Полная версия

Главная arrow Экология arrow ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ВОДЫ ВОДОЕМОВ РЫБОХОЗЯЙСТВЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Определение трофности водоёмов

Показателем качества воды в озёрах и прудах является её троф- ность, понимаемая как количество органических веществ, накопленных в процессе фотосинтеза в условиях наличия биогенных элементов (азот, фосфор, калий). Органическое вещество обеспечивает существование животного населения и его видовое разнообразие, и численность популяций зависит от количества пищи. После смерти животных возникают проблемы с разложением их трупов и изменением газового состава воды.

По содержанию в воде биогенов различают трофические типы водоёмов: олиготрофный (бедный биогенами), эвтрофный (богатый биогенами), промежуточный мезотрофный, а также дистрофный (содержит высокое содержание биогенных элементов, находящихся в трудноусвояемой форме).

Впервые эти термины были использованы С. Вебером при изучении флоры торфяных болот Германии для характеристики растений, развивающихся при низкой, средней и высокой концентрации элементов питания (Садчиков, Кудряшов, 2004). Позднее, в 1919 г. Е. Науманн, изучая фитопланктон шведских озёр, применил их для классификации отдельных водоёмов в соответствии с содержанием в них фосфора, азота и кальция. В дальнейшем, А. Тинеманн (1921), работая на озёрах Германии, в качестве критериев их трофности предложил использовать и другие показатели — содержание в воде кислорода, наличие индикаторных организмов, суммарное количество фитопланктона (Винберг, 1960; Бульон, 1983; Паутова, Номоконова, 1994).

В гидробиологии такая типизация водоёмов получила самое широкое распространение (Thienemann, 1921). В ёе основу положены интегральные показатели, объединяющие большое количество факторов. Степень трофности водоёмов даёт полное представление об экологических условиях существования организмов и характеризуется набором ряда признаков (Садчиков, Кудряшов, 2004).

Олиготрофные водоёмы отличаются большой глубиной, высокой прозрачностью (по диску Секки — до 4-20 м и более), присутствием кислорода во всей толще воды в течение всего года. Донные отложения бедны органическим веществом (Садчиков, Кудряшов, 2004). В олиготрофных водоёмах недостаток биогенов не допускает развития фитопланктона (одноклеточных водорослей в толще воды), но хорошо развивается бентосная растительность. Низкоминсрали- зованные водоёмы имеют бедный видовой состав прибрежной водной растительности: общее число видов чаще всего не превышает десятка. Преобладают водяной мох (фонтиналис), полушник озёрный, тростник обыкновенный и др. Биомасса прибрежно-водных растений низкая. В олиготрофных водоёмах присутствуют веслоногие рачки — циклопы. Такие экосистемы включают много видов, они разнообразны и устойчивы. К олиготрофному типу озёр относятся Байкал, Ладожское и Онежское озёра, Иссык-Куль, Кара-Куль, Тур- гояк, Севан, многие водоёмы в горных районах и северных областях (Садчиков, Кудряшов, 2004).

Мезотрофные водоёмы отличаются глубиной до 3-5 м, прозрачностью воды — 1-4 м, слабощелочной реакцией среды (pH 8), невысокой минерализацией (около 18 мг/л) и наличием в сублиторальной зоне карбонатных сапропелей (до 35% органического вещества). Очень часто дефицит кислорода наблюдается в самых придонных слоях воды, тогда как в толще воды он проявляется в основном в зимнее время. Озёра мезотрофного типа зарастают в среднем на 35% (очень часто на 60%). В растительном покрове достаточно высок процент площадей, занятых полупогружённой растительностью (в основном тростником), богаче видовой состав флоры; количество видов увеличивается до 60. Очень часто доминируют погружённые растения, представленные преимущественно харовыми водорослями. Часто в больших количествах встречаются рдесты, роголистник, телорез. При средней эвтрофикации наблюдается увеличение численности «мотыля», трубочники единичны (Копысов, 1996). Мезотрофные водоёмы встречаются во всех природно-климатических и географических зонах, наиболее многочисленны на подзолистых почвах лесной и лесостепной зон. К мезотрофным водоёмам относится Рыбинское, Иваньковское, Куйбышевское, Киевское, Можайское водохранилища, озёра Плещееве, Глубокое и т.д.

Процесс повышения трофности водоёма называется эвтрофикацией. К наиболее заметным проявлениям эвтрофикации относятся летнее «цветение» водоёмов, зимние заморы, быстрое обмеление и зарастание водоёмов. Эвтрофные водоёмы — это неглубокие водоёмы с обильным поступлением биогенных соединений с водосборной площади. Прозрачность в таких водоёмах составляет 0,5-2 м. Растворённый в воде кислород чаще всего наблюдается в поверхностном слое воды. Зимой, особенно в мелких водоёмах очень часто наблюдаются заморные явления. В эвтрофных водоёмах обилие биогенов сопровождается массовым развитием фитопланктона, помутнением воды, обеднением бентосной растительности из-за недостатка света, дефицитом кислорода на глубине, что ограничивает биоразнообразие. В таких водоёмах чаще всего доминируют тростник, рогоз, камыш, элодея, роголистник, рдесты и др. Экосистема утрачивает многие виды, упрощается, становится неустойчивой. Эвтрофикацию можно выявить в процессе исследования с применением биоиндикаторов. Роль биоиндикаторов в этом случае могут играть личинки комаров-дергунов или хирономусов и малощетинковые кольчецы, обитающие в донных илах, богатых органикой. Личинки хирономусов, называемые в народе «мотылём», и кольчецы живут в иле, питаются органическими остатками и приспособлены к недостатку кислорода благодаря содержанию в крови гемоглобина. Если в составе донного ила присутствуют названные организмы — это верный признак эвтрофикации. Для выяснения этого факта необходимо с помощью водного сачка или черпака добыть ил со дна водоёма, затем тщательно отмыть на сите или металлической сетке с мелкими ячейками обитающих организмов. По количеству кольчецов и хирономид определяют степень эвтрофикации (Копысов, 1996). В эвтрофных водоёмах обильны и разнообразны черви-коловратки и ветвистоусыс рачки-дафнии. При сильной эвтрофикации в иле многочисленны трубочники, они часто покрывают дно сплошным слоем, в летнее время вода становится зелёной от массового размножения водорослей, а в зимнее время наблюдаются заморы рыб и водоёмы нуждаются в аэрации. Воды таких водоёмов мало пригодны для бытового использования. Эвтрофные водоёмы располагаются в равнинной или слабохолмистой местности при наличии рыхлых пород. К крупным эвтрофным водоёмам относятся озёра Ильмень, Чудское, Неро, Цимлянское водохранилище и др.

В северных районах лесотундры и лесной зоны располагаются озёра, берега которых сложены из торфяных сфагновых мхов, вода слабо минерализована и богата гуминовыми веществами. Прозрачность воды в таких озёрах не превышает 2-4 м, pH 4-6,5, карбонатов очень мало. Донные отложения часто представлены торфяниками, песками или обедненными почвами подзолистого типа. Такие водоёмы получили название дистрофные. Эти озёра отличаются широким распространением зарослей прибрежной растительности и почти полным отсутствием настоящих гидрофитов. В дистрофных водоёмах видовой состав растений крайне беден (5-10 видов), причём доминирующими являются в основном мхи (Гигевич, Власов, Вынаев, 2001).

Показателем эвтрофикации может служить также индекс Гуднайта и Уотлея (Копысов, 1996). Животных разбирают на две группы, одна группа — малощетинковые кольчецы, вторая — прочие виды. После подсчёта организмов в группах находят индекс Гуднайта и Уотлея по формуле:

где а — индекс Гуднайта и Уотлея,

М— численность малощетинковых червей,

В — численность всех остальных видов организмов.

Степень загрязнения водоёма определяют по таблице 9.

Степень загрязнения водоёма

Таблица 9

Состояние водоёма

Индекс Гуднайта и Уотлея (%)

80

60-80

60

Сильное загрязнение

X

Сомнительное загрязнение

X

Хорошее состояние

X

Установлено, что фактически в ряду: олигосапробы - мезосапро- бы - полисапробы возрастают не только специфическая стойкость к органическим загрязняющим веществам и к таким их последствиям, как дефицит кислорода, но и их эврибионтность, то есть способность существовать при различных условиях среды.

Ещё в 1908 г. была предложена шкала оценки степени загрязнённости водоёмов, основанная на учёте присутствия в сообществах ги- дробионтов индикаторных видов, чьи требования к качеству среды более или менее известны. Сапробность является функцией как потребностей организма в органическом питании, так и устойчивости возникающих при разложении органических соединений ядовитых веществ: H2S, СО,, NH3, Н органических кислот. Поэтому термин «сапробность» в последнее время употребляют, когда говорят о степени общего загрязнения вод. Тем не менее, для оценки общего загрязнения поверхностных вод в современных ситуациях, например в случае токсического загрязнения или антропогенного увеличения минерализации, использование только одного сапробиологическо- го анализа оказывается уже недостаточным. В дальнейшем шкала сапробности неоднократно модифицировалась: пополнялся и уточнялся перечень индикаторных видов, вводилась коррекция на обилие особей индикаторного вида, их различную индикаторную значимость, выделялись более подробные градации сапробности.

Это позволило к настоящему времени перейти к количественной оценке сапробности по индексу (S):

где S. — индикаторная значимость /-го вида, h. — его относительная численность,

i 7

т — число видов-индикаторов,

G. — так называемый «индикаторный вес» соответствующего индикаторного вида, отражающий его характерность, приверженность именно к определённым условиям сапробности (по 10-балльной шкале).

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>