XXI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Определение качества воды озер юго-восточной части ООПТ «Муромский» по макробеспозвоночным животным

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Королёв М.В. 1

---

1МБОУ "Лицей №1"

Кузнецова Т.В. 1

---

1МБОУ "Лицей №1"

Работа в формате PDF

488.2 KB

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

С древних времён и по настоящее время, большой популярностью у человека пользуются озёра, в том числе расположенные на территориях ООПТ. Такие водоемы есть во многих комплексных заказниках. Они, как и другие природные экосистемы, испытывают необратимые изменения, в своём индивидуальном развитии они проходят от стадии молодости через этап зрелости к полному исчезновению.¹

Озёра чувствительные индикаторы изменений природных процессов, поэтому неслучайно в стратегии развития системы особо охраняемых природных территорий Российской Федерации на период до 2030 года сказано, что необходимо включать в экологический мониторинг состояния уникальных экосистем и объектов животного и растительного мира на особо охраняемых природных территориях водные объекты.

Владимирская земля богата этими объектами природы, их насчитывается около 300, общей площадью в пять тысяч гектар. Большинство из них мелкие, бессточные, многие находятся на стадии эвтрофикации. Но на каждой стадии жизни водоёма есть свои определённые условия качества воды.

Озёра на территории Муромского района широкого распространения не имеют, достаточно большая концентрация характерна для заказника «Муромский».² На его территории гидрологическая сеть имеет протяжённость свыше 80 километров. Её определяют кроме рек озёра: Мичкарь, Карашево, Свято, Виша, и другие. Площадь основных озёр составляет 341.66 га.³ В ходе исследования была выявлена проблема – отсутствие контроля за качеством воды в озерах, в том числе на территории ООПТ. Эта проблема остается актуальной и для территории заказника «Муромский». В связи с этим была поставлена следующая цель: изучить качество воды в озёрах, расположенных на территории юго-восточной части заказника «Муромский» методом биоиндикации по макробеспозвоночным животным. Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:

• Изучить качество воды озер и определить класс качества воды, используя метод биоиндикации.

• Обобщить и проанализировать полученные данные.

• Сделать вывод о качестве природных вод на территории заказника «Муромский».

Изучение состояния водоёмов проводилось на маршрутах, которые пролегали через водоёмы заказника «Муромский» Владимирской области: оз. Мичкарь, оз. Беловощь, озеро, впадающее в Беловощь, оз. Виша, оз Свято, расположенных недалеко от населенных пунктов в июне-июле 2023 года в рамках школьной экспедиции.

1. Литературный обзор.

   1. Особенности гидробионтов.

Гидробионты – все живые организмы, развивающиеся и существующие в водной массе и донных отложениях водоемов и водотоков⁴.

У гидробионтов доминирующим процессом является биохимическая деятельность.

В любом водоеме можно выделить различные группы по условиям зоны⁵:

• Планктон – организмы, обитающие в толще воды и передвигающиеся под действием ее тока.

• Нектон – организмы, обитающие в толще воды и ведущие активный образ жизни.

• Бентос – организмы, обитающие на дне или в толще донного грунта водоемов.

1. 2. Гидробионты – индикаторы качества воды.

Гидробионты – являются естественными индикаторами загрязненности водоема. Присутствие индикаторных видов растений или животных позволяет более глубоко судить о качестве воды в водоеме⁶.

Оценка степени загрязнения водоема по составу живых организмов позволяет быстро установить его санитарное состояние, определить степень и характер загрязнения, а также дать количественную оценку протекания процессов естественного самоочищения.

При увеличении токсических веществ в водоемах происходит угнетение и обеднение фитопланктона. При обогащении водоемов биогенными веществами значительно повышается продуктивность фитопланктона.

Каждая группа организмов в качестве биологического индикатора имеет свои преимущества и недостатки. Водорослям принадлежит ведущая роль в индикации изменения качества воды в результате эвтрофикации водоема. Зоопланктон также достаточено показателен как индикатор эвтрофирования и загрязнения вод. Простейшие являются высокочувствительными индикаторами сапробного состояния водоемов.

Биологическое исследование стоячих водоемов, как правило, интерпретируется более легко. Здесь, прежде всего, необходимо проведение комплексных исследований с тем, чтобы иметь полное представление о состоянии водоема. Чем крупнее исследуемый водоем, тем большее количество разнообразных станций надо выбирать по периметру⁷.

2. Материалы и методы исследования.

2.1 Физико-географическая характеристика водоемов государственного биологического заказника «Муромский»⁸.

В географическом отношении территория представляет собой плоскую равнину с песчаными холмами и болотными низинами. Большую площадь занимают зандровые равнины, перерезанные грядами незначительных по высоте холмов, служащих водоразделами.

Пойма реки Оки представляет собой песчаную равнину с невысокими, слабо задернованными грядами и гривами. С поверхности она сложена суглинками и глинами с прослойками песка и супеси. Суглинки представляются разнозернистыми песками с гравием и галькой.

Множество узких старичных озёр и заболоченных понижений представляют собой брошенное русло реки. Старичные озёра, как правило, соединены с Окой узкими протоками. Район расположения заказника относится к зоне умеренно-континентального климата и, как правило, характеризуется умеренно тёплым летом; холодной, снежной и продолжительной зимой; короткой, облачной, часто дождливой весной и относительно тёплой осенью.

Среднегодовая температура воздуха составляет + 3,4 градуса, самый тёплый месяц – июль, самый холодный – февраль. Средняя температура их соответственно + 19,3 градуса и –11 градусов. Среднегодовое количество осадков 588 мм, причём наибольшее количество осадков по временам года приходится на лето – 199 мм. Самые ранние заморозки (конец весенних заморозков) отмечены 15 апреля, самые поздние – 13 июня. Даты окончания последних заморозков весной приходятся, в основном, на 14 мая.

Продолжительность безморозного периода составляет, в среднем, 129 дней, вегетационного – 112 дней. Замерзание рек приходится, в основном, на 20 ноября, вскрытие – на 15 апреля.

Гидрологическая сеть на территории заказника определяется наличием реки Оки, её левых притоков – рек Мотра и Суворощь, озёр Беловощь, Свято, Двойки, Мичкарь, Карашево, Боровое, Тоньки, Квашонки и Мочилки, Иловец, Коломище, Виша и ряда болот приуроченных к пойме реки Оки.

Протяжённость речной сети составляет более 80 километров. Площадь основных озёр составляет 341.66 га, площадь водной акватории – более 700 га.

Река Ока – самая крупная река во Владимирской области. Среднегодовой расход воды у реи Оки составляет 1120 – 1130 куб. метров/сек. Долина реки очень широкая – до 15 – 20 км, в половодье река превращается в мощный поток шириной 3 – 8 км, уровень воды поднимается до 5 – 10 м. Пойма реки до 2 – 3 км, местами до 6 км, преимущественно левобережная.⁹ Пойменные водоёмы весной затапливаются и соединяются с рекой. Летом уровень в них медленно падает за счёт испарения и фильтрации воды в грунте. Летом пойменные озёра сильно зарастают жёсткой и мягкой травянистой растительностью. Многие из них уже превратились в болотистые понижения, сырой луг или разделились на несколько водоёмов, соединяющихся между собой только при высоких уровнях.

Анализируя хозяйственную деятельность организаций расположенных на территории заказника, следует отметить, что большого воздействия на среду обитания диких животных и птиц они не оказывают, однако выпас крупнорогатого скота вблизи водоёмов отрицательно сказывается на среду обитания околоводных млекопитающих: бобров, выхухоли, ондатры; т.к. при этом разрушаются норы зверьков и не исключена их гибель.¹⁰

2.2 Методы исследований.

2.2.1. Метод качественной оценки воды по бентосным организмам.

Гидробиологический метод, т.е. оценка качества воды по растительному и животному населению водоемов, позволяет обнаружить последствия загрязнения, так как исходит из состояния сообществ гидробионтов, существующих при определенном качестве среды.

При изменении абиотической среды обитания у гидробионтов всех экологических групп происходит нарушение сложного комплекса взаимоотношений их с внешней средой и между собой. Биоценозы начинают изменяться вследствие вымирания чувствительных организмов и замены их малочувствительными. Эти изменения возникают даже при достаточно слабых концентрациях токсикантов, выявить которые с помощью химико-бактериологических методов не всегда возможно.

В настоящее время в мировой и отечественной практике контроль за качеством вод - наиболее распространенный подход в классификации уровней загрязнения, который представлен делением на шесть классов по результатам химических, гидробиологических и бактериологических исследований. Первый класс относится к очень чистым водам. Шестой класс качества – к очень грязным, с полным отсутствием донных макробеспозвоночных животных¹¹.

2.2.2. Метод сбора гидробионтов

Для выявления состава сообществ донных беспозвоночных озер необходимо отобрать грунт со дна водоема. Отобранный грунт промыть до полного просветления промывных вод. Весь оставшийся материал перенести в кювету для выборки организмов

Просмотр живых организмов даёт первую информацию о качестве воды. В связи с этим весьма желателен разбор собранного материала на месте. Для этого маленькие порции промытого грунта необходимо разобрать в кювет с небольшим слоем воды, обнаруженных гидробионтов извлечь пинцетом, и поместить в баночки с 4%-ным раствором формалина. На баночки наклеить этикетки с указанием: названия озера, места отбора животных и даты¹².

Для определения беспозвоночных использовался определитель основных форм пресноводных беспозвоночных Ричерда Олтона.

2.2.3. Метод оценки качества воды

При выполнении данной работы использовался метод биоиндикации, разработанный Московским институтом пресноводных аквакультур. Он включает в себя несколько этапов:

1. Пользуясь методом сбора и обработки (раздел 2.2.2.) необходимо собрать гидробионтов, обитающих в водоеме.

2. Необходимо определить индикаторную значимость животных-индикаторов, пользуясь таблицей 1.2.3.1.

Индикаторная значимость таксонов

Таблица 2.2.3.1

3. Условную значимость каждого таксона необходимо умножить на количество таксонов вследствие чего получится суммарная значимость.

4. Самый высокий показатель суммарной значимости и определяет класс качества воды;

5. Результаты исследований необходимо оформить в виде таблицы 2.2.3.2.

Таблица 2.2.3.2.

Результаты исследований

3. Результаты исследований.

Исследование водоемов проводилось в июне-июле 2023 г. на маршрутах в ходе летней экспедиции, которые пролегали через водоемы (см. приложение 1). В ходе работы было обследовано 6 водоемов, которые расположены недалеко от населенных пунктов и сельскохозяйственных угодий. Для оценки качества воды на каждом озере было выбрано несколько точек в зависимости от размера водоема. В ходе исследования были обследованы различные биотопы: погруженные в воду ветки, песчаное дно, илистое дно, камни, водные растения на предмет выявления гидробионтов – индикаторов качества воды. Обобщенные результаты изучения представлены в таблице 3.2.1.

Таблица 3.2.1

Видовое разнообразие гидробионтов

Анализируя таблицу, можно сказать, что количество гидробионтов изменяется на водоемах от 6 до 2. Наибольшее количество гидробионтов характерно для озера Беловощь и озера Виша, наименьшее количество – озеро Карашево. Различие в количестве видов определяет состав воды в этих водоемах. При изучении озер было отмечено, что в разных точках также наблюдается различие в гидробионтах (см. таблицу 3.2.2)

Таблица 3.2.2

Видовое разнообразие гидробионтов

Как видно из таблицы количество таксонов на всех озерах кроме озера Свято меняется, предположительно это связано с поступлением веществ, которые меняют состав воды. Чаще всего на пробных площадках встречались: затворка обыкновенная (Valvatapiscinalis), ручейник в трубочке (Polycentropodidae). Отличалось на пробных площадках и количество самих таксонов (см. таблица 3.2.3).

Таблица 3.2.3

Количественный состав гидробионтов на пробных площадках.

Как видно из таблицы в водоемах не обнаружены индикаторы чистой воды и очень грязной воды, единично встречаются индикаторы грязной воды, что говорит о попадании в воду загрязняющих веществ. Полученные результаты позволили рассчитать суммарную значимость качества воды (см. таблицу 3.2.4).

Таблица 3.2.4.

Анализ качества воды исследуемых водоемов.

Как видно из таблицы из 6 озер наиболее чистую воду имеют: озеро Свято, озеро Виша, озеро, которое соединено протокой с озером Беловощь, так они расположены далеко от сельхозугодий, дорог и сточные воды приносят меньше веществ, которые влияют на качество воды. Самая грязная вода у озера Карашево, которое близко расположено к сельхозугодьям и фермам. В озерах: Виша, озере, впадающем в Беловощь, Беловощь обнаружено несколько особей, которые являются таксонами грязной воды, что говорит об изменениях в качестве воды в худшую сторону. Процент точек с 3 классом качества воды 55,6 % (см. рисунок 1).

Рис.1 – Класс качества воды на пробных площадках.

Как видно на диаграмме достаточно высок процент загрязненной воды, есть пробные точки с пятым классом качества воды.

Полученные результаты показывают, что качество воды в озерах на территории заказника «Муромский» достаточно низкого качества, а значит, есть источник, который влияет на ухудшение состояния водоемов.

4. Выводы.

В ходе исследования было изучено 6 озер в юго-восточной части заказника «Муромский», расположенных на территории Муромского района Владимирской области. Полученные результаты позволили сделать следующие выводы:

1. Количество гидробионтов изменяется на водоемах от 6 до 2. Наибольшее количество гидробионтов характерно для озера Беловощь и озера Виша, наименьшее количество – озеро Карашево. В водоемах не обнаружены индикаторы чистой воды и очень грязной воды, единично встречаются индикаторы грязной воды.

2. Из 6 озер наиболее чистую воду имеют: озеро Свято, озеро Виша, озеро, которое соединено протокой с озером Беловощь. Самая грязная вода у озера Карашево, которое близко расположено к сельхозугодьям и фермам. В озерах: Виша, озере, впадающем в Беловощь, Беловощь обнаружено несколько особей, которые являются таксонами грязной воды. Процент пробных точек с 3 классом качества воды 55,6 %, достаточно высок процент загрязненной воды, есть пробные точки с пятым классом качества воды.

3. Качество воды в озерах на территории заказника «Муромский» достаточно низкого качества, отсутствует первый, второй.

5.Заключение.

Биотестирование как способ оценки токсичности объектов окружающей среды включено в экологическое законодательство во многих странах, в том числе в России. Гидробиологический контроль качества воды – важнейшая составная часть экологического мониторинга поверхностных вод, в том числе на территории ООПТ. Полученные результаты показали, что качество воды в озерах на территории заказника низкого качества, что отрицательно влияет на состояние экосистемы водоемов.

Список литературы.

1. Болотова Г.А. и др. Мониторинг водных объектов, учебное пособие М,: Университет, 1999 г.-120 с.

2. География Владимирской области: 8-9 класс: учебное пособие/ В.В. Кузнецов и др; под ред: В.В. Кузнецова, О.В. Гаврилова, 98 с.

3. Комплексная экологическая практика школьников и студентов. Программы. Методики. Оснащение. Учебно-методическое пособие. Под редакцией проф. Л.А. Коробейниковой, Стр.74.

4. Сборник научно – практических материалов «Друзья заповедного леса». 2005 г., 160 с.

studfile.net/preview/748085

park-meshera.ru

http://zemlj.ru/obrazovanie-ozyor.html

http://geography.kz/?p=1338

http://zaribkoy.narod.ru/map_1vlad.html Владимирская область

П

1

2

3

1

2

2

3

риложение 1

1

1

1

2

3

1

2