более |
| Личинки веснянок | Больше одного вида Только один вид | - - | ||||
| Личинки подёнок (кроме Baetis rhodani) | Больше одного вида Только один вид | - - | ||||
| Личинки ручейников Веснянки Baetis rhodani | Больше одного вида Только один вид | - - | ||||
| Гаммарусы | Все вышеназванные организмы отсутствуют | |||||
| Водяной ослик | Все вышеназванные организмы отсутствуют | |||||
| личинки хирономусов | Все вышеназванные организмы отсутствуют | - | ||||
| Все вышеназванные группы отсутствуют | Могут присутствовать некоторые нетребовательные к кислороду виды | - | - |
Величина биотического индекса характеризует чистоту водоёма следующим образом:
0 баллов - 7 класс качества воды (предельно сильное загрязнение);
1 балл - 6 класс; 2 - 3 балла - 5 класс; 4 - 5 баллов - 4 класс;
6 - 7 баллов - 3 класс; 8 - 9 баллов - 2 класс; 10 баллов и более - 1 класс.
* * *
Метод Майераприемлем для любых типов водоёмов. Он основан на приуроченности различных групп водных беспозвоночных к водоёмам с определённым уровнем загрязнённости. При этом все организмы делятся на три индикаторные группы (группы Майера - таблица).
Индикаторные группы Майера
| Обитатели чистых вод | Обитатели умеренно загрязнённых вод | Обитатели загрязнённых вод |
| Личинки веснянок Личинки подёнок Личинки ручейников Личинки вислокрылок Двустворчатые моллюски | Бокоплав Речной рак Личинки стрекоз Личинки комаров-долгоножек Моллюски-катушки Моллюски-живородки | Личинки комаров-звонцов Пиявки Водяной ослик Моллюски-прудовики Личинки мошек Малощетинковые черви |
Все организмы, обнаруженные в пробе, распределяются в соответствии с индикаторными группами Майера. Количество групп из первого столбца таблицы (обитатели чистых вод) умножается на 3, количество групп из второго - на 2, из третьего - на 1. Получившиеся цифры складывают и определяют индекс Майера (IM). Этот показатель позволяет судить о степени загрязнённости водоёма. Для этого пользуются следующей шкалой:
Индекс Майера (IM) превышает 22 балла - водоём 1 класса качества (чистый);
IM от 21 до 17 балла – водоём 2 класса качества (относительно чистый);
IM от 16 до 11 баллов – водоём 3 класса качества (умеренно загрязнённый);
IM меньше 11 баллов – водоём 4-7 классов качества (сильно и предельно загрязнённый водоём).
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Работа № 1.
Тема:Изучение пресноводного зообентоса.
При выполнении задания используйте готовую гидробиологическую пробу с грунтом, взятую из естественного водоёма, а также влажные препараты бентосных организмов. Пробу процедите сквозь гидробиологическое сито, тщательно промойте и оставшиеся на сите организмы поместите в кювету, заполненную на 2-3 см водой. Отдельных представителей зообентоса с помощью пинцета и препаровальной иглы поместите в чашку Петри с водой и рассмотрите при помощи бинокулярной лупы или микроскопа. В лабораторном журнале выполните рисунки типичных представителей пресноводного зообентоса.
* * *
Работа № 2.
Тема:Определение биотического индекса и оценка общего экологического состояния водоёма по индикаторным группам Вудивисса.
Внимательно ознакомьтесь с индивидуальной карточкой-заданием. Изучите видовой состав описанных в карточке организмов; определите число индикаторных групп (групп Вудивисса) в пробе и количество видов в каждой группе. С помощью шкалы оценки экологического состояния водоёма по методу Вудивисса рассчитайте биотический индекс и сделайте вывод об экологическом состоянии водоёма.
* * *
Работа № 3.
Тема:Определение степени загрязнённости водоёма с помощью индекса Майера.
Внимательно ознакомьтесь с индивидуальной карточкой-заданием. Изучите видовой состав описанных в карточке организмов. С помощью таблицы «Индикаторные группы Майера» определите число индикаторных групп в пробе и рассчитайте индекс Майера. По полученному значению индекса сделайте вывод о степени загрязнённости водоёма.