Содержание
Введение
1. Мониторинг здоровья среды по стабильности развитияорганизмов и интегральной и комплексной оценке качества воды по химическимпоказателям (обзор литературы)
2. Материалы, методы и объекты исследования
3. Физико-географическая характеристика районаисследования
4. Результаты исследования
4.1 Гидробиологическая характеристика прудов Кикнурскогорайона
4.2 Морфометрические показатели карася золотого
4.3 Оценка стабильности развития карася золотого
4.4 Интегральная и комплексная оценка качества воды похимическим показателям
Выводы
Рекомендации
Литература
Приложения
Введение
У каждого человека имеется любимое занятие. Рыбалка –одно из распространённых увлечений населения Кикнурского района. В выходные днимногие спешат с удочками на водоёмы, не задумываясь об экологическом состоянииводного источника. Чистота водоёма оказывает большое влияние на живые организмыи здоровье человека. Экологическое состояние водных источников можно оценить поорганизмам биоиндикаторам, макрозообентосу, методом автографии на фотобумаге ит.д. В последнее время появляются новые методики, предложенные современнымиавторами, расширяющие возможности изучения данной проблемы.
Цель нашей работы: оценить экологическое состояние прудовКикнурского района Кировской области, используя различные методы.
Для достижения цели поставлены следующие задачи:
Дать гидробиологическую характеристику исследуемыхпрудов.
Изучить морфометрические показатели и дать оценкустабильности развития карася золотого, сделать выводы о чистоте воды
Провести химический анализ воды и сравнить его результатыс данными, полученными на основе оценки стабильности развития карася золотого.
Проанализировать, по какому морфометрическому показателючаще всего происходит асимметрия.
Сделать вывод об экологическом состоянии исследуемыхпрудов и дать рекомендации по улучшению качества вод.
1. Мониторинг здоровья среды по стабильности развитияорганизмов и интегральной и комплексной оценке качества воды по химическимпоказателям (обзор литературы)
Стабильность развития, как способность организма кразвитию без нарушений и ошибок, является чувствительным индикатором состоянияприродных популяций. В связи с ограниченным числом видов, которые могут бытьпроанализированы, желателен выбор объектов, находящихся на вершине пищевойцепи. Сбор данных на выбранных модельных площадках, за исключением специальныхзадач, должен производиться один раз в год (Захаров, 1987).
Для оценки стабильности развития необходимо получениеданных по определенным морфологическим признакам. Можно использоватькачественные и количественные признаки, включая меристические (счетные) ипластические (изменяемые) признаки. Выборка с модельной площадки должнысоставлять порядка 20 особей (Захаров, 1987). Половые и возрастные различия постабильности развития обычно отсутствуют, оценка стабильности развития покаждому признаку сводится к оценке асимметрии. На практике это означает учетразличий в значениях признака слева и справа. Популяционная оценка выражаетсясредней арифметической этой величены (Захаров, 1987). Статистическая значимостьразличий между выборками определяется по t-критерию Стьюдента (Ашихмина, 2000).
Неизменность величины показателя стабильности развития всерии выборок, взятых из одной точки в течение ряда лет, свидетельствует оподдержании состояния организма примерно на одном уровне. Наличие различиймежду выборками говорит об изменении ситуации. Характеристика уровня, накотором стабилизировалось состояние исследуемых популяций, возможно путемиспользования системы балльной оценки стабильности развития, где низкиезначения интегрального показателя стабильности развития соответствуют первомубаллу, наиболее высокие – пятому баллу (Захаров, 1987).
Пятибалльная шкала оценки отклонений состояния организма отусловной нормы по величине интегрального показателя стабильности развития длярыбБалл Величина показателя стабильности развития. Степень загрязнения
I
II
III
IV
V
0,30 – 0,34
0,35 – 0,39
0,40 – 0,44
> 0,44
Чистый
Относительно чистый
Слабое загрязнение
Сильное загрязнение
Критическое состояние
В работе используется также интегральная и комплекснаяоценка качества воды по химическим показателям.
Каждый из показателей качества воды в отдельности хотя инесет информацию о её составе, все же не может служить единственной меройкачества воды, т.к. не позволяет судить о значениях других показателей. Приналичии результатов по нескольким оцениваемым показателям, может бытьрассчитана сумма приведенных концентраций компонентов, т.е. отношение ихфактических концентраций к ПДК (правило суммации). Критерием качества воды прииспользовании правила суммации является выполнение неравенства:
/>
Сфi и ПДКi – фактическая концентрация в воде и ПДК дляi-ого компонента (Муравьев, 2004).
При наличии результатов анализа можно определять классыкачества воды, которые являются интегральной характеристикой загрязненностиповерхностных вод. Классы качества определяются по индексу загрязненности воды(ИЗВ), который рассчитывается как сумма приведенных к ПДК фактических значений4 показателей качества воды по формуле:
/>
где Сi – среднее значение определяемого показателя, ПДКi– предельно допустимая концентрация для данного загрязняющего вещества, 4 –число показателей, берущихся для расчета (Муравьев, 2004). Значение ИЗВрассчитывают для каждого пункта отбора проб.
Характеристики интегральной оценки качества водыИЗВ Класс качества воды Оценка качества (характеристика) воды Менее и равно 0,2 I Очень чистые 0,2 – 1 II Чистые 1 – 2 III Умеренно загрязненные 2 – 4 IV Загрязненные 4 – 6 V Грязные 6 – 10 VI Очень грязные Свыше 10 VII Чрезвычайно грязные
2. Материалы, методы и объекты исследования
Для исследования было выбрано пять прудов на территорииКикнурского района. Потняковский пруд расположен около села Потняк. Калёнскийпруд расположен на реке Урма. Падашевский пруд находится недалеко от рекиВаштранга. Кокшагский пруд расположен в верховье реки Большая Кокшага.Леспромхозовский пруд находится на окраине Кикнура (Приложение 1).
В качестве объекта исследования стабильности развития былвыбран широко распространенный вид – карась золотой (Carassius carassius). Дляполучения данных по морфометрическим показателям использовали методы,предложенные Захаровым В.М. (1987). Мы измеряли массу, длину, ширину и толщинукарася золотого. Массу измеряли с помощью учебных весов. Длину и ширину спомощью измерительной линейки. Толщину рыбы измеряли с помощью штангенциркуля.
Для анализа были использованы только рыбы одного возрастаза исключением старых и молодых экземпляров. Из одного пруда брали по 20экземпляров. У каждого карася золотого снимали меристические показатели по пятипараметрам с правой и с левой стороны экземпляра.
1 — число чешуй в боковой линии;
2 — число чешуй боковой линии, прободённых сенсорнымиканальцами;
3 — число лучей в грудных плавниках,
4 — число лучей в брюшных плавниках,
5 — число жаберных тычинок на первой жаберной дуге.
Полученные результаты подвергались статистическойобработке.
Для оценки качества воды по химическим показателям, мыизмеряли в каждом водоеме концентрацию нитритов (NO2-), нитратов (NO3-), фосфатов (PO43-), аммония (NH4+) по общепринятым методикам(Ашихмина, 2000).
3. Физико-географическая характеристика районаисследования
Кикнурский район находится на юго-западе Кировскойобласти.
Рельеф района исследований представлен всхолмленнойслабоувалистой Ярано-Кокшагской равниной. Климат – умеренно-континентальный, схолодной, многоснежной зимой и сравнительно прохладным, а в некоторые годыжарким, коротким летом. Почвы дерново-среднеподзолистые, суглинистые исупесчаные. Кикнурский район расположен в подзоне южной тайги с одинаковымразвитием хвойных и широколиственных пород.
Гидрографическая сеть района представлена рекой БольшаяКокшага с притоками, относящимися к бассейну реки Волга. Общая площадьводосборного бассейна реки Большая Кокшага в пределах Кикнурского районасоставляет 2400 км2. Средняя температура воды в летний период 18-19°С (по данным КикнурскогоЗемельного комитета). Локальное значение для водного хозяйства района имеютпруды. Всего в районе около 20 прудов.
В водоемах обитает значительное количество рыб: окунь(Perca fluviatilis), щука (Esox lucius), линь (Tinca tinca), карась золотой(Carassius carassius) и карась серебряный (Carassius auratus), плотва (Rutilusrutilus), уклея (Alburnus alburnus). Также обитателями водоемов являются ценныепушные звери – бобр (Castor fiber), ондатра (Ondatra zibethicus).
Охрана рыбных запасов, воспроизводство и регулированиерыболовства осуществляется Кировской инспекцией рыбоохраны. Прудовое хозяйстворайона развито слабо, искусственное разведение рыб отсутствует. В районеинтенсивно ведется любительское рыболовство.
4. Результаты исследования
4.1 Гидробиологическая характеристика прудов Кикнурскогорайона
Исследовано пять прудов на территории Кикнурского района.Гидробиологическая характеристика прудов представлена в Приложении 2.
Данные водоемы относятся к стоячим и имеют илистый грунт.Среди видов древесной растительности мы отмечаем присутствие березы повислой(Betula pendula), ивы козьей (Salix caprea) и ольхи серой (Alnus incana). Изтравянистой растительности имеется на Кокшагском пруду нивяник обыкновенный(Leucanthemum vulgare), таволга вязолистная (Filipendula ulmaria), рогоз широколистный(Typha latifolia), хвощ приречный (Equisetum fluviatile), осока заячья (Carexleporina).
Видовой состав рыб исследуемых водоемов сходен.Присутствуют карась золотой (Carassius carassius), плотва (Rutilus rutilus),линь (Tinca tinca), щука (Esox lucius), карась серебряный (Carassius auratus),уклея (Alburnus alburnus), окунь (Perca fluviatilis).
В рассматриваемых прудах различна интенсивностьантропогенной нагрузки. В Потняковском и Каленском прудах производят среднийвылов рыбы, вода и берега загрязнены минимально. В Падашевском прудуминимальный вылов рыбы и минимальное загрязнение берегов и воды. В Кокшагскомпруду происходит максимальный вылов рыбы сетями, и он имеет среднююзагрязненность воды и берегов. Леспромхозовский пруд является самым грязным,т.к. находится на территории предприятия.
Изучая гидробиологическую характеристику, мырассматривали физические показатели водных источников. Освещенность всех прудовхорошая. Запах, в основном, гнилостный. Прозрачность варьируется от 0,4 м в Леспромхозовском до 1,8 м в Падашевском пруду. Цветность воды – от голубовато-зеленого докоричневого.
4.2 Морфометрические показатели карася золотого
Оценивая стабильность развития карася золотого сравнивалисьморфометрические показатели. Для рыб, взятых с одного пруда, по каждомупоказателю высчитывали среднее значение и его погрешность (Приложение 3).
Масса исследуемых рыб изменялась в пределах от 39 до 49 г. Согласно методике оценку стабильности развития можно проводить не учитывая половые, возрастныеи весовые различия, так как меристические (счетные) признаки видны при рожденииособи. Средняя длина особей равна 129 мм в Потняковском пруду, 139 мм в Калёнском, 137 мм в Падашевском, 138 в Кокшагском, 136 мм в Леспромхозовском. Ширина особей колебалась в пределах от 38 мм до 57 мм. Средняя толщина карася золотого – 16 мм.
Таким образом, после проведенных исследований мыотмечаем, что морфометрические показатели отдельно взятых для исследованийособей практически сходны и не имеют значительных различий.
4.3 Оценка стабильности развития карася золотого
Оценка стабильности развития карася золотого проводиласьпутем расчета средней частоты асимметричного проявления на признак. Результатыеё приведены в Приложении 4.
После проведения статистической обработки мы определили,что данный показатель в Потняковском пруду равен 0,24, это I баллэкологического состояния, т.е. пруд является чистым.
В Калёнском пруду средняя частота асимметричногопроявления на признак равна 0,31; это входит в пределы варьирования величиныпоказателя стабильности развития 0,30-0,34 и соответствует II баллуэкологического состояния, т.е. по степени загрязнения пруд являетсяотносительно чистым. 0,23 — средняя частота асимметричного проявления напризнак в Падашевском пруду, что соответствует I баллу, значит пруд являетсячистым. В Кокшагском пруду данный показатель равен 0,35 – III баллэкологического состояния, т.е по степени загрязнения пруд относится к слабозагрязненным. Леспромхозовский пруд является самым грязным из исследованныхпрудов, т.к. показатель стабильности развития равен 0,4; это соответствует IVбаллу, что характеризует пруд как сильно загрязненный.
4.4 Интегральная и комплексная оценка качества воды похимическим показателям
Химическая оценка качества воды в исследуемых водоёмахпроводилась на школьной переносной химической лаборатории «Аква-тест». Мыисследовали концентрацию нитритов (NO2-), нитратов (NO3-),фосфатов (PO43-) иионов аммония (NH4+). После сравнения её с ПДК вычисляли индекс загрязненияводы и сделали вывод о классе качества воды (Приложение 5). Установили, чтосамыми чистыми являются Потняковский и Падашевский пруды, Леспромхозовскийпруд, находящийся на территории промышленного предприятия, — умереннозагрязненным.
Сравнивая показатели чистоты воды, полученные врезультате применения двух методов, мы получили практически одинаковыерезультаты. Потняковский и Падашевский пруды являются чистыми, т.е. имеют, какпо стабильности развития карася золотого, так и по оценке качества воды похимическим показателям, первый балл экологического состояния. Леспромхозовскийпруд по обоим методикам является самым загрязненным из исследуемых прудов.
В ходе работы по методике оценки стабильности развитияорганизмов выявлен морфометрический показатель, дающий наибольшую асимметрию, — число тычинок на первой жаберной дуге.
Выводы
На территории района исследовано 5 искусственныхводоёмов. Их параметры различны, т.к. они подвержены различной степени влияниюхозяйственной деятельности.
Изучены морфометрические показатели и сделана оценкастабильности развития карася золотого по 20 экземплярам из каждого водоёма. Наоснове анализа этих показателей сделан вывод о чистоте воды.
Проведен химический анализ воды в изученных водоёмах и наего основе оценена чистота воды. Результаты химанализа сравнивали с оценкойчистоты воды на основе стабильности развития карася золотого. Результаты двуханализов дали сходные показатели.
Морфометрический показатель, дающий наибольшуюасимметрию, — число тычинок на первой жаберной дуге.
Определено экологическое состояние пяти водоёмов иразработаны рекомендации по улучшению качества воды в них.
Рекомендации
Флора и фауна исследуемых прудов являются типичными дляподобных водоемов. Так как данные водоемы являются пристанищем дляводоплавающих птиц, питьевой и кормовой базой для животных, жилищем для рыб иместом отдыха людей, то они нуждаются в охране и защите. Для этого предлагаютсяэффективные и реалистичные меры по улучшению состояния прудов:
Совместными усилиями рыбаков и местного населенияочистить пруды и их берега от мусора
Создать специально отведенную и оборудованную территориюдля отдыхающих
Предложить рыбакам уменьшить вылов рыбы сетями и«мордами».
Перенести место выпаса скота на другое пригодное место
Литература
1. Ашихмина Т.Я. Школьный экологический мониторинг. – М.: Агар, 2000 – 385с
2. Асланди К.Б., Шавкин В.И. Рыбы пресных вод: карманный определитель. –М.: Рольф, 1999 – 278 с
3. Захаров В.М. Ассиметрия животных – М.: Наука, 1987 – 161 с
4. Муравьёв А.Г. Руководство по определению показателей воды полевымиметодами. 3 изд., доп. и перераб. – С-Пб.: Крисмас, 2004. – 248 с
5. Новиков В.С., Губанов И.А. Школьный атлас-определитель высших растений.– М.: Просвещение, 1985 – 239 с
6. Удачливый рыболов / Под ред. П.В.Ивлева – Горький: Волго-Вятское кн.изд., 1973 – 163 с