XIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Экологическое состояние прудов на основе исследования видового разнообразия зоопланктона

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Суязов М.В. 1

---

1МАОУ СШ № 150 имени Героя Советского Союза В.С.Молокова

Шнайдер Л.В. 1Орехова И.В. 2

---

1МАУ "Парк флоры и фауны "Роев ручей"

2МАОУ СШ № 150 имени Героя Советского Союза В.С.Молокова

Работа в формате PDF

2.4 MB

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителяСвидетельство руководителя

Введение

Изучению водоёмов уделяют много внимания, чтобы в них могли существовать многие виды животных и растений. В МАУ «Парк флоры и фауны «Роев ручей» устроены два пруда – Большой и Малый. В них обитают водные птицы – лебеди, утки, гуси, пеликаны, цапли и чайки. Оба пруда – водоёмы искусственные, созданные человеком. Ввиду застоя воды и большой концентрации животных, с притоком питательных веществ, велика вероятность зарастания прудов и их «цветения». Чрезмерное размножение зелёных водорослей может быть крайне опасно для обитателей прудов, ведь за массовым размножением водорослей неминуемо следует их массовая гибель с выделением ядовитых веществ и процессами гниения.

Поэтому очень важно отслеживать состояние прудов: заметить признаки зарастания водоёма, его «цветения». Год назад зоологами была предпринята попытка очистки Малого пруда с удалением донных отложений, в то время как Большой пруд не чистился на протяжении нескольких лет. Исходя из этого, было решено провести сравнительный анализ видового и количественного состава зоопланктона обоих прудов для оценки эффективности очистки и проверки экологического состояния водоёмов.

Осмотрев пруды, мною была выдвинута гипотеза: зоопланктон Малого пруда отличается от зоопланктона Большого пруда по видам и количеству, и характеризуется большим видовым разнообразием.

Цель работы: изучить видовой состав зоопланктона Малого и Большого прудов для оценки их экологического состояния.

Объект исследования:два пруда парка флоры и фауны «Роев Ручей»

Предмет исследования: зоопланктон прудов

Задачи:

1.Определить видовое разнообразие зоопланктона в двух прудах

2.Сравнить качественный и количественный состав зоопланктона в двух прудах

3.Оценить экологическое состояние водоёмов

Актуальность данной работы заключается в оценке экологического состояния водоёмов парка для улучшения условий содержания водоплавающих птиц.

Глава I. Информационная часть

1.Разнообразие водоёмов

Водоём – это место скопления или хранения воды. Водоёмы можно разделить на две группы: естественные и искусственные. Естественные (создала природа) водоёмы – океан, море, река, озеро, ручей и т.д. Искусственные (созданы при помощи человека) – водохранилище, пруд канал [3].

Различают пресные и солёные водоёмы. Солёность выражают в ‰ – граммах солей на 1 кг воды. К солёным водоёмам относятся не только моря и океаны, но и солёные озёра [5]. Пресные водоёмы – реки, пруды, и озёра, содержащие менее 1 г солей на килограмм воды.

Водоёмы различаются и по характеру течения – есть стоячие (озеро, пруд, канава) и проточные (река, ручей) водоёмы. Каждый водоём уникален – отличается от других размерами, глубиной, характером течения, наличием солей, а также растительным и животным миром [3].

2.Обитатели водоёмов

Животные и растения, обитающие в водоёмах, называются гидробионтами. Организмы населяют не только разные водоёмы, но и различные их части. Учёные выделяют две большие группы организмов – пеларгические – те, что свободно плавают в толще воды или на её поверхности, и бентос – организмы, обитающие на дне водоёма [6].

В толще воды обитают разные рыбы, лягушки, тритоны, водяные пауки, водомерки, жуки-плавунцы, чайки, утки, гуси, цапли, бобры, ондатры, выдры и многие другие животные. На дне живут личинки стрекоз и ручейников, улитки, черви и многие другие организмы. Различные водоросли встречаются как в толще воды, так и на дне водоёма на небольшой глубине, куда проникает солнечный свет [3,6].

Самая многочисленная и разнообразная группа животных в водоёмах – зоопланктон. Всего насчитывают около 30 000 разновидностей зоопланктона, обитающего на разных глубинах. Одними из самых распространённых организмов зоопланктона пресных вод являются дафнии и босмины, диаптомусы и циклопы, а также личинки насекомых (комара, стрекозы)[6].

Обычны в водоёмах веслоногие рачки – циклопы, длина тела которых от 1 до 5 мм. Своё название рачки получили за непарный лобный глазок. Антенны, служащие для плавания короткие, одноветвистые. Всего известно около 250 видов. Нередко встречаются идиаптомусы – рачки по размеру и внешнему виду похожие на циклопов, также имеющие один глазок. Однако у них есть характерные очень длинные первые антенны, которые превышают длину тела. Кроме того, самки несут яйца в одном мешке, а не в двух, как у циклопов[2,9].

Ещё чаще, чем циклопы, в водоёмах встречаются ветвистоусые рачки, очень разнообразные по строению. Учёные выделяют около 700 видов. Наиболее хорошо известные представители группы — пресноводные планктонные рачки рода дафнии, которых иногда называют «водяными блохами»,за характерные движения «прыжки». Длина тела этих рачков от 0,2 до 6 мм, наиболее характерный отличительный признак рода – сросшиеся с головой антенны, которые покрыты специальными оперёнными щетинками [2, 9].

В отличие от циклопов и дафний, всю свою жизнь, проводящие в воде, насекомые редко связаны с водоёмом на протяжении всей жизни. Так стрекозы и комары лишь часть жизни, а именно личиночную стадию проводят в воде [2, 3, 5, 6].

3.Что такое «цветение воды»

Стоячие водоёмы – озёра и пруды отличаются высоким содержанием питательных веществ. Однако обилие пищи не всегда идёт на благо экосистеме. Чрезмерное поступление питательных веществ в водоём может привести к эвтрофикации или «цветению воды». Её вызывает интенсивное размножение водорослей. Они буйно разрастаются, а затем отмирают и начинают разлагаться, выделяя при этом пигмент, который и придает окраску воде (зелёная, жёлтая). Появляется характерный неприятный запах. Также из водорослей также выделяются опасные токсичные вещества. При эвтрофикации наступает нарушение баланса питательных веществ водной экосистемы. Зоопланктон особенно чутко реагирует на изменения в среде обитания и часто используется в качестве индикатора – определителя экологического состояния водоёма [10].

4. Оценка экологического состояния водоемов

Биоиндикация – оценка качества природной среды по состоянию и количеству её организмов.

О чистоте воды водоема можно судить по видовому разнообразию и обилию животного населения. В водных объектах в качестве биоиндикаторов выступают сообщества бактерио-, фито-, зоопланктона, зообентоса. Так, сообщества планктонных организмов (т.е. пассивно парящих в толще воды) очень быстро реагируют на любые изменения её качества. Они представляют собой как бы «моментальный снимок» состояния водоёма. 

Глава II. Практическая часть

1.Характеристика прудов

Для моего исследования были выбраны два пруда на территории МАУ «Парк флоры и фауны «Роев ручей» (рис. 2.1.1).

Рис. 2.1.1 Местонахождение прудов в МАУ «Парк флоры и фауны

«Роев ручей»

Э то искусственные водоёмы, глубиной до 2 метров. Размер Малого пруда составляет 45 м на 20 м (длина и ширина), а Большого 70 м на 25 м (длина и ширина) (рис. 2.1.2).

Рис. 2.1.2 Вид сверху на исследуемые пруды

Малый пруд лишён густой прибрежной растительности (рис. 2.1.3), в свою очередь по берегам Большого пруда произрастают камыши, рогожка, тростник и др. (рис. 2.1.4).

Рис. 2.1.3 Малый пруд (Фото Суязов М.В.)

Рис. 2.1.4. Большой пруд

В Малом пруду обитает пара чёрных лебедей, в свою очередь Большой пруд населён плотнее – здесь плавают карпы, обитают гуси, утки, цапли, пеликаны и чайки. Общая численность животных – более 40 особей.

2. Сбор материала

Сбор материала проводил каждые 10 дней в июне, июле, августе, в тёплые погожие дни при температуре воздуха +18+24 градуса. Для сбора материала использовал сачок. Зоопланктон собирал, погружая сачок на глубину до 20 см. (рис. 2.2.5). Попытки сбора зообентоса были предприняты, но в полной мере не удались, по причине металлической сетки, покрывающей дно прудов и удерживающей камни.

Рис. 2.2.5 Сачок

Собранный материал помещался в пластмассовую ёмкость (рис. 2.2.6, 2.2.7, фото Суязов М.В.)

Рис. 2.2.6 Вода из Малого пруда Рис. 2.2.7 Вода из Большого пруда

Образцы рассматривал под лупой (рис 2.2.8), а также в бинокулярный микроскоп марки Bresser 2500 (рис 2.2.9).

Рис. 2.2.8 Определение с помощью лупы Рис. 2.2.9 Работа с микроскопом

Для определения вида использовал определители пресноводных беспозвоночных [2, 4, 8, 9] (рис 2.2.10).

Рис. 2.2.10 Читальный зал естественнонаучной и технической литературы Государственной универсальной научной библиотеки Красноярского края

3.Результаты исследования

Уже на первый взгляд вода из Малого пруда заметно чище и прозрачнее, чем из Большого. Доминирующим видом в Малом пруду является дафния (рис. 2.3.11) – ветвистоусый рачок, широко распространённый в стоячих и медленнотекущих водоёмах. В свою очередь, в Большом пруду доминировал другой распространённый вид – циклоп (рис. 2.3.12). Фотографии зоопланктона удалось получить, направив камеру в окуляр микроскопа.

Рис. 2.3.11 Дафния Рис. 2.3.12 Циклоп

Эти рачки обитают в стоячих водоемах, с большим количеством водорослей [2], скорее всего поэтому, Большой пруд и представляет для них более благоприятную среду, чем Малый.

Диаптомусы – веслоногие рачки, внешне напоминающие циклопов, встречались в обоих прудах в небольших количествах (рис. 2.3.13). Хищные жуки-плавунцы (рис. 2.3.14) встречались в обоих водоёмах, однако в Малом пруду они были значительно более многочисленны, чем в Большом.

Рис. 2.3.13 Диаптомус Рис. 2.3.14 Жук-плавунец

В свою очередь личинки стрекоз и комаров, а также улитки катушки были отмечены только в Малом пруду (рис 2.3.15, 2.3.16, 2.3.17).

Рис. 2.3.15 Личинка стрекозы Рис. 2.3.16 Личинка комара Рис. 2.3.17 Улитка

Полученные данные о видовом и количественном разнообразии зоопланктона я заносил в таблицы 1 и 2.

Таблица 1 – Видовое разнообразие обитателей Малого пруда

Таблица 2 – Видовое разнообразие обитателей Большого пруда

Чем больше видовой состав водоёма, тем он чище и стабильнее [1]. В Малом пруду встречаются виды более требовательные к уровню прозрачности воды, Малый пруд с экологической точки зрения чище, чем Большой. Гипотеза подтвердилась.

III. Заключительная часть

Цель исследования была мною достигнута, я изучилвидовой состав зоопланктона прудов парка «Роев ручей» для оценки их экологического состояния.

По полученным данным я узнал, что в Малом пруду чаще встречались виды, более требовательные к уровню прозрачности воды, чем в Большом пруду, и оценил экологическое состояние водоёмов парка.

Из проделанной работы я сделал вывод, что вода в Малом пруду значительно чище, чем в Большом.

Моя гипотеза подтвердилась: зоопланктон Малого пруда отличается от зоопланктона Большого пруда по видам и количеству.

Данная работа – мой первый опыт по оценке экологического состояния водоёмов. Я хочу продолжить исследование с более детальным изучением зоопланктона и зообентоса, а также анализом водорослей прудов. Полученные данные помогут определить эффективность очистки пруда в длительной перспективе.

Список использованных источников и литературы

Андреенко И.В. Биоразнообразие и экологическое состояние водоёмов. Государственный педагогический университет, Смоленск, 2013, http://www.zoology.dp.ua/z_03_011.html

Боголюбов А.С., Кравченко М.В. Компьютерный определитель пресноводных беспозвоночных России. Москва, «Экосистема», 2018.

Зилов Е.А. Гидробиология и водная экология: учебное пособие. Иркутск: Иркут. ун-т, 2007.

Клюге Н.Ю. Определитель пресноводных беспозвоночных России и сопредельных территорий. Ред. С.Я. Цалолихин. Зоологический институт РАН. С.-Петербург, 1997, 330 стр.

Крубер  А.А. «Общее землевладение» Государственно учебно-педагогическое издательство, Москва - Ленинград, 1938.

Леонтьев Е. Учебное пособие Краткий курс лекций по гидробиологии. 2015, 90 стр.

Методы оценки экологического состояния водоема http://edu.greensail.ru/monitoring/methods/bioindicat.shtml

Полоскин А., Хаитов В. Полевой определитель пресноводных беспозвоночных. Москва, 2006, 16 стр.

Перцева Е.В., Бурлака Г.А. Учебно-методическое пособие Определитель макрозообентоса пресных водоёмов. Самара, 2012, 270 стр.

Эвтрофикация. Экология. Справочник. https://ru-ecology.info/term/19339/