Изучение Слюдянских озер и озера Байкал




старонка2/3
Дата канвертавання27.04.2016
Памер377.16 Kb.
1   2   3

Схема памятник природы «Слюдянские озера»



Турбаза «ЭХО»


зона сохранения и восстановле­ния






зона ограниченного туристского использования (зона посещения)


зона постоянного пребывания туристов




граница памятника природы «Слюдянские озера»

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ВОДОРОСЛЕЙ
Водоросли – наиболее древняя и сравнительно просто устроенная группа растений, основное местообитание которых – водная среда. Это типично автотрофные растения: благодаря наличию хлорофилла они способны усваивать на свету углекислый газ и синтезировать органические вещества из неорганических.

Водоросли относятся к низшим растениям. Их вегетативное тело (таллом или слоевище) не расчленено на стебель, листья и корни, как у высших растений. На основании различия в наборе пигментов и некоторых других биохимических данных, а также особенностей морфологического строения выделяют следующие отделы (типы):



  1. Сине-зеленые водоросли – Cyanophyta.

  2. Зеленые водоросли – Chlorophyta.

  3. Золотистые водоросли – Chrysophyta.

  4. Желто-зеленые водоросли – Xanthophycophyta.

  5. Диатомовые водоросли – Bacillariophycophyta.

  6. Пиррофитовые водоросли –Pyrrhophycjphyta.

  7. Эвгленовые водоросли – Euglenophycophyta.

  8. Бурые водоросли – Phaeophycophyta.

  9. Красные водоросли - Rhodophycophyta.

Водоросли составляют основную массу растительных организмов в водоемах. Приуроченность к водной среде выработала у водорослей особые черты физиологии. Так, поглощение необходимых питательных веществ осуществляется всей поверхностью их тела. Основные факторы внешней среды, от которых зависит существование водорослей, - свет, углекислота, химический состав воды, ее температура. Источником углекислого газа для водорослей, живущих в воде, является сама вода, где углекислота находится в свободном, растворенном состоянии или в связанном, в виде солей.

Водоросли исключительно разнообразны по своему строению. Таллом их может быть представлен одной клеткой или многими, составляющими колонии и многоклеточные организмы. Среди последних имеются как крупные, часто напоминающие по внешним очертаниям высшие растения, так и микроскопические организмы. Большое внешнее разнообразие водорослей можно свести к ряду типов, полностью или частично повторяющихся в разных отделах этих растений.



  1. Активно подвижные, передвигающиеся в воде с помощью жгутиков водоросли, одноклеточные и колониальные.

  2. Неподвижные в вегетативной жизни водоросли, одноклеточные и колониальные разнообразной формы. Число клеток у колониальных представителей первого и второго типа строения постоянно на протяжении всей жизни; такие колонии называются ценобиями.

  3. Нитчатые водоросли. Простые или разветвленные талломы этих растений состоят из неподвижных клеток, соединенных в нити. Для нитчатой организации характерно непрерывное нарастание таллома в длину благодаря делению клеток в поперечном направлении. Нитчатые талломы некоторых водорослей объединены выделяемой клетками слизью в шаровидные, пластинчатые, волосовидные и т.п. скопления, которые обычно тоже называются колониями.

  4. Пластинчатые водоросли. Талломы в виде пластин или шнуров, формируются в результате деления клеток не только в поперечном, но и в продольном направлении.

  5. Сифоновые водоросли. Талломы разнообразной формы, лишенные перегородок, представляют собой гигантские многоядерные клетки. Перегородки появляются только при повреждении слоевища или для отделения органов размножения.

Водоросли первых двух типов строения – в подавляющем большинстве микроскопические растения. В период своего массового развития они могут сильно уменьшать прозрачность воды в водоеме и изменять ее цвет, вызывая чаще всего побурение или позеленение водоема. Одноклеточные хламидомонада и хлорелла из отдела зеленых водорослей – самые обычные примеры этих двух групп.


Среди нитчатых водорослей (нитчаток) есть и микро-, и макроскопические формы (макрофиты). В водоемах нитчатки образуют скопления так называемой тины, плавающей обычно ближе к поверхности воды. Слизистую тину ярко-зеленого цвета в пресных водоемах образуют чаще всего неветвящиеся нити спирогиры. Из ветвящихся зеленых нитчатых водорослей в пресной и морской воде распространена кладофора.

Неодинаковы водоросли и по своей окраске, что находит отражение в названиях большинства отделов этих организмов: зеленые, желто-зеленые, бурые, красные и т.д. У значительной их части наряду с зеленым пигментом – хлорофиллом имеются дополнительные пигменты. Например у зеленых водорослей в набор пигментов входят хлорофилл, каротин и ксантофилл.

Клетки большинства водорослей снаружи покрыты оболочкой, в состав которой входят целлюлоза, гемицеллюлоза, пектиновые вещества. Кроме этих соединений в слоях оболочек многих водорослей присутствуют карбонат кальция, железо, альгиновая кислота, фукоидин, хитоподобные вещества и т.д. Под оболочкой обычно располагается тонким слоем цитоплазма с ядром и окрашенным телом – хроматофором, а в центре клетки у большинства водорослей – вакуоль с клеточным соком. Клетки всех водорослей, кроме сине-зеленых, имеют одно или много ядер.

Очень разнообразны также способы размножения водорослей и циклы их развития. Основные способы размножения у водорослей – вегетативное, бесполое и половое.

Расселяясь по земному шару, водоросли образуют различные экологические группировки – сообщества, или ценозы. Независимо от характера водоема (река, пруд, море) в его пределах обычно можно выделить микроскопические водоросли, плавающие в толще воды (фитопланктон), а также макро- и микроскопические водоросли, растущие на дне или на погруженных в воду предметах (камнях, других растениях или животных). Водоросли второй группы образуют фитобентос. Фитопланктон представлен микроскопическими формами из отделов сине-зеленых, зеленых, золотистых и диатомовых водорослей.

Общая масса фитопланктона пресных водоемов и морей огромна, хотя в его состав никогда не входят крупные водоросли. Что же касается фитобентоса, то он часто состоит из макроскопических растений, образующих целые подводные “луга” (хара, нителла – в пресных водоемах).

Морской и пресноводный фитобентос различны по составу водорослей.

В пресноводном бентосе преобладают зеленые, диатомовые и сине-зеленые водоросли. В подавляющем большинстве это микро-макрофиты: кладофора сборная Cladofophora glomerata, Водяная сеточка Hydrodictyon reticulatum, энтероморфа кишечница Enteromorpha intestinalis, а также самые крупные из них – харовые водоросли, или лучицы. Харовые образуют плотные заросли в прудах и озерах с известковой водой. Наиболее распространенные среди них – хара зловонная Chara foetida и нителла заостренная Nitella mucronata. Из часто встречающихся сине-зеленых водорослей, образующих крупные колонии, следует назвать носток сливовидный Nostoc pruniforme и глеотрихию плавающую Gleotrichia natans.


ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

ВЫСШЕЙ ВОДНОЙ РАСТИТЕЛЬНОСТИ
Растения, которые обычно называют водными, включаются ботаниками в особую экологическую группу так называемых гигрофитов. Одни растения этой группы живут только в воде (гидрофиты), другие на суше, но в местах с высокой или избыточной влажностью почвы. Вода во много раз плотнее воздуха и сама поддерживает обитающие в ней растения. Это приводит к недоразвитию или исчезновению их опорных тканей, поэтому стебли и листья многих водных растений мягки, гибки и легко перемещаются течением. В воде гораздо меньше кислорода, чем в воздухе, и водные растения обладают многими приспособлениями, предохраняющими их от кислородного голодания и способствующими улучшению газообмена. Так, соприкасающиеся с водой органы водных растений могут поглощать воду с растворенным в ней кислородом всей своей поверхностью. Достигается это благодаря особому строению оболочек клеток покровных тканей. Улучшению газообмена служат сильная расчлененность подводных листьев, благодаря которой увеличивается поверхность соприкосновения их с водой, и развитие во всех органах крупных межклетников и воздушных полостей, по которым поступает воздух из атмосферы.

Благодаря способности поглощать воду с растворенными в ней веществами всей поверхностью у некоторых обитателей водоемов оказывается слабо развитой корневая система, а также водопроводящие ткани. В некоторых случаях корень исчезает совсем или только прикрепляет растение к грунту, но практически не доставляет ему питательных веществ.

Температурный режим водоемов резко отличается от атмосферного. Летом температура воды обычно ниже температуры воздуха, поэтому водные растения сравнительно поздно зацветают и вегетативное размножение преобладает у них над семенным. Кроме того, в подавляющем большинстве водные растения – многолетники, что, видимо, тоже объясняется недостатком тепла в течение вегетационного периода. С другой стороны, зимой глубокие водоемы не промерзают, и температура воды в глубине остается более или менее постоянной всю зиму, поэтому одни растения на зиму погружаются в глубину, чтобы весной снова всплыть на поверхность, другие зимуют в виде корневищ, стелющихся по дну или погруженных в грунт, у третьих к осени образуются особые зимующие побеги или почки, которые ко времени замерзания водоема погружаются на дно, а весной снова вплывают и дают начало новым растениям.

В зависимости от отношения к условиям среды водные растения можно разделить на несколько экологических групп.



Растения, свободно плавающие в воде, не прикрепленные к грунту.

К этой группе принадлежат, например, пузырчатки, водокрас, элодея, роголистник, сальвиния, ряски и т.д. Одни из этих растений плавают на поверхности, другие – в толще воды. Цветки у них развиваются либо над водой, либо, как у роголистника, - под водой. На зиму свободно плавающие растения обычно опускаются в глубокие слои воды или на самое дно водоема, причем многие из них (пузырчатка, роголистник, водокрас) образуют особые зимующие почки.



Водные растения, прикрепленные к дну водоема.

А) Цветущие под водой и совершенно не связанные с воздушной средой, вроде заникелии и наяды.

Б) Целиком погруженные в воду и выносящие на поверхность только цветки и соцветия. К этой группе принадлежат водяные лютики, уруть, валлиснерия и другие.

В) Прикрепленные растения с плавающими листьями, цветущие над водой: большинство кувшинковых, плавающий рдест, водяной орех, или чилим, водная форма земноводного горца и другие.



Земноводные и прибрежные растения, прикрепленные к дну водоема и значительно возвышающиеся над водной поверхностью.

Зачастую они хорошо развиваются и вне воды, на сильно увлажненных местах, особенно на мокрых лугах, низинных болотах и в заболоченных лесах. К этой группе относятся, например, подорожниковая частуха, сусак, стрелолист, тростник, приречный хвощ, рогоз, многие виды ежеголовки, камыша, осоки, болотницы, некоторые злаки и т.п.

Очень часто у земноводных растений и у растений с плавающими листьями воздушные и погруженные в воду листья резко различны. Например, у стрелолиста под водой развиваются только длинные и тонкие тесьмовидные листья, на поверхности воды плавают листья со стреловидной пластинкой, а над водой торчат стреловидные или копьевидные листья. У омежника и поручейника подводные листья рассечены гораздо сильнее и конечные сегменты их намного уже, чем у листьев, возвышающихся над водой. У водяного ореха на поверхности воды плавают широкоромбические кожистые листья, а под водой сохраняются гребневидные прилистники с линейно-нитевидными сегментами.

Многие водные растения образуют обширные заросли. Огромные площади занимают заросли тростника, распространенные во всех природных зонах; особенно велики они в дельтах южных рек. Повсеместно распространенными и массовыми растениями являются некоторые виды рогоза, осоки, приречный хвощ, многие рдесты, желтая кубышка, белоснежная кувшинка, стрелолист, подорожниковая частуха, роголистник, колосистая и мутовчатая уруть и многие другие.


МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

Сбор водорослей и оборудование

Сбор макроскопических водорослей не представляет больших трудностей. Достаточно ножа или пинцета, чтобы аккуратно отделить водоросли от камней или от другого субстрата, а более мелкие растения можно взять вместе с небольшим камнем или ракушкой, на которых они поселились. Плавающие на поверхности воды или в ее толще сферические колонии или пленки водорослей вылавливают сачком. Для сбора тины обычно используют длинную, сучковатую на конце палку. Для сбора донного ила и содержащихся в нем водорослей используются специальные ведерки или стаканы, прикрепленные к палке или опускаемые на дно с помощью веревки, а также драги. Мы использовали самодельную драгу. Посуда, в которую собирают водоросли, может быть разной: стеклянные банки из толстого стекла, бутылки с широким горлом, ведра. Перед тем, как поместить выловленный материал в сосуд, его рекомендуется ополоснуть водой того водоема, из которого берут растения. Водорослей не следует брать слишком много, а воду лучше наливать почти доверху, чтобы при переносе растения меньше страдали от тряски. Если фитобентос сложно определить сразу, то препаровальной иглой можно отделить часть водоросли и рассмотреть под микроскопом.

Для сбора фитопланктона потребуется оборудование:

1. Планктонная сеть Апштейна.

2. Эмалированное ведро.

3. Банки стеклянные с притертыми пробками.

4. Формалин 40%-й.

5. Пипетки.

6. Блокнот, карандаш.

7. Термометр водный.

8. Стекла покровные и предметные.

9. Препаровальные иглы.

10. Микроскоп.

Существует много разновидностей планктонных сетей. Мы использовали сеть Апштейна, так как она проста в применении, и ее можно выполнить из подручных материалов. Сеть устроена очень просто. К кольцу из нержавеющего материала пришивают полоску плотной материи, а к ней конус, изготовленный из специальной шелковой или нейлоновой ткани – “мельничного газа”, имеющей очень мелкие размеры отверстий, не пропускающих водоросли.

Внизу, к узкой части конуса, пришивается металлический стаканчик для концентрирования водорослей, к узкой части стаканчика – резиновая трубка с зажимом Мора. К верхнему кольцу крепится веревка, с помощью которой сеть забрасывается в водоем. Лов планктона можно проводить у берега реки или с лодки.

Мы брали из каждого водоема пробы водорослей на 200 л воды (т.е. 20 ведер по 10 л). После отлова сеть вынимают, пробу выливают в банку.


Определение видового состава водорослей

и встречаемости их в водоемах

Для правильного определения требуется внимательно рассмотреть объект в живом состоянии. Нужно помнить при этом, что далеко не все водоросли можно определить по внешним признакам, не прибегая к помощи микроскопа и к изучению отдельных стадий развития организма. Для определения водорослей мы пользовались бинокуляром и определителями. Для оценки видового разнообразия фитопланктона на различных станциях практически достаточно определить все виды в одной камере (мы использовали камеру Горяева). При гидробиологических исследованиях численность особей не учитывается, так как абсолютно не отражает количественное состояние фитопланктона.

Встречаемость видов животных в водоемах вычислялась по формуле:

,

где Р – частота встречаемости, mчисло проб, в которых был найден данный вид, n – общее количество проб.

Мы использовали данную методику для определения коэффициента встречаемости в Малом и Большом Слюдянких озерах и озере Байал.
Вычисление численности и степени

видового разнообразия фитопланктона

Для вычисления степени разнообразия фитопланктона в изучаемых водоемах мы использовали методику испанского исследователя Маргалефа. Теория Маргалефа позволяет количественно оценить разнообразие форм планктонных водорослей в водоеме по формуле:



,

где S – число видов; N – численность всех видов.


Определение видового богатства

высшей водной и околоводной растительности

Для определения видового состава высшей водной растительности закладывали площадку размером 1010 метров. Пробные площадки закладывают в наиболее характерном месте изучаемого водоема, т.е. где встречается наибольшее количество видов высших водных растений. Определение видов высших водных растений проводилось с помощью определителей.


Определение обилия и общности видов

высшей водной и околоводной растительности

Обилие – число побегов вида растения в сообществе. Оценку обилия определяют чаще всего глазомерно, по специальным шкалам. В нашей стране чаще всего используется шкала шведского ботаника Друде.

Определение обилия видов проводилось по нескольким методикам.



По Друде

Фон, или обильно – soc. (sociales), очень обильно, или рассеянно – cop.3 (copiosal), обильно, или разбросанно – cop.2, довольно обильно, или изредка – cop.1, растение встречается в небольших количествах, вкраплено в основной фон других растений предыдущих категорий, или редко – sp. (sparsae), встречается в очень малых количествах единичными экземплярами, или единично – sol. (solitariae), встречается единственным экземпляром – un. (unicum).

Иногда применяется числовое обозначение этих ступеней: soc.6, cop.3-5, cop.2-4, cop.1-3, sp.2, sol.1.

По Тэнсли и Чипу

1 – редко, 2 – случайно, 3 – часто, 4 – обильно, 5 – очень обильно.



По Брауну-Бланке

ч – чрезвычайно редко с крайне незначительной площадью покрытия.

(+) – редко с крайне незначительной площадью покрытия.

1 – обильно, но с незначительной площадью покрытия, или довольно редко, но с большой площадью покрытия.

2 – очень многочисленно, или с площадью покрытия, равной 1/20 пробной площадки, число индивидуумов любое.

3 – площадь покрытия равна от 1/4 до 1/2 пробной площадки, число индивидуумов любое.

4 – площадь покрытия от 1/2 до 3/4 пробной площадки, число индивидуумов любое.

5 – площадь покрытия больше 3/4 пробной площадки, число индивидуумов любое.

Для определения общности видов высшей водной и околоводной макробентофауны исследованных водоемов нами были использованы формулы: коэффициент Серенсена (1) и формула Жаккара (2).

(1)

где J – коэффициент общности видового состава, j – число общих видов, а и b – число видов соответственно в одном и другом биоценозах.



(2)

где А – число видов по ценозу в Малом Слюдяском озере, В – число видов по ценозу в Большом Слюдянском озере, С – число общих видов.


РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Из каждого водоема были взяты пробы водорослей с помощью сети Апштейна на 200 л воды – 20 ведер по 10 л. Видовое богатство фитопланктона, макроводорослей и относительное количество особей приведены в таблице.


Видовое богатство фитопланктона

в озерах.

Название водоросли

Малое Слюдянское

Большое Слюдянское

Байкал

Сине-зеленые

Microcystis aeruginosa

•••







Microcystis inserta Lemmermann

•••







Coelosphaerium kuetzinginum

••

•••




Anabaena flos-aquae









Oscillatoria princeps




••



Synehocystis limnetica







••

Зеленые

Cosmarium depressum









Uroglenopsis skujae







•••

Chlorella beijer







••

Chlorella sp.







•••

Chlorella minutissima







••

Диатомовые

Stephanodiscus hantzchii




••



1   2   3


База данных защищена авторским правом ©shkola.of.by 2016
звярнуцца да адміністрацыі

    Галоўная старонка