Реферат.

Тема: Основные виды и методы использования гидробиологического оборудования.

Подготовлен студенткой 2 курса Биологического факультета Осипенковой Татьяной.

.1. ДОННАЯ ФАУНА

Методы отбора проб

Фауна грунта. Основными орудиями сбора на количественный анализ донных беспозвоночных - обитателей поверхностного слоя и толщи грунта - являются дночерпатели различных систем. Универсального дночерпателя, пригодного для работы на всех типах грунта, нет. Поэтому рекомендуем несколько конструкций дночерпателей, каждая из которых применяется для отбора проб при определенном характере донных осадков. На мягких илистых грунтах применяется коробочный дночерпатель Экмана-Берджа (рис.2.1) на тросе или облегченная модель ковшевого дночерпателя Петерсена (рис.2.3). Для работ на водохранилищах удобна модифицированная в Институте внутренних вод АН СССР модель дночерпателя Экмана-Берджа, работающая хорошо на довольно плотных грунтах и при волнении (рис.2.2). На очень мягких илах, например в профундали озер, дночерпатель Экмана-Берджа опускают очень медленно, контролируя по натяжению троса достижение дна, с тем, чтобы прибор не зарывался в грунт. Лучшие результаты получаются при использовании дночерпателя модели Боруцкого с высоким (до 40 см) коробом, причем на корпус следует добавлять ограничитель глубины погружения прибора в грунт в виде решетчатой рамы.

Рис.2.1. Дночерпатель Экмана-Берджа

Рис.2.1. Дночерпатель Экмана-Берджа

Рис.2.2. Дночерпатель Экмана-Берджа (модифицированная модель)

Рис.2.2. Дночерпатель Экмана-Берджа (модифицированная модель)

Рис.2.3. Дночерпатель Петерсена

Рис.2.3. Дночерпатель Петерсена

В реках на песчаных грунтах отбор осуществляется дночерпателем Петерсена с малой площадью захвата. На плотных и особенно на задернованных грунтах следует применять утяжеленную модель дночерпателя Петерсена, или дночерпатель "Океан" (рис.2.4). Эти типы дночерпателей, работающие без посыльного груза, удобны для работ на водохранилищах даже во время сильного волнения.

Рис.2.4. Дночерпатель Петерсена (модифицированная модель)

Рис.2.4. Дночерпатель Петерсена (модифицированная модель)

Перечисленные виды дночерпателей применяют для отбора проб с лодки или катера. Спуск и подъем облегченных моделей дночерпателей с площадью захвата 1/40 млучше выполнять с помощью механической лебедки с лодки, но можно отбирать пробы, удерживая дночерпатель руками. Утяжеленными и большими моделями дночерпателей (площадь захвата 1/25 м) работают только при помощи электрической лебедки с судна. В прибрежной зоне водных объектов на глубинах до 2,5 м для отбора бентосных проб применяют дночерпатели, опускаемые на штанге. Это коробочный дночерпатель Заболоцкого с площадью захвата 1/40 м, работающий на относительно мягких грунтах, и трубчатый дночерпатель Мордухай-Болтовского (1/250 м), которым отбирают пробы на плотных задернованных почвах. Трубчатый дночерпатель также удобен для сбора организмов мезобентоса, так как в отобранной пробе сохраняется ненарушенным верхний слой грунта и прилегающий слой воды. Для сбора крупных организмов, таких, как двустворчатые моллюски, на мелководье можно применять рамку, ограничивающую участок дна, площадью 1 м. Стенки рамки изготавливают из листового металла высотой 3 см. По углам впаяны металлические шипы или гвозди длиной 3-5 см. Рамка накладывается на грунт, и ее положение фиксируется при помощи вдавленных в грунт шипов. В пределах ограниченного рамкой пространства крупных животных выбирают вручную, полученный материал просчитывают на месте, несколько экземпляров фиксируют формалином для уточнения видового состава, а остальных моллюсков возвращают в водоем. На глубинах, недоступных для сбора вручную, крупных макробеспозвоночных отлавливают дночерпателями большой площади сечения (0,1 м) или берут большее число проб, а промывку грунта проводят через сита с крупной ячеей (не менее 5 мм). Отбор проб дночерпателем проводят с заякоренной лодки или судна. Сначала измеряют глубину: на мелководье размеченным шестом, в более глубоких местах ручным лотом (размеченным в мокром состоянии тросом с грузом). В случае применения лебедки для спуска и подъема дночерпателя обычно используется блок-счетчик, показывающий длину держащего дночерпатель троса. При отборе проб лодка или судно должны быть ориентированы таким образом, чтобы во время дрейфа трос дночерпателя не заносило под корпус судна, что может привести к преждевременному закрытию прибора. Дночерпатель опускается плавно в открытом состоянии. Достижение им дна обнаруживается по ослаблению натяжения троса. В зависимости от конструкции дночерпателя производится закрытие прибора и захват определенного объема грунта. Затем начинают подъем прибора. Дночерпатель с отобранным грунтом помещают в таз, кювету, ящик или на промывательный станок (на крышку), открывают его, и грунт либо смывают струей воды в отверстие крышки на сито промывательного станка, либо слегка приподнимают над приемной емкостью, освобождая дночерпатель от грунта. Остатки грунта на стенках прибора смывают в основную пробу. Если отобранный грунт заполняет дночерпатель не полностью, то пробу не учитывают и отбор повторяют. Из забракованной пробы можно отобрать образец грунта для проведения механического анализа донных отложений. Для тех же целей при нормально отобранной пробе перед промывкой грунта отбирают небольшое количество грунта и помещают в баночку. Отбор проб для качественного анализа можно производить тоже дночерпателями, а также скребками (рис.2.5), драгами и тралами различной конструкции, причем скребком облавливаются только мелководные участки водоема, а драгами как мелководные, так и глубокие участки.

Рис.2.5. Скребок

Рис.2.5. Скребок

Поскольку скребок является орудием лова, который обычно изготавливают в подсобных мастерских, приводим описание его несложной конструкции. Составными частями скребка являются округлая в верхней части или полностью квадратная рамка со стороной 20-30 см с прикрепленной к нижнему краю под углом 45° заточенной стальной пластинкой 2-3 см шириной. Рамка насаживается на шест длиной 1-1,5 м. К рамке пришивается округлый в концевой части мешок, который состоит из плотной прочной ткани для прикрепления к обручу и мельничного газа N 23 в концевой части. Такой скребок может одновременно служить и сачком-промывалкой. Однако мешок из мельничного газа быстро изнашивается. Поэтому мешок для скребка можно изготовить из более прочного материала, например из капронового газа N 10 или даже из рогожи. Перед прикреплением мешка рамку скребка следует обмотать узкой лентой из плотной ткани для уменьшения трения мешка о рамку. На нижней части рамки для прикрепления мешка необходимо просверлить отверстия, так как широкая режущая грунт пластина не позволит пришить мешок непосредственно на рамку. Отбор бентосных проб драгами и тралами следует ограничивать, особенно на некоторых водных объектах, с целью сохранения биоценозов донных беспозвоночных. Лучше по возможности применять дночерпатели и скребки.

Драгированием называется добывание с морского дна животных и растений с помощью особых приборов, называемых драгами и тралами (trawl, Kurre). Первые состоят обыкновенно из тяжелой прямоугольной железной рамы, одна или две длинные стороны которой представляют широкие, заостренные на переднем краю полосы в виде ножей, параллельных между собою или расходящихся под небольшим углом; спереди к раме приделаны рукоятки, к которым прикрепляется пеньковый или стальной трос, а к задней привязан мешок из сети. Реже рама трехугольна и состоит из трех ножей. К концу мешка привязаны обыкновенно палки, нагруженные гирями, к ним привязывают веревочные или пеньковые швабры, а поверх его к раме прикрепляют открытый сзади мешок из парусины, служащий для того, чтобы сеть не зацеплялась за подводные предметы и не рвалась. Спущенную с судна драгу медленно волочат по дну (скорость движения не должна превосходить 1¹/₂ — 2 морских миль в час), причем ножи драги захватывают ил, песок, камни с сидящими между ними и на них организмами; в то же время множество животных запутываются в швабрах. Для успешного действия драги при глубинах до 400 саж. длина вытравленного каната равна по крайней мере двойной глубине, при более значительной глубине в 1¹/₂ раза больше глубины. Чтобы драга не оборвалась, зацепившись за подводный предмет, или делают особые предохранительные приспособления на ручках самой драги, или пропускают трос через блок, прикрепленный к динамометру, который, с одной стороны, позволяет следить за степенью натяжения, а с другой — умеряет силу внезапных толчков. Драги с расходящимися ножами более способны захватывать камни и грунт и удобнее при твердом грунте. Для добывания животных, глубоко зарывающихся в ил, поперек рамы, параллельно длинным сторонам прикрепляют перекладину с длинными зубцами, которые и взрывают дно. Размеры драг различны, смотря по величине судна, средствам для поднимания драги со дна и т. д., вообще же длина ножей не превышает по большей части 4 фут. У тралов вместо коротких сторон рамы драги — выгнутые дугообразно более или менее широкие железные полозья, соединенные перекладинами, а вместо ножей — веревки или цепи (если веревка лишь с одной стороны, то с другой прикреплена толстая деревянная поперечная жердь — это beamtrawl). Сзади к раме трала прикрепляется большой мешок, устроенный так, чтобы попавшие в него животные не могли выйти обратно, а спереди — те веревки, которыми он соединяется с тросом. Так как трал легко скользит по дну на своих полозьях и не зарывается в грунт и, не имея ножей, захватывает меньше тяжелых предметов, то ему можно придавать более значительные размеры (напр. 20 и более футов ширины) и приводить его в более быстрое движение. Оба эти обстоятельства позволяют ловить тралом животных (некоторых рыб, раков), которые успевают уплыть от драги. Добытый при Д. песок, ил и т. п. помещают в особые решета и отмывают до тех пор, пока в них останутся лишь более крупные камни и животные. Иногда, если дно крайне скалистое и неровное, приходится ограничиваться прибором, состоящим исключительно из швабр. Изучение морей с домощью драги, которая до того времени употреблялась ловцами устриц, началось в XVIII в.; в конце его датский зоолог О. Мюллер исследовал берега Дании до глубины 50 м. Постепенно расширяясь, исследования этого рода распространились на все моря и доставили громадный научный материал, добывая множество животных даже с глубины до 8000 м.

Промывка добытого дночерпателем грунта проводится на водоеме сразу после отбора проб. На практике используют несколько методов разделения грунта и организмов. При работе с большими объемами пробы промывку грунта осуществляют на станке, который состоит из деревянного корпуса с набором ящиков-сит. Размеры станка определяются объемом отобранных проб. Сверху на станке помещается съемная крышка с бортиками по краю для приема грунта из дночерпателя и с отверстием в середине крышки, через которое грунт смывается на верхнее сито. После смыва грунта с крышки на сито крышку снимают и из содержимого на верхнем сите выбирают крупных животных, а также камни, остатки растительности и другие крупные объекты, которые сохраняют для последующего осмотра. Оставшийся грунт промывают несильной струей воды из шланга во избежание порчи организмов таким образом, чтобы через отверстия верхнего сита на второе попали организмы макробентоса, на нижележащее сито организмы мезобентоса, а остаток пробы смывается в приемный ящик или за борт. Таким образом происходит разделение бентоносных организмов по размерным группам. Такой способ промывки можно проводить на крупных водных объектах, где отбор проб осуществляется с судна большими дночерпателями, а бентофауна представлена в основном моллюсками, раковины которых не повреждаются при промывке через металлические сита. На тех участках крупных водных объектов, где бентофауна состоит в основном из олигохет и личинок хирономид, а отбор проводится также с судна большими дночерпателями, рекомендуется на промывочном станке промывать грунт лишь на первом сите с крупной ячеей для отделения крупных животных и других объектов, а остаток промывать весь сразу или частями на ситах из мельничного газа N 23. Сито в виде мешка прикрепляется к четырехугольной раме, которая удерживается веревками за бортом судна, и может быть поднято до уровня борта для приема грунта или опущено в воду не менее чем до половины мешка для промывки. Необходимо следить за уровнем погружения сита в воду и избегать заплескивания воды сверху, чтобы животные не были вымыты из мешка. Сито следует слегка приподнимать и опускать, чтобы ускорить и улучшить процесс разделения грунта и организмов. Через такое же сито промывается за бортом грунт при отборе проб малыми дночерпателями с лодки. При этом сито можно держать в руках. Для промывки небольших количеств грунта используют небольшие сачки-промывалки (рис.2.6), состоящие из металлического обруча диаметром 20-30 см, к которому пришивается такой же мешок, как у скребка.

Рис.2.6. Сачок

Рис.2.6. Сачок

Для выборки фауны из песчаного грунта пробу перед промывкой подвергают отмучиванию. Для этого пробу помещают из дночерпателя в таз, сверху наливают воду до половины глубины таза. Рукой вода с грунтом приводится в состояние движения так, чтобы поднять в воду животных. Не давая мути и организмам сесть на дно, воду из таза выливают в сачок-промывалку с мешком из газа соответствующего номера для макро- и мезобентоса. Процесс отмучивания повторяют до тех пор, пока промывные воды не становятся чистыми. После этого остаток грунта в тазу просматривают, всех оставшихся животных выбирают, а грунт выбрасывают. Сбор организмов с промывных сит проводят сразу после промывки проб. Тщательно осматривают крупные объекты, отобранные на верхнем сите промывочного станка и собирают обнаруженные на них организмы. Из отмытой пробы макробентоса животных лучше выбирать сразу на водоеме, так как живые формы заметнее и их легче отбирать. При этом грунт помещают маленькими порциями в металлические или пластмассовые кюветы и приливают небольшое количество воды. Для разделения грунта с примесью значительного количества растительного субстрата и организмов можно применять метод флотации. При этом небольшие порции грунта из пробы помещают в насыщенный раствор поваренной соли, всплывающие организмы быстро, пока они не осели вновь, собирают небольшим сачком или ложкой. Затем грунт тщательно просматривают для сбора моллюсков и других не всплывших организмов. Пробы с организмами мезобентоса фиксируют целиком в 4-10% растворе формалина, а выбор животных проводят в стационарных условиях.