Учебнометодическое пособие по курсу Методы биоиндикации
 Скачать 2.02 Mb.
|
|
Видовой состав активного ила – вид под микроскопом Рис. 7.2. Амеба протей (Amoeba proteus) Рис. 7.3. Actinopoda Рис. 7.4. Инфузория - 30 - Рис. 7.5. Типы Плоские, Круглые и Кольчатые черви Лабораторная работа №8 Оценка трофических свойств водоема с использованием высших растений Цель работы: Дать оценку трофических свойств водоема. Задачи: 1. Освоить принцип метода оценки трофических свойств водоема с исполь- зованием высших растений. 2. Научиться распознавать экологические типы водоема. 3. Научиться рассчитывать суммарную трофность водоема. 4. Ознакомиться с основными индикаторными видами макрофитов водо- емов различной трофности. 5. Изучить основные характеристики различных типов стоячих водоемов по трофности. Материалы и оборудование: гербарий растений; определители-каталоги высших растений. Теоретические вопросы для обсуждения. 1. Макрофиты. Их использование в биотестировании. 2. Показатели, используемые при ботанической индикации стоячих водо- емов. 3. Лимитирующие факторы использования высших растений в биоиндика- ции. - 31 - 4. Экологическая классификация стоячих водоемов. 5. Основные характеристики типов водоемов. 6. Оценка частоты встречаемости и относительного обилия растений. 7. Индикаторные виды макрофитов водоемов различной трофности. Практическая работа. Задания. 1. Получить у преподавателя задание на карточке и гербарий. 2. Дать название каждому растению, указанному в задании номером, используя гербарий и каталоги-определители. 3. Выделить индикаторные виды водоемов разной трофности. Дать характеристику водоема в шкале трофности по растениям-индикаторам (см. пример – таблица 8.2). 4. Привести в отчете названия всех растений, указать индикаторные виды водоемов по шкале трофности, охарактеризовать трофические свойства водоема. Для расчета общей трофности каждому типу водоема присуждается но- мер: ацидотрофные – 0, дистрофные – 1, олиготрофные – 2, мезотрофные – 3, эвтрофные – 4. Частоту встречаемости учитывают по девятибалльной шести- ступенчатой шкале частот (таблица 8.1). Таблица 8.1. Соотношение значений относительного обилия и частоты встречаемости организмов (h) Частота встречаемости Количество экземпляров одного вида, % h Очень редко < 1 1 Редко 2 – 10 2 Нередко 10 – 40 3 Часто 40 – 60 5 Очень часто 60 – 80 7 Масса 80 – 100 9 - 32 - Таблица 8.2. Пример расчета суммарной трофности водоема Место отбора проб: Дата_______________ Водоем – естественный пруд Вид Тип водоема (1) Частота встре- чаемости (2) (1)х(2)=(3) Nuphar lutea 1 1 1 Myriophyllum alterniflorum 2 2 4 Potamogeton lucens 2 5 10 P. compressus 3 5 15 Lemna trisulca 3 7 21 Elodea canadensis 3 9 27 Carex vesicaria 3 3 9 (2) = 31 (3) = 87 Общая суммарная трофность водоема (3) : (2) = 2,8, что соответствует переходному типу водоема между олиго- и мезотрофным. Рис. 8.1. Лобелия Дотмана Рис. 8.2. Кувшинка белая Рис. 8.3. Повойничек - 33 - Рис. 8.4. Сфагновые мхи 1 - сфагнум магелланский (Sphagnum magellanicum), 2 - сфагнум бурый (S. fus- cum); 3 - сфагнум ленский (S. lenense); 4 - сфагнум Онгстрѐма (S. aongstroe- mii); 5 - сфагнум балтий- ский (S. balticum); 6 - сфагнум дубравный (S. nemoreum); 7 - сфагнум оттопыренный (S. squa- rrosum); 8 - сфагнум бере- говой (S. riparium); 9 - сфагнум прорезной (S. perfoliatum) Лабораторная работа №9 Определение качества воды в пресноводном водоеме по видовому разнообразию макрофитов Цель работы: Определить степень загрязнения водоема по видовому разнообразию макрофитов. Задачи: 1. Изучить преимущества и недостатки различных групп водной раститель- ности, используемых в качестве биоиндикаторов загрязнения водоемов 2. Ознакомиться с классификацией водоемов по степени загрязненности и применяемыми для этого водными растениями-биоиндикаторами. 3. Ознакомиться с ключом к определению степени загрязненности поверх- ностных вод по индикаторным видам растений. 4. Освоить способ расчета общей суммарной степени загрязнения водоема Материалы и оборудование: гербарий растений; каталоги-определители высших растений. Теоретические вопросы для обсуждения. 1. Токсические вещества, их накопление и распределение в различных сре- дах. - 34 - 2. Группы организмов водной растительности, используемые в качестве биоиндикаторов загрязнения водоемов. Их преимущества и недостатки. 3. Характеристики состояния поверхностных вод по их загрязненности. 4. Что такое ключ к определению степени загрязнения поверхностных вод по индикаторным видам растений? Его применение. Практическая работа. Задания. 1. Получить у преподавателя задание на карточке. 2. Дать название каждому растению, указанному в задании номером, используя каталоги-определители. 3. Выделить растения-индикаторы разной степени загрязнения водо- емов. 4. Рассчитать общую суммарную степень загрязнения водоема (см. пример – таблица 9.1). 5. Привести в отчете названия всех растений, указать индикаторные виды водоемов разной степени загрязненности, привести расчет общей сум- марной степени загрязнения. Таблица 9.1. Пример вычисления общей суммарной степени загрязнения Проба: верхний пруд. Дата________________ Сообщество: растительное Вид Степень загрязнения (1) Частота встречаемости (2) (1)х(2)=(3) Utricularia minor 1 1 1 U. australis 2 1 2 Myriophillum spicatum 2 3 6 M. verticillatum 3 2 6 Potamogeton perfoliatus 3 2 6 Elodea canadensis 4 7 28 P. crispus 4 7 28 P. pectinatus 4 3 12 Ranunculus circinatus 4 3 12 P. nodosus 5 2 10 (2) = 31 (3) = 111 Общая суммарная степень загрязнения (3) : (2) = 3,6, что соответству- ет промежуточной степени загрязнения водоема между умеренной и сильной. - 35 - Рис. 9.1. Планктонные сине-зеленые водоросли с газовыми вакуолями в клетках, вызывающие цветение воды. 1 – две колонии микроцистиса (Microcystis aeruginosa), образованные бесструк- турной слизью; 2 – колония воронихинии (Woronichinia naegeliana) с штриховатой наружной слизью; 3, 4 – афанизоменон (Aphanizomenon flos-aquae) (3 – чешуйки из нитей в натуральную величину, 4 – участки нитей при большом увеличении); 5 – собранные в клубочек нити анабены (Anabaena lemmermannii); 6 – плавающие от- дельные нити анабены (Anabaena scheremetievii); 7, 8 – колония и отдельная нить глеотрихии (Gloeotrichia echinulata) при разных увеличениях. Газовые вакуоли под микроскопом кажутся черными. Рис. 9.2. Elodea Рис. 9.3. Cladophora Рис. 9.4. Potamogeton crispus - 36 - Лабораторная работа №10 Определение качества воды в пресноводном водоеме по видовому разнообразию зообентоса Цель работы: Определить степень загрязнения водоема по видовому разнообразию зообентоса. Задачи: 1. Освоить метод Ф.Вудивиса. 2. Ознакомиться с методом отбора проб для анализа. 3. Ознакомиться со списком выделяемых в зообентосе «групп» для расчета индекса Вудивиса. 4. Освоить шкалу для определения биотического индекса. 5. Изучить классификацию качества воды по биологическим показателям. Материалы и оборудование: музейные экспонаты зообентоса; опреде- лители-каталоги макрозообентоса. Теоретические вопросы для обсуждения. 1. Метод Вудивиса, основные принципы. 2. Отбор проб для анализа по методу Вудивиса. 3. «Группы» зообентоса для расчета индекса Вудивиса. 4. Определение биотического индекса. 5. Классификация качества воды по биологическим показателям. Практическая работа. Задания. 1. Получить у преподавателя задание на карточках. 2. Определить представителей зообентоса, указанных цифрами, по «музейным» экспонатам до класса, семейства или вида. 3. Определить общее число присутствующих групп и биотический индекс водоема (таблица 10.1). 4. Сделать вывод о качестве воды в водоеме по таблице 10.2. - 37 - Таблица 10.1. Рабочая шкала для определения биотического индекса Организмы Видовое раз- нообразие Общее количество присутствующих групп бентосных организмов 0 – 1 2 – 5 6 – 10 11 – 15 16 – 20 > 20 Личинки вес- нянок (Plecoptera) Более 1 1 вид – – 7 6 8 7 9 8 10 9 11 10 Личинки поде- нок (Ephemeroptera) Более 1 1 вид – – 6 5 7 6 8 7 9 8 10 9 Личинки ру- чейников (Trichoptera) Более 1 1 вид – 4 5 4 6 5 7 6 8 7 9 8 Бокоплавы (Gammarus) 3 4 5 6 7 8 Водяной ослик (Asellus aquaticus) 2 3 4 5 6 7 Олигохеты (Tubificidae) или ли- чинки звонцов (Chironomidae) 1 2 3 4 5 6 Отсутствуют все приведенные выше группы 0 1 2 – – – Таблица 10.2. Классификация качества воды по биологическим показателям Класс качества воды Степень загрязнения Биотический индекс 1 Очень чистая 10 2 Чистая 8 – 9 3 Умеренно грязная 6 – 7 4 Загрязненная 5 5 Грязная 3 – 4 6 Очень грязная 0 – 2 - 38 - Рис. 10.2. Паук-серебрянка Рис. 10.3. Insecta (личинка жука-плавунца) Рис. 10.4. Отр. Coleoptera (жуки) Рис. 10.5. Отр. Hemiptera (клопы) Рис. 10.6. Сем. Gyrinidae (вертячки) Рис. 10.7. Сем. Dytiscidae (плавунцы) Рис. 10.8. Личинка поденки (отр. Ephemeroptera) Рис. 10.9. Личинка стрекозы (отр. Odonata) Рис. 10.10. Личинка комара сем. Chaoboridae (p. Chaoborus) - 39 - Рис. 10.1. Водные клещи, гидракарины 1 — Limnochares aquatica ярко красного цвета, ведет придонный образ жизни, ползая по водным растениям, плавать не может; 2 — Hydrochoreutes ungulatus самец —желтоватого цвета с просвечи- вающей темной печенью, имеет очень длинные плавательные ноги, на рисунке не показанные, обитатель больших во- доемов — озер, прудов; 3— Piona nodata — красно-коричневой окраски, встреча- ется в больших водоемах; 4 — Acercus torris самец — желто-коричневого цве- та, на ногах у самцов особые утолщения, играющие роль при копуляции, встреча- ется в мелких лужах; 5— Limnesia undulata самка — желтого, изредка красного цвета с просвечивающей чер- ной печенью, обитатель мелких вод; 6 — Frontipoda musculus самка — зеленого, реже желтого или красноватого цвета, с короткими плавательными ногами, си- дящими пучком около рта, обитает в сильно заросших водоемах; 7 — Arrhenurus neumani — красного, редко зеленого цвета с характерным для сам- цов этого рода задним придатком тела; 8 – Hydrarachna geographica – ярко крас- ного цвета с черными пятнами, имеет короткие плавательные ножки, встре- чается в прудах и лужах, особенно вес- ной (длина 8 мм — «королева» гидрака- рин); 9 — Hydryphantes ruber самка — ярко красного цвета, встречается в мелких водоемах, канавах, лужах, пре- имущественно весною. - 40 - Лабораторная работа №11 Характеристика качества почвы с помощью растений-индикаторов Цель работы: Охарактеризовать качество почвы с помощью растений- индикаторов. Задачи: 1. Освоить метод фитоиндикации для исследования качества почвы. 2. Изучить прямые и косвенные индикаторы метода. 3. Ознакомиться с понятиями достоверности и значимости в биоиндикации. 4. Изучить характеризующие свойства растений при биоиндикации почв. Материалы и оборудование: гербарий растений; каталоги-определители растений. Теоретические вопросы для обсуждения. 1. Почва, факторы почвообразования. 2. Фитоиндикация, сложности метода. 3. Фитоиндикаторы, их значимость. 4. Прямые и косвенные индикаторы. 5. Универсальные (панареальные) и локальные индикаторы. 6. Характеристики индикаторов по достоверности и значимости. 7. Растения – индикаторы оценки влажности почв. 8. Растения – индикаторы механического состава почв. 9. Растения – индикаторы оценки кислотности почв. 10. Растения – индикаторы достатка питательных веществ в почве. Практическая работа. Задания. 1. Получить у преподавателя задание на карточке. 2. С помощью определителей и каталогов дать названия растениям по номерам. 3. Выяснить, индикатором каких свойств почв являются данные рас- тения. 4. Рассчитать коэффициенты достоверности и значимости растений- индикаторов (см. пример – таблица 11.1). 5. Дать характеристику свойств почв, на которые указывают найден- ные вами растения-индикаторы. 6. В отчете привести все названия растений, среди них указать расте- ния-индикаторы и характеризуемые ими свойства почв; привести расчеты ко- эффициентов достоверности и значимости индикаторов. - 41 - Таблица 11.1. Пример расчета суммарной оценки кислотности почвы Вид Кислотность почв (1) Частота встречаемости (2) (1)х(2) = (3) Melampyrum pratense 1 1 1 Trintalis europaea 2 1 2 Pulmonaria obscura 3 3 9 Urtica urens 4 5 20 Festuca pratensis 4 9 28 Filipendula vulgaris 5 3 15 Tussilago farfara 6 2 12 Pyrola chlorantha 6 5 30 Medicago falcata 6 3 18 (2) = 32 (3) = 135 По шкале индикаторных видов растений, характеризующих кислотность почв (3) : (2) = 4,2, pH почвы исследуемого участка соответствует 6,0. Рис. 11.1. Melampyrum pratense Рис. 11.2. Urtica urens Рис. 11.3. Filipendula vulgaris - 42 - Рис. 11.4. Схема фитомониторинга загрязнения окружающей среды и состояния древесных растений Рис. 11.5. Пузырник ломкий (Cystopteris fragilis). Рис. 11.6. Клевер пашенный (Trifolium arvense). Рис. 11.7. Лапчатка песчаная (Potentilla arenaria). - 43 - Лабораторная работа №12 Лихеноиндикация рекреационной нагрузки на пригородные биоценозы Цель работы: провести сравнительный анализ двух площадок методом лихеноиндикации рекреационной нагрузки. Задачи: 1. Ознакомиться с принципами определения рекреационной нагрузки на почву с помощью лишайников в природных условиях. 2. Научиться оценивать видовую насыщенность определенной территории. 3. Составить отчет с оценкой сходства и различия пробных площадок по видовому разнообразию и реакционной нагрузки на исследуемую терри- торию. Материалы и оборудование: определители-каталоги лишайников. Теоретические вопросы для обсуждения. 1. На чем основан принцип метода лихеноиндикации рекреационной на- грузки на почву? 2. Группы устойчивости индикаторных лишайников к рекреационной на- грузке. 3. Показатели антропогенной реакционной нагрузки на лишайниковый ярус. 4. Оценка видовой насыщенности. 5. Коэффициент общности по Жаккару и по Сенерсену. 6. Коэффициент дифференциальности. 7. Суммарная рекреационная нагрузка территории. Практическая работа. Задания. 1. Получить у преподавателя задание на карточке. 2. Дать родовое и видовое название лишайников, указанных в кар- точке. 3. Используя таблицу 12.1 выявить индикаторные виды, характери- зующие разную степень рекреационной нагрузки. 4. Сравнить видовой состав двух пробных площадок, указанных на карточке, с помощью коэффициентов сходства и различия. 5. Рассчитать суммарную степень реакционной нагрузки на почву площадок. 6. Составить отчет с указанием родовых и видовых названий индика- торов, указанных в карточке. Определить их индикаторную значимость. При- вести оценку сходства и различия пробных площадок по видовому разнообра- |