Полная версия

Главная arrow Экология arrow ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ВОДЫ ВОДОЕМОВ РЫБОХОЗЯЙСТВЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Система Вудивисса и её модификации.

Существует несколько систем, в которых для оценки уровня загрязнения используется и показательное значение организмов, и видовое разнообразие. Наиболее удачна из них система, использованная впервые в 1964 г. Ву- дивиссом при инспекции р. Трент в Великобритании — метод расчёта биотического индекса (БИ) для р. Трент. Система Вудивисса предназначена в основном для оценки уровня загрязнения бытовыми стоками. Биотический индекс, определяемый как способность водной среды обеспечивать жизнедеятельность организмов, а, следовательно, отражающий определённую степень чистоты водоёма. Биотический индекс определяется по методике Вудивисса числовыми показателями от 0 до 10 по количеству ключевых и сопутствующих видов беспозвоночных животных, обитающих в исследуемом водоёме.

В основу метода положено упрощение таксономической структуры биоценоза по мере повышения уровня загрязнения вод за счёт выпадения индикаторных таксонов при достижении пределов их толерантности на фоне снижения общего разнообразия организмов, объединённых в так называемые группы Вудивисса. Под термином «группа» подразумевается результат, к которому приходят при определении систематического положения водных организмов без рассмотрения деталей их строения. В качестве индикаторных групп выбраны отряды веснянок, подёнок, два рода ракообразных (Gammarus, Asselus), а также олигохсты семейства Tubificidae и хирономиды рода Chironomus. В группы Вудивисса входят: каждый вид плоских червей, класс олигохет, каждый вид пиявок, моллюсков, жуков, клопов, личинок двукрылых (кроме хирономид и мошек) вислокрылок, каждое семейство ручейников, семейства мошек. Кроме того, в понятие «группа» входят симулиды, определяемые до семейства, и сетчатокрылые, определяемые до вида. Визуально определяется число в группе и, зная, сколько групп и сколько в них видов, по справочным пособиям выявляют степень загрязнения. Величина индекса зависит от видового разнообразия (числа присутствующих «групп») и состава населения. Например, если на станции обнаружено 2-5 «групп», но среди них есть личинки веснянок, то индекс равен 6-7. Если при таком же количестве «групп» население ограничено тубифицидами и хирономидами, то индекс равен 2.

Рабочая шкала для определения биотического индекса представлена в таблице 15.

Таблица 15

Классификация проб по Вуддивиссу (рабочая шкала для определения биотического индекса по наличию группы Вудивисса)

Чистая

вода

Присутствие

организмов

Число видов

Общее число присутствующих «групп» (биотический индекс)

0-1

2-5

6-10

ills

16

и более

Часто наблюдаемая последовательность исчезновения биоценозов организмов по мерс увеличения степени загрязнения

Личинки веснянок

Plecoptera

больше одного вида

7

8

9

10

только один вид

6

7

8

9

Личинки поденок Ephemeroptera

больше одного вида

6

7

8

9

только один вид*

5

6

7

8

Личинки

ручейников

Trichoptera

больше одного вида

5

6

7

8

только один вид**

4

4

5

6

7

Гаммарус

Gamniarus

все вышеназванные виды отсутствуют

3

4

5

6

7

азеллюс

Aesellus aquaticus

все вышеназванные виды отсутствуют

2

3

4

5

6

тубифициды Tubificidae и/ или красные личинки хирономид Chironomus

все вышеназванные виды отсутствуют

1

2

3

4

Грязная

вода

все вышеназванные типы отсутствуют

могут присутствовать некоторые виды, нетребовательные к кислороду, например, Erisfalis tenax ^

0

1

2

Примечание: * — исключая личинок подёнок вида Baetis rhodani;

** — личинки подёнок вида В. rhodani включаются в группу личинок ручейников, что связано с их экологическими особенностями

При работе со шкалой следует:

  • • двигаясь сверху вниз найти показательный (индикаторный) таксон в первой графе шкалы по присутствию этого таксона в пробе;
  • • определить наличие в пробе одного или большего числа видов или индикаторного таксона, относящегося к веснянкам, подёнкам или ручейникам, и отыскать соответствующую строку в графе «Видовое разнообразие»;
  • • определить число групп Вудивисса в пробе;
  • • найти балл биотического индекса в точке пересечении найденной строки видового разнообразия с графой числа групп, соответствующего пробе.

Самый высокий биотический индекс определяется числом 10, отражает качество воды экологически чистых водоемов, вода которых содержит оптимальное количество биогенных элементов и кислорода, в ней отсутствуют вредные газы и химические соединения, способные ограничить обитание беспозвоночных животных. В таких водоёмах размножаются фотосинтетики и формируется достаточный запас первичной продукции, поддерживающей жизнь гетеротрофных организмов, связанных цепями питания. Экологически чистые воды, особенно водоём с течением, заселяют многочисленные личинки веснянок и подёнок. В их питании преобладают черви, мелкие насекомые и ракообразные. Вместе с веснянками и подёнками в таком водоёме обитает большое число видов беспозвоночных.

При загрязнении воды биогенными солями первыми погибают веснянки, а за ними — подёнки и ручейники. Вместе с ними сокращаются по численности и группировки беспозвоночных животных. Наиболее устойчивы к загрязнению кольчатые черви, личинки ильных мух и тендипедид.

В 1977 г. Вудивисс существенно усовершенствовал свой метод и предложил более чувствительный и с большими разрешающими способностями расширенный биотический индекс р. Трент. Этот индекс, как и очки Чендлера (1970), может быть использован для анализа изменений экологического состояния фоновых водотоков.

Существенным дополнением к биотическому индексу может стать определение численности особей ключевых видов. Чем больше число особей ключевого вида, тем экологически чище водоём. Единичные особи ключевых видов свидетельствуют об ухудшении условий жизни.

Хауке (Hawkes, 1962) отмечает, что эта система заслуживает большего внимания, чем все остальные. Уилбер (Wilber, 1969) называет её классической. Основное достоинство индекса Вудивисса заключается в простоте его определения. Он тоже основан на учёте любых представителей крупных и широко известных таксономических групп макрозообентоса. В некоторых случаях его применение может быть весьма эффективным, особенно при использовании его в комбинации с оценкой абиотических условий («бельгийский метод»). Однако, иногда индекс Вудивисса, наоборот, характеризует качество среды весьма неадекватно. Он отражает, в основном, степень загрязнённости органическими веществами. Диагностическая ценность индекса также ограничивается искусственностью выделенных его количественных градаций. Кроме того, применение индекса Вудивисса в авторских модификациях ограничено территориально. При применении в других регионах его структуру приходится несколько изменять соответственно составу местного бентоса по усмотрению исследователя. Грехем (Graham, 1965), работавший на реках Шотландии, использовал в видоизменённом виде систему Вудивисса. По системе Грехема индекс загрязнения колеблется от 1 (самые чистые воды) до 6 (самые грязные воды) (табл. 16).

Таблица 16

Классификация биологических проб по Грехему (1965)

Группы, присутствующие в пробе

Число

кайленных

групп

Индекс

загрязнения

Присутствуют веснянки и подёнки (кроме представителей сем. Baetidea)

10 и более

1

0-9

2

Один или оба из упомянутых таксонов отсут- ствуют, ручейники и бокоплавы присутствуют

10 и более

2

0-9

3

Веснянки и подёнки (исключая сем. Baetidea) отсутствуют. Baetis (подёнка), бокоплавы, Asellus, брюхоногие моллюски или пиявки присутствуют

10 и более

3

0-9

4

Все вышеназванные группы отсутствуют. Фауна ограничена следующими группами: сем. Tubifex, Nais, Chirononidae

5

Макробеспозвоночных нет

6

Модификацию системы Видивисса рекомендуют Верно и Тюф- ри (Vemeaux, Tuffery, 1967; Puffery, Vemeaus, 1968) для применения при инспектировании рек Франции. Указывается, что предлагаемый метод биологического анализа достаточно прост, не требует участия многих специалистов, не специфичен, но отношению к загрязнениям, достаточно чувствителен и объективен.

Предлагаемая система оценки степени загрязнения рек базируется на видовом составе макрозобентоса. Количество особей не принимается во внимание. Различаются, характерные для разных степеней загрязнения выбранные систематические группы, или таксоны, показанные в таблице 16, кроме того, учитывается присутствие в пробе общего числа всех, а не только упомянутых показательных таксонов. По этим двум признакам, руководствуясь таблицей 17, находят биотический индекс, снижающийся по мере возрастания загрязнения от 10 до нуля.

Таблица 17

Классификация биологических проб по Верно и Тюфри (1967)

Систематические группы (таксоны)

Обще число

обнаруженных таксонов

0-1

2-5

6-10

ills

16

и

более

Веснянки, подёнки ссм. Ecdyonuridae

7

8

9

10

5

6

7

8

9

Ручейники, живущие в домиках

6

7

8

9

5

5

6

7

8

Моллюски сем. Ancylidae, подёнки, кроме ссм. Ecdyonyriaae

5

6

7

8

3

4

5

6

7

Aphelocheirus (клоп), стрекозы или гаммариды, или моллюски (кроме ссм. Sphaeridae)

3

4

5

6

7

Asellus или Herudinae, Sphaeridae или клопы (кроме Apheolocheinis)

2

3

4

5

1

2

3

4

5

6

Tubificidae или Chironomidae из группы Thummiplumosus

1

2

3

Eristalinae (Diptera)

0

1

1

Примечание: при определении «биотического индекса» находят соответствующую составу пробы горизонтальную строку, например, если в пробе нет таксонов, обозначенных в строках 1 и 2, но есть два таксона Epherneroptera, берут строку 3 Б. Если при этом общее число таксонов три, индекс равен 4, если в пробе 12 таксонов, то индекс равен 6. Строка, обозначенная А берётся в том случае, когда в пробе больше одного таксона из числа групп, указанных в графе 1, строка Б, если в пробе только один таксон. Строки 4, 5, 6 или 7 берутся, когда вес предыдущие таксоны отсутствуют. Индекс 6 и выше — чистые воды, 5 и ниже — загрязнённые

Индекс, равный пяти или ниже, указывает на выраженное загрязнение. В качестве систематической единицы берутся роды семейства в зависимости от возможностей определения. Необходимо, чтобы для каждого района был составлен список принятых систематических единиц. Принимаются во внимание представители зообентоса размерами свыше 1 мм. Раздельно рассчитывается индекс для участков с высокой (J]) и малой скоростью (У) течения. Разность &J=J] - У тем больше, чем больше загрязнение. При сравнении двух станций А и В рассчитывается:

Отрицательное значение этого показателя указывает на большую загрязняемость станции В, чем А. Значениям ЛУдВ от -1 до -4 и меньшим соответствуют градации возрастающего загрязнения. Даётся схема-протокол оценки в баллах или других цифровых показателей, 23 физико-географических особенностей каждой станции (рыбохозяйственная категория реки, ширины ее, экологическая зона, высота н.у.м., геология водосбора в т.д.) и 7 биологических показателей раздельно для участков с более сильным и слабым течением. Для каждого из них приводится головной (верхний в таблице) таксон, общее количество наличных таксонов и биотический индекс. Кроме того, приводится А У = У, - У. Модификацию системы Вудивисса разработал Чендлер (Chandler, 1970), работавший на реках Шотландии. В системе Чендлера учитывается количество особей, собранных за 5 минут лова (табл. 18).

Уровни обилия, используемые при определении индекса загрязнения Чандлера (1970)

Таблица 18

Уровень

обилия

Число особей,

пойманных за 5 минут лова

Примечания

Присутствуют

1-2

Может быть снесена с вышележащего участка реки

Мало

3-10

Вероятна местная форма, но редка

Обычно

11-50

Обильно

51-100

Очень обильно

более 100

Индекс загрязнения имеет значение от 100 (самые чистые воды) до 0 (самые грязные воды) (табл. 19). В отличие от системы Вудивис- са, в этой системе видовое разнообразие не влияет на оценку уровня загрязнения.

Таблица 19

Классификация биологических проб по Чандлеру (1970)

«Группы» присутствующие в пробе

Уровень обилия

присутствует

мало

обычно

обильно

очень

обильно

Planaris alpine, каждый вил веснянок сем. Taeniopterygidae, Perlidae, Jsoperlidae и Chloroperlidae

90

94

98

99

100

Каждый вид веснянок сем. Leuctridae, Capniidae, Nemouridae (кроме Amphinemura)

84

89

94

97

98

Каждый вид подёнок (кроме Baetis)

79

84

90

94

97

Каждый вид ручейников живущих в домиках, и вислокрылые

75

80

86

91

94

1

2

3

4

5

6

Каждый вид Ancylys (гастропода)

70

75

82

87

91

Каждый вид Rhyacophila (ручейники)

65

70

77

83

88

Роды Dicranota и Limnophora (двукрылые)

60

65

72

78

84

Виды Simulium (мошки)

56

61

67

73

75

Роды жуков и Nematode

51

55

61

66

72

Виды Amphinemura (весняки)

47

50

54

58

63

Виды Baelis (поденки)

44

46

48

50

52

Виды Gamamarus

40

40

40

40

40

Каждый вид ручейников, живущих без домиков (Rhyacophila)

38

36

35

33

31

Каждый вид Tricladida (кроме Plauaria alpine)

35

33

31

29

25

Роды водных клещей

32

30

28

25

21

Каждый вил моллю- .сков (кроме Aneylus)

30

28

25

22

18

Каждый вид Chironimidae (кроме Chironomus riparius)

28

25

21

18

15

Каждый вид Gllossiphonia (пиявки)

26

23

20

16

13

Каждый вид

25

22

18

14

10

1

2

3

4

5

6

Каждый вид пиявок (кроме Glossiphonia и Haemopis)

24

20

16

12

8

Каждый вид Haemopis (пиявки)

23

19

15

10

7

Каждый вид Tubifex

22

18

13

12

9

Chironomus riparius

21

17

12

7

4

Каждый вид Nais

20

16

10

6

2

Виды, дышащие атмосферным воздухом

19

15

9

5

1

Отсутствие животной жизни

0

0

0

0

0

По мнению В. Сладечека (Sladecek, 1973) индексы загрязнения вод Вудивисса, Грехема, Верно и Тюфри и Чандлера не вносят ничего принципиально нового в биологический анализ качества вод по сравнению с системой Кольквитца-Марссона и с её модификациями. С этим мнением Сладечека нельзя согласиться, так как в этих системах используется для оценки степени загрязнения видовое разнообразие. Кроме того, в отличие от системы Кольквитца-Марссона рассматриваемые системы могут с успехом применяться персоналом средней квалификации (Макрушин А.В., 1974).

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>