Оценка экологического состояния реки Ирбит методом биоиндикации

     Министерство  общего и профессионального образования  Свердловской области

     Ирбитское муниципальное образование 

     Муниципальное общеобразовательное учреждение Зайковская средняя общеобразовательная школа  № 2 

       Направление: водная экология

     Проект на тему:

«Оценка экологического состояния реки  Ирбит методом биоиндикации»

                   Исполнитель: Молокова Виктория                                      Константиновна                                                                                                           Ученица 8 класса                                                                                                                  МОУ Зайковская СОШ № 2

                Ирбитского МО

                                                                                         Руководитель: Жукова М.Н.,                  учитель химии. 1 кв. категория 
 
 

Зайково 2011

                                            Содержание  
 
Введение___________________________________________________________4 
Общее описание водоема____________________________________________5- 6  
Описание биотопов___________________________________________________7 
Биоценоз. Структура биоценоза______________________________________7- 8  
Материалы и методы_____________________________________________10- 12 Результаты_________________________________________________________11 
Комментарии к таблице №1_______________________________________11- 12 
Комментарии к схеме пищевых цепей водного биоценоза______________12- 13 
Комментарии к таблице №2________________________________________14- 15 
Выводы ___________________________________________________________15 Заключение_____________________________________________________ 15- 16 
Литература_______________________________________________________17 
Приложения_____________________________________________________18- 25 
Приложение №1 (Методики определения состояния  пресного водоёма)____18                                                                                                Приложение №2 (Индекс Майера) ________________________________ 19- 20                                                                                            Приложение №3 (Биотический индекс Вудивисса)____________________ 21 -23                             Приложение №4 ( Изображения видов беспозвоночных, найденных в реке Ирбит)_________________________________________________________24- 25 
 
 
 
 
 

Цель:  
Оценка биологического разнообразия и устойчивости пресноводного биоценоза на примере реки Ирбит. 
 
Задачи:  
1. Описание биогеоценоза (экосистемы) на примере реки Ирбит. 
2. Описание морфологических особенностей водоема. 
3. Описание экологических групп водных организмов.  
4. Отбор проб и определение организмов.  
5. Описание трофической структуры биоценоза.  
 
 
Предмет исследования:  Разнообразие беспозвоночных в реке Ирбит.

Объект  исследования: река Ирбит. 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                                        
                                                              Введение 
     В связи с большой антропогенной нагрузкой, испытываемой природными комплексами в последнее время, становится актуальной разработка и апробация методик, позволяющих оценивать экологическое состояние природных природно-антропогенных ландшафтов. Так как все компоненты природы тесно и неразрывно взаимосвязаны между собой, то нарушения одного компонента вызывает изменение состояния всех остальных. Поэтому, оценивая состояния одного, можно предполагать и изменения других компонентов. Наиболее остро изменения окружающей природной среды отражаются на биотических компонентах, в том числе и на животном мире.  
В последнее время оказываются сильные антропогенные воздействия на поверхностные водоёмы. Это и различные сбросы промышленных и бытовых вод, и шумовое загрязнение, и нарушение структуры водоемов при механическом перемешивании слоёв воды, а также нарушение термического режима. Всё эти факторы приводят к различным изменениям в водных экосистемах, что отражается и на общем состоянии природы и на человеческом обществе. 
    К сожалению, не всегда есть возможность проводить комплексные научные исследования, требующие больших материальных затрат и специального оборудования. В таких случаях можно использовать метод биоиндикации, получивший в последнее время широкое признание и распространённость. 
Однако целью данной работы является не только оценка биоразнообразия и устойчивости водных биоценозов, но и привлечение внимания школьников к данной проблеме, что особенно актуально в перспективе дальнейшего ухудшения экологической обстановки в Уральском регионе. Именно в школьном возрасте наиболее удачно можно привлечь внимание к проблемам охраны природы и бережного к ней отношения.

                                Общее описание водоема

     Реки  области имеют преимущественно  снеговое питание с участием дождевого  и грунтового. По сезонам года происходит смена ведущей роли основных источников питания. Летом и осенью это дождевое питание с участием грунтового. Зимой - грунтовое, весной - снеговое. В период весеннего половодья уровень воды повышается на пять и более метров. В многолетнем разрезе сток рек подвержен значительным колебаниям, которые связаны с чередованием циклов многоводных и маловодных лет. В многоводные годы сток превышает среднемноголетние значения в 1,5-5 раз, в маловодные снижается до 0,1-0,6 от среднемноголетних. Продолжительность многоводных фаз колеблется от 8 до 10 лет, а маловодных - от 6 до 25. В конце октября - первой половине ноября реки покрываются льдом на 5-6 месяцев до середины - конца апреля.  На реках построено 122 водохранилища с объемом более 1,0 млн. м³ каждое, с общим суммарным объемом воды 2445 млн. м³. Имеется также более 400 прудов с объемом от 50 до 900 тыс. м³. Начало их строительства уходит в XVIII век, когда интенсивно развивалась горнозаводская промышленность. Крупнейшие водохранилища были построены в 1940-1970-х годах: Белоярское, Волчихинское, Рефтинское и др.                                                    В долинах горных и особенно равнинных рек распространены луга. В горах они тянутся лишь узкими полосками, но на равнинах местами хорошо сохранились, занимая большую площадь по рекам Тавде, Туре и их притокам. Заливные луга в поймах рек обычно используются под сенокосы, суходольные -- как пастбища.                                               Ирбитка–правый приток р. Ницы (речная система Тобола), протяжённость до п. Зайково около 166 км. Её длина около 204 км, она  относится к Обь-Иртышскому бассейну. На реке в п. Красногвардейском построено водохранилище. Пойма реки Ирбит от 6- 20 метров.  

     Притоки реки Ирбит: Шайтанка, Бобровка, Боровушка. В районе проводимого исследования ширина реки составляет от 6 до 10 м, глубина – от 0,5 до 2,5 м.                                                        

                                               Описание биотопов 
Для изучения общего экологического состояния водоема было выбрано 3 точки отлова животных – биотопов.

Биотоп 1. Данный биотоп представляет собой прибрежную зону, глубина которой составляет 0,5 м. у кромки берега и 1,0м. при удалении от него. Размер биотопа составляет около 50 метров в длину и 4-6 метров в ширину. Грунты представлены песчано- иловыми отложениями, что объясняется большой по сравнению с другими биотопами скоростью течения. Водная растительность практически отсутствует, так как высокая скорость течения препятствует её укоренению и разрастанию. Прибрежная растительность также выражена слабо. 
 
Биотоп 2. Данный биотоп представляет собой мелководную прибрежную заводь. Глубины в этой зоне невелики и колеблются от 0,5 до 1 м. Длинна заводи около 10 метров, ширина около 3-5 метров. Грунты представлены илистыми отложениями мощностью 0,1 – 0,4 метра. Растительность представлена такими видами как рогоз узколистный, ряска. Скорость течения небольшая.

  Биотоп 3. Данный биотоп представляет собой водоем, образованный весенним паводком (лужа возле реки). Глубина около 20- 60 см. Длинна  лужи около 1 метра, ширина 0.5 метров. Грунт представлен глинисто- песчаным отложением. Растительность представлена пыреем ползучим. 
                                                  

                                  Биоценоз. Структура биоценоза

 
Биоценоз (от биос - жизнь и греч. koinos - общий) – это совокупность растений, животных, микроорганизмов, населяющих участок суши или водоёма и характеризующихся определёнными отношениями, как между собой, так и с абиотическими факторами среды, длительное время сосуществующих в пространстве и образующих экологическое единство.  
                                        

                                        Историческая справка 
Термин «биоценоз» ввел в науку немецкий ученый Карл Мебиус в 1877 г. Изучая, как увеличить продуктивность устойчивого хозяйства на отмелях Северного моря, он обнаружил, что устрицы образуют вместе с другими видами морских животных тесные сообщества, которые приурочены к определенному грунту, солености и температуре воды. В этих сообществах происходит борьба за существования и регуляция численности видов. 
Биогеоценоз – это исторически сложившаяся совокупность живых организмов

(биоценоз) и  абиотической среды вместе с  занимаемым ими участком земной поверхности (биотопом).  
Все живые организмы по способу питания разделяются на две группы – автортрофов и гетеротрофов.  
Автотрофы используют неорганический углерод и синтезируют органические вещества из неорганических, это – продуценты.  
Гетеротрофы используют углерод органических веществ, которые синтезированы продуцентами, и вместе с этими веществами получают энергию. Гетеротрофы представлены тремя группами организмов. 
Группа №1 – консументы. Это организмы, потребляющие живое органическое вещество.

Группа №2 –  детритофаги. Это организмы, потребляющие мертвое органическое вещество.  
Группа №3 – редуценты. Это организмы, которые так же питаются мертвым органическим веществом. В результате чего происходит разложение органического вещества до минеральных соединений, которые возвращаются в почвенный раствор и снова используются растениями.  
                                           Водные биоценозы 
Водная среда является особым местообитанием, так как жизнь в ней зависит от физических свойств воды, в первую очередь от ее плотности, количества кислорода и углекислого газа, растворенных в ней, прозрачности воды,

что определяет распространение солнечного света  в толще воды. Однако, наиболее важными  экологическими факторами, влияющими  на биологическое разнообразие и распределение видов, в пресноводных экосистемах являются следующие: температура воды, количество органики (кормовая база) и скорость течения. 
Все организмы, которые обитают в водной среде делятся на несколько экологических групп: бентос, планктон, нейстон, нектон (см. приложение №5) . 
Бентос – (от греческого benthos – глубина), совокупность организмов, обитающих на грунте или в грунте дна водоёмов. 
Планктон – (от греческого planktos – блуждающий), совокупность организмов, обитающих в толще воды и неспособных противостоять переносу течением (пассивное передвижение). 
Нейстон – (от греческого neustos – плавающий), совокупность организмов обитающих у поверхностной плёнки воды (сверху или снизу от неё). 
Нектон – (от греческого neustos – плавающий), совокупность активно плавающих организмов, обитающих в толще воды и способных перемещаться на значительные расстояния.

Список  выловленных животных и их распределение  по экологическим группам:

                      Трофическая структура водного биоценоза 
Организмы, входящие в состав того или иного биоценоза могут подразделяться на несколько трофических групп: продуценты, консументы первого порядка, консументы второго порядка, консументы третьего порядка, и т. д., редуценты. В водных биоценозах консументов второго порядка и выше объединяют в группу консументов высшего порядка. Организмы, входящие в одну группу, занимают определённый трофический уровень. С одного трофического уровня на другой происходит передача вещества и энергии.  
Схему пищевых связей между организмами биоценоза можно представить в виде набора маршрутов, по которым вещество и энергия передаются от одного вида организмов к другому.  
В водной экосистеме солнечная энергия, усвоенная водорослями и высшими растениями, переходит к различным беспозвоночным, далее к мелким рыбам и, наконец, к крупным хищникам. Большое количество организмов, находящихся на одном трофическом уровне служит гарантией того, что в случае исчезновения какого либо вида его место в структуре пищевой цепи займёт другой вид и передача вещества и энергии не будет прервана.