Индексы Жаккара и Серенсена. Использование водных и прибрежных растений пресноводных водоемов в биоиндикации. Биоиндикация почвы

Индексы Жаккара и Серенсена

Данные коэффициенты характеризуют степень различия биоразно­образия между двумя станциями. Они рассчитываются по формулам:

индекс Жаккара Cj = j / (а + b — j);

индекс Серенсена Cj = 2j / (а + b), где j - число общих групп в обеих станциях, а - число групп в станции A, b - число групп в станции Б.

Коэффициенты Жаккара и Серенсена равны 1 в случае полного сходства станций и равны 0, если станции не включают общих видов.

Использование водных и прибрежных растений пресноводных водоемов в биоиндикации

В данной методике используется способность популяций растений се­мейства рясковые чутко реагировать на загрязненность среды обитания.

Для выполнения работы необходимо иметь ведро или кан емкостью 5-7 л, шумовку или сачок водный, чистые полиэтиленовые пакеты или плотно закрывающуюся посуда (200-250 мл), чашки Петри, препаро­вальные иглы, пинцеты, лупы. Лучшее время для наблюдений - со второй половины июля по начало сентября.

Перед началом наблюдений надо провести описание водоема по пла­ну (см. раздел «Геоморфологические исследования»). Затем следует выбрать маршрут, по которому намечаются станции для взятия проб. Они могут располагаться на расстоянии 0, 5 -3 км друг от друга в зави­симости от предположительной степени загрязненности водоема.

На каждой станции проводится забор трех проб на расстоянии 2 м друг от друга. На площади 0, 5 м² ведром (или сачком) собирают ряску. Затем все плавающие растения собирают из ведра шумовкой и помеща­ют в отдельный сосуд или полиэтиленовый пакет, на котором указыва­ют номер станции и номер пробы.

На стоянке или в лабораторных условиях проводится разбор пробы. Пробу, содержащую 100 - 200 растений, разделяют по видам и записы­вают данные в таблицу:

Одно растение - это материнский щиток вместе с детками. Все мате­ринские щитки и щитки деток составляют общее количество щитков.

К повреждениям щитков следует относить: хлороз - пожелтение и некроз - черные и бурые пятна на щитке. Размер и количество пятен не учитываются.

При проведении экспресс-оценки качества воды используют самый массовый вид - ряску малую (рис. 11-18).

 

% щитков		Отношение числа щитков к		числу особей
с повреждениями	0-1	1, 3	1, 7	2, 0	> 2, 0
	1-2
					-
				-	-
> 50			-		-

Условные обозначения: 1 - очень чистая вода; 2 - чистая; 3 - умеренно за­грязненная; 4 - загрязненная; о - грязная; прочерком обозначены комбина­ции, встречаемость которых исключается.

1                            2                                 3

Рис. 11 18. Ряски: 1 многокоренник обыкновенный: 2 ряска тройчатая; 3 ряска малая

Ключ к определению видов рясковых

1.         Корней несколько, если корни не развиты - материнский щиток
крупный (6-10 см). - Многокоренник обыкновенный (1).

0. Корень один - 2.

2. Щиток вытянутый, на верхушке заостренный - Ряска тройчатая (2). 0. Щиток округлый - 3.

3. С нижней стороны щитка отчетливо видно вздутие - Ряска горбатая. 0. Вздутия на нижней стороне щитка нет - Ряска малая (3).

Биоиндикация почвы

Чтобы своевременно принимать необходимые меры до того, как почва станет непригодной для сельскохозяйственного производства, вот уже около 15 лет ведутся исследования с целью разработки мето­дов, которые позволили бы уже на ранней стадии выявлять загрязнен­ность почв. Используя методы биоиндикации, можно проследить, кро­ме того, как поведет себя в экологической системе новое средство для уничтожения вредителей.

Одной из наиболее перспективных в этом отношении групп почвен­ных организмов могут считаться вилохвостки. Вилохвосток известно более 3 тысяч видов; они встречаются практически во всех уголках земного шара. Их можно встретить до глубины 70 см во всех почвен­ных слоях. В одном кубическом дециметре (1 литре) почвы насчитыва­ется до четырех с половиной тысяч насекомых. Небольшие, длиной 10 миллиметров, вилохвостки получили свое название от пружинящей откидной вилки в хвостовой части тела, с помощью которой они могут делать довольно высокие прыжки.

Эти организмы играют важную роль в разрушении органических материалов. И не только потому, что вилохвостки превращают лист­венную подстилку непосредственно в гумус (перегной). Вилохвостки размельчают поедаемые материалы и выполняют, таким образом, на­чальную работу, подготовляя поле деятельности бактериям для даль­нейшей «обработки» почвы. Анализ содержимого желудка у этих на­секомых показал, что 100 тысяч вилохвосток ежегодно откладывают около 100 кубических сантиметров гумуса.

Непродолжительный период развития вилохвосток, а также боль­шое потомство - все это благоприятствует их использованию для эко­логического контроля. Вилохвостки очень чувствительны к воздейст­вию вредных веществ на их биотопы. В этом случае у них наблюдает­ся уменьшение количества потомства, замедление в развитии личи­нок, затруднение процесса линьки. Подобные реакции возникают у них еще до того, как будет достигнут опасный уровень концентрации вредных веществ.

Определите с помощью лупы наличие в почве вилохвосток. Зари­суйте их. Подсчитайте численность вилохвосток в биотопе. Выясните, имеются ли визуальные изменения во внешнем строении вилохвосток и из личинок. Сделайте вывод об экологических изменениях, произо­шедших со времени последнего наблюдения данной территории.

Биоиндикация воздушного загрязнения по состоянию хвои сосны

Работа проводится по бригадам в течение 2-5 дней.

Сначала следует выбрать район, в котором будет проводиться обсле­дование растений сосны (Pinus sylvestris), затем составить карту района. Надо отметить на карте близлежащие объекты антропогенной нагрузки - предприятия, дороги с интенсивным транспортным движением.

На карте следует наметить точки обследования - участки леса, где растут молодые сосны. При высокой антропогенной нагрузке точки должны быть расположены на расстоянии 1, 5-3 км друг от друга, в ма-лозагрязненных районах - на расстоянии до 10 км.

Прежде чем определять степень поражения хвои, следует оценить степень вытоптанности участка: 1 - вытаптывания нет; 2 - вытоптаны

Рис. 11-19. Классы повреждения и усыхания хвои

тропы; 3 - ни травы, ни кустарников нет; 4 - осталось немного травы вокруг деревьев.

При высокой вытоптанности территории (3-4) экспресс-оценка воз­душного загрязнения невозможна.

Затем следует выбрать 5 молодых сосен высотой 1-1, 5м, 'растущих на открытом месте (поляне, опушке, просеке), с 8-15 мутовками боко­вых побегов на главном стволе, отстоящих друг от друга на расстоянии 10-20 м. У каждого деревца надо осмотреть хвоинки участка цент­рального побега предыдущего года (второго сверху). Если деревья очень большие, то обследование проведите на боковом побеге в четвер­той сверху мутовке.

Пользуясь рис. 11-19, надо определить класс повреждения и усыха­ния хвои. Надо иметь в виду, что шипик на конце хвоинки всегда бо­лее светлый, поэтому его окраска не включается в оценку.

Классы повреждения хвои: 1 - хвоинки без пятен; 2 - хвоинки с не­большим числом мелких пятен; 3 - хвоинки с большим числом черных и желтых пятен, некоторые из них крупные - во всю ширину хвоинки.

Классы усыхания хвои: 1 - нет сухих участков; 2 - усох кончик 2-5 мм; 3 - усохла треть хвоинки; 4 - вся хвоинка жесткая или более поло­вины ее длины - сухая.

Затем, пользуясь рис. 11-20, надо определить продолжительность

0, 5             1      1, 5     2     2, 5      3      3, 5      4

Рис. 11-20. Схема определения продолжительности жизни хвои сосны

жизни хвои. Для этого обследуйте верхушечную часть ствола за пос­ледние годы: каждая мутовка, считая сверху, - это год жизни. Опреде­лите, сколько лет сохраняется хвоя (ее максимальный возраст), при­чем, если на самом нижнем из охвоенных участков часть хвоинок опа­ла, то оценивают примерную долю сохранившихся. Таким образом, полный возраст хвои определяется числом участков ствола с полно­стью сохраненной хвоей плюс доля сохраненной хвои на следующем за ним участке. Например, если верхушечная часть и два участка между мутовками полностью сохранили хвою, а на следующем участке сохра­нилась половина хвои, то показатель продолжительности жизни хвои составляет: 3 + 0, 5 = 3, 5.

Основываясь на данных таблицы, сделайте вывод о степени загряз­ненности воздуха.

Экспресс-оценка загрязнения воздуха

 

Максимальный	Класс: повреждения хвои на побегах второго года жизни
возраст хвои
	I	III	III
	I	П-Ш	III-IV
	II	III	IV
		IV	IV-V
	-	IV	V-VI

1                                    -                    -                     VI

Условные обозначения степени загрязнения воздуха: I - идеально чистый; II -чистый; III - относительно чистый («норма*); IV загрязненный; V - гряз­ный; VI - очень грязный; прочерком обозначены невозможные сочетания.

По результатам проведенных экспериментов сделайте вывод о со­стоянии воздушной среды в изученном районе.

Обоснуйте возможные причины полученных результатов.

Доведите данные своих исследований до сведения экологической милиции или администрации изученного района.

Сделайте практические предложения по улучшению экологиче­ской ситуации в районе.

Лихеноиндикация

Лихеноиндикация (индикация с помощью лишайников) довольно точно позволяет оценивать качество среды обитания, доступна для учащихся с 11-12-летнего возраста. Данный метод отличается высокой эффективностью и не требует больших затрат по сравнению с физико-химическими методами. Поэтому появляется возможность создать си­стему экологического мониторинга в больших и малых городах, на территориях вокруг предприятий-загрязнителей, транспортных маги­стралей и т. п.

Лишайники растут медленно и очень чувствительны к загрязнению окружающей среды, особенно к оксиду серы (IV) - распространенному загрязнителю атмосферы. Лишайники являются надежными биоин­дикаторами загрязнения среды: покрытие слоевищами поверхности ствола деревьев и видовое разнообразие лишайников резко возрастает с увеличением расстояния от источника атмосферного загрязнения.

Рис. 11-21. Наиболее типичные лишайника:

I - Кустистый лишайник - цетрария («исландский мох» ); 2 ~ Кустистый

лишайник - кладония; 3 - Накипный лишайник - Ксантория настенная («стенная

золотянка» '); 4 - Листоватый лишайник - пармелия.

К антропогенным источникам загрязнения среды относятся энерге­тические установки, сжигающие ископаемое топливо, промышленные предприятия, транспорт (автомобили, тепловозы), коммунально-быто­вые предприятия. На протяженность зоны загрязнения влияет роза ве­тров, характер выбросов в атмосферу, высота труб, рельеф местности, растительность и другие факторы.

Выполнение данной работы позволит:

- охарактеризовать загрязнение атмосферного воздуха и его вред­ное действие на экосистему;

- установить влияние загрязнения атмосферного воздуха на состоя­ние лишайникового покрова;

- установить степень загрязненности атмосферного воздуха в дан­ной местности.

⇐ Предыдущая37383940414243444546Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: