ВИЗНАЧЕННЯ ТРОФНОСТИ ВОДОЙМ

Показником якості води в озерах і ставках є її троф- ність, що розуміється як кількість органічних речовин, накопичених в процесі фотосинтезу в умовах наявності біогенних елементів (азот, фосфор, калій). Органічне речовина забезпечує існування тваринного населення і його видове різноманіття, і чисельність популяцій залежить від кількості їжі. Після смерті тварин виникають проблеми з розкладанням їх трупів і зміною газового складу води.

За змістом у воді биогенов розрізняють трофічні типи водойм: оліготрофний (бідний биогенами), евтрофних (багатий биогенами), проміжний мезотрофний, а також дистрофні (містить високий вміст біогенних елементів, що знаходяться в трудноусвояемих формі).

Вперше ці терміни були використані С. Вебером при вивченні флори торф'яних боліт Німеччини для характеристики рослин, що розвиваються при низькій, середньої і високої концентрації елементів живлення (Садчиків, Кудряшов, 2004). Пізніше, в 1919 р Е. Науманн, вивчаючи фітопланктон шведських озер, застосував їх для класифікації окремих водойм у відповідності до змісту в них фосфору, азоту та кальцію. Надалі, А. Тінеманн (1921), працюючи на озерах Німеччини, в якості критеріїв їх трофности запропонував використовувати і інші показники - вміст у воді кисню, наявність індикаторних організмів, сумарна кількість фітопланктону (Вінберг, 1960; Бульйон, 1983; Паутова, Номоконова , 1994).

У гідробіології така типізація водойм набула найширшого розповсюдження (Thienemann, 1921). У yoе основу покладені інтегральні показники, які об'єднують велику кількість факторів. Ступінь трофности водойм дає повне уявлення про екологічні умови існування організмів і характеризується набором ряду ознак (Садчиків, Кудряшов, 2004).

Оліготрофні водойми відрізняються великою глибиною, високою прозорістю (по диску Секкі - до 4-20 м і більше), присутністю кисню у всій товщі води протягом усього року. Донні відкладення бідні органічною речовиною (Садчиків, Кудряшов, 2004). У олиготрофних водоймах недолік биогенов не допускає розвитку фітопланктону (одноклітинних водоростей в товщі води), але добре розвивається бентосной рослинність. Нізкомінсралі- поклику водойми мають бідний видовий склад прибережної водної рослинності: загальне число видів найчастіше не перевищує десятка. Переважають водяний мох (фонтиналис), молодильник озерний, очерет звичайний і ін. Біомаса прибережно-водних рослин низька. У олиготрофних водоймах присутні весільного рачки - циклопи. Такі екосистеми включають багато видів, вони різноманітні і стійкі. До Оліготрофні типу озер відносяться Байкал, Ладозьке і Онезьке озера, Іссик-Куль, Кара-Куль, Тур- гояк, Севан, багато водойми в гірських районах і північних областях (Садчиків, Кудряшов, 2004).

Мезотрофние водойми відрізняються глибиною до 3-5 м, прозорістю води - 1-4 м, слабощелочнойреакцією середовища (pH 8), невисокою мінералізацією (близько 18 мг / л) і наявністю в субліторальній зоні карбонатних сапропелей (до 35% органічної речовини). Дуже часто дефіцит кисню спостерігається в самих придонних шарах води, тоді як в товщі води він проявляється в основному в зимовий час. Озера мезотрофний типу заростають в середньому на 35% (дуже часто на 60%). У рослинному покриві досить високий відсоток площ, зайнятих полупогруженной рослинністю (в основному очеретом), багатше видовий склад флори; кількість видів збільшується до 60. Дуже часто домінують занурені рослини, представлені переважно харових водоростями. Часто у великих кількостях зустрічаються рдести, кушир, телорез. При середній евтрофікації спостерігається збільшення чисельності «мотиля», трубочники поодинокі (Кописов, 1996). Мезотрофние водойми зустрічаються у всіх природно-кліматичних і географічних зонах, найбільш численні на підзолистих грунтах лісової та лісостепової зон. До мезотрофний водойм відноситься Рибинське, Іваньківський, Куйбишевське, Київське, Можайское водосховища, озера Плещеєва, Глибоке і т.д.

Процес підвищення трофності водойми називається евтрофікацією. До найбільш помітним проявам евтрофікації відносяться літній «цвітіння» водойм, зимові замори, швидке обміління і заростання водойм. Евтрофних водойми - це неглибокі водойми з рясним надходженням біогенних з'єднань з водозбірної площі. Прозорість в таких водоймах становить 0,5-2 м. Розчинений у воді кисень найчастіше спостерігається в поверхневому шарі води. Взимку, особливо в дрібних водоймах дуже часто спостерігаються заморні явища. В евтрофних водоймах велика кількість біогенів супроводжується масовим розвитком фітопланктону, помутнінням води, збіднінням бентосной рослинності через нестачу світла, дефіцитом кисню на глибині, що обмежує біорізноманіття. У таких водоймах найчастіше домінують очерет, рогіз, очерет, елодея, кушир, рдести і ін. Екосистема втрачає багато видів, спрощується, стає нестійкою. Евтрофікацію можна виявити в процесі дослідження із застосуванням биоиндикаторов. Роль биоиндикаторов в цьому випадку можуть грати личинки комарів-Дергунов або хирономус і малощетинкові кольчеци, що мешкають в донних мулі, багатому органікою. Личинки хирономус, звані в народі «мотилем», і черви живуть в мулі, харчуються органічними залишками і пристосовані до нестачі кисню завдяки вмісту в крові гемоглобіну. Якщо в складі донного мулу присутні названі організми - це вірна ознака евтрофікації. Для з'ясування цього факту необхідно за допомогою водного сачка або черпака добути мул з дна водойми, потім ретельно відмити на ситі або металевій сітці з дрібними осередками мешкають організмів. За кількістю кольчецов і хірономід визначають ступінь евтрофікації (Кописов, 1996). В евтрофних водоймах рясні і різноманітні черви-коловертки і ветвістоусис рачки-дафнії. При сильній евтрофікації в мулі численні трубочники, вони часто покривають дно суцільним шаром, в літню пору вода стає зеленою від масового розмноження водоростей, а в зимовий час спостерігаються замори риб і водойми потребують аерації. Води таких водойм мало придатні для побутового використання. Евтрофних водойми розташовуються в рівнинній або слабохолмистої місцевості при наявності пухких порід. До великих евтрофних водойм відносяться озера Ільмень, Чудское, Неро, Цимлянське водосховище і ін.

У північних районах лісотундри і лісової зони розташовуються озера, берега яких складені з торф'яних сфагнових мохів, вода слабо мінералізована і багата гуміновими речовинами. Прозорість води в таких озерах не перевищує 2-4 м, pH 4-6,5, карбонатів дуже мало. Донні відкладення часто представлені торфовищами, пісками або збідненими грунтами підзолистого типу. Такі водойми отримали назву дистрофні. Ці озера відрізняються широким поширенням заростей прибережної рослинності і майже повною відсутністю справжніх гидрофитов. У дистрофні водоймах видовий склад рослин вкрай бідний (5-10 видів), причому домінуючими є в основному мохи (Гігевіч, Власов, Винаев, 2001).

Показником евтрофікації може служити також індекс Гуднайта і Уотлея (Кописов, 1996). Тварин розбирають на дві групи, одна група - малощетинкові кольчеци, друга - інші види. Після підрахунку організмів в групах знаходять індекс Гуднайта і Уотлея за формулою:

де а - індекс Гуднайта і Уотлея,

М - чисельність малощетінкових черв'яків,

В - чисельність всіх інших видів організмів.

Ступінь забруднення водойми визначають по таблиці 9.

Ступінь забруднення водойми

Таблиця 9

стан водойми

Індекс Гуднайта і Уотлея (%)

80

60-80

60

сильне забруднення

X

сумнівне забруднення

X

Гарний стан

X

Встановлено, що фактично в ряду: олігосапробов - мезосапро- б - полісапроби зростають не тільки специфічна стійкість до органічних забруднюючих речовинах і до таких їх наслідків, як дефіцит кисню, а й їх Еврібіонтность, тобто здатність існувати при різних умовах середовища.

Ще в 1908 році була запропонована шкала оцінки ступеня забрудненості водойм, заснована на обліку присутності в спільнотах ги дробіонтов індикаторних видів, чиї вимоги до якості середовища більш-менш відомі. Сапробність є функцією як потреб організму в органічному харчуванні, так і стійкості виникають при розкладанні органічних сполук отруйних речовин: H 2 S, СО ,, NH 3 , Н органічних кислот. Тому термін «сапробність» останнім часом вживають, коли говорять про ступінь загального забруднення вод. Проте, для оцінки загального забруднення поверхневих вод в сучасних ситуаціях, наприклад в разі токсичного забруднення або антропогенного збільшення мінералізації, використання тільки одного сапробіологіческо- го аналізу виявляється вже недостатнім. Надалі шкала сапробності неодноразово модифікувалася: поповнювався і уточнювався перелік індикаторних видів, вводилася корекція на велику кількість особин індикаторного виду, їх різну індикаторну значимість, виділялися більш докладні градації сапробности.

Це дозволило до теперішнього часу перейти до кількісної оцінки сапробності за індексом ( S ):

де S. - індикаторна значимість / -го виду, h. - його відносна чисельність,

i 7

т - число видів-індикаторів,

G. - так званий «індикаторний вага» відповідного індикаторного виду, що відображає його характерність, прихильність саме до певних умов сапробности (за 10-бальною шкалою).

 
Переглянути оригінал
< Попер   ЗМІСТ   ОРИГІНАЛ   Наст >