Зависимость видового состава беспозвоночных от качества

Нижегородова Юлия Сергеевна
11 класс «А»
Муниципальное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная
школа № 6
Гундарева Людмила Ивановна, учитель биологии
lyudmila_gundare@mail.ru
ЗАВИСИМОСТЬ ВИДОВОГО СОСТАВА БЕСПОЗВОНОЧНЫХ ОТ
КАЧЕСТВА БОЛОТНОЙ ВОДЫ
Болота всегда были загадочным и таинственным миром для людей. Непонятные
звуки и странные запахи, зыбкая трясина и сучковатые кривые деревья рождали
образы болотной нечисти — леших, кикимор и водяных.
Какие ассоциации возникают у современного человека при слове «болото»?
Комары, грязь, вода, гиблое место. Мрачновато, не правда ли? Между тем,
болотный мир удивительно красив. Причудливые формы и неповторимая игра цвета
рождают сказочные образы.
2 февраля 2011 года исполняется 40 лет со дня подписания Рамсарской конвенции о
водно-болотных угодьях.
Во всем мире изучение и охрана болот является одним из приоритетных
направлений природопользования, поэтому я занялась изучением болотных
экосистем своего города. Цель моего исследования – проследить зависимость
видового состава беспозвоночных от качества болотной воды.
Перед собой я ставила следующие задачи:
1. Познакомиться с экосистемами болот и их основными видами;
2. Проанализировать физические и некоторые химические показатели качества
болотной воды;
3. Сравнить параметры воды, взятой из водно-болотных угодий, взятой в пределах
города и лесного болота, расположенного в районе Исаакиевского озера;
4. Изучить видовой состав беспозвоночных животных, обнаруженных в пробах
воды, взятой из этих болот;
5. Установить взаимосвязь видового состава беспозвоночных от качества воды.
Для достижения поставленных задач я использовала следующие методы:
• работа с научной литературой;
• экскурсии на болота;
• сбор материалов (пробы воды);
• анализ качества болотной воды в лаборатории с использованием индикаторов;
• определение видового состава беспозвоночных.
• создание компьютерной презентации с использованием микрофильмов и
микрофотографий, сделанных с помощью компьютерного микроскопа.
Водно-болотные угодья малопригодны для земледелия, поэтому болота часто
подвергались осушению. Но по опыту прошлого столетия мы знаем, что
последствия осушения болот могут непредсказуемо и фатально отразиться на
состоянии окружающей среды.
Болота являются одним из наиболее обычных растительных сообществ Мещерской
низменности и Орехово-Зуевского района в частности. Образованию болот
способствует относительно влажный климат, при котором осадков выпадает
больше, чем испаряется.
Болото – одна из самых важных в природе экосистем. Любое болото
характеризуется
своим животным миром, характерными сообществами
микроорганизмов, своеобразной почвой. «Получается сложное сочетание тесно
взаимосвязанных природных комплексов, объединяемых единой средой обитания».
«По характеру растительности, местоположению и режиму питания различают
болота низинные (эвтрофные), верховые (олиготрофные) и переходные
(мезотрофные).
Эвтрофные или низинные болота; к ним близко подходят грунтовые воды,
богатые солями. Они обычно располагаются по долинам пек и их поймам, по
берегам озёр. Растительность на них, как правило, богатая (разные виды осок, рогоз
широколистный, тростник обыкновенный, белокрыльник болотный, зеленые мхи,
ольха серая и другие виды).
Полная противоположность им – болота олиготрофные или верховые».
Верховые болота на территории нашей страны по площади и запасам торфа
преобладают над всеми другими типами болот (40% всех торфяных болот мира).
Низинное болото превращается в верховое по мере накопления торфа.
Переходные болота имеют и свое второе название - мезотрофные (греческое мезо “середина”). Эти болота совмещают в себя черты предыдущих двух типов, то есть
низинных и верховых.
Я не случайно выбрала для своих исследований болотные экосистемы в городе и в
смешанном лесу. Эти экосистемы значительно различаются местом расположения,
химическим составом воды, и, как следствие, разнообразием флоры и фауны.
Болото, находящееся в пределах города представляют собой низинное болото.
Болото № 2 занимает прогалину в лесу, сплошь покрытую мхами с небольшим, но
глубоким озером посередине, и является переходным болотом. Главное отличие
болота № 1 от болота № 2 – возраст. Когда-нибудь, через 40–60 тыс. лет болото № 1
станет сначала переходным, а затем верховым болотом.
Данные исследования проводились мною на угодьях Даниловских болот,
расположенных на 55°41’ с. ш. 38°48’ в. д. (рисунок № 1)
Крупный массив переходных и низинных болот с обводненными карьерами на
водоразделе рек Клязьмы, окруженный лесами. Даниловские болота являются
уникальным водно-болотным угодьем, обеспечивающим существование популяций
растений и животных, имеющих большое значение для поддержания
биоразнообразия Московской области.
Для своего анализа я брала пробы воды на болоте в черте города и в болоте в лесу.
Воду я оценивала по нескольким характеристикам: прозрачность, мутность, цвет,
запах, кислотность. При этом я использовала специальные реактивы, шкалы.
Прозрачность. Метод: стеклянный (бесцветный) сосуд с водой просматривается на
просвет. На прозрачность воды влияет состояние окружающей среды (наличие
продуктов распада органических веществ). Болото № 2 находится в глубине леса,
вдали от промышленной зоны, поэтому его вода содержит меньше продуктов
гниения, чем вода болота № 1, на мутность которой влияет постоянное
антропогенное воздействие (близость мусорных свалок).
Цвет воды. Метод: стеклянный (бесцветный) сосуд с водой помещается на фоне
листа белой бумаги и просматривается на просвет. Цвет воды в образце из болота
№ 1 желтовато-серый, а в образце № 2 – светло-коричневый.
Запах. Интенсивность запаха. Метод: плотно закрытый сосуд с водой
взбалтывается, затем открывается, при этом естественным образом анализируется
запах и его интенсивность. Неприятный запах воде из болота № 1 придаёт
сероводород, выделяющийся при гниении органических веществ. Более чистая вода
болота смешанного леса содержит меньше сероводорода.
Кислотность (рН). Метод: используется тест-комплект для определения
водородного показателя (рН) воды. Колориметрическая пробирка несколько раз
споласкивается анализируемой водой, затем в неё наливается 5 мл анализируемой
воды, в которую добавляется 3–4 капли универсального индикатора. Цвет, в
который окрашивается раствор в пробирке, сравнивается с цветной шкалой.
Определение рН почвенного раствора провела на нескольких пробных площадках
размером 1х1 м с разной растительностью. Результаты исследований занесла в
таблицу № 1 «Сравнительная таблица проб болотной воды».
Близкими показателями pH обладает вода переходных болот. Так, в лесу pH
болотной воды равен 6.
У окончаний корневых систем температура летом не поднимается выше 16–17 °С.
Из-за низкой теплопроводности выравнивание температур между верхними и
нижними слоями торфа происходит медленно.
Недостаток кислорода связан с избытком влаги в торфе и слабым перемешиванием.
Воздух есть только в верхних слоях торфа. Концентрация кислорода на глубине 3-4
см соответствует норме 6 мг/л, характерной для вод рыбо-хозяйственного
назначения, а на глубине 10-12 см от поверхности этот показатель ниже 3 мг/л.
Принцип метода освоен на использовании растворенного кислорода, содержащегося
в определенном объеме воды, для окисления гидроксида марганца, который
окисляет в кислой среде иодид калия с образованием свободного йода в количестве
эквивалентном кислороду. Данный анализ проводился по Винклеру в лаборатории
Роспотребнадзора с помощью титрования.
В связи с тем, что пополнение болотной экосистемы водой происходит в основном
за счет атмосферных осадков, содержание солей кальция и магния в воде
минимально.
Азот в торфяных почвах находится в малодоступных для растений соединениях.
Такое состояние называют физиологической бедностью почвы.
В пресных водоёмах, в том числе и в болотах, встречаются:
1. простейшие: различные виды инфузорий, жгутиконосцев и раковинных амеб.
2. губки: бодяга
3. кишечнополостные: гидра обыкновенная.
4. плоские черви: планарии
5. круглые черви: волосатик, плектус.
6. кольчатые черви: пескожил, пиявки.
7. ракообразные: водяной ослик, циклоп, дафния и т.д.
8. паукообразные: паук-серебрянка.
9. насекомые: клоп-водомерка, клоп-гладыш, жук-вертячка, жук-гребец, жукплавунец,
водяной скорпион, личинки комаров, подёнок, вислокрылок, стрекоз и т.д.
10. моллюски: малый и большой прудовики, катушка и беззубка.
Состав беспозвоночных зависит от степени чистоты воды, количества кислорода в
ней и pH. Метод определения степени загрязнённости водоёма по видовому составу
организмов называется биоиндикацией.
Оценка качества воды по биотическому индексу Майера. О чистоте воды
природного водоема можно судить по видовому разнообразию и обилию животного
населения.
Чистые водоемы заселяют пресноводные моллюски, личинки веснянок, поденок,
вислокрылок и ручейников. Они не выносят загрязнения и быстро исчезают из
водоема, как только в него попадают сточные воды. Умеренно загрязненные
водоемы заселяют водяные ослики, бокоплавы, личинки мошек (мокрецов),
двустворчатые моллюски-шаровки, битинии, лужанки, личинки стрекоз и пиявки
(большая ложноконская, малая ложноконская).
Чрезмерно загрязненные водоемы заселяют малощетинковые кольчецы
(трубочники), личинки комара-звонца (мотыли) и ильной мухи.
Данная методика подходит для любых типов водоемов. Она более простая и имеет
большое преимущество — в ней не надо определять беспозвоночных с точностью до
вида. Метод основан на том, что различные группы водных беспозвоночных
приурочены к водоемам с определенной степенью загрязненности. При этом
организмы-индикаторы относят к одному из трех разделов, представленных в
таблице
1. Я обнаружила в воде образца № 1: циклопа, паука-серебрянку, плектуса,
катушку, большого прудовика, личинку поденки, ложноконская пиявка.
2. В пробе воды, взятой из болота в лесу, я обнаружила: инфузорию-туфельку,
инфузорию-дидиниум, гребца двуточечного, плоского червя.
3. По видовому составу я пришли к выводу, что вода в лесу чище, чем вода из
болота № 1 (по наличию подёнки и паука-серебрянки).
4. Наличие циклопа и катушки указывает на некоторую степень загрязнённости
5. Большое количество инфузорий свидетельствует о значительной загрязнённости
воды в болоте в черте города.
6. Я подтвердила результатами анализа воды свои предположения о том, что
болото в черте города – это низинное болото, а болото в лесу – переходное болото.
Необходимо уделять большое внимание охране такой уникальной экосистемы как
болото.
Крупные болота выполняют важную противопожарную функцию, так как могут
останавливать продвижение огня.
Одна из главных услуг — предоставление местообитаний для животных, растений и
микроорганизмов, или, согласно научной терминологии, — сохранение
биоразнообразия.
Болота выполняют роль гидрохимического барьера.
Уникальна роль болот в обеспечении баланса газов в атмосфере.
Болота влияют не только на климат планеты, но и на микроклимат конкретного
места.
Болота — источник ценных невозобновимых энергетических ресурсов.
Вода, торф и живые обитатели болот — вот три кита, на которых стоит здоровое,
«живое» болото.
Нарушим один из этих трех компонентов — потеряем все те дары, которые несет
болото.
Наиболее ценные участки болотных биоценозов уменьшают свою площадь в
результате осушения. В 2010 году в результате засухи урожая клюквы не было
совсем. Дальнейшее осушение болота может привести к полному зарастанию его
березняком, подверженным пожарам в засушливые периоды, что подвергает
экосистему ещё большей опасности. Таким образом, в целях сохранения редких
видов и ценных болотных сообществ, на мой взгляд, необходимо скорейшее
восстановление гидрологического режима болотного массива.
Список использованной литературы
1.
Афонькин С. Ю. Жизнь в пресной воде. — СПб.: А.В.К.—Тимошка, 2003. —
96 с.
2.
Бобылев С. Н., Сидоренко В. Н., Лужецкая Н. В. Экономические основы
сохранения водно-болотных угодий. — М.: Изд.Wetlands International, 2001. — 56 с.
3.
Боч М. С., Мазинг В. В. Экосистемы болот СССР. — Л.: Наука, 1979. — 189 с.
4.
Брэм А. «Жизнь животных», — М.: ЭКСМО, 2004. — 960 с
5.
Войтехов М. Я. Методы восстановления осушенных лесо-болотных угодий (на
примере Дубненского лесо-болотного массива). — М.: ООО НИЦ «Инженер», 2007.
— 56 с.
6.
Гвоздева О. А. и др. Экологические праздники в Государственном
Дарвиновском музее:. Метод. пособие. — М.: Альфапринт, 2003. — 288 с.
7.
Головкин Б. Н. О чем говорят названия растений. — 2-е изд.,доп. и перераб. —
М.: Колос, 1992. — 191 с.
8.
Денисенков В. П. Основы болотоведения. — СПб.: Изд-во Петербург. Ун-та,
2000. — 224 с.
9.
Елина Г. А. Аптека на болоте: Путешествие в неизведанный мир. — СПб:
Наука, 1983. — 493 с.
10. Жизнь растений. Новейшая ботаническая энциклопедия. Из личной
библиотеки А. Брэма. — М.: ЭКСМО, 2004. — 976 с.
11. Зауер Ф. Птицы — обитатели озер, болот и рек: Самый популярный словарь:
Пер. с нем. — М.:, АСТ: Астрель, 2002. — 286 с.
12. Кац Н. Я. Болота Земного шара. — М.: Наука, 1971. — 295 с.
13. Козлова Т. А., Сивоглазов В. И. Растения водоема. — М.: Эгмонт Россия Лтд.,
2000. — 64 с. — [Сер.: Атлас родной природы.]
14. Колоскова Н. Что мы знаем о болотах? — Журнал «Эколот».— 2004. — № 16.
— С. 12–15.