Пресноводный биоценоз (озеро)
Особенности пресноводного биоценоза. Условия жизни водных растений и животных в различных экологических зонах озера, экотоны (прибрежная зона). Компоненты пресноводной экосистемы: продуценты, консументы, редуценты. Биофильтраторы. Видовая, пространственная и экологическая структура пресноводного биоценоза. Факторы антропогенного воздействия на озеро и его различные зоны. Методы сбора и изучения водорослей (по Михеевой Т. М.) Методы сбора водорослей многообразны, а их выбор определяется как эколого-морфологическим своеобразием представителей различных систематических и экологических группировок, целями и подходами к изучению. Большинство водорослей имеют микроскопические размеры и обнаружить их невооружённым глазом в естественных местообитаниях, как правило, возможно, при их массовом развитии, вызывающим изменение окраски среды обитания: воды, почвы или другого субстрата. Обычно количество водорослей не столь значительно, однако сбор материала следует проводить даже в том случае, когда самое внимательное обследование субстрата не позволяет заметить их невооружённым глазом. Методы сбора фитопланктона. Для изучения видового состава фитопланктона при его интенсивном развитии достаточно зачерпнуть воду из водоёма и рассмотреть её под микроскопом. Однако в большинстве случаев применяются различные методы предварительного концентрирования микроорганизмов, обитающих в толще воды. Одним из них является фильтрование воды через планктонные сети различной конструкции. Планктонная сеть состоит из латунного кольца и пришитого к нему конического мешка из мельничного шёлкового или капронового сита №77, имеющего 5929 ячей на 1см2. Узкое выходное отверстие конусовидного мешка плотно прикрепляется к стаканчику, имеющему выводную трубку, закрытую краном или зажимом. При сборе планктона поверхностных слоёв воды планктонную сеть опускают в воду так, чтобы верхнее отверстие сети находилось на расстоянии 5-10см над поверхностью воды. Литровой кружкой черпая воду из поверхностного слоя (до 15-20см глубины) и выливают её в сеть, отфильтровывая, таким образом, 50-100 литров воды. На крупных водоёмах отбор пробы проводят с лодки. При этом планктонную сеть на тонкой верёвке тянут за движущейся лодкой в течение 5-10 минут. Для вертикальных сборов планктона применяют сети особой конструкции. На небольших водоёмах планктонные пробы можно собирать с берега, постепенно заходя в воду, осторожно черпая воду кружкой впереди себя и фильтруя её через сеть или забрасывая сеть на тонкой верёвке в воду и осторожно вытягивая её. Сконцентрированную таким образом пробу планктона, находящуюся в стаканчике планктонной сети, сливают через выводную трубку в заранее приготовленную чистую баночку или бутылку. Сетяные пробы планктона можно изучать как в живом, так в фиксированном состоянии. Для количественного учёта фитопланктона производится отбор проб определённого объёма. При этом могут использоваться и сетяные сборы при условии обязательного учёта количества отфильтрованной через сеть воды объёма собранной пробы. Однако обычно отбор проб для количественного учёта фитопланктона производится специальными приборами – батометрами разнообразной конструкции. Батометр в сложенном состоянии опускают на требуемую глубину. При этом подвижные секции его свободно лежат внутри стакана, обеспечивая беспрепятственный проток жидкости внутри пробоотборника. После достижения нужной глубины по тросу направляют посыльный груз, который, ударяя по затвору спускового механизма, вызывает срабатывание пробоотборника. Подвесные секции выдвигаются из корпуса, образуя единую полость, которую заполняет жидкость. После извлечения батометра на поверхность, жидкость из наружного стакана сливается самотёком через отверстия в дне стакана и не используется для анализа. Для слива пробы пробоотборник устанавливают так, чтобы дно наружного стакана находилось в воронке, помещённой в горловину ёмкости (бутылки) для пробы. После надавливания на корпус секции телескопически складываются, а проба жидкости сливается через отверстия дна наружного стакана в бутыль. При изучении фитопланктона поверхностных слоёв воды пробы отбирают без помощи батометра, непосредственным зачерпыванием воды в сосуд определённого объёма. В водоёмах с бедным фитопланктоном желательно отбирать пробы объёмом не менее 1 литра параллельно с сетяными сборами, позволяющими улавливать малочисленные, сравнительно крупные объекты. В водоёмах с богатым фитопланктоном объём количественной пробы можно уменьшить до 0,5л и даже до 0,25л (например, при «цветении воды»). Сгущение количественных проб фитопланктона можно проводить двумя методами, дающими примерно одинаковый результат – осадочным и фильтрационным. Сгущение проб осадочным методом проводят после их предварительной фиксации и отстаивания в тёмном месте в течение 15-20 дней с последующим отсасыванием среднего слоя воды с помощью стеклянной трубки, один конец которой затянут мельничным ситом №77 в несколько слоёв, а второй соединён с резиновым шлангом. Отсасывание производят очень медленно и осторожно, чтобы не допустить нарушения осадка и засасывания поверхностного слоя пробы. Сгущенную таким способом пробу взбалтывают и, замерив её объём, переносят в сосуд меньшего размера. При сгущении проб фильтрационным методом используют «предварительные», а при необходимости (если размеры планктонных организмов очень малы) и бактериальные фильтры. При этом пробы воды предварительно не фиксируют, и фитопланктон можно изучать в живом состоянии. Для длительного хранения фильтр с осадком фиксируют в определённом объёме жидкости. Методы сбора фитобентоса. Методы отбора проб фитобентоса предусматривают сбор водорослей, обитающих на поверхности донных грунтов и отложений, в их толще (глубиной до 1см) и в специфическом придонном слое воды толщиной 2-3см. Для изучения видового состава фитобентоса достаточно извлечь на поверхность некоторое количество донного грунта и отложений на нём. На мелководьях (до 0,5-1.0м) это достигается с помощью опущенной на дно пробирки или сифона – резинового шланга со стеклянной трубкой на конце, в который засасывают наилок. На больших глубинах качественные пробы отбирают с помощью ведёрка или стакана, прикреплённого к палке, а также различными грабельками «кошками», драгами, дночерпателями, илососами. Для отбора количественных проб фитобентоса используют микробентометры различной конструкции. Микробентометр К. С. Владимировой удобен в работе на глубинах до 2,0-2,5м. Более совершенная модель микробентометра, позволяющая отбирать пробы с любых глубин, предложена В. С. Травянко и Л. В. Евдокимовой. Прибор состоит из трубки длиной 30-35см с внутренним диаметром 5-6см, снабжённой в верхней части автоматически работающим клапаном стабилизатора. На мерной верёвке трубку с открытым клапаном в вертикальном положении опускают за борт лодки. Под действием закреплённого на приборе груза трубка врезается в толщу дна, при этом клапан герметически запирает верхнее отверстие. С помощью верёвки прибор извлекают на поверхность; при выходе его из воды нижнее отверстие трубки закрывают ладонью. Затем верхний слой воды сливают за борт через боковой патрубок, а трубку, содержащую монолит грунта и остаток воды, отвинчивают от стабилизатора с клапанной коробкой, встряхивают, и, замерив объём, переносят пробу в подготовленную для неё посуду. Методы сбора перифитона. Для изучения видового состава перифитона налёт на поверхности разнообразных подводных предметов (гальки, щебня, камней, стеблей и листьев высших водных растений, раковин моллюсков, деревянных бетонированных частей гидротехнических сооружений и др.) снимают с помощью обычного ножа или специальных скребков и ложек. Однако при этом гибнет много интересных организмов, нарушается картина взаимного размещения компонентов биоценоза. Поэтому лучше собирать водоросли вместе с субстратом, который полностью или частично осторожно извлекают на поверхность воды так, чтобы течение не смыло с него водоросли. Извлечённый субстрат (или его фрагмент) вместе с водорослями помещают в приготовленный для пробы сосуд и заливают либо небольшим количеством воды из этого же водоёма с целью дальнейшего изучения собранного материала в живом состоянии, либо 4 %-м раствором формальдегида. Для количественного учёта водоросли тщательно смывают с поверхности извлечённого субстрата с помощью воды и щёточки над широким сосудом (кюветой, тазом), и, замерив объём смыва, переносят его в приготовленную для пробы посуду. Кроме объёма смыва для количественного учёта перифитона необходимо знать также размер площади субстрата, с которой смыты водоросли. При изучении эпифитных водорослей, смытых со стеблей и листьев высших водных растений, количественный учёт ведётся в расчете не только на единицу площади, но и на единицу массы (сырой и воздушно-сухой) растения-субстрата. Этикетирование и фиксация проб, ведение полевого дневника. С обранный материал делят на две части с целью дальнейшего изучения водорослей в живом и фиксированном состоянии. Живой материал помещают в стерильные стеклянные сосуды (пробирки, колбы, баночки), закрытые ватными пробками, не заполняя их доверху. Для сохранения водорослей в живом состоянии в экспедиционных условиях водные пробы упаковывают во влажную обёрточную бумагу и помещают в ящики. Периодически пробы распаковывают и выставляют на рассеянный дневной свет для поддержания фотосинтетических процессов и обогащения кислородом. Материал, подлежащий фиксации, помещают в чисто вымытую и высушенную нестерильную стеклянную посуду (пробирки, бутылки, баночки), плотно закрывают корковыми или резиновыми пробками. Водные пробы фиксируют различными способами. Фиксаторы, консервирующие фитопланктон (по В. Д. Фёдорову, 1979), представлены в таблице. *– в своей практике мы растворяли 10г K J не в 70, а в 20мл дистиллированной воды. Пробу фиксировали до цвета крепкого чая. Водоросли, находящиеся на твёрдом субстрате (бумажные фильтры, галька, раковины моллюсков и т.д.), заливают 4 %-ным раствором формальдегида. Герметически закупоренные фиксированные пробы можно хранить в тёмном прохладном месте в течение длительного времени. Все собранные пробы тщательно этикетируют. Этикетки заполняют простым карандашом, указывая номер пробы, время и место сбора, орудие сбора и фамилию сборщика. Эти же данные параллельно фиксируют в полевом дневнике, в который заносят так же результаты измерений рН, температуры воды и воздуха, схематический рисунок, подробное описание исследуемого водоёма, развивающейся в нём высшей водной растительности другие наблюдения. Таблица Фиксаторы, консервирующие фитопланктон
Методы качественного изучения собранного материала. Собранный материал предварительно просматривают под микроскопом в живом состоянии в день сбора, чтобы отметить качественное состояние водорослей до наступления изменений, вызванных хранением живого материала или фиксацией проб. В дальнейшем собранный материал продолжают изучать параллельно в живом и фиксированном состоянии. Работа с живым материалом является необходимым условием успешного изучения преобладающего большинства эвгленофитовых, криптофитовых, динофитовых, золотистых, многих зелёных, жёлтозелёных и других водорослей, изменяющих форму тела, форму и окраску хлоропластов, теряющих жгутики, подвижность или даже полностью разрушающихся при фиксации. Чтобы сохранить собранный материал живым, следует всячески оберегать его от перегрева, загрязнения фиксаторами, а изучение его проводить как можно быстрее. Водоросли в живом состоянии в зависимости от их размеров и других особенностей изучают с помощью бинокулярной стереоскопической лупы или чаще с помощью световых микроскопов. Для микроскопического изучения водорослей готовят препараты: на предметное стекло наносят каплю исследуемой жидкости и накрывают её покровным стеклом. При длительном изучении препарата жидкость под покровным стеклом постепенно подсыхает, и её следует добавлять (не поднимая покровного стекла). Для уменьшения испарения по краям покровного стекла наносят тонкий слой парафина. Для изучения фиксированного материала также используется метод светового микроскопирования. Однако, для более тщательной обработки проб и наиболее точного определения видового состава диатомовых водорослей необходимо приготовление постоянных препаратов.
|
