Повна версія

Головна arrow Екологія arrow ОЦІНКА ЯКОСТІ ВОДИ ВОДОЙМ РИБОГОСПОДАРСЬКОГО ПРИЗНАЧЕННЯ

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   ЗМІСТ   >>

ПЕРИФІТОН

Надзвичайно цінну інформацію про екологічний стан водного об'єкта можна отримати, вивчаючи перифітон (Горідченко, 1981), що є одним з провідних індикаторних спільнот прісних видатків у загальнодержавній системі гідробіологічного моніторингу (Абакумов, 1981; 1983) (Додаток 4). Під періфітоном А.Л. Бенінг (1924) розумів населення субстратів, що вводяться в воду людиною. С.Н. Дуплаков (1933) розширив поняття перифітон і ототожнив його з обростання. Він характеризував перифітон як спільноти, що живуть на твердому субстраті за межами специфічного придонного шару води, відносять сюди спільноти на макрофітах, на великих каменях і корчах мілководдя. Такий же сенс у перифітон вкладали Д. Янг (Young, 1945) і Г.С. Карзінкін (1925). В даний час обидва терміни «перифітон» і «обростання» використовуються в подібному значенні для позначення спільнот тварин і рослин, що мешкають в товщі води на живих і мертвих субстратах, піднятих над дном незалежно від їх походження і ступеня рухливості (Константинов, 1979).

Перифітон як складова частина водних екосистем зазнає разом з ними зміни, зумовлені різними природними та антропогенними факторами, що виражається в просторових і часових сукцесіях періфітона спільнот. Біоценози періфітона являють собою приклади дуже динамічних біологічних систем, вивчення яких вимагає певним чином організованої в просторі і в часі системи відбору проб.

Періфітона організмам часто віддається перевага при біологічної індикації якості поверхневих вод за показовим організмам, що обумовлено великою кількістю літературних даних про гарну узгодженості результатів біологічного аналізу періфітона з іншими параметрами, і в той же час - відносною простотою збирання періфітона в порівнянні зі збором інших біоцснотіческіх груп гідробіонтів (Долгов, 1976). Крім того, перифітон як об'єкт спостережень допускає широку можливість експерименту в природних умовах.

Перифітон, завдяки приуроченості до субстрату, грає першорядну роль при оцінці якості води і дозволяє судити про її середньому забрудненні за певний проміжок часу, що передує дослідженню. Іншими словами, аналіз періфітона може вказати на раніше мало місце погіршення якості води, не зазначений за одноразовим хімічним пробам. Перифітон незамінний при дослідженнях, пов'язаних з оцінкою екологічного стану водних систем (Абакумов, 1983), на що ще раніше вказував С.Н. Дуплаков (1933), називаючи перифітон виключно відповідним об'єктом для досліджень в області екології і відзначаючи також першорядне значення обростань в якості показника при санітарно-біологічної оцінки вод. Так, зі збільшенням загального рівня забруднення в перифітоні відбувається поступове зниження абсолютної кількості продуцентів при одночасному збільшенні абсолютної кількості консументов і редуцентов (Го- Рідченко, 1985; 1987; Чистяков, 1956), які, наприклад, в сильно забруднених органічними речовинами річках повністю визначають склад і структуру періфітона спільнот.

Таке закономірне перерозподіл груп організмів в різних за рівнем забруднення водних об'єктах є відповідною реакцією періфітона на зміну абіотичних умов і призводить до висновку про те, що для структурно-функціональної характеристики цієї спільноти можна використовувати порівняльне велика кількість і різноманітність основних функціональних груп.

Виявлена для різних регіонів закономірність зміни функціональної структури в залежності від рівня забруднення привела до розробки різних індексів забруднення. Розрахунок деяких з них, наприклад, індексів, що враховують зміни і співвідношенні кількості хлорофілу і загального органічної речовини в перифітоні, пов'язаний з досить трудомісткими інструментальними процедурами.

Для оперативної оцінки функціональної структури періфітона можна рекомендувати індекс Хорасави (Драчев, 1964), індекс відносної великої кількості продуцентів (Ассман, 1953; Тальський, Нішан- ходжасва, 1979) і індекс відносної різноманітності (Абакумов, Тальський, 1983), які досить наочно описують зміни характеру метаболізму цієї спільноти в залежності від рівня трофності і забрудненості водної екосистеми.

Індекс Хорасави (ІХ) був запропонований С.М. Драчева (1964) поряд з іншими гідробіологічними показниками при класифікації ступеня забруднення поверхневих вод. Цей показник являє собою виражене у відсотках відношення кількості мікроорганізмів, що не містять хлорофіл, до загальної кількості організмів. Стосовно до періфітона співтовариствам формула розрахунку ЇХ виглядає наступним чином:

де - сума індивідуальних балів достатку;

нижні індекси: А -для організмів, що містять хлорофіл (продуценти) і В - для організмів, нс містять хлорофіл (консументи і редуценти).

Значення їх змінюються від 0 (в дуже чистих водах) до 100 (в дуже брудних водах).

Індекс відносної великої кількості продуцентів (ООБ) - відношення великої кількості продуцентів до великої кількості консументов і редуцентов і розраховується за формулою:

де JJt - сума індивідуальних балів достатку продуцентів ( «), консументів (к), редуцентов ).

Значення ООБ зі збільшенням загального рівня забруднення прагне до нуля. У помірно забруднених водах воно наближається до одиниці, в чистих водах - завжди більше одиниці.

Індекс відносної різноманітності (ОР) - співвідношення числа видів.

Індекси ЇХ і ООБ відображають співвідношення між автотрофними і гетеротрофних процесами в перифітоні і, побічно, в водоймі в цілому, тобто показують рівень функціональної організованості біоценозу обростання і одночасно характер його метаболізму, що залежить як від рівня трофності водної екосистеми, так і від рівня її забруднення . У цьому полягає основний екологічний сенс індексів ЇХ і ООБ, що визначає межі їх практичного застосування. Вони дають пряму оцінку функціонального стану періфітона спільнот і лише побічно характеризують якість води в пункті спостережень (Керівництво по гідробіологічних ..., 1992). Між змінами значень індексів ООБ та ОР і загальним рівнем забруднення встановлена обернено пропорційна залежність (Абакумов, Таль- ських, 1983). Індекси ООБ та ЗР добре узгоджуються з індексом сапробності, розрахованим за методом Пантле і Бука (Pantle, Buck, 1955), в модифікації Сладсчска (Sladecek, 1973) для організмів періфітона.

Висока інформативна ємність періфітона і, отже, його висока індикаційна здатність в першу чергу обумовлені складним видовим складом організмів, представлених численними і екологічно різноманітними видами, що підтверджується дослідженнями цілого ряду авторів (Бенінг, 1924; Ассман, 1953; Горідченко, 1987 і т.д .), які проводили комплексне вивчення періфітона спільнот.

До складу біоплівки обрастаний входять представники триосновними функціональних груп: автотрофні організми-продуценти (водорості); гетеротрофні організми-консументи (найпростіші, коловертки, хробаки та інші) і організми-редуценти (зооглейние, нитчасті, паличкоподібні, кокковидной і інші бактерії і гриби). Причому основу біопленок обрастаний складають в основному форми мікроскопічні, для яких характерні високий рівень метаболізму, короткі життєві цикли і здатність швидко реагувати на зміну зовнішнього середовища (Горідченко, 1985; 1987; Ду- Плака, 1933). Менш помітну роль грають зазвичай мшанки, губки, гриби, молюски та інші групи гідробіонтів (Дуплаков, 1933), які колонізують субстрати, як правило, при наявності на них вже сформованої біоплівки з мікроорганізмів.

При рекогносцирувальної гідробіологічному огляді водних об'єктів досить реєструвати лише ті мікроскопічні форми періфітона, які при масовому розвитку можуть бути визначені неозброєним оком або за допомогою простої лупи, як, наприклад, сидячі форми коловерток, колоніальні сидячі інфузорії Ophrydium, Carchesium, Epistylis, діатомові водорості Gomphonema, Cymbella, синьо-зелені водорості Nostoc, Rivularia, нальоти і нарости сірчаних бактерій Thiothrix, Beggiatoa, пасма і патли бактерій і грибів Zeptomitus, Sphaerotilus, Nematosporangium і т.п. (Керівництво по гідробіологічних ..., 1992).

Залежно від географічного, висотного і ландшафтного положення водних об'єктів або рівня їх забруднення біоценози періфітона виявляються в різному ступені забезпеченими найважливішими життєвими ресурсами у вигляді біогенних мінеральних і органічних речовин. Ступінь забезпеченості є важливою передумовою метаболічного та екологічного прогресу періфі- тонних спільнот (Абакумов, 1983; Горідченко, 1987). В.А. Абакумов і В.Н. Тальський (1985), аналізуючи зміни, що відбуваються в періфітона спільнотах, виділяють щонайменше три напрямки метаболічного прогресу, пов'язаних з трьома різними шляхами зміни екологічної структури біоценозу: ускладненням екологічної структури - екологічним прогресом, зі спрощенням екологічної структури - екологічним регресом і перебудовою екологічної структури , що не веде до її ускладнення або спрощення, - екологічної модуляцією.

Біоценози розрізняються також по можливості реалізації життєвих ресурсів, що визначається, з одного боку, умовами температурного режиму, а з іншого - присутністю в водному середовищі речовин, що пригнічують біологічні процеси, наприклад, різних суспензій або важких металів і ін. При високих концентраціях важких металів настає стан метаболічного та екологічного регресу, яке характеризується частковим або повним уг Нетен розвитку періфітона спільноти.

Початковий етап автотрофної сукцессии (незначне забруднення), як показують дослідження (Абакумов, 1983), супроводжується в основному збільшенням кількісних показників розвитку і ускладненням таксономической структури продуцентів при одночасному незначному зростанні аналогічних показників для гетеротрофного компонента періфітона. Ускладнення екологічної структури біоценозу періфітона відбувається до тих пір, поки в ньому досить різноманітно представлені всі основні функціональні групи організмів, що забезпечують різні за своєю спрямованістю потоки обміну речовиною і енергією між обростаннями і їх абіотичним середовищем. В цілому переважають процеси первинного продукування за рахунок фотосинтезу. У більш забруднених водотоках при відносно стабільному загальному видовому розмаїтті організмів періфітона число видів продуцентів поступово знижується, в той час як велика кількість і різноманітність консументов і редуцентов закономірно зростає. В даному випадку екологічний прогрес визначається, перш за все, ускладненням функціональної структури періфітона за рахунок посилення гетеротрофного ланки цього біоценозу. Це ускладнення відбувається до тих пір, поки в біоценозі рясно і різноманітно представлені всі основні функціональні групи організмів, що забезпечують різні за своєю спрямованістю потоки обміну речовиною і енергією між обростаннями і їх абіотичним середовищем.

Подальше збільшення навантаження на водні екосистеми забрудненнями, в основному органічною речовиною, як би звільняє екологічну систему від необхідності самостійно продукувати органічна речовина. При досягненні певного, досить високого, рівня забруднення відбувається перехід екосистеми в новий якісний стан, до якого властива перевага деструкційних процесів, де ключова роль в перифітоні належить редуцентам. Відбувається спрощення відносин періфітона спільноти з навколишнім середовищем і, як наслідок, його організаційна деградація.

Таким, чином, розвиток періфітона спільнот проходить через різні стадії гетеротрофною сукцессии, що характеризуються в залежності від ступеня забруднення або спрощенням таксономической структури продуцентів, або їх повним пригніченням. В останньому випадку обростання зазвичай складаються з бактерій, найпростіших і безбарвних джгутикових організмів. У такій ситуації високий рівень метаболізму періфітона (метаболічний прогрес) досягається спрощенням його екологічної структури (екологічний регрес) за рахунок рясного розвитку декількох високотолерантних видів. Отже, зміна співвідношення основних функціональних груп організмів періфітона є не що інше, як відповідна реакція біоценозу на зміну умов його існування.

 
<<   ЗМІСТ   >>