Методы исследований пресноводного зоопланктона

Методы исследований пресноводного зоопланктона

А.А. Котов, А.С. Боголюбов

Данное методическое пособие предназначается для руководителей юннатских кружков, педагогов дополнительного образования, учителей школ, ведущих с детьми внеклассную работу по экологии, юных экологов, самостоятельно занимающихся исследовательской работой.

Слово «планктон» происходит от греческого «парить». Зоопланктон – это мелкие животные, парящие в толще воды. Особенно обилен планктон в стоячих и малопроточных водоемах: озерах, прудах, водохранилищах. В реках его значительно меньше.

Планктонные животные образуют зоопланктонное сообщество, характеризующееся определенным видовым составом и соотношением численности разных видов и представителей разных экологических групп. По изменению этих характеристик в ряде случаев можно судить об изменении условий в водоеме:  о чрезмерном увеличении численности рыб, изменении химического состава воды (например, ее закислении) и т.д. Однако это возможно только в том случае, если есть материал для сравнения. Кроме того, условия в водоеме и структура сообщества закономерно меняются в течение года. Например, если приехать в пустыню Сахара весной, то можно сделать вывод, что природные условия этого региона крайне благоприятны для выращивания фруктов: там тепло и достаточно влаги. Однако через месяц пустыня станет безжизненной...

Поэтому разовое исследование планктона не представляет особого интереса, оно дает лишь информацию о текущем состоянии сообщества. Наблюдения в одном водоеме должны проводиться регулярно в течение года, а наибольший интерес представляют многолетние данные. 

Кроме того, необходимо всегда использовать одну и ту же методику учетов, даже если со временем она покажется не очень удачной, – данные, полученные разными методами, сравнивать между собой недопустимо. 

Методы сбора планктона

Конечно, идеально было бы собрать и учесть всех животных планктона. Однако это сложно из-за огромной разницы в их размерах: от 20 мкм до нескольких миллиметров. Методы, описанные в данном пособии, позволяют проводить учеты организмов микропланктона – с размерами от 50 мкм до 1 мм, и мезопланктона – более 1 мм. 

К первым относятся коловратки, личинки веслоногих рачков, ветвистоусые рачки Bosmina, Diaphanosoma, а ко вторым – рачки родов Daphnia, Polyphemus и др. Метод отбора проб зависит от типа водоема, его глубины и размера.

Отбор проб с помощью планктонной сети

Устройство планктонной сети

Планктонная сеть (в простейшем виде – сеть Апштейна) представляет собой сачок, изготовленный из специальной ткани (плактонного газа), пропускающей воду и задерживающей планктон, с резервуаром для сбора животных (рис. 1, а).



Рис. 1: а – планктонная сеть Апштейна, б – планктонный стакан

Планктонную сеть можно изготовить самостоятельно. Для этого необходима ткань мельничного сита (ячеи 0, 1–0, 15 мм), несколько кусков проволоки, плотная ткань и планктонный стакан (рис. 1, б). В качестве планктонного газа можно использовать и парашютный капрон, но ни в коем случае не марлю – она очень мягкая и диаметр ячеи слишком большой.

Имеющийся в наличии материал выкраивается в виде конуса и пришивается к металлическому обручу в верхней части и к планктонному стакану в нижней. В обоих случаях пришивать газ следует не непосредственно к обручу или стакану, а к полоске ткани (льна, бязи, х/б), иначе он быстро прорвется в местах соединения.

В гидробиологическом мониторинге приняты два стандартных размера планктонной сети – с диаметром входного отверстия 25 или 40 см и длиной конуса 55 или 100 см соответственно.

Планктонный стакан можно заменить любым стеклянным или пластмассовым сосудом (например пузырьком из-под силикатного конторского клея с вырезанным дном) с устройством для слива пробы через дно (например, на горлышко пузырька надевается резиновая трубка с аптекарским зажимом или просто отверстие затыкается резиновой пробкой). Место соединения стакана и сети обшивается тканью (благо пластмассу можно прошить).

Основные формы использования планктонной сети – траление и процеживание.

Траление

При проведении гидробиологического исследования методом траления следует брать 3 пробы планктонной сетью с лодки, облавливая слой глубин от 10 м до поверхности. Если глубина водоема менее 10 м, то траление следует проводить по всей его глубине, стараясь, однако, не опускать сеть на самое дно, так как при этом в нее попадет много мути и донных животных, не относящихся к планктону.

Для определения глубины, на которую была опущена сеть, на веревке нужно сделать отметки – например через каждый метр навязать узелки или нашить цветные ленточки или тесьму. 

Процеживание

Зачерпывание воды с целью ее процеживания производят сосудом определенного, заранее известного, объема – например ведром. Пробы воды «сгущают», выливая их в планктонную сеть. При этом вода выливается через стенки сети, а планктон оседает в планктонном стакане. 

Метод процеживания чаще всего используется для изучения прибрежного планктона, видовой состав которого отличается от такового в центре водоема.

При обработке проб, собранных как тралением, так и процеживанием, результаты приводят к стандартному объему, например к 1 л. Объем столба воды, обловленного при тралении, определяют, зная глубину, на которую была опущена и с которой поднималась сеть (по отметкам на веревке), и площадь горловины сети (определяется, исходя из диаметра обруча). Объем процеженной воды определяют, умножая объем одного ведра на число зачерпнутых ведер. 

Необходимый для получения достоверных данных объем, в котором собирается проба, зависит от численности зоопланктона и колеблется в пределах от 10 (в богатых водоемах летом) до 200 (зимой) литров. 

Послойный отбор проб с помощью батометра

Батометры – приборы различной конструкции для взятия проб воды с разных глубин. В классическом виде это цилиндры, которые можно опустить на определенную глубину, там закрыть и извлечь.

Самостоятельно изготовить классический батометр непросто. Но вместо него можно использовать простую стеклянную или пластиковую бутылку с узким горлышком, утяжеленную каким-либо грузом и заткнутую пробкой, идеально – корковой. К горлышку бутылки и к пробке привязываются веревки (рис. 2).



Рис. 2. Самодельный батометр

Опустив бутылку на нужную глубину (главное, чтобы она тонула, для этого и нужен груз), необходимо выдернуть пробку – поэтому затыкать ее туго не следует. Дав бутылке время наполниться на нужной глубине (1–2 мин), ее вытаскивают на поверхность. Делать это следует как можно более энергично – при большой скорости подъема и узком горлышке вода из вышележащих слоев практически не попадет внутрь.

Пробы, поднятые на поверхность с помощью батометра, также следует «сгущать», используя планктонную сеть (как это описано выше), а затем рассчитывать объем процеженной воды.

Поскольку этот объем должен быть, по возможности, большим, батометр следует делать как можно большего размера, например использовать 2-литровую стеклянную или пластиковую бутылку или какой-либо еще сосуд большого размера с узким горлом.

На веревке, к которой привязана бутылка, также следует сделать отметки через каждый метр – для определения глубины отбора проб.

Когда брать пробы?

Для отслеживания сезонных изменений в пресноводном сообществе пробы обычно берут 2 раза в месяц. Для приблизительных оценок можно предложить следующий график отбора проб (для условий средней полосы).

1. Начало мая (начало подъема численности различных животных).

2. Конец мая (пик численности веслоногих ракообразных и их личинок).

3. Начало – середина июня (пик численности дафний).

4. Конец июня («цветение» водоема, угнетенное состояние зоопланктона, развитие мелких форм). 

5–7. По одной пробе в июле, августе, сентябре.

8. Октябрь (в это время можно обнаружить самцов ветвистоусых ракообразных, которых зачастую легче определить до вида).