Изучение биоразнообразия микроорганизмов природного водоема по морфологическим признакам прямым микроскопированием и определение индекса сапробности водоема по индикаторным организмам

Сущность метода

Биоразнообразие микроорганизмов разных экологических групп водного биоценоза является важным условием устойчивости существования экосистемы водоема и интенсивности протекающих в нем процессов самоочищения. На изменения, происходящие в водоеме, в том числе антропогенное загрязнение, биоценоз чутко реагирует изменением интенсивности и характера своего метаболизма, изменением видового состава. Поэтому метод биоиндикации успешно используется для изучения состояния водных экосистем.

Наиболее разработанной системой оценки степени загрязнения вод по индикаторным организмам является система сапробности Кольквитца-Маарссона. В 1908 г. учеными Р.Кольквитцем и М.Маарссоном была разработана шкала оценки загрязненности водоемов по присутствию в них тех или иных организмов.

Под сапробностью понимается комплекс физиологических свойств организма, обусловливающий его способность развиваться в воде с тем или иным содержанием органических и токсических веществ, т.е. той или иной степенью загрязнения.

В классической системе сапробности показательные организмы разделяются на три группы:

– полисапробионты – организмы сильно загрязненных вод;

– мезосапробионты – организмы умеренно загрязненных вод (подразделяются на две подгруппы – a- и b-);

– олигосапробионты – организмы слабозагрязненных вод.

Существует ряд методов представления результатов гидробиологического анализа, позволяющих оценить среднюю сапробность водного биоценоза. Одним из наиболее удобных методов является метод Пантле и Букка.

Данный метод позволяет оценивать сапробность водного объекта по фитопланктону, зоопланктону или бентосному сообществу по отдельности или в их совокупности.

Количественная оценка гидробионтов по методу Пантле и Букка учитывает относительную частоту встречаемости организмов – h и отношение отдельных видов к известным степеням системы сапробности – s. Обе эти величины входят в формулу сапробности зоны или водоема

S = / , (44)

где Si - индикаторная значимость вида i, или расширенный сапробный индекс вида i (по В.Сладечеку); hi - относительная численность вида i; N - численность видов-индикаторов.

Величина h находится из шестиступенчатой шкалы значений частоты и определяет относительное количество видов (Приложение 6, табл. 1).

Дополнительной характеристикой зон сапробности являются химико-биологические показатели качества воды водоема, которая дана в Приложении 7.

Индекс сапробности вычисляют с точностью до 0,01. Для ксеносапробной зоны он находится в пределах 0...0,50, олигосапробной - 0,51...1,5, b-мезосапробной - 1,51...2,50, a-мезосапробной - 2,51...3,50, полисапробной - 3,51...4,00. Пример расчета индекса сапробности по методу Пантле и Букку представлен в приложении 8.

Материалы и оборудование

– микроскоп;

– предметные и покровные стекла;

– пипетка глазная;

– склянка пенициллиновая или бюкс;

– кисточка;

– колба мерная на 250 и на 500;

– фильтры мембранные №5 или 6;

– насос водоструйный;

– воронка;

– фильтр бумажный;

– дистиллированная вода.

Отбор проб

Отбор проб из водоема или водотока для анализа осуществляется непосредственно перед выполнением работы. Для исследования отбирают 0,5…1,0 л воды с помощью батометра или простым зачерпыванием пластиковой бутылкой на глубине не более 0,2…0,5м от дна. После наполнения, часть воды сливается из бутылки так, чтобы над водой оставалось воздушное пространство и затем бутылка закрывается крышкой. При необходимости придонный слой воды слегка взмучивают (в случае бедных зоо- и фито- планктоном вод).

Ход выполнения работы

Отобранную пробу сгустить с помощью водоструйного насоса или путем фильтрования через бумажный фильтр «черная лента», вставленный в воронку и предварительно смоченный дистиллированной водой. Минимальный объем для сгущения составляет 250 мл. При фильтровании пробу необходимо постоянно взбалтывать. Затем фильтр с осевшим материалом помещают в бюкс или склянку, куда добавляют 5...10 мл фильтрата. Затем фильтр осторожно очищают от осадка мягкой кисточкой. Для микроскопирования отбирают каплю полученной суспензии микроорганизмов глазной пипеткой, предварительно хорошо взбалтывая пробу, и помещают на чистое, сухое, обезжиренное предметное стекло. Сверху осторожно покрывают покровным стеклышком так, чтобы под ним по возможности не осталось пузырьков воздуха. Первые один – два раза микроскопирование проводят с целью ознакомления с микроорганизмами и определения их принадлежности к различным таксонометрическим группам. Хорошо видимый объект зарисовывается и идентифицируется по таблицам, рисункам и определителю. Выясняется принадлежность организма к тому или иному классу, виду.

Для определения индекса сапробности исследуемого водоема следует:

1. Провести микроскопирование сконцентрированной пробы с отбором капли не менее 3...5 раз;

2. Идентифицировать встречаемые виды, определить их принадлежность к зоне сапробности, выписать по определителю Сладечека В. класс, вид и название каждого определенного микроорганизма, а также расширенный индекс сапробности si;

3. Фиксировать относительную частоту встречаемости каждого вида в микроскопируемых каплях, результаты подсчета заносить в таблицу 5.1.

Таблица 5.1

Название вида	Сапробность исследуемой зоны	S	hh	Sh

4. Зарисовать каждый встречаемый вид.

5. Рассчитать индекс сапробности для исследуемого водоема отдельно по фито- и зоо- планктону по формуле, сравнить с существующими характеристиками, сделать вывод о принадлежности водоема к той или иной зоне сапробности.

Известные экологи