XV Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Экологическое состояние искусственного пруда Живой, находящегося в окрестностях с. Защита Шипуновского района Алтайского края

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Нижник У.А. 1

---

1Филиал МКОУ "Поспелихинская СОШ №4" Гавриловская ООШ

Набока Е.В. 1

---

1Филиал МКОУ «Поспелихинская СОШ №4» Гавриловская ООШ

Работа в формате PDF

1.2 MB

Автор работы награжден дипломом победителя I степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение.

Мы с вами живем в то время, когда вся гидросфера на земле претерпевает изменения. Многообразие явлений и процессов, происходящих в ней, далеко не всегда разумным и продуманным образом используются человеком, что привело к обострению водной проблемы. Это касается не только естественных водоемов, но и водоемов, созданных руками человека, т.е. искусственных водоемов, которые открывают возможность для ведения хозяйственной деятельности по разведению и ловле промысловых рыб, одновременно являясь и местами отдыха населения.

В 70-80-х годах прошлого века на всей территории страны шло активное разведение сельского хозяйства. Именно в это время и появилась необходимость создания искусственных водоемов, что представляло собой уникальные природные объекты. Они отличались замедленным водообменом, свободным термическим режимом, химическим составом, значительными изменениями уровня воды. Для них характерен свой микроклимат, который оказывал заметное влияние на приозёрные ландшафты.

За развалами колхозов и совхозов последовала и не пригодность искусственных прудов и озер. За ними перестали ухаживать. Но проблема исчезновения географических объектов на планете -это не только вина человека, но и подчинение всех процессов и явлений законам жизни: рождение-развитие-исчезновение.

Водные объекты  являются одной из важнейших составных частей экосистем и изучаются как при проведении комплексных исследований, так и в качестве самостоятельного объекта. Это позволяет составить паспорт водоема и на его основании правильно оценивать его роль в экосистеме, допустимый  уровень антропогенной нагрузки на водоем, выработать рекомендации по его охране и рационально использовать в хозяйстве.

Искусственные водоемы до настоящего времени   ещё остаются недостаточно изученными по некоторым вопросам. Эта работа долгосрочная и выполняется в течение года. Так как мониторинг-это длительный процесс наблюдения и изучения.

Объект исследования: искусственный водоем-пруд на территории п. Гавриловский.

Предмет исследования: экологическое состояние пруда (свойства воды, животный и растительный мир, возможность использования пруда человеком).

Гипотеза: изучение пресных водоёмов, их особенностей и уникальности способствует формированию бережного отношения к воде.

Цель: исследовать экологическое состояние пруда, выявить пригодность водоема для рекриации.

Для выполнения целей исследования мы поставили перед собой следующие задачи:

1. изучить географическое положение пруда и историю его создания;

2. изучить методы исследования местного водоема, приемлимые для малых пресных водоемов;

3. вычислить морфометрические показатели искусственного водоема;

4. определить экологическое состояние водоёмов с помощью органолептических характеристик;

5. изучить состав живых организмов, обитателей пруда, которые могут повлиять на процессы сомоочищения водоема;

6. исследовать состояние береговой линии пруда на предмет антропогенного загрязнения;

7. создать видеоотчет по проделанной работе.

Методы исследования:

Теоретический: изучение теоретического материала, анализ информационных источников.

Интервьюирование: беседа с местными жителями.

Эмпирический: лабораторные наблюдения.

Математический: статистика.

Картографический: физико-географическое описание объекта исследования.

Актуальностьданной работы заключается в важности организации экологического мониторинга пруда и оценки состояния водоёма с точки зрения его практического использования в рекреационных целях, а также его охраны. Необходимо сохранение биоразнообразия водоема.

А новизна работы заключается в том, что впервые за все годы существования пруда проводится его комплексное изучение. Анализируется экологическое состояние.

Сроки: июль 2021г– август 2022год.

Основная часть

1. Географическая характеристика пруда и история его создания.

Исследуемый объект расположен на территории Шипуновского района, рядом с поселком Защита, в 12 км. от поселка Гавриловский, Поспелихинского района.

Рельеф, где находится данный пруд, представляет из себя холмистую равнину. Почвы преимущественно черноземные. Лесообразующие породы: береза, тополь, ива.

С северной стороны пруда располагается не большая роща, примерно в 800 метрах расположена пойма реки Поперечной. Восточную, южную и западную сторону окружают пахотные поля.

Котлован имеет продолговатую форму с геометрически не правильными очертаниями. Берега, склоны пруда пологие, местами заросшие. Питание пруда водами в основном происходит за счёт реки и многочисленных ключей, а также за счет таяния снегов и дождевое. В период весеннего снеготаяния объём воды в пруду увеличивается, летом уровень воды снижается. Зимой зеркало пруда покрыто льдом.

В доступных источниках (Google Eath) был взят космоснимок пруда и его окрестностей (Приложение 3).

Поиск среди местных жителей и интервьюирование свидетелей (участников) создания пруда. В результате данных мероприятий нам удалось найти человека, Виктор Алексеевич Антонов, он принимал участие в создании данного водоёма, побеседовали с ним и записали интервью. С его слов мы узнали, что в 70-е годы на полях, в низине за рекой Поперечной, люди решили выращивать овощи для совхозной столовой. А чтобы удобно было поливать огород и создали исследуемый нами пруд. Шли годы, огород в этих местах стал не нужен, а вот пруд среди хлебных полей до сих пор есть. Рыба в нем имеется и водоплавающая птица гнездится.

Часть интервью была записана на видео, которое прилагается к данному исследованию.

В ходе нашего исследования не удалось найти официального название пруда и мы решили взять на себя право предложить свое. Исходя из наших исследований выбрали название пруд «Живой».

2. Практическая часть работы.

В наше время уделяется большое внимание изучению этих природных объектов. Они являются не только важным звеном гидрографической сети района, края, но и крупными источниками пресной воды, лечебной грязи, объектами туризма и отдыха. Искусственные озёра являются наиболее чувствительными индикаторами динамики природных и антропогенных процессов. Поэтому очень важно проводить мониторинг их состояния.

1.1. Морфологическое изучение искусственного водоема.

При помощи дрона (квадрокоптера) произведена видеосъемка акватории и береговой линии водоема, что позволило определить форму водоема, его внешний вид (Таблица 1), количество и разнообразие растительности вокруг водоема, а также степень зарастания его водорослями.

Данные работы по исследованию пруда были проведены при непосредственном участии Андрея Владимировича Метлевского, члена РГО у которого было все необходимое оборудование.

Таблица 1

Морфометрические исследования искусственного пруда

1.2. Изучение органолептических свойств воды¹.

Прозрачность: в стоячей воде находятся взвешенные вещества, которые уменьшают ее прозрачность, мы использовали метод определения прозрачности – метод Секки. Применяли диск Секки (аналог диска) с черными и белыми секторами, диаметром 30 см, подвешивают на веревку и к концу веревки привязывают груз, на верхушке веревки делают насечки (завязывают узелки) для подсчета глубины.

Вывод: белый диск при погружении перестал быть виден на глубине 0,8м., вода не непрозрачная.

Мутность воды: взяли исследуемой воды 1000мл, предварительно высушили и взвесили фильтр, далее профильтровали воду, фильтр снова высушили по разнице веса фильтра до и после взвешивания (масса фильтра диаметром 9 см до фильтрования составила –123 г после фильтрования и высушивания составила -276 г)

Вывод: вода средней мутности, содержит большое количество примесей.

Определение запаха воды: для этого брали емкость с крышкой, заполняли ее на 2/3 водой из пруда, интенсивно встряхивали и сразу же определяли качественные характеристики запаха (характер и интенсивность), оцениваем по 5-ти бальной шкале (таблица 2):

Таблица 2

^{_______________________________________________________________________________________________________________________________________________}

¹ Козлов О. В. Козлова С. В. Методы исследования экосистем водоемов: учебное пособие по экологическому практикуму. – Курган: ИПКРО, 2000 г.

Вывод: Преобладает естественный характер запаха (гнилостный), исходящий от жизнедеятельности и разложения живых организмов. Так же присутствуют запахи естественной среды – рыбный и болотный, что так же является свидетельством того, что жизнедеятельность организмов в среде осуществляется, значит еще не все потеряно, а болотный запах указывает на застойность воды, и давность очистки водоема.

Определение вкуса воды: существуют 4 основных вкусовых качества воды: соленый, сладкий, кислый, горький. Остальные являются привкусами (щелочной, металлический, хлорный, вяжущий). Исследуют воду при ее температуре не менее 20 градусов, набирают в рот воду малыми порциями, задерживают в течении 3-5 секунд и оценивают по 5-ти бальной шкале (мы предварительно воду процедили и определяли вкус не проглатывая воду).

0 баллов – нет вкуса, 1 балл очень слабый, 2балла – слабый, 3 балла – заметный, 4 балла отчетливый, 5 баллов – очень сильный. Мы оценили нашу пробу воды в 4 балла, а показатель свыше 2 баллов указывает на наличие в воде биологически активных веществ.

Вывод: вода для питья не пригодна, а для купания, по данной характеристике, она не противопоказана.

Определение цветности воды: качественную оценку цветности производили исходя из сравнения с дистиллированной водой, для этого в 2 прозрачных стакана наливали воду дистиллированную и исследуемую воду, взятую у берега, на расстоянии 1,2 м и на середине пруда, на расстоянии 12 метров. Обнаружили: в первом объекте вода была интенсивно желтой, а во втором зеленоватая с голубовато мутным оттенком.

Вывод: в прибрежной зоне на цветность оказывает влияние хозяйственная деятельность человека, на середине пруда наблюдается зарастание нитчатыми водорослями, что и обуславливает зеленый оттенок воды.

Измерение температуры водоема: производили в летнее и осеннее время. Измеряли в разных местах на расстоянии не менее 10 м друг от друга (таблица 3):

Таблица 3

Вывод: выявленная мутность и непрозрачность воды указывает на неспособность солнечных лучей проникать вглубь водоема, обеспечивать процессы фотосинтеза и питания автотрофных организмов, что уравновесило бы температуру атмосферного воздуха и воды хотя бы приблизительно, но разница в 5 и 10 градусов сказывается губительно на жизнедеятельности водных организмов, что препятствует самоочищению воды.

Вывод: исследование биоиндикацией говорит нам о том, что еще не все потеряно, и, по мнению специалистов, пруд находится в стадии загрязнения и имеется возможность восстановить чистоту, уравновесить экологический баланс организмов, которые служат показателем чистоты воды.

1.3. Флора и фауна пруда и его окрестности.

Несмотря на свои небольшие размеры, для пруда и его окрестностей характерно большое биоразнообразие.

У берегов пруда можно увидеть заросли камыша. На поверхности воды видно растение – это ряска. Корни этого растения не достают дна, и оно свободно плавает по воде. Ряска играет большую роль в жизни водоёма, она энергично поглощает углекислоту и обильно выделяет кислород, также очищает воду от многих вредных веществ.

Возле воды и в самой воде всегда кипит жизнь. А в прибрежных кустах и деревьях нашли себе приют птицы. На поверхности пруда скользят водомерки, встречается жук-плавунец и улитка-прудовик. Некоторые водные животные, например пиявки, личинки стрекоз и ручейников дышат воздухом, растворённым в воде.

У воды можно встретить разных птиц, например диких уток и гусей. Ещё на пруду можно встретить крупных чаек и ласточек, иногда даже коршунов, которые высматривают свою потенциальную добычу.

Самыми удивительными посетителями (со слов местных жителей) нашего пруда являются цапли и лебеди. Здесь они питаются рыбой, головастиками, водными насекомыми. Отлавливают добычу главным образом в воде. Птицы – полезные птицы. В водоемах они уничтожают в основном сорную и малоценную, преимущественно больную рыбу, которая большого значения для человека не имеет. Таким образом, они являются своего рода санитарами пруда.

Нас удивило количество лягушек в пруду. Сложно даже приблизительно подсчитать их количество. Я решила поподробней узнать об этих земноводных. Прудовая лягушка - самый мелкий представитель группы зелёных лягушек в фауне России: максимальная длина ее тела достигает 84 мм. Барабанная перепонка у нее крупная, задние конечности (голень, пальцы) укороченные. Окраска спинной поверхности прудовой лягушки может быть двух типов: ярко-зеленая, травянистая или коричневая (бурая), встречается и их комбинация с мозаичным зелено-коричневым фоном. Бока, особенно в брачный период, имеют желтоватую окраску, а вся спинная поверхность у самцов может быть окрашена в канареечный цвет. У большинства особей на спине проходит светлая продольная полоса и разбросаны крупные темные пятна. Некоторые экземпляры лишены пятен, но имеют полосу; попадаются также лягушки без пятен и полосы. Брюхо у прудовой лягушки, как правило, молочно-белого цвета; мелкие пятнышки могут покрывать горло и переднюю часть брюха.

Прудовая лягушка обитает в небольших спокойных лесных реках, изобилующих тихими заводями, в прудах, болотах, небольших озерах, в старицах и тупиковых рукавах рек, по берегам заросших мелководий крупных водоемов, в ямах, песчаных карьерах; попадается в частично пересыхающих и промерзающих зимой водоемах; обычна в водоемах, в том числе искусственного происхождения, расположенных в населенных пунктах. Она везде, как правило, предпочитает небольшие водоемы с густой растительностью и избегает русел крупных рек и быстрого течения. С водой прудовая лягушка связана не так тесно, как озёрная, фактически являясь полуводной формой и встречаясь по берегам водоемов и на удалении от них до нескольких сотен метров.

После зимней спячки лягушки появляются во второй половине апреля — мае при температуре воды выше 8°С, почвы 10°С. Первое время животные вялые, однако, уже через пару дней или позже начинаются брачные концерты самцов. В качестве нерестилищ используются преимущественно водоемы со стоячей водой и густой растительностью. Особи распределяются по водоему неравномерно, образуя места концентрации у самого берега или на расстоянии до 6-15 м в более крупных водоемах. Такие "брачные скопления" возникают за 1-5 суток до начала размножения.

Самка прудовой лягушки мечет икру на дно водоема или на водные растения на глубине 30-80 см несколькими порциями по 15-285 икринок на расстоянии 20-30 см между порциями. Плодовитость прудовой лягушки относительно невысока: самка откладывает от 400 до 1800 яиц. Эмбриональное развитие длится 4-12 суток, личиночное 47-77 суток. Половозрелость наступает в возрасте двух лет, максимальная продолжительность жизни в природе не менее 12 лет. Мы случайно обнаружили кладку икры лягушек. (Прилежание 4).

Питаются прудовые лягушки в основном наземными, реже водными и дневными животными. Наиболее часто встречаются насекомые, преимущественно жуки, перепончатокрылые (особенно муравьи), двукрылые. Кроме того, лягушки поедают моллюсков, дождевых червей, ракообразных.

В свою очередь, на лягушек охотятся различные позвоночные и беспозвоночные животные. В случае опасности прудовая лягушка прыгает в воду, но не затаивается на дне, как озерная, а выныривает через несколько метров среди водной растительности. На зимовку лягушки уходят обычно в сентябре — начале октября, сначала взрослые, потом сеголетки. Зимуют они на суше в лесу, закапываясь в рыхлую почву, под корнями деревьев.

1.4. Экологическое состояние.

Так как мы со своей семье иногда отдыхаем на этом пруду, то я вижу его экологическое состояние. Мне нравится, что вокруг пруда практически нет мусора, а если и есть, то в ямке. Здесь в любое время года и дня можно увидеть рыбаков, которые очень трепетно относятся к чистоте. Они разводят костер только в том месте, где он уже когда то был. А отдыхающие стараются увозить весь мусор с собой. На территории водоема автомобилисты не моют машины, поэтому на поверхности воды не видно маслянистых пятен. Наверное, это из-за того, что сюда тяжело добраться, а если доехал и помыл машину, то на обратном пути она все равно замарается.

Заключение

В результате изучения искусственного пруда нами была достигнута поставленная цель. Была собрана и систематизирована теоретическая, метрическая, иллюстративная информация, позволяющая получить достаточно полное представление об исследуемом объекте.

1. Пруд находится на левом берегу реки Поперечная на территории Шипуновского района. Он создан искусственным путем в 70-х годах прошлого века для орошения близлежащих огородов. Но, к сожалению, нам не удалось найти официального название пруда и мы решили взять на себя право предложить свое. Исходя из наших исследований выбрали название пруд «Живой».

2. В процессе работы мы познакомились с методами исследования местного водоема, приемлимыми для малых пресных водоемов. В следствии чего получились следующие результаты:

- пруд вытянут с севера на юг, т.к. максимальная длина -508м, а ширина – 150м. Также, с помощью дрона, удалось составить схему глубины всего пруда- от 0,5 до 2м.;

- прозрачность воды определяли с помощью диска Секки, который при погружении перестал быть виден на глубине 0,8м., вода не непрозрачная;

- мутность воды определялась с помощью фильтрации и взвешивания частиц. Вода оказалась средней мутности, содержит большое количество примесей.

- запах определялся по 5-ти бальной шкале, где преобладающим оказался естественный характер запаха (гнилостный), исходящий от жизнедеятельности и разложения живых организмов. Так же присутствуют запахи естественной среды – рыбный и болотный, что так же является свидетельством того, что жизнедеятельность организмов в среде осуществляется, значит еще не все потеряно, а болотный запах указывает на застойность воды, и давность очистки водоема;

- определение вкуса воды осуществлялось по 4 основным вкусовым качествам: соленый, сладкий, кислый, горький. После чего отмечались баллы: 0 баллов – нет вкуса, 1 балл очень слабый, 2балла – слабый, 3 балла – заметный, 4 балла отчетливый, 5 баллов – очень сильный. Мы оценили нашу пробу воды в 4 балла, а показатель свыше 2 баллов указывает на наличие в воде биологически активных веществ. Следовательно, вода для питья не пригодна, а для купания, по данной характеристике, она не противопоказана;

- качественную оценку цветности производили исходя из сравнения с дистиллированной водой. После чего сделали выводы: в прибрежной зоне на цветность оказывает влияние хозяйственная деятельность человека, на середине пруда наблюдается зарастание нитчатыми водорослями, что и обуславливает зеленый оттенок воды;

- измерение температуры водоема производили в летнее и осеннее время. Тем самым выяснив, что выявленная мутность и непрозрачность воды указывает на неспособность солнечных лучей проникать вглубь водоема, обеспечивать процессы фотосинтеза и питания автотрофных организмов, что уравновесило бы температуру атмосферного воздуха и воды хотя бы приблизительно, но разница в 5 и 10 градусов сказывается губительно на жизнедеятельности водных организмов, что препятствует самоочищению воды.

В результате всех проведенных исследований биоиндикацией говорит нам о том, что еще не все потеряно, и, по мнению специалистов, пруд находится в стадии загрязнения и имеется возможность восстановить чистоту, уравновесить экологический баланс организмов, которые служат показателем чистоты воды.

3. Состав живых организмов пруда и прибрежной зоны очень разнообразен, т.к. пруд находится вдалеке от населенных пунктов.

4. Благодаря данной работе, мы узнал много интересного об антропогенном влиянии человека на водоемы. Вдоль трех сторон от пруда, да еще и выше его уровня, находятся поля для выращивания сельскохозяйственных культур. Естественно они обрабатываются различными гербицидам и минералами. А при попадании в пруды органических и минеральных веществ содержащийся в них азот и фосфор эти вещества служат питанием для водорослей, которые разрастаются, закрывают друг другу свет, идет процесс массового отмирания и гниения. В этом случае вся экосистема водоема может погибнуть.

Но, что касается мусора вокруг пруда, то здесь человек действительно ведет себя воспитанно и культурно.

5. В итоге своего исследования я сняла небольшое видео и написала данную работу. Которая может быть использована на уроках окружающего мира, географии при изучении водоёмов, природного краеведения, для внеклассной работы, при подготовке к походам и исследованиям.

Выдвинутая нами гипотеза, подтвердилась. Действительно, после изучения пресного водоема, его особенностей и уникальности появляется чувство бережного отношения к воде. На водоем начинаешь смотреть как на живой организм, который полон разнообразной флоры и фауны. Это самостоятельная экосистема, которая с годами полностью вжилась в окружающую среду.

В конечном итоге мы поняли, что наш пруд – это своего рода кладовая, богатства которой мы должны беречь и охранять. Ведь именно так он будет наиболее чистым, ухоженным, будут созданы наиболее благоприятные условия для жизни.

Список использованных источников и литературы.

Список литературы:

Бакланова С.Л. Экологическое образование в курсе «География Алтайского края»: учебно-методическое пособие для студентов педвуза/ С.Л. Бакланова; Бийский пед. гос. ун-т им. В.М. Шукшина. – изд. 3-е, испр. И доп. – Бийск: ГОУ ВПО БПГУ, 2007. – 301 с. – 500 экз.

Козлов О. В. Козлова С. В. Методы исследования экосистем водоемов: учебное пособие по экологическому практикуму. – Курган: ИПКРО, 2000 г.

Изучаем водоемы: как использовать озера и пруды. Вологда: ВГПИ, издательство «Русь», 1994.-148с.

Я познаю мир: Энциклопедия: Реки и озёра (сост. Ляхов П.Р.,под общей редакцией Хинн О.Г.- М.: ООО «Фирма «ИздательствоАСТ»1999г.

Список источников информации:

Воспоминания жителя с. Горьковское Шипуновского района Виктора Алексеевича Антонова, он принимал участие в создании данного водоёма, 2021г.

Некоммерческий учебно-познавательный интернет-портал Зоогалактика (zoogalaktika.ru)

Приложение 1

Фото1. Изучаем безымянный пруд

Приложение 2

Фото 2. Схема глубины изучаемого водоема

Приложение 3

Фото 3. Космоснимок пруда и его окрестностей

Приложение 4

Фото 4. Икра лягушек