Курсовая работа по теме «Фитопланктон реки Щара и канала Огинского». Курсовая работа по теме «Фитопланктон реки Щара и канала Огинско. Фитопланктон биологический водоросль водоем
 Скачать 313.25 Kb.
|
|
Водоросли (Algae), представляют огромную группу организмов, широко распространенную на нашей планете и имеющую огромное значение в круговороте веществ в природе и жизни человека [1]. Оглавление фитопланктон биологический водоросль водоем Введение . Литературный обзор .1 Понятие «планктон» .2 Оценка состояния водных экосистем .3 Связь биологического разнообразия водорослей с трофностью водоема .4 Изменение видового состава фитопланктона при эвтрофировании водоемов .5 Фитопланктон некоторых водоемов .5.1 Фитопланктон реки Лососна .5.2 Фитопланктона реки Городничанка .5.3 Альгофлоры Августовского канала .5.4 Состав фитобентоса на примере каналов Украины: Днепр-Кривой Рог и Сев.Донец-Донбасс . Материалы и методы исследования .1 Место проведения исследований .2 Выбор станции и методика отбора проб фитопланктона .3 Консервация, концентрирование проб, обработка результатов . Результаты исследований .1 Видовой состав фитопланктона канала Огинского и реки Щара .2 Динамика видового разнообразия фитопланктона .3 Таксономический анализ видового состава фитопланктона Выводы Библиографический список Приложение А Приложение Б Введение Водоросли (Algae), представляют огромную группу организмов, широко распространенную на нашей планете и имеющую огромное значение в круговороте веществ в природе и жизни человека [1]. Термин «водоросли» дословно означает «растущие в воде». Однако растения, которые мы обычно видим растущими в реках и прудах, не относятся к водорослям, а представляют собой высшие растения, поскольку большая часть пресноводных водорослей имеет микроскопические размеры. Крупные водоросли (макрофиты) преобладают в морях, причем часто обитают на больших глубинах. Многие водоросли обитают не в воде, а в почве, на деревьях, скалах и т.п. следовательно, водное местообитание, хотя и характерно для большинства водорослей, но не может быть включено в их определение [2]. В отличие от многообразных водных высших растений тело водорослей не имеет органов, дифференцированных на листья, стебель и корни, а представлено своеобразным талломом или слоевищем, который может быть очень разнообразным. В настоящее время общепризнано учеными, что водоросли не представляют собой монолитной группы организмов, объединенных единством строения и происхождения, а представляют совокупность обособленных отделов растений, происходящих от первичных сапрофитных организмов [1]. Водоросли играют огромную роль в природе. Они являются основными производителями органической пищи и кислорода в водных экосистемах Земли, и, кроме того, играют большую роль в общем балансе кислорода на планете. В наземных местообитаниях почвенным водорослям наряду с другими микроорганизмами принадлежит роль пионеров растительности. Водоросли учувствуют в процессах формирования примитивных почв на субстратах, лишенных почвенного покрова, а также в процессах восстановления почв, нарушенных сильными загрязнениями. Водоросли принимают участие в строительстве коралловых рифов — наиболее грандиозных геологических образований, созданных живыми организмами. Закажите работу от 200 рублей Если вам нужна помощь с работой, то рекомендуем обратиться к профессионалам. Более 70 000 экспертов готовы помочь вам прямо сейчас. Узнать стоимость Трудно переоценить значение водорослей и для жизни человека. Водорослям отводят важную роль в решении ряда глобальных проблем, волнующих все человечество, в том числе продовольственной, энергетической, охраны окружающей среды, изыскания новых источников промышленного сырья, строительных материалов, фармацевтических препаратов, биологически активных веществ и новых объектов биотехнологии [24]. Альгофлористические исследования в настоящее время приобретают все большую актуальность. Значительное внимание уделяется исследованиям альгофлоры крупных рек, однако флоры малых рек практически не изучены. Вместе с тем обобщение и анализ данных по этим водным объектам позволили бы выявить не только флористическое богатство водорослей в разнотипных водоемах и водотоках, но и особенности экологии и распространения отдельных видов и групп водорослей [25]. Фитопланктон является первым звеном трофической цепи и одним из основных продуцентов органического вещества в водоемах. Его структура и функциональные особенности во многом определяют структуру и функционирование водных экосистем в целом. Цель нашей работы — изучение сезонной динамики планктонных водорослей реки Щары и канала Огинского. Для достижения поставленной цели следовало решить следующие задачи: . изучить видовой состав фитопланктона в отобранных пробах; . проанализировать сезонную динамику видового состава фитопланктона за 2015 год; . составить список водорослей планктона реки Щары и канала Огинского и провести таксономический анализ. . Литературный обзор .1 Понятие «планктон» Фитопланктон — совокупность мелких, преимущественно микроскопических водорослей, свободно плавающих в толще воды. Это основная экологическая группа водорослей, продуцирующая первичное органическое вещество, без которого невозможно представить все живое в водоеме. В процессе эволюции планктонные водоросли выработали ряд приспособлений, позволяющих им достаточно долгое время находиться в воде во взвешенном состоянии. У планктонных водорослей, не имеющих жгутиков, увеличение плавучести достигается в значительной мере соответствующей формой тела и наличием разнообразных выростов и придатков, щетинок, роговых отростков, перепонок и др. Иные формы планктонных водорослей представлены плоскими или полыми колониями, которые обильно выделяют слизь. Многие водоросли накапливают в клетках вещества с удельным весом меньше единицы (например, жир, масло) либо образуют газовые вакуоли. Одна из особенностей планктонных водорослей, позволяющих им существовать в толще воды во взвешенном состоянии, — мелкие размеры тела. Благодаря мелким размерам, а, следовательно, и небольшой массе, планктонные водоросли не так быстро опускаются на дно водоема [3]. Планктонные водоросли обитают в самых разнообразных водоемах — от озер, водохранилищ до небольших луж. Типичный фитопланктон особенно характерен для крупных водоемов. Скидка 100 рублей на первый заказ! Акция для новых клиентов! Разместите заказ или сделайте расчет стоимости и получите 100 рублей. Деньги будут зачислены на счет в личном кабинете. Узнать стоимость В зависимости от размеров фитопланктонные водоросли подразделяются на мезо-, микро- и нанопланктонные. К мезопланктонным фитопланктерам относят водоросли размером 1-5 мм. Это немногочисленная группа колониальных организмов (Sphaeronostoc kihlmani и др.). Водоросли с размером тела от 50 мкм до 1 мм относятся к группе микропланктонных организмов. Нанопланктонные организмы имеют тело размером менее 50 мкм. При отборе проб планктонной сетью они легко проходят через мелкоячеистую ткань. В планктоне пресных водоемов наибольшим разнообразием отличаются зеленые, диатомовые водоросли и цианеи. Из зеленых обильно представлены одноклеточные, ценобиальные и колониальные вольвоксовые (виды родов Chlamydomonas, Gonium, Pandorina, Eudorina, Volvox) и хлорококковые (виды родов Pediastrum, Scenedesmus, Oocystis, Golenkinia, Sphaerocystis, Chlorella, Kirchneriella, Ankistrodesmus и др.). Характерными представителями диатомовых водорослей в планктоне являются виды родов Melosira, Fragilaria, Tabellaria, Asterionella, Cyclotella. Из цианей часто и обильно встречаются в качестве планктеров Microcystis, Anabaeпа, Aphanizomenon, Gloeotrichia и др. Из жгутиковых форм в пресноводном планктоне обычны динофитовые — Ceratium и Peridiniит; из золотистых — виды родов Dinobryon, Mallomonas, Uroglena, Synura и др.; из эвгленовых — виды родов Trachelomonas, Phacus, Euglena и др. Последние обильно развиваются в мелких, хорошо прогреваемых водоемах [3]. В мягкой воде заболоченных водоемов и болот развиваются многочисленные представители десмидиевых: виды родов Closterium, Cosmarium, Euastrum, Staurastrum, Micrasterias, Xanthidium, Desmidium и др. Всего в различных водоемах и водотоках Беларуси отмечено около 1000 видов планктонных водорослей. Видовой состав фитопланктона и его численность разнообразны в разных водоемах и даже в одном водоеме в разное время года, он зависит от совокупности многих факторов. Важнейшими из них являются световой, температурный и химический режим, а также антропогенное воздействие. Последнее в одних случаях приводит к обеднению фитопланктона, в других — к значительному повышению его продуктивности. При попадании в воду большого количества биогенных веществ наблюдается бурное развитие планктонных водорослей, окрашивающих воду в зеленый, сине-зеленый и другие цвета. Такое явление получило название «цветение» воды, при котором в 1 л воды содержатся миллионы клеток планктонных водорослей. В результате их массового разложения выделяются сероводород и другие токсические вещества, что может привести к гибели зооценозов водоема. Следует учесть и тот факт, что токсические вещества выделяются некоторыми водорослями (например, видами Мicrocystis) в процессе их жизнедеятельности. Действие освещенности как экологического фактора наглядно проявляется в вертикальном распределении фитопланктона. В озёрах, например, планктонные водоросли обитают обычно в верхних слоях воды, но могут развиваться и на глубине 10-15 м. Очень требовательны к освещению зеленые водоросли и большинство видов цианей, развивающихся наиболее интенсивно в летний период. Так, водоросли родов Microcystis, Anabaena, Aphanizomenon в массе развиваются только у самой поверхности воды. Менее требовательны к свету диатомовые водоросли. Большинство из них в мало прозрачных водах озер и водохранилищ более интенсивно развивается на глубине 2-3 м. Температурный фактор — также один из наиболее важных, влияющих на состав и распределение фитопланктона. Известны виды, которые развиваются только в холодноводных водоемах; есть виды, существующие в водоемах с теплой водой. Многие водоросли способны обитать в водоемах, где диапазон колебаний температуры весьма велик. Так как температурный оптимум у разных видов планктонных водорослей не совпадает, происходит смена видового состава по сезонам (сезонная сукцессия). Вегетационный цикл фито планктона начинается в марте-апреле. В это время массовыми планктерами являются мелкие жгутиковые — Chromulina, Сrурtomonas, повышается численность холодноводных видов диатомовых — Melosira, Diatoma. Во второй половине весны бурно развивается холодноводный комплекс диатомовых. Летом появляются умеренно тепловодные диатомовые — Asterionella, Tabellaria, интенсивнее развиваются зеленые и синезеленые водоросли. Во второй половине лета максимального развития достигают синезеленые и зеленые водоросли, которые могут вызвать «цветение» вoды. Из диатомовых в этот период отмечаются тепловодные представители родов Fragilaria и Melosira granulata. Осенью снова начинают более интенсивно развиваться холодноводные диатомовые совместно с продолжающими развитие синезелеными водорослями. Вода природных водоемов содержит различные химические соединения, необходимые для развития фитопланктона. Важнейшие из них минеральные соли (биогенные элементы). Из минеральных солей для развития фитопланктона (и водорослей в целом) необходимы соли азота и фосфора. Как правило, в водоемах этих соединений явно недостаточно. Элементами питания водорослей являются железо и кальций. К железолюбивым водорослям относятся многие диатомовые, десмидиевые. Кремний нужен для формирования панциря диатомей. Магний, калий и сера — также необходимые элементы для водорослей, но в воде их всегда достаточно. Смотрите также: Курсовая работа по теме "Происхождение эукариотических клеток" Планктонные водоросли являются основными, а нередко и единственными продуцентами первичного органического вещества, которое необходимо для существования всего живого в водоемах. Планктонные водоросли принимают активное участие в самоочищении водоемов. Из отмирающих планктонных водорослей формируются илы, сапропели и другие отложения. Планктонные водоросли используются в качестве индикаторов загрязненности воды. Они могут быть источником белков, витаминов и сырья для многих отраслей промышленности [3]. Скидка 100 рублей на первый заказ! Акция для новых клиентов! Разместите заказ или сделайте расчет стоимости и получите 100 рублей. Деньги будут зачислены на счет в личном кабинете. Узнать стоимость 1.2 Оценка состояния водных экосистем Водные экосистемы — это природный объект, который является единством взаимозависимых среды и обитающей в ней биоты. Поэтому, для того, чтобы охарактеризовать состояние водной экосистемы, необходимо знать показатели воды как среды обитания и показатели биотической (организменной) части экосистемы. Каждая водная экосистема находится в определенном состоянии, которое выражается в определенном сочетании показателей средовой и организменной составляющих водной экосистемы. Для оценки состояния водной экосистемы необходимо знать не только ее гидрохимические параметры, но и параметры ее биотической части [5]. Биотическая часть экосистемы организована в виде трофической пирамиды, основу которой составляют первичные продуценты. В водной экосистеме это водоросли, которые дают органическое вещество для формирования второго трофического уровня — беспозвоночных консументов, которые, в свою очередь, являются базисом для рыб — верхнего звена трофической пирамиды в водных объектах. Зная состояние первого трофического уровня, можно предполагать состояние всей трофической пирамиды. Таким образом, по состоянию первого трофического звена возможна оценка всей биотической составляющей водной экосистемы. Способность поверхностных вод к самоочищению также определяется эффективностью функционирования биотической составляющей экосистемы. Таким образом, по состоянию первого трофического звена возможна оценка состояния всей биотической составляющей водной экосистемы. Способность поверхностных вод самоочищению также определяется эффективностью функционирования биотической составляющей экосистемы. Оценка состояния первого трофического звена возможна с помощью показателей численности и биомассы, биохимического потребления кислорода (БПК), насыщенности воды кислородом, прозрачности воды и связанной с прозрачностью первичной продукции, а также индекса сапробности [6]. Однако, монотонность изменения гидрохимических показателей с ростом классности воды не дает возможности выделить какие-либо критические уровни, значения, интервалы, что подтверждает необходимость привлечения показателей, более тесно связанных с биотической частью экосистемы. Одним из компонентов в оценке состояния водных экосистем является совокупность организмов и результатов проявления их жизнедеятельности. Качество вод по обитающим в них организмам определяется уже в течение сотни лет и метод носит название — биоиндикация. Его следует отличать от биотестирования как метода оценки реакции тест-организма на среду, в которую его поместили. Пока нет представления о едином механизме функционирования водной экосистемы, а для оценки ее состояния необходимо понимание функционирования экосистемы в целом как взаимозависимого единства среды и обитающей в ней биоты и выявления тех показателей, которые изменяются не монотонно и позволяют определить емкость экосистемы и пределы ее восстановительных способностей. 1.3 Связь биологического разнообразия водорослей с трофностью водоема Биоиндикационные методы на основе видового состава сообществ и обилия водорослей дают интегральную оценку результатов всех природных и антропогенных процессов, протекавших в водном объекте. Кроме того, биоиндикация по сообществам водорослей — дешевый экспресс-метод, в то время как химические анализы дорогостоящи, а основным преимуществом автотрофов является то, что водоросли первыми в трофической цепи реагируют на загрязнители, не успевая их накапливать. Реакцией на изменение условий среды является изменение состава и обилия водных организмов, причем смена сообщества водорослей может произойти за несколько часов при смене условий среды [7]. Методы биоиндикации по высшему трофическому звену наземных экосистем бассейна водосбора еще не достаточно разработаны. Биоиндикационные оценки по низким трофическим уровням используются довольно широко [8, 9]. Хотя есть много попыток сопоставить среду и биоту, но пока нет единой системы. Единая система оценки качества вод и состояния водных экосистем по сообществам водорослей-индикаторов дает оценку качества воды, устанавливает интервалы важнейших химических, физических и продукционных показателей в соответствии с состоянием биоты, дает возможность восстановить недостающие показатели по имеющимся, позволяет определить, подвержена ли экосистема антропогенному воздействию, на какой стадии естественной или антропогенной сукцессии она находится и каковы перспективы ее изменений, вплоть до оценки кризисности ситуации. .4 Изменение видового состава фитопланктона при эвтрофировании водоемов Структура и продуктивность фитопланктона зависит не столько от климатических особенностей региона, сколько от уровня поступления биогенных элементов и условий перемешивания, связанных с морфометрией водоемов и их проточностью. В процессе эвтрофирования водоемов наряду с общим повышением биомассы фитопланктона и сменой доминирующих видов происходит изменение и сезонной сукцессии фитопланктона. Скидка 100 рублей на первый заказ! Акция для новых клиентов! Разместите заказ или сделайте расчет стоимости и получите 100 рублей. Деньги будут зачислены на счет в личном кабинете. Узнать стоимость Сезонное развитие фитопланктона связано с тем, что массовое развитие какого-либо вида вызывает изменение среды (например, истощение биогенных и иных элементов, изменение рН, поступление в среду тех или иных органических соединений и др.), что является предпосылкой для развития других водорослей. Внезапное увеличение численности одного из доминирующих видов или даже субдоминантов, свидетельствует о нарушении стабильности экосистемы и может служить показателем начальной стадии эвтрофирования [6]. По мере повышения трофности водоемов происходит увеличение биомассы синезеленых, а также повышается их доля в общей массе фитопланктона. То же самое происходит и с эвгленовыми водорослями; их биомасса максимальных значений достигает в высокотрофных озерах, а наибольшая доля в биомассе планктона — в загрязненных водоемах. Возрастает роль и значение зеленых, в основном, хлорококковых водорослей. Наоборот, доля диатомовых и золотистых в общей массе фитопланктона снижается, хотя абсолютные величины их биомасс в эвтрофных водоемах все же выше, чем в мезотрофных [10]. .5 Фитопланктон некоторых водоемов 1.5.1 Фитопланктон реки Лососно Лососно, река в Гродненском районе, левый приток Немана. Относится к категории малых рек, ее длина составляет 46 км. Площадь водосбора — 468 км. Средний наклон водной поверхности — 1,1 %. Начинается в Польше, недалеко от деревни Брузги, пересекает государственную границу, впадает в реку Неман в западной окраине города Гродно. Долина извилистая, пойма прерывистая, в верхнем течении открытая [4]. Всего в перифитоне реки Лососно было выявлено 137 видов водорослей из 6 отделов, 11 классов, 19 порядков, 32 семейств, 49 родов. Bacillariophyta — группа не только разнообразна флористически (общее число видов — 72,2%), но и постоянно преобладает численно. Наибольшим видовым разнообразием отличаются роды Navicula (15), Pinnularia и Cymbella — по 9 видов, Achnanthes — 7 видов. Chlorophyta — вторая по таксономическому разнообразию группа (15,3%). Наиболее богаты видами рода Closterium и Scenedesmus (по 3 вида). Отделы Cyanophyta и Euglenophyta включают в себя 5 родов (9 видов) и 3 рода (5 видов) соответственно. Отделы Cryptophyta и Xanthophyta представлены двумя и одним видом соответственно [6]. Выявлена тройка классов с самой высокой видовой насыщенностью. Первое место занимает класс Pennatophyceae — сюда входит 92 вида, что составляет 72,7% от всех выявленных видов (они относятся к 22 родам, 10 семействам и 2 порядкам). На втором месте класс Hormogoniophyceae с 9 видами. А на третьем месте — Conjugatophyceae (8 видов) [15]. .5.2 Фитопланктона реки Городничанка В реке Городничанка за все время исследования было выявлено 40 видов водорослей, которые относятся к 6 отделам, 11 классам, 16 порядкам, 24 семействам, 40 родам. Наиболее представительным классом является Pennatophycea, в него входит 2 порядка, 7 семейств, 19 родов, 19 видов. К отделу Bacillariophyta относится — 20 видов (50% от общего количества), Chlorophyta — 14 видов (35% от общего количества) Euglenophyta — 2 вида (5% от общего количества), Cyanophyta — 2 вида (5% от общего количества), Xanthophyta — 1 вид (2,5% от общего количества), Dynophyta — 1 вид (2,5% от общего количества) [14]. |