Методы гидробиологических исследований
Сбор проб – первый этап практически любых гидробиологических исследований. Пробы нужны для получения живого материала, исследования качественного и количественного состава водоема. Для исследований обычно выбирается участок акватории площадью около 1 м2 с водной растительностью. При этом надо помнить, что ни одно орудие лова не обеспечивает 100-% уловистости (т.е. нельзя гарантировать, что в пробу действительно попали все животные, находившиеся в данном объеме). И количество животных, которые попали в две пробы, взятые в одном и том же водоеме и в одних и тех же условиях, никогда не будут содержать равных количеств животных. Это определяется как случайными отклонениями, так и неравномерностью распределения животных. Поэтому пробу надо брать несколько раз и одним и тем же орудием лова, а численность животных определять как среднее значение.
Но не надо при этом стремиться выловить из водоема всю живность. Одинаковых (на глаз) животных желательно взять несколько (5 – 10 штук), после чего этот вид игнорировать, а собирать остальные, более редкие. Например, обычно качественная проба бентоса должна содержать от 30 до 100 организмов. Меньшее число допустимо при крайней бедности субстрата особями или видами. Большее также допустимо, но обычно очень трудоемко и не очень нужно.
Сезон сбора проб также важен, особенно для личинок насекомых, взрослые формы которых живут не в водоемах, а на суше. В умеренной зоне насекомые, как правило, вылетают из водоемов весной и летом, а личинок в водоемах больше всего осенью и зимой. Наиболее быстрые изменения фауны происходят в конце весны – начале лета. В меньшей степени сезонным изменениям подвержены популяции моллюсков и червей.
Экологические группы водных организмов
Для того чтобы правильно выбрать метод и орудия исследования, нужно ориентироваться в распределении отдельных видов и групп организмов в водоеме.
Водоем делится на три группы местообитаний водных организмов: дно, водную толщу и поверхность (поверхностную пленку). Каждая группа местообитаний имеет специфическое население, состоящее из бактерий, водорослей и животных, адаптированных физиологически и морфологически к особенностям существования.
Население водоема по месту характерного обитания делится на следующие экологические группы: 1) бентос; 2) перифитон; 3) нейстон; 4) плейстон; 5) планктон; 6) планктоно-бентос; 7) нектон; 8) нектоно-бентос (рисунок 1).
Бентос – совокупность организмов растительной и животной природы, населяющих дно водоема. Различают фитобентос (донное растительное население) и зообентос (донное животное население). По размерам составляющих его организмов бентос делится на микробентос (бактерии, одноклеточные водоросли и мелкие животные не более 1 – 2 мм), мезобентос (животные длиной 2 – 8 мм) и макробентос (крупные водоросли и высшие растения, а также животные длиной свыше 8 мм) Зообентос, в свою очередь, делится на подвижный и неподвижный.
Перифитон – это разновидность бентоса, только составляющие его организмы в качестве твердого субстрата используют не дно водоема, а днища судов, пристани, стенки причальных сооружений, вбитые в дно сваи и другие предметы, сооруженные человеком или упавшие в воду. К перифитону относят и население листьев и стеблей водных растений.
Нейстон представляет собой группировку микроскопических организмов, связанных с пленкой поверхностного натяжения воды как средой обитания. Он развивается преимущественно в небольших стоячих или медленно текущих водоемах и слагается из большого количества бактерий, хризомонад, жгутиковых и других простейших.
Рисунок 1 – Экологическое расчленение водоема (размерный масштаб не соблюден)
Плейстон, в отличие от нейстона, связан не только с пленкой поверхностного натяжения, но также с поверхностным слоем воды и с воздушной средой над ее поверхностью. В пресной воде к плейстону относятся водные растения, обладающие плавающими стеблями или листьями, – ряски, сальвиния, водяной орех и другие; сюда же относят смешанное население плавающей по рекам пены.
Планктон слагается большей частью из мелких, лишенных сильных органов движения организмов, ведущих взвешенный в водной толще образ жизни: в активный период жизни все эти организмы не зависят от субстрата и только зимой или при других неблагоприятных условиях некоторые из них опускаются на дно и остаются там в недеятельном состоянии. По составу организмов планктон делится на бактериопланктон, фитопланктон и зоопланктон. По размерам организмов планктон подразделяется на четыре группы: наннопланктон, микропланктон, мезопланктон и макропланктон.
Планктоно-бентос представляет собою группировку, как бы промежуточную между бентосом и планктоном. В ее состав входят бактерии, водоросли и животные, проводящие жизнь в активном состоянии как на дне, так и в толще воды, причем перемещение организмов из одной среды в другую может быть и активным и пассивным. К планктоно-бентосу принадлежат многочисленные беспозвоночные, из которых в пресных водах наиболее характерны личинки коретра. Из водорослей к планктоно-бентосу относятся многие виды протококковых, десмидиевых, синезеленых и диатомей.
Нектон, в отличие от всех вышерассмотренных группировок, состоит из хороших пловцов, легко перемещающихся из одного участка водоема в другие. Сюда относятся рыбы, водные млекопитающие, рептилии и амфибии, а также ряд головоногих моллюсков.
Нектоно-бентос также состоит из хороших пловцов, но большую часть жизни они проводят на дне и лишь временами перемещаются на сравнительно небольшие расстояния, передвигаясь большею частью в придонных слоях воды. Сюда относятся некоторые виды рыб и многие высшие ракообразные.