IX Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Разработка базы данных «Окунь озера Имандра»
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Проблема антропогенной изменчивости природных систем особенно остро обозначилась в последние десятилетия. Наиболее сильно подвержены воздействию человеческой деятельности пресноводные системы. Прямые стоки промышленного производства, коммунального и сельского хозяйства, аэротехногенные выпадения на водосборы приводят к изменению гидрохимического режима, появлению токсичных компонентов в водной среде, что, в конечном счете, ведет к нарушению структуры и функционирования водных сообществ, снижению их биоразнообразия и рыбопродуктивности водоемов.
В настоящее время в той или иной степени антропогенным изменениям подвержены все крупные реки и озера. Не является исключением и Крайний Север. Мурманская область является наиболее промышленно развитой среди всех регионов Арктики, что связано с освоением богатых минерально-сырьевых ресурсов края. Наибольшая концентрация крупных промышленных производств приурочена к водосбору на берегах оз. Имандра.
Антропогенное загрязнение водоемов вызывает ухудшение показателей водной среды, что приводит к качественным и количественным изменениям в различных систематических группах гидробионтов. В частности, наблюдаются изменения ихтиофауны водоемов.
Приспособление популяций животных к условиям окружающей среды сопровождается морфологическими изменениями, по которым можно определить уровень дифференцированности популяций [5]. Форма тела во многом связана с особенностями адаптации организма к условиям обитания (питанию, локомоции и размножению и др.) и является важным элементом фенотипа любого организма [1]. Оценка морфологических изменений и изучение закономерностей и особенностей роста рыб несет в себе большое научное и практическое значение. Изменчивость морфологии и роста рыб тесно связана с вопросами оценки состояния пресноводных экосистем и разработкой методов экологического прогнозирования.
Исследование морфологии и темпа роста окуня обыкновенного Perca fluviatilis Linnaeus, 1758, озера Имандра ведется с 2016 года. За этот период накопился достаточный массив информации, требующий систематизированного хранения и обработки полученной информации. Для реализации этой задачи была разработана база данных, содержащая информацию по окуню озера Имандра, местах и сроках их вылова, получившая название «Окунь озера Имандра».
Материал и методы
Рис.1. Карта-схема районов сбора материалов для БД «Окунь озера Имандра» 2016-2018 гг.
Материалом для создания базы данных (БД) послужили данные по морфологии и темпу роста окуня озера Имандра (рис.1), полученные в 2016-2018 годах [2, 3, 4]..
Первичные данные в виде цифровых фотографий свежевыловленных рыб, для изучения морфологии, и фотографии жаберных крышек, используемые для определения возраста и оценки темпа роста окуней, хранились в отдельных папках. Результаты исследований были занесены в отдельные электронные таблицы MS Excel, в которых происходила их обработка и анализ. Для сохранения первичной информации и продуктивной аналитической работы эти материалы были объединены в единую СУБД на базе MS Access.
Структура и возможности БД «Окунь озера Имандра»
Структура базы данных включает 3 электронные таблицы, связанные ключевыми полями (рис. 2). Все таблицы нормализованы и содержат информацию строго определенного содержания. Информация о рыбах, обрабатываемая с помощью БД, представлена двумя крупными блоками. Первый блок содержит данные по морфологии тела окуня, включающий значения массы тела, 30 промеров по схеме Правдина [6] и фотографии окуня (рис.2). Второй – данные о размерах жаберных крышек и фотографии регистрирующих структур (рис.3).
Этим блокам соответствуют таблицы «Станция отбора проб», содержит на текущий момент 6 строк, где представлена информация об объектах исследования: номер водоема, название водоема, точка отбора, географические координаты, дата отбора, примечания. Другая группа таблиц – «Промеры (морфология)», на текущий момент содержит 98 строк (3038 значений), и «Промеры (темп роста)», содержит 85 строк, где представлены первичные данные: номер точки отбора проб, данные промеров.
Получение и сортировка данных осуществляется посредством запросов. Они позволяют найти определённые данные среди нескольких таблиц, а также создать или обновить данные.
Все данные в БД «Окунь озера Имандра» снабжены фотографией, позволяющей уточнить или перемерить значения.
Рис.2. Данные промеров в таблице «Промеры (морфология) и фотография рыбы №4.
Рис.3. Данные по длине годовых колец регистрирующих структур в таблице «Промеры (темп роста) и фотография жаберной крышки.
Путем формирования соответствующих запросов, можно получить выборку требуемых данных стандартными средствами MS Access. Например, выборка окуней из г. Тик-губа с данными по темпу роста (рис. 4).
Рис.4. Внешний вид поискового запроса в БД « Окунь озера Имандра».
Рис.5. Внешний вид результатов поискового запроса в БД «Окунь озера Имандра».
Заключение
Разрабатываемая БД «Окунь озера Имандра» представляет собой удобный инструмент для работы с разнородными данными по окуню озера Имандра. Практическая значимость БД заключается в структурированном хранении первичной информации по окуням озера Имандра. В дальнейшем БД может быть пополнена новыми данными как по окуням, так и по другим видам рыб, населяющих озеро Имандра и другие исследуемые водоемы Мурманской области. В БД могут быть внесены данные по гидрохимии мест вылова рыб, что позволит оценить условия обитания гидробионтов.
База данных позволяет решить следующие задачи:
Хранение и систематизация первичных данных;
Обеспечение удобного вноса вновь полученных данных пользователям;
Оптимизация аналитической работы – удобный импорт и экспорт в среде MS Office.
Литература
1. Баранов В. Ю. Исследование изменчивости формы тела речного окуня (Perca fluviatilis Linnaeus, 1758) из загрязнённых радионуклидами водоёмов методами геометрической морфометрии. — 2007. — С. 158.
2. Косов Л.Д., Зубова Е.М. Исследование морфологических признаков окуня Perca fluviatilis (L.) озера Имандра. Тезисы докладов: II Всероссийской научно-практической конференция с международным участием«Будущее Арктики начинается здесь» (18 - 20 апреля 2018 г.). Часть 1 /отв. редН.Г. Дяченко. – Апатиты: Изд. филиала МАГУ в г. Апатиты, 2018. - С.
3. Косов Л. Морфологическая характеристика речного окуня Perca fluviatilis (L.) озера Имандра. Шаг в будущее: Научные труды молодых исследователей программы «Шаг в будущее». Том 21. – Мурманск, 2018. – C.18-21.
4. Косов Л.Д. Речной окунь Perca fluviatilis (L.) озера Имандра. Тезисы докладов Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Будущее Арктики начинается здесь» (25-26 апреля 2019 г.). / отв. ред. Н.Г. Дяченко. – Апатиты: Изд. филиала МАГУ в г. Апатиты, 2019. – 136 с. С.120-121.
5. Попова О. А., Андреев В. Л., Макарова Н. П., Решетников Ю. С. Изменчивость морфометрических показателей у речного окуня Perca fluviatilis L. в пределах ареала // Биология речного окуня. — Москва: Наука, 1993. — С. 4. — 128 с.
6. Правдин И.Ф. Руководство по изучению рыб. М.: Пищепромиздат. 1966. 376 с.