Глава III. Методика исследований зообентоса внутренних водоемов.

Выбор станций для взятия проб. Количество и распределение станций по акватории должно соответствовать морфологии водоема. При этом необходимо учитывать характер котловины, изрезанность берегов, расчлененность, типы грунтов, степень распространения того или иного грунта, степень и интенсивность зарастания. При отсутствии батиметрической карты и карты грунтов проводятся соответствующие съемки перед началом гидробиологических работ.

Сетка станций должна охватывать все биотопы в количестве, соответствующем их доле в общей площади водоема и обеспечивающем возможность статистической обработки полученных материалов.

Следует подчеркнуть, что при кадастровых (кратковременных) исследованиях любых водоемов особенно важны выбор местоположения станций и определение их общего числа с таким расчетом, чтобы охватить все биотопы, включая участки, заросшие макрофитами.

В малых озерах (площадью менее 100 га) с преобладанием илистого грунта и блюдцеобразным ложем достаточно 4-5 станций, и из которых 2-3 приходятся на основную часть водоема. В более крупных водоемах с хорошо выраженной литоралью и наличием крупных заливов или обособленных плесов необходимо:

а) в каждом плесе установить сетку станций по поперечным разрезам, так чтобы на каждом разрезе было не меньше 3-4 точек;

б) в каждом заливе, составляющем не менее 5% площади водоема, установить 3-4 станции таким образом, чтобы охватить прибрежную и центральную зоны, различающиеся по типу грунта.

Количество станций может быть уменьшено или увеличено в зависимости от степени неоднородности водоема и задачи исследования. Например, при изучении литорали, представленной несколькими биотопами или растительными ассоциациями, число станций следует увеличитьв соответствии с количеством биотопов (ассоциаций) и долей, занимаемой ими в пределах зоны.

При детальном исследовании зообентоса в течение вегетационного сезона, года или ряда лет, проводимом с целью выяснения видового состава, распределения в пространстве и времени, выявления биоценозов, а также при изучении биологии и продуктивности массовых видов необходимо выбрать постоянные станции, на которых проводить периодические сборы.

При выборке таких точек следует учитывать результаты единовременного обследования водоема и наметить по 1-2 станции на каждом биотопе. Очевидно, для небольшого озера с однообразным характером котловины и грунта будет достаточно 4-5 постоянных станций. В крупных водоемах со сложной конфигурацией, пересеченным рельефом котловины, с большим разнообразием грунтов и развитой зарослевой литоралью количество постоянных станций должно быть соответственно увеличено.

Периодичность сборов. Сбор проб проводится главным образом в вегетационный период, т.е. с весны (после схода льда) до глубокой осени. При круглогодичных исследованиях пробы собираются, кроме того, в зимний период (январь, март). При детальных исследованиях целесообразен интервал взятия проб 10 суток, в глубоких участках водоема со стабильно низкими температурами, а также ранней весной и поздней осенью пробы можно брать реже (раз в месяц). В прибрежье быстро прогреваемых водоемов (местообитание видов личинок хирономид с коротким жизненным циклом) интервал взятия проб летом желательно сократить до недели.

Если изучаются изменения состава и количественного развития данной фауны в результате обработки водоема ядохимикатом, применяется следующая периодичность отбора проб: непосредственно перед обработкой, через 1, 3, 5, 10, 15, 20, 30, 45 и 60 суток после обработки. В дальнейшем пробы берутся один раз в месяц.В подледный период пробы собираются в марте- апреле.

Указанная периодичность сборов диктуется неодинаковой скоростью гибели и восстановления различных видов. Только частые сборы позволяют проследить за ходом этого процесса. Последующие изменения мало отличаются от обычных сукцессий, связанных с сезонными факторами, поэтому сборы достаточно проводить один раз в сезон.

Подобные наблюдения следует проводить на одном водоеме и в дальнейшем пользоваться им как этанолом для однотипных водоемов, расположенныхв идентичных ландшафтно- климатических условиях.

В водохранилищах, являющихся водоемами- охладителями, основное внимание при выборе станций необходимо уделять тепловодной зоне (в соответствии с градиентом температуры), где станции должны охватывать все биотопы (по одной- две станции на биотоп). В части водоема с обычным термическим режимом количество станций целесообразно сократить (по одной на каждый из основных биотопов).

Для общего суждения о составе зообентоса водоема- охладителя, его распределении и сезонной динамике в течение вегетационного сезона достаточно иметь данные месячных съемок. Для подробной характеристики зон различного подогрева (в том числе для целей сравнительного анализа) необходимо проводить ежемесячные съемки на протяжении всего года, а зимой, когда влияние подогрева сказывается наиболее резко, съемки следует проводить два раза в месяц.

При продукционных исследованиях частота сбора на выбранных станциях (по одной на каждый биотоп) та же, что и на озерах.

Методы сбора.Изучение состава, распределения и количественного развития донных организмов проводится различными методами и разными орудиями лова.

Исследование распределения гидробионтов в водоеме, их численности и биомассы производится количественными орудиями лова.

При изучении макрозообентоса в качестве основного орудия лова

следует использовать дночерпатель Экмана- Берджа или Петерсена площадью захвата 0,025 м² . При взятии проб на плотных песчаных и галечниковых грунтах необходимо пользоваться штанговыми дночерпателями Заболоцкого или Мордухай- Болтовского. Площадь захвата этих приборов составляет 0,01 м² . На каждой станции берется по две дночерпательных пробы, а при работесо штанговыми дночерпателями по четыре.

На малых водоемах, наряду со стандартными дночерпателями, с успехом может использоваться малая модель дночерпателя Петерсена площадью захвата 0,01 м² . на каждой станции этим дночерпателем надо брать по четыре пробы.

Для сбора мейобентоса в мелководных участках используются стандартные почвенные стаканчики, на глубинах до 2-3 м (на плотном грунте) – трубчатый дночерпатель Мордухай- Болтовского. На мягком грунте пробы мейобентоса берут либо коробчатым дночерпателем Экмана- Берджа, либо стратометрами Перфильева или Сорокина «С-I» (площадь захвата последнего I/800 м²). В том случае, когда пробы берутся корбчатым дночерпателем, после подъема прибора в лодку открывают верхние крышки и пробиркой диаметром 10 мм берут 5 проб (на глубину 50мм). Собранную пробу фиксируют 4%-ным формалином.

Для сбора фауны зарослей в литорали применяют рамки площадью 1 м². Для учета населения поводных растений используется драга Бернатовича, в более мелководных участках – зарослечерпатель Зимбалевской.

Население камней учитывают путем смыва животных с нескольких камней с последующим измерением площади проекции камней и пересчетом числа и массы организмов на 1 м².

Для промывки количественных проб макробентоса следует пользоваться газом № 21-23 для евтрофных и мезотрофных озер и газом № 35 –38 для олиготрофных озер.

Методы обработки. Прмытый остаток прбы следует разбирать в полевых условиях, так как на разборку материала в фиксированном состоянии тратится немного больше времени, чем на его разборку в живом виде. Разборка производится под бинокуляром в чашках Петри или, в крайнем случае, в белой эмалированной кювете. Животных отбирают тонким хирургическим пинцетом и помещают в склянку с 4%- ным раствором формалина. Поскольку формалин разрушает створки раковин моллюсков и хитиновый панцирь ракообразных, этих животных помещают в отдельную склянку с 70%- ным спиртом.

Все организмы , обнаруженные в пробе, разбираются по систематическим группам (олигохеты, моллюски, ракообразные, личинки хирономид и.т.д.), в каждой группе просчитывается общее число животных. После этого полученные данные суммируются и тем самым определяется численность всех организмов в пробе. Затем производится пересчет на один квадратный метр площади дна.

Биомасса отдельных групп зообентоса определяется взвешиванием на торзионных весах (крупные организмы взвешиваются на аптекарских или технических весах с точностью до 0,01 г) после обсушивания на фильтровальной бумаге до исчезновения мокрых пятен на бумаге. Личинки ручейников взвешиваются без домиков (домик сохраняется вместе с личинкой).

Общая биомасса организмов, обнаруженных в пробе, определяется суммированием весов каждого биотопа. Полученная величина пересчитывается на квадратный метр площади дна.

Пробы мейобентоса разбираются целиком, без предварительной промывки через мельничное сито. Пробу просматривают под бинокуляром при увеличении не меньше 25- кратного. Определение организмов и их учет в принципе не отличаются от обработки проб макрозообентоса.

Численность и биомассу донных беспозвоночных необходимо выражать в средних взвешенных величинах (экз / м² , г / м²). Эти величины рассчитываются исходя из площадей, занимаемых различными биотопами или зонами водоема (литораль, сублитораль, профундаль). При этом тот биотоп или зона, которая занимает наименьшую, условно принимается за единицу. Затем определяется значение остальных биотопов или зон. Средняя численность и биомасса организмов, вычисленная для каждого биотопа или зоны (как средняя арифмитическая), умножается на число единиц, определенное для соответствующего биотопа или зоны. Полученные величины суммируются, и сумма делится на общее количество единиц. Итоговое частное является средней взвешенной численностью или биомассой зообентоса за данную съемку.

Методы расчета продукции.Для расчета продукции видов зообентоса нужно знать среднюю массу тела особей отдельных возрастных групп, поэтому необходимо производить измерение длины или веса особей массовых видов в каждой пробе, пользуясь живым или свежефиксированным материалом. Когда известна длина тела животного данного вида, его массу можно рассчитать по уравнению, связывающему эти величины.

Для подавляющего большинства животных самого разного систематического положения связь массы тела /W / с его длиной / L / может быть передана в виде степенной функции длины тела д

W = ql ᵇ , / I /

Где Ъ константа , равная 3, если рост идет с сохранением формы тела / изометрический рост /. Когда во время роста форма тела изменяется, ъ ≠ 3 / аллометрический рост /. Если в процессе роста отношение длины к ширине и к высоте тела увеличивается и форма тела становится более удлиненной, Ъ < 3 / отрицательная аллометрия /, в обратном случае Ъ > 3 / положительная аллометрия /.

Когда по измерениям длины тела и его массы / веса / находят для данного объекта урвнение связи w b и l ,то используют его его логарифмитическую форму, в которой оно представляет собой урвнение прямой y = a + Ъx ,что облегчает нахождение его параметров одним из принятых способов расчета параметров уравнения прямой Lgw = Lgq + ЪLgL / Iа /

Примеры уравнений связи w и L приведены в табл.1.

Важно помнить , что q – расчетная величина. Когда действительные размеры, по которым устанавливалось уравнение, значительно больше L = I / мм /, становится особенно ясно, что рассчитанное значение q сильно зависит от небольших изменений наклона, т.е. от величины углового коэффициента Ъ. Наиболее надежно пользоваться уравнениями зависимости w от L в том интервале значений, которые служили для получения уравнения.

Уравнения связи длины (мм) и массы (мг) для некоторых видов бентосных животных˟^/

Таблица 1

Массу тела личинок хирономид можно рассчитать также по уравнению зависимости W от ширины головной капсулы Д_к / Е.В. Балукшина /

W = 23,74Д_к^3,169 ,

Как и по другим аналогичным соотношениям , имеющимся в литературе, когда есть уверенность, что они приложимы к данным конкретным материалам.

Известно много способов определения продуктивности животных бентоса. Ниже изложены наиболее широко и эффективно используемые. При любом способе расчета продукция за определенное время представляет собой сумму приростов массы тела всех особей популяции с учетом общей массы отложенных за то же время яиц, причем в продукцию входят приросты особей, не доживших до конца рассматриваемого периода.

Расчет продукции по методу Бойсен- Йенсена. С помощью этого метода можно рассчитывать продукцию за достаточно длительные отрезки времени, когда есть возможность различать группы особей одного возраста. Продукция / Р / каждой возрастной группы / когорты / определяется из равенства

Р = В₆+ В₂ – В_1, / 2 /

Где В₆ – элиминированная биомасса, В₁ и В₂ – биомасса в начале и в конце периода. Следовательно, продукция равна сумме потребленной биомассы в конце исследуемого периода за вычетом начальной биомассы. Потребленную биомассу находят по формуле

В_е = (N₁ – N₂)˖1/2(В₁/N₁ + B₂/N₂) = (N₁˖ N₂)˖1/2( ₁ + W₂) = (N₁ – N₂)W /3/

Где N₁ и N₂ – численность, B₁ и B₂ – биомасса, W₁ и W₂ – средняя масса особей данного поколения в начале и в конце рассматриваемого периода.

Метод Бойсен- Йенсена применим для определения продукции видов с четко различающимся возрастными классами, или когортами. Например, когда мы имеем дело с моноцикличными видами, у которых все особи популяции принадлежат к одному возрастному классу, так как с появлением молоди старшая группа отмирает. В этом случае после краткого периода размножения в течение года происходит только убыль численности при возрастании средней индивидуальной массы тела, а годовая продукция поколения равна элиминации – частный случай уравнения /2 /. Этот метод дает хорошие результаты и при расчете продукции видов с многолетним циклом, но с коротким / раз в году /периодом размножения, когда пополнение происходит в очень сжатый срок, благодаря чему особи разных поколений довольно четко различаются по размерам. В этом случае популяция состоит не из одного возрастного класса, а из нескольких и убыль численности на протяжении года рассматривается отдельно для каждого из них. Продукция популяции равна сумме продукции всех поколений.

Расчет продукции как суммы приростов особей. Расчеты по этому методу требуют знания размерно- возрастного состава популяций, величин приростов размеров или массы тела особей каждой размерно- возрастной группы. Данные о скорости роста получают либо в строго контролируемых лабораторных условиях, либо в обстановке, приближенной к природной, например путем наблюдений за ростом животных, выращиваемых в специальных садках, помещенных в водоеме. Кривые роста и скорости роста для многих объектов могут быть достаточно надежно получены в результате анализа динамики численности размерно- возрастного состава популяций. В этом случае о скорости роста судят путем сравнения гистограмм частот распределения размеров или масс особей в популяции, полученных в разное время года или в разные годы для долгоживущих видов.

Одним из возможных способов количественного анализа размерно- возрастного состава популяций по гистограммам может быть графический метод с использованием так называемой «Вероятностной» бумаги (J. P. Harding). Метод основан на вполне вероятном предположении, что в пределах каждой размерно- возрастной группы размеры и масса особей имеют нормальное распределение. Тогда количеству размерных групп в популяции соответствует число прямых линий на графике, построенном на «вероятностной» бумаге. По графику определяют предельные и средние размеры отельных групп, что позволяет рассчитать ошибки и стандартные отклонения средних значений.

Продукция биоценозов / сообществ / донных животных.

Изучив особенности продуцирования популяций отдельных видов, можно оценить продуктивность биоценозов донных животных. Для выявления границ биоценозов используются разные коэффициенты, в частности:

а/ коэффициент общности видового состава Жаккара

К_ж

где а – число видов в прбе А; b – число видов в пробе В; с – число видов, общих для проб А и В;

б/ коэффициент общности удельного обилия Шорыгина

К_ш = ∑ V_{i min} , /17/

Где V_i - удельное обилие вида I ,общего для сравниваемых проб / min означает, что из двух удельных обилий сравниваемых проб избирается меньшее / ;

в/ комбинированный коэффициент Ванштейна / объединение коэффициентов Жаккара и Шорыгина /

К = К_ж ˖К_ш /18/

После подсчета коэффициентов между количественными пробами бентоса матричный материал разбивается на группы / биоценозы /. Границей между группами считается среднее значение коэффициента, т.е. 0,5 / или 50% / для коэффициентов Жаккара и Шорыгина и 0,25 / или 25% / для коэффициента Вайнштейна. При недостаточном количестве проб полученные коэффициенты низкими и выделение биоценозов невозможно.

В сообществе зообентоса можно выделить по крайней мере два трофических уровня – нехищные и хищные животные. Суммарную продукцию сообщества можно понимать как продукцию составляющих его видов, которая может быть использована вне данного биоценоза / например, рыбами/. Очевидно, что часть продукции нехищных животных потребляется внутри биоценоза входящими в него хищниками, поэтому продукцию биоценоза находим из равенства

Р_б = Р_м + Р_х – С_х , /19/

Где Р_м – продукция нехищных животных; Р_х – продукция хищных животных; С_х - рацион хищников. Учитывая, что С_х = А_х/а = (Р_х +Rх)/а , где а – усвояемость пищи, для хищных животных принимаемая равной 0,8; А_х – ассимилированная животными пища, получаем

Р_б = Р_м + Р_х – А_х /а = Р_м +Р_х – (Р_х +R_х)/а /20/.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: