Фітопланктон прісних водойм

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

ЗМІСТ

ВСТУП

РОЗДІЛ I:ФІТОПЛАНКТОН ПРІСНІХ ВОДОЙМ

1.1 Фітопланктон прісних водойм

1.2 Загальна характеристика каскаду Горіхуватських ставків

1.3. Особливості видового складу фітопланктону каскаду Горіхувастих ставків

РОЗДІЛ ІІ: ЕТАПИ ДОСЛІДЖЕНЬ ФІТОПЛАНКТОНУ КАСКАДУ ГОРІХУВАСТИХ СТАВКІВ

2.3 Відбір проб

2.4 Консервація проб

2.5 Згущення проб

2.6 Камеральне опрацювання проб

2.7Визначення чисельності і біомаси

2.8. Визначення первинної продукції фітопланктону і деструкції органічних речовин

2.9. Оцінка різноманітності фітопланктону

РОЗДІЛ ІІІ: ВИЗНАЧЕННЯ ЧИСЕЛЬНОСТІ ТА ДИНАМІКИ БІОМАСИ ФІТОПЛАНКТОНУ

3.1 Визначення повного обсягу досліджуваних водойм

3.2 Визначення прозорості ставка

РОЗДІЛ IV: ЕКОНОМІЧНЕ ЗНАЧЕННЯ ПРОЦЕСІВ ФОТОСИНТЕЗУ У СВІТОВОМУ ОКЕАНІ

4.1 Глобальні процеси фотосинтезу у світовому океані

4.2 Квоти на викид парникових газів

РОЗДІЛ V: ОХОРОНА ПРАЦІ

5.2. Технічні та організаційні заходи для зменшення рівня впливу небезпечних та шкідливих виробничих факторів при роботі в біохімічній лабораторії

5.3. Забезпечення пожежної і вибухової безпеки при роботі в біохімічній лабораторії

ВИСНОВКИ

Актуальність проблеми. Відслідковування закономірностей зміни біомасси фітопланктону - актуальне завдання сучасної гідробіології. Незважаючи на те, що фітопланктон є основною фотосинтезуючою ланкою водних екосистем, механізми зв'язку фізіолого-біохімічних процесів, що лежать в основі продуктивності, з факторами навколишнього середовища досліджені недостатньо. Головна увага традиційно приділяється встановленню кількісних показників первинної продукції в конкретних водних об'єктах, а також аналізу структури альгоугруповань. Водночас глибоке осмислення екологічних процесів і складання реальних прогнозів зміни стану водних екосистем неможливі без всебічних еколого-фізіологічних досліджень механізмів формування та перебудови альгоценозів (Гольд, 1996; Елизарова; 1999, Минеева, 2004).

Високий рівень антропогенного навантаження на водні об'єкти України зумовлений великою щільністю населення, впливом розвинутої промисловості, інтенсифікацією сільського господарства, а також недостатньо ефективною системою очищення стічних вод, що надходять у водойми. Наприкінці 80-х - на початку 90-х років ХХ століття істотно підвищився рівень мінералізації води приток Дніпра та його водосховищ (Журавлева, 1998), збільшився вміст у ній розчиненого мінерального і загального фосфору (Журавлева, Курейшевич, 2000; Гидроэнергетика..., 2004), підвищилась концентрація у воді і донних відкладах токсикантів та радіонуклідів (Калениченко, 1993; Линник, 1999; Арсан та ін., 1997; Романенко та ін., 2000; Шаповал, Кукля, 2001; Кузьменко та ін., 2002). Це призвело до суттєвого погіршення якості води основних джерел водопостачання країни.

У зв'язку з зазначеним вище виникає необхідність з'ясування відгуку планктонних водоростей на вказані зміни навколишнього середовища. Дослідження фундаментальних основ формування фітопланктону та глобального впливу природних чинників на цей процес в умовах антропогенного пресу важливі для розробки теорії біологічної продуктивності водойм, науково обґрунтованих методів управління функціонуванням екосистем та прогнозування якості води.

РОЗДІЛ І. ФІТОПЛАНКТОН ПРІСНИХ ВОДОЙМ

1.1 Фітопланктон прісних водойм

Термін планктон (грец. «планктон» - блукаючий) вперше був введений у науку 1887 р. і за первісним поданням означав сукупність організмів, що ширяють у воді. Дещо пізніше у складі планктону стали розрізняти фітопланктон (рослинний планктон) і зоопланктон (тваринний планктон). Отже, фітопланктоном називають сукупність свободноплаваючих (в товщі води) дрібних, переважно мікроскопічних, рослин, основну масу яких складають водорості. Відповідно кожен окремий організм зі складу фітопланктону називають фітопланктером. Екологи вважають, що фітопланктон в житті великих водойм виконує ту ж роль, що і рослини на суші, тобто виробляє первинне органічна речовина, за рахунок якого прямо або опосередковано (через ланцюг живлення) існує весь інший живий світ на суші і у воді.

Тому далі ми будемо говорити тут лише про мікроскопічні водорості, що входять до складу фітопланктону. Це тим більше виправдано, що склад грибів в співтоваристві фітопланктону вивчений ще дуже слабо, а планктонні бактерії (бактеріопланктона) в екології водойм розглядаються зазвичай окремо. Існування планктонних організмів у зваженому стані у воді забезпечується деякими спеціальними пристосуваннями. В одних видів утворюються різного роду вирости і придатки тіла - шипи, щетинки, рогоподібні відростки, перетинки і т. п. ; у інших видів відбувається накопичення в тілі речовин з питомою вагою менше одиниці, наприклад крапель жиру, газових вакуолей І т. д. Полегшується маса клітини також шляхом зменшення її розмірів: розміри клітин в планктонних видів, як правило, помітно менше, ніж у близькоспоріднених донних водоростей. У планктоні широко поширені і дрібні організми, розміром в декілька мікрометрів, які утворюють так званий наннопланктон.[7]

У прісноводому комплексі нерідкі і зелені водорості: ооцістіс (Oocystis) (по всьому морю), види сценедесмус (Scenedesmus) і педіаструма (Pediastrum), більш численні в затоках.Прісноводний фітопланктон відрізняється від типово морського величезною різноманітністю зелених і синьо-зелених водоростей. Особливо численні серед зелених одноклітинні і колоніальні вольвоксовие і протококковие: види хламідомонад (Chlamydomonas), гоніума (Gonium), вольвокса (Volvox), педіаструма, сценедесмус, ооцістіса, сфероцістіса (Sphaerocystis) та ін . Серед синьо-зелених багаточисельні види Анаб, мікроцістіса, афанізоменона, глеотріхіі (Gloeotrichia) та ін.

Характернейший в морському фітопланктоні рід хетоцерос (Chaetoceros) в озерах і ставках зовсім відсутня, а численні в морях різосоленія (Rhizosolenia) в прісних водах представлені лише декількома видами. У прісноводому фітопланктоні значно біднішими якісно і кількісно представлені перидинеї. Звичайні серед них види цераціума (Ceratium) і перідініума . У прісних водах відсутні кремнежгутіковие і дуже рідкісні кокколітофоріди, зате деякі інші жгутикові представлені тут різноманітно і нерідко у великій кількості. В основному це хрізомонади - види дінобріона (Dinobryon), малломонаса (Mallomonas), уроглени (Uroglena) та ін , а також евгленовие - евглена (Euglena), трахеломонас (Trachelomonas) і факус (Phacus) перша переважно в холодних водах, а другі - в теплих.

Однією з істотних особливостей прісноводного фітопланктону є велика кількість у ньому тимчасово планктонних водоростей. Ряд видів, яких прийнято вважати типово планктонними, в ставках і озерах мають донну або періфітоном (прикріплення до якогось предмета) фазу в своєму життєвому циклі. Таким чином, різноманітність екологічних умов у внутрішніх водоймах визначає і значно більшу різноманітність в порівнянні з морями екологічних комплексів і видового складу прісноводного планктону.[10]

У великих глибоких озерах виражені менш яскраво риси відмінності прісноводного фітопланктону від морського. У таких озерах-гігантах, як Байкал, Великі озера, Ладозьке, Онезьке, в фітопланктоні майже цілий рік переважають діатомові. Тут вони, як і в морях, створюють основну продукцію. Видовий склад діатомових озерного планктону відмінний від морського, але в їх екології є чимало спільного. Наприклад, мелозіра ісландська (Melosira islandica) - масовий вид фітопланктону Ладозького і Онезького озер, а також мелозіра байкальська з Байкалу в фазу спокою після весняної спалаху не опускаються на дно (або опускаються лише частково), як це спостерігається в інших прісноводних видів у водоймах меншого розміру, а утримуються в товщі води, утворюючи на деякій глибині характерні міжсезоння скупчення. У великих озерах, як і в морях, великі розходження в продуктивності фітопланктону: в центральній частині водоймища продуктивність дуже низька, а біля берегів, особливо в мілководних затоках і проти гирл річок, вона різко підвищується.[14]

Ще більше схожості з морським у фітопланктоні двох найбільших озер світу з солоною водою - Каспії і Аралі. Хоча солоність води в них значно нижче морський (у Каспії 12-13 ° / 00, в Аралі 11-120/00), але в складі фітопланктону тут переважають водорості морського походження, особливо серед діатомових: види хетоцероса (Chaetoceros), різосоленія (Rhizosolenia) та ін. З джгутикових характерні солоноватоводние види ексувіелли (Exuviella) та ін В опріснених зонах цих озер панують прісноводні види, проте при солоності води навіть 3-5 ° / 00 ще дуже різноманітний солоноватоводний фітопланктон морського походження.

В найбільш типовому вигляді прісноводний фітопланктон як за складом та екології, так і по продукційних властивостям представлений в озерах середнього розміру помірної зони, наприклад в озерах Балтійського басейну.

Тут в залежності від типу озера і сезону року в фітопланктоні переважають діатомові, синьо-зелені або зелені водорості. . Із діатомових характерні види мелозіри (Melosira), астеріонелли (Asterionella), табелляріі (Tabellaria), фрагіляріі (Fragilaria), ціклотелли (Cyclotella) та ін; серед синьо-зелених - види мікроцістіса (Microcystis), Анаб (Anabaena), афанізоменона (Aphanizomenon), глеотріхіі (Gloeotrichia). Основними представниками зелених водоростей в озерному планктоні є перераховані вище протококковие, а в водах з дуже м'якою водою, знаходяться під впливом боліт, численні десмідиєві: види космаріума (Cosmarium), стаураструма (Staurastrum), клостеріума (Closterium), еуаструма (Euastrum) та ін .

У мілководних озерах і ставках із зелених водоростей нерідко переважають вольвоксовие: вольвокс (Volvox), хламідомонада (Chlamydomonas), пандорина (Pandorina), евдоріна (Eudorina). У фітопланктоні озер тундри і північної тайги досить різноманітні хрізомонади: види дінобріона (Dinobryon), сінури (Synura), урогленопсіса (Uroglenopsis), малломонаса (Mallomonas). Характернейшая для морського фітопланктону група перидинеї в прісних водах представлена всюди (у всіх водоймах), але відносно невеликим числом видів, які скрізь, за рідкісним винятком, досягають невисокою чисельністю. У самих малих водоймах - в невеликих озерах і ставках - вельми різноманітні і нерідко численні евгленовие, особливо види трахеломонаса (Trachelomonas), а в теплих водоймах тропіків і субтропіків також евглени (Euglena), лепоцінкліс (Lepocynclis), факус (Phacus) та ін У кожному окремому водоймі в залежності від фізичних і хімічних особливостей режиму і від сезону року переважає одна або інша з перерахованих груп водоростей, а в періоди дуже інтенсивного розвитку панує нерідко всього один вид. У дрібних тимчасових водоймах - калюжах, викопаних ямах - вельми звичайні дрібні вольвоксові з роду хламідомонас (Chlamydomonas), від масового розвитку яких вода нерідко забарвлюється в зелений колір.[5]

Прохлорофіти

Родофіти зазвичай називають червоними морськими водоростями через їх забарвлення. В основному це не свободноплавающие водорості, вони розвиваються на прибережних скелях. У 2004 р. Редфілд запропонував виростити і зібрати кілька різновидів родофіт (Gracilaria і Porphyra) в високопоживних прибережних областях, щоб зменшити можливість еутрофікаціі. Хлорофіти

Це група зелених морських водоростей, що відрізняється великою видовою різноманітністю. Деякі форми є одноклітинними і планктоніческімі, в той час як інші - макроскопічні. Spirogyra - широко поширена форма, яка під час цвітіння утворює своєрідну піну на поверхні невеликих водойм. Планктоні форми (Chlamydomonas) характеризуються наявністю двох джгутиків рівної довжини, які дозволяютьрослині плавати.

Евгленофіти

Евгленофіти характеризуються єдиною мембраною хлоропласта ендоплазматичної мережі, мезокаріотіческім ядром, одним рядом волосків на Джгутики і змістом парамілона в цитоплазмі. Їх розмір 50m m. В несприятливих умовах евгленофіти утворюють цисти.

Дінофіти

Дінофлагеллати - в значній мірі одноклітинні бі-флагеллати з відмітними структурами. Розмножуються розщепленням. Поширені цисти. У такому стані водорості можуть перебувати багато років, поки зміни в навколишньому середовищі (температура, поживні речовини, світло і т.д.) не дадуть цисті можливості прорости. Зростання дінофіт підпорядковується експоненціальним законом: з однієї цисти можуть за тиждень розвинутися 6-8000 клітин. Деякі дінофлагеллати повністю гетеротрофних, інші - міксотрофні. Деякі дослідники, припускають, що їх можна назвати мезокаріотамі. Дінофлагеллати мешкають і в морській, і в прісній воді, проте в прісній менше різновидів. Отруйні розквіти Gymnodium мають важливе значення в рибоохорони справі. В океані дінофлагеллати відповідальні за так звані червоні потоки, які були предметом багатьох досліджень. На це звернув увагу Андерсон (1995). Він доповнює, що термін «червоні потоки» може ввести в оману, і наукове співтовариство вважало за краще назву «шкідливе цвітіння водоростей» (НАВ). НАВ проявляє себе в різних формах, говорить Anderson, наприклад, отруйний планктон споживається молюсками, мідіями, устрицями, які, потрапляючи на стіл до людини, можуть призвести до важкого отруєння і навіть до смерті. Всі основні токсичні речовини виробляються дінофлагеллати. Також від токсинів страждають риби, кити, морські птахи та інші тварини.

Криптофіти

Мешкають і в прісній, і в солоній воді. Їх відмітною властивістю є слабка чутливість до світла, вони можуть мешкати на більшій глибині, ніж інші водорості. Здатні до виживання у воді, покритій снігом і льодом.

Кріофіти

Золотисто-коричневі водорості - головним чином мешканці прісної, переважно м'якої води. Важлива особливість динаміки їх зростання - те, що навіть у сприятливому навколишньому середовищі кожен день цілих 10% популяції піддаються інцістірованню. Це приводить до пониження їх конкурентоспроможності. Aureococcus утворюють «коричневі потоки» в водоймах. Це явище досліджено та змодельовано американськими вченими в 2000-2002 р. Екологи прийшли до висновку, що розмноження Aureococcus anophagefferen призводить до збільшення у воді концентрації цих водоростей. В результаті на глибину проникає менше світла, що впливає на ріст і розвиток бентичних водоростей і ракоподібних.

Прімнезіофіти

Прімнезіофіти (або гаптофіти) є більшою мірою морськими

одноклітинними флагеллатамі (жгутиконосцами). Флагеллати мають два джгутики, які, залежно від різновиду можуть бути рівними або нерівними. Існує приблизно 75 пологів і 500 різновидів прімнезіофіт. Розмір їх досить малий: 5m m Можливо найвідоміша різновид - Emiliania huxleyi, які

поширені від тропіків до полярних областей. Olson і Strom повідомили про обширному розквіті в Беринговому морі, в якому, очевидно, розвитку прімнезіофіт сприяє слабка конкуренція. Phaeocystis pouchetii проходить дві життєві стадії: як одноклітинна флагаллата і колоніальну стадію, з'єднуючись в полісахарідную форму. Остання може бути неприємністю, коли цвітіння відбуваються в регіональних або рибальських областях.

Баціларіофіти (діатомові водорості)

Діатомові водорості - одноклітинні морські водорості, знайдені практично у всіх водах, і, ймовірно, найчисленніша група з водних еукаріотичних організмів. Існує приблизно 250 пологів і більше 100000 різновидів. Найбільш загальними видами є Skeletonema, Thalassiosira, Nitzschia. Клітини оточені твердою кварцовою оболонкою, круглої або злегка витягнутої форми. Ця оболонка, яка часто утворює заплутаний і дуже гарний візерунок, називається фрустулой. Їх характерний колір походить від каротиноида, золотисто-коричневого фукоксантина. Висока вміст кварцу в оболонках діатомових водоростей означає, що він може стати лімітуючим елементом. Деякі різновиди отруйні. Наприклад, Pseudo-nitschia і деякі інші виділяють домоеву кислоту, які викликають отруєння ракоподібних, Chaetoceros є причиною загибелі риби.

Ксантофіли

Ксантофіти мають жовто-зелене забарвлення, два джгутики нерівної довжини, один з яких, покритий волосками, спрямований вперед, а інший, гладкий, спрямований назад. Більшість різновидів - прісноводні. Розмноження безстатеве поділом клітини.

Еустігматофіти

Це дуже маленька група всього з дванадцяти різновидів, що мешкають впрісній воді і грунті.

Рафід офіти

Інший маленький клас флагеллат. повідомлено, що одна різновид викликала масову смертність тунця в японських і австралійських водах, причому грошові втрати в Японії склали приблизно $ US500 мільйонів і в Австралії $ US24 мільйонів.

Фаеофіти

Фаеофіти - практично всі бентіческіх морські організми, що мають розміри від мікроскопічних до гігантських водоростей. Вони мають характернийкоричневий колір завдяки фукоксантин і різним таніну. Коричневіморські водорості широко використовуються в їжу і в виготовленніфармацевтичних препаратів. Одна із широко використовуваних різновидів - Laminaria japonica, яку, можна було б використовувати для того, щоб зменшити прибережну еутрофікацію.[15]

Більшість видів фітопланктону є фотоавтотрофним, що означає використання неорганічних речовин для росту, вуглекислого газу як джерела вуглецю і світла як енергії для всіх процесів. Хемоавтотрофні організми споживають уже готові органічні речовини. Морські водорості, які отримують вуглець з органічних складів, як кажуть, гетеротрофних і можуть бути або фото-чи хемогетеротрофни.

Розмноження

Багато різновидів розмножуються поділом клітини. Деякі багатоклітинні організми формують фрагмент або виробляють спеціальну структуру, звану пропагул. Цей тип називається вегетативним способом розмноження на відміну від формування спеціалізованих одноклітинних суперечка, що називають безстатевим розмноженням. Спори, які з'єднуються, щоб справити зиготу, називаються гаметами і можуть не мати джгутиків. Деякі спори мають потовщені стінки і збільшений запас поживних речовин, щоб пережити можливі несприятливі умови. Такі спори називаються акінети. Багато еукаріоти проходять кілька стадій життєвого циклу, змінюючи форми. Життєвий цикл Pfiesteria piscicida, надзвичайно складний і має 24 одноклітинні стадії, з яких флагеллатние і амебоидние мають найбільше значення. Він пише, що поки Pfiesteria знаходиться в стадії недіючої амеби, вона нешкідлива. Як тільки виникають сприятливі умови, оболонка цисти руйнується і з неї з'являється клітина, яка може бути небезпечна. Сама отруйна стадія, на думку вченого, - це «Рослинна», яка викликає масову загибель риби. Сезонні зміни Як відомо, сезонні зміни впливають на конкурентоспроможність різних видів планктону.

1. До кінця зими достатню кількість поживних речовин та інтенсивність світла збільшується, що призводить до стрімкого розвитку маленького, швидко зростаючого фітопланктону.

2. Зростання зоопланктону стимулюється появою цієї їжі, спочатку домінують короткоживучі покоління.

3. Розвиток травоїдних тварин перевищує темп зростання фітопланктону, що призводить до зниження концентрації другого, настає фаза чистої води.

4. Популяційна щільність травоїдних і біомаса їх зменшуються внаслідок зростаючого хижацтва риби.

5. Зменшення зоопланктону призводить до літнього розвитку їстівної різновиди Cryptophycae і неїстівних зелених водоростей, за чим слід зменшення поживних речовин.

6. Боротьба за фосфор призводить до переваги діатомових водоростей над зеленими морськими водоростями, поки не вичерпається кварц, далі встановлюється домінування дінофлагеллати і / або ціанобактерій.

7. Великі травоїдні ракоподібні тварини змінюються більш дрібними, оскільки вони менш вразливі для хижаків.

8. Складне співтовариство розвивається і коливається зі збільшенням температури.

9. Фізичні зміни до кінця літа роблять домінуючими більш конкурентоздатні в змішаній навколишнього середовища організми, зокрема, діатомові водорості.

10.Збільшення розміру зоопланктону і його біомаси росте до осіннього максимуму, поки не зменшиться кількість світла і поживних речовин, тоді він переходить до зимового станом.[16]

Відома робота «Парадокс планктону» зачіпає наступну проблему. Принцип конкурентного виключення формулюється так: «якщо векосистемі є n споживачів і r лімітують речовин, то рівновага настає, коли залишається r споживачів ». Однак в реальних екосистемах різноманітність видів завжди перевищувала кількість поживних речовин.[17]

1.2 Загальна характеристика каскаду Горіхувастих ставків

Найцікавішим водним об'єктом парку ім. Рильського на мою думку є саме ланцюг Горіхувастих ставків, з'єднаних між собою річкою Оріхуваткою і підземними водами.

Оріхуватка - річка в Голосіївському районі міста Києва, права притока Либіді. Довжина - близько 4 км. Бере свій початок в Голосіївському лісі неподалік від Експоцентру. На початку це невеликий, неширокий струмок, що протікає по лісі.Ширина струмка не перевищує 1 метра. На території парку ім. Рильського починається каскад ставків - 3 невеликих ставка, далі річка знову протікає по лісі, потім проходить через ще один ставок і біля Голосіївської площі - останній ставок (Оріхуватські) із цього каскаду. А після цього річка зникає у колекторі і біля маргаринового заводу впадає в Либідь.Таким чином, річку можна вважати малоурбанізірованной - більшу частину свого шляху вона протікає по природному руслу.

Береги озер пологі і вкриті густою рослинністю.

Знаходяться лише в декількох сотнях метрів від траси і тому відчувають на собі значний антропогенний вплив. Саме тому ланцюг ставків цього каскаду був обраний як об'єкт дослідження.

Рис. 1.1 Каскад Горіхувастих ставків -супутникові данні.

1.3 Особливості видового складу фітопланктону каскадів Горіхувастих ставків

Провідне значення у функціонуванні водних екосистем має фітопланктон - первинна ланка потоків енергії, продуцент автохтонної органічної речовини, важливий агент самоочищення і фотосинтетичної аерації води.

Фітопланктон є одним із біологічних елементів класифікації екологічного статусу озер відповідно до Водної Рамкової Директиви ЄС 2000/60 (Directive 2000/60/EC). Разом з тим, у Директиві ЄС не наводяться межі коливань структурних і функціональних характеристик планктонних водоростей для кожної градації екологічного статусу водойм. До того ж, міські водойми у Водній Рамковій Директиві не розглядаються.

Фітопланктон одним з перших ланок гідpоекосістем реагує на зміни екологічних умов, a його структурно-функціональні характеристики є важливими складовими при оцінці ступеня антропогенного впливу. Тому, поза всяким сумнівом, флористичне та ценотичного різноманіття співтовариств планктонних водоростей набуває показове значення при встановленні особливостей трансформації водних екосистем в умовах антропогенного пресу.[34]

Враховуючи вищевикладене, представляється актуальним і доцільним виявлення особливостей видового складу планктонних водоростей, що розвиваються в найбільш великих водоймах Голосіївського лісу, територія якого набула статусу об'єкта природно-заповідного фонду України в ранзі Національного природного парку (НПП).

Фітопланктон Дідоровських, Оріхуватських і Китаївських ставків представлений, відповідно, 167, 154 і 101 видів і внутрішньовидових таксонів (в.в.т.). Всього в досліджених ставках Голосіївського лісу відзначено 272 види водоростей, представлених 284 видів і внутрішньовидових таксонів, які відносяться до 9 відділів, 15 класів, 35 порядків, 63 родин і 131 роду (табл.1.1).

Таблиця 1.1

Таксономічний спектр і «пропорції флори» планктонньх водоростей ставків Голосіївського лісу.

Серед Bacillariophyta найбільшим числом видів представлений клас Васіlariophyceae (69,2%), основу якого складав порядок Achnantales (28,9%). Друге місце займав клас Fragilariophyceae (17,3%), зокрема порядок Fragilariales (15,4%), a третє - Coscinodiscophyceae (15,4%).[11]

Видове різноманіття Cyanoprocaryota формували в основному представники класу Hormogoniophyceae (22 види або 71,0%), що включає порядки Oscillatoriales (35,5%) і Nostocales (35,5%). Водорості, що відносяться до класу Chroococcophyceae, налічували всього 9 видів, що становило 29,0% видового складу синьозелених водоростей.

Видове різноманіття евгленових водоростей у ставках НПП «Голосіївський» обумовлено представниками класу Euglenophyceae, зокрема, відносяться до порядку Euglenales (93,3%). Основу видового багатства дінофітових водоростей становив тільки один клас Dinophyceae, що включає порядки Peridiniales (66,6%), Gymnodiniales (16,7%) і Gonyaulacales (16,7%). Стрептофітовие водорості в ставках НПП «Голосіївський» представлені видами з класу Zygnematophyceae, що відносяться переважно до порядку Desmidiales (92,3%).

Аналіз видового багатства фітопланктону кожного з каскадів показав, що в Дідоровських, Оріхуватські і Китаєвських ставках воно формується, головним чином, представниками Chlorophyta (відповідно 48,0, 48,6 і 40,7%) і Bacillariophyta (14,1, 14,1 і 24,1%) (табл. 2). Третє і четверте місця в ставках Дідоровських урочища займали, відповідно, представники Cyanoprocaryota (11,6%) і Euglenophyta (9,8%), тоді як в Китаєвських і Оріхуватські ставках на третій позиції знаходилися Euglenophyta (14,5 і 7,6%), a на четвертій - Cyanoprocaryota (7,5 і 6 , 9%).

Таблиця 1.2

Рангові місця різних відділів водоростей при формуванні різноманітності фітопланктону досліджених ставків

Аналіз провідних (по числу видів) сімейств, що включають 41,0-57,5% видів зведеного списку планктонних водоростей, показав, що в Дідоровських, Оріхуватські і Китаївському каскадах ставків перші два рангових місця займали Scenedesmaceae (відповідно 16,3, 14,9 і 12,9%) і Euglenaceae (9,8, 8,0 і 14,9%) (табл. 1.3). Загальними для всіх ставків (з варіюванням Рангового місця) були ще 2 родини - Selenastraceae і Chlorellaceae.

Таблиця 1.3

Розподіл рангових місць між провідними родинами фітопланктону досліджених ставків.

Для фітопланктону окремих ставків НПП характерно також наявність 15 специфічних родів, тобто що зустрічаються тільки в певному каскаді. Так, в Дідоровських ставках до їх числа відносяться: Gomphospheria Kitz., Acanthosphaera Lemmerm., Francea Lemmerm., Golenkiniopsis Korschikov, Nephrochlamys Korschikov, Siderocystopsis Swale, Ulothrix Kitz., Pinnularia Ehrenb., Pleurosigma W. Sr. і Pseudostaurastrum Chodat; в Китаєвських - Golenkinia Chodat, Gomphoneis Cleve, Tabellaria Ehrenb. і Astasia Ehrenb. emend. Dujard. Тільки один специфічний рід - Aphanothece Nagelі - виявлений у Оріхуватські ставках. [38]

З 284 видових і внутрішньовидових таксонів водоростей, виявлених в ставках Дідоровських, Китаївського і Оріхуватські каскадів, тільки 33 є загальними для них, що становить всього 14% зведеного списку водоростей. З них 18 видів відносяться до Chlorophyta, 5 - до Bacillariophyta, 5 - до Euglenophyta, 3 - до Cyanoprocaryota. Одним видом представлені відділи Dinophyta і Chrysophyta. Широко розповсюдженими (поширеність 75-100%) є 12 видів, a саме: Actinastrum hantzschii Lagerh., Cruciдепіа tetrapedia (Kirchn.) W. et G. S. West, Desmodesmus communis (Hegew.) Hegew., Micractinium pusillum Fres., Monoraphidium griffithii (Berk.) Kom.-Legn., M. irregulare (G. M. Smith) Kom.-Legn. Pandorina morum (OF Мull.) Вогу, Trachelomonas hispida (Perty) Steіn emend. Defl., T. volvосіnа Ehr., Stephanodiscus hantzschii Grun, Ceratium hirundinella (OF Мull.) Schrank і Dinodryon divergens Imhof.[39]

Подальший порівняльний аналіз видового складу фітопланктону показав, що для каскаду Дідоровських і Китаївських ставків характерна наявність, крім зазначених вище, ще 9 загальних видів. Однак у цьому випадку лише один вид - Tetraedron minimum (A. Braun) Hansg. - Характеризувався поширеністю 75%, тоді як у інших, a саме: Chlorotetraedron incus (Теіl.) McEntee et аl., Selenastrum gracіle Reinsch, Tetrastrum triangulare Korschikov, Anabaena spiroides Kleb., Microcystis aeruginosa (Kitz.) Kitz., M. рulvеrea (Wood) Forti emend. Elenkin, Fragilaria crotonensis Kitton і Fragilariforma virescens (Ralfs) DM Williams et Round вона становила 25-37%. Розрахований коефіцієнт флористичної спільності для фітопланктону зазначених систем ставків виявився досить низьким (31,2%) .

B фітопланктоні Дідоровських і Оріхуватські ставків, крім зазначених раніше, відзначено ще 27 загальних видів. Однак тільки один з них - Centritractus belenophorus Lemmerm. можна віднести до числа видів, що часто зустрічаються (поширеність 75%), a 9 видів (Monoraphidium arcuatum (Korschikov) Hindak, M. contortum (Thur.) Komark.-Legn., Coelastrum astroideum De-Not., Desmodesmus intermedius (Chodat) E. Hegew., Oocystis borgei Snow, Cyclotella ocelata Pant., Еuglenа proxima P. A. Dang., Peridinium cinctum (О. F. Міі і.) Ehrenb. та Peridiniopsis elpatiewskyi (Ostf.) Bourr. характеризувалися поширеністю 50%. Коефіцієнт флористичної спільності видового складу фітопланктону в даному випадку становив 37,7% (див. табл.1.4).

Таблиця 1.4

Найбільше загальних видів виявлено при порівняльному аналізі видового складу фітопланктону каскадів Китаєвських і Оріхуватські ставків. 9 з 32 загальних видів були широко поширені (поширеність 100%) у всіх ставках зазначених систем. До них відносяться Acutodesmus acuminatus (Lagerh.) P. Tsarenko, Coelastrum sphaericum Nageli, Коlіеllа longiseta (Vischer) Hindak, Navicula cryptocephala Kitz., Synedra acus Kitz., Nitzschia acicularis (Kitz.) W. Sr., N. gracilis Hantzsch., Peridiniopsis quadridens (Stein) Bourr. і Cryptomonas ovata Ehrenb.

Дещо рідше (75%) зустрічалися такі види, як Snowella lacustris (Chodat) Komarek, Acutodesmus pectinatus (Meyer) P. Tsarenko, Chlamydomonas monadina Stein, Desmodesmus abundans (Kirch.) E. Hegew., D. costato-aculeatus var. spinosus (Deduss.) P. Tsarenko, Synedra ulna (Nitzsch) Lang.-Bert., Euglena caudata Hubner, Cryptomonas erosa Ehrenb., Kephyrion rubriclaustri Conrad, Pseudokephyrion schilleri Conrad та Closterium gracile Brлb.

Для фітопланктону досліджених каскадів ставків характерна наявність комплексу специфічних видів, що мешкають тільки в певній системі водойм і характеризуються високим ступенем поширеності (50-100%). B зведеному списку планктонних водоростей Голосіївських ставків специфічні види складають 19,7%. Так, в рослинному планктоні Дідоровських ставків комплекс специфічних видів налічував 10 видів, a саме: Desmodesmus armatus (Chodat) E. Hegew., D. opoliensis var. mononensis (Chodat) E. Hegew., Crucigeniella apiculata (Lemmerm.) Komarek, Еuglепа mutabilis Schmitz, E. spathirhyncha Skuja, E. viridis Ehrenb., Phacus orbicularis Hubner, Peridinium bipes Stein, Goniochloris smithii (Bourr.) Fott і Staurastrum boreale W. West et G. S. West.

B Китаївських ставках комплекс специфічних видів формували 6 видів - Cyclotella meneghiniana Kiitz. (= C. kuetzingiana Thwaites), Trachelomonas intermedia Р. A. Dang., Pediastrum simplex Meyen, Epitemia adnata (Kiitz.) Brлb., Gomphoneis olivaceum (Horn.) Daw. ex Ross et Sims. і Astasia curvata G.A. K1ebs, а в каскаді Оріхуватські ставках - 5: Chlamydomonas debaryana Gorozh., Ch. pertyi Gorozh., Schroederia robusta Korschikov, Pteromonas асulеаta Lemmerm. і Aulacoseira italics (Ehrenb.) Simonsen.

Порівняльний аналіз видового складу фітопланктону досліджених ставків показав, що найбільша схожість (КФС = 47,9%) в його складі відзначено для Китаєвських і Оріхуватські ставків. Коефіцієнти флористичної спільності, розраховані при порівнянні найбільш представлених відділів, склали при цьому для Bacillariophyta - 45,2%, Euglenophyta - 55,2% і Chlorophyta - 43,1%. При порівнянні видового складу фітопланктону ставків Дідоровських і Оріхуватські каскадів найбільшими значеннями КФС характеризувався відділ Chlorophyta (КФС = 49,1%). Дуже близькі за значенням КФС отримані для Bacillariophyta (23,5%) і Euglenophyta (22,6%). Більш помітно відрізнявся видовий склад фітопланктону Дідоровських і Китаївських ставків (КФС = 31,2%). Найбільшим схожістю в цих водоймах характеризувалися Cyanoprocaryota (КФС = 41,4%), Еuglеnophyta (38,5%) і Chlorophyta (35,2%).

Отже, всього в ставках Дідоровських, Китаївського і Оріхуватські каскаду ставків виявлено 272 видів водоростей, представлених 284 внутрішньовидових таксонів (включаючи ті, які містять номенклатурний тип виду). Знайдені водорості відносяться до 9 відділів, 15 класів, 35 порядків, 63 родин і 131 роду.

Основу видового багатства фітопланктону водойм Голосіївського парку складають Chlorophyta (44,4% загального числа зареєстрованих видів), ВасіІІаriophyta (19,1%), Cyanoprocaryota (10,7%) і Euglenophyta (9,9%).[33]

Рідкісними формами серед виявленого різноманіття водоростей є: Accmthosphaera zachariдsii Lemm., Acutodesmus regularis (Swir.) Tsar. Ankyra lanceolata (Korsch.) Fott, Euglena spathirhyncha Skuja, Phacus orbicularis var. cmgeri (Y.V. Roll) Swir. та Ceratium hirundmella f. robustum (Amb.) Bachm. [32]

Розподілені види водоростей по водоймах нерівномірно. Максимальна кількість видів фітопланктону зареєстровано в ставках Дідоровських каскаду - 162 види, представлених 167 внутрішньовидових таксонів. B Горіхуватських ставках знайдено 153 види (154 внутрішньовидових таксонів), a в Китаївських - 101 вид.

B склад провідних родин всіх досліджених водойм Голосіївського лісу входили Scenedesmaceae, Euglenaceae, Selenastraceae, Chlorellaceae, Оосуѕtaceae, Anabaenaceae, Hydrodictyaceae, Peridiniaceae, Fragilariaceae і Desmidiaсеае, a провідних родів - Desmodesmus, Euglena, Oscillatoria, АпаЬаепа, Тгаchelomonas, Monoraphidium, Nitzschia, Acutodesmus, Peridinium і Cryptomonas.

Характерною особливістю таксономічного складу фітопланктону Голосіївських ставків є наявність значної кількості маловидових сімейства (49,2% від їх загальної кількості) і родів (70,2%). B цьому плані найбільш показові ставки Дідоровські каскаду.

Видовий склад планктонних водоростей, що розвиваються в різних водоймах НПП «Голосіївський» досить сильно відрізняється (КФС = 31,2-47,9%). З 284 видових і внутрішньовидових таксонів водоростей, виявлених в ставках Дідоровського, Китаївського і Оріхуватські каскадів тільки 33 види є загальними, що складає всього 11,6% від загального видового складу. Найбільш істотно видовий склад фітопланктону відрізнявся між Дідоровських і Китаївський (КФС = 31,2%), a також Дідоровських і Оріхуватські ставками (КФС = 37,7%). Дещо більшою схожістю характеризувався видовий склад планктонних водоростей Китаєвських і Оріхуватські ставків (КФС = 47,9%). Виявлені особливості свідчать o розходженні екологічних умов у формуванні видового складу водоростей досліджених водойм.

Зокрема, ймовірно, що низька різноманітність планктонних водоростей Горіховатських і Китаївських ставків пов'язана з їх надмірним забрудненням, підтвердженням цьому слугує наявність в них криптомонад. В той же час динофітові водорості, як відомо, здебільшого мешкають в чистій воді. І саме Дідорівські ставки виявилися більш сприятливими для їх розвитку. [31]

РОЗДІЛ ІІ. ЕТАПИ ДОСЛІДЖЕНЬ ФІТОПЛАНКТОНУ КАСКАДУ ГОРІХУВАСТИХ СТАВКІВ

2.1 Визначення повного обсягу ставка

Розрахунок обсягу чаші ставка проводиться в таблиці 6 на підставі вихідних даних варіанта (. У таблицю записуються горизонталі ( чаші ставу до позначки НПУ, відстань між горизонталями по верти-розжарюй (рівне h = 1 м) і площі водних дзеркал (F), обмежені цими гори-зонталямі.2. Обсяг самого нижнього шару води (як фігура повного конуса) визначаєтся по формулі:[29]

V =1/3*Fn*h (тис.м3), (2.1)

де Fн - площа водного дзеркала, обмежена горизонталлю 101 (тис.м2) h - відстань між горизонталями по вертикалі,, рівне.1 м. Згідно вихідним даним F101 = 21,0 тис.м2, h = 1 м. Тоді V =113 F101 h = 21,0 V = 7,0 тис.м3. Для решти вище розташованих шарів води ставка обсяг підраховується за формулою:

V =1\3* (F1 + F 2) * h (тис.м3), (2.2)

де F1 і F2 - відповідно площі водного дзеркала ставка, обмежені горизонталями, тис.м2.Згідно з вихідними даними F101 = 21,0 тис.м2, F102 = 47,6 тис.м2, h = 1 м, Тоді V =113 (F101 + F102) h = (21,0 + 47,6) 1 = 34,3 тис.м.2 Аналогічно визначаються обсяги інших шарів води.4. Об'єм чаші ставу до будь горизонталі складається з відповідного числа шарів води.

Наприклад, до горизонталі 100 немає ніяких шарів води та об'єм чаші буде дорівнює 0. До горизонталі 101 він складається тільки з одного шару води, укладеного між горизонталями 100 і 101 і дорівнюватиме його о бсягом, тобто 7,0 тис.м3. До горизонтами 102 ця величина буде складатися зобсягів шарів між горизонталями 100 і 101 і горизонталями 101 і 102, то 7,0 + 34,3 = 41,3 тис.м3 і т.д. Повний об'єм чаші ставка при її заповненні до позначки НПУ становить Vпол = 627,5 тис.м3.[28]

2.2 Визначення прозорості ставка

Прозорість води в гідрології та океанології - це відношення інтенсивності світла, що пройшло через шар води, до інтенсивності світла, що входить в воду. Прозорість води - величина, побічно що позначає кількість зважених часток і колоїдів у воді. Прозорість води визначається її виборчої здатністю поглинати і розсіювати світлові промені і залежить від умов освітлення поверхні, зміни спектрального складу і ослаблення світлового потоку, а також концентрації та характеру живої і неживої суспензії. Класичний польовий метод визначення прозорості в глибоких водоймах - по глибині зникнення з виду плоского диска білою або чорно-білого забарвлення діаметром 20-40 см (диска Секкі), запропонованого як стандартний метод італійським священиком і астрономом Анджело Секкі. Його опускають на таку глибину, щоб він повністю зник з виду, ця глибина і вважається показником прозорості в гідрології та океанології. Для більш точного визначення записують два відліки: глибину зникнення і глибину появи диска знову при піднятті троса. Середня величина цих значень приймається за відносну прозорість води в даному районі.

Враховуючи специфіку завдання - відбір проб фітопланктону в польових умовах, слід зауважити наступні глибини

- 0,5м - поверневий шар

- 1 глибина непрозорості

- 2 глибини непрозорості

- 3 глибини непрозорості

В залежності від розмірів досліджуваної водойми. В данному випадку використовувалися глибини 0,5 м та 1 глибина непрозорості.

2.3 Відбір проб

Отримання репрезентативних даних для оцінки структурно-функціональних характеристик фітопланктону і динаміки їх змін вимагає подекадного відбору проб. Важливо, щоб він проводився у чітко встановлений час. Найбільш оптимальним є інтервал з десятої до дванадцятої години.

Одну пробу фіксують, а іншу використовують для вивчення водоростей у живому стані. Здійснювати ці роботи вкрай необхідно, оскільки при фіксуванні можливе пошкодження деяких морфологічних структур водоростевих клітин (джгутиків, різних виростів тощо), що є характерними систематичними ознаками, особливо у вольвоксових, перидинієвих, евгленових і золотистих водоростей. [1]

Проби для кількісного визначення фітопланктону відбирають батометром. Найпоширенішим є батометр Руттнера. З огляду на те, що при дослідженні фітопланктону, як правило, відбирають гідрохімічні, мікробіологічні і токсикологічні проби - найбільш прийнятним є об'єм батометра 3-5 дм3. На мілководних станціях, де глибини не перевищують 2,0 м, можливий відбір лише з одного горизонту, як правило 0,2-0,3 м. Проби фітопланктону відбирають і зберігають у скляних пляшках чи поліетиленових флягах, відкаліброваних на 0,5 і 1,0 дм3 і щільно закритих кришками. Ще в лабораторії посуд добре миють з використанням миючих засобів (для поліетиленових фляг) чи хромової суміші (для скляних пляшок). Перед наповненням чистий посуд слід 2-3 рази промити (100-200 мл) відібраною пробою.[2]

Всі пляшки (фляги) мають бути з етикетками. Можливо кілька варіантів: а) на посуд масляною або емалевою фарбою наносять цифрову нумерацію; б) на посуд наклеюють медичний пластир, на якому олівцем або кульковою ручкою роблять відповідний запис; в) перед відбором проби напис робиться безпосередньо на посуді стеклографом. Етикетку на флязі з пробою підписують на станції відбору проб. Окремо в карточці обов'язкових відомостей (польовий щоденник) дослідники записують всі необхідні дані щодо відбору проби: найменування водойми, номер станції, її координати на водоймі та відповідна географічна «прив'язка» станції, дата відбору проби (число, місяць, рік, час доби), прозорість води, об'єм проби, температура води і повітря, кількість кисню, гідрометеорологічні дані - стан погоди, наявність чи відсутність на поверхні води ознак «цвітіння», спричиненого масовим розвитком водоростей, плівок нафтопродуктів, сміття, візуально відмічених джерел надходження стічних вод у водойму, звалищ сміття в районі природоохоронних смуг досліджуваної водойми.[3]

2.4 Консервація проб

Консервація формальдегідом. Найбільш поширеним консервантом є формальдегід. Для консервації у водні проби додають 40%-ний формальдегід з розрахунку 1:100, пляшку щільно закривають кришкою і ставлять у темний ящик. Незважаючи на простоту і доступність цього методу, дія формальдегіду, який є «жорстким» фіксатором, на водоростеві клітини може призводити до їх деформації, відкидання джгутиків, виходження монадних форм (евгленові, динофітові, золотисті) з будиночків, а у зелених хлорококових можливий і лізис клітин. Фактично до 20-25% вихідної кількості водоростей через 3-5 міс. руйнується під дією формальдегіду. Водночас фіксація ним не впливає на морфологічну структуру діатомових і синьозелених водоростей. Пояснюється це тим, що перші з них мають кремнеземний панцир, а у других - клітини огорнуті слизом.

Консервація розчином Люголя. Розчин Люголя є більш «м'яким» фіксатором, що не руйнує морфологічну структуру водоростей. Але він не завжди «вбиває» водяну мікрофлору і водяні гриби. Це призводить до того, що через 1-2 міс. зафіксована проба починає «загнивати» і практично руйнуються клітинні структури.[4]

Консервація етиловим спиртом. Етиловий спирт є також «м'яким» фіксатором. Використовують спирт етиловий ректифікований, який додають до проби у співвідношенні 1:10. Проби фітопланктону, зафіксовані спиртом, не можна зберігати понад 1-1,5 місяця. Надалі неопрацьовані проби починають «загнивати».

Консервація хромовими квасцями. Комбінація розчину хромових квасців з розчином формальдегіду добре відображає морфологічну структуру планктонних водоростей і забезпечує тривале збереження альгологічних проб незалежно від видового складу фітопланктону . [8]