МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО СБОРУ И ОБРАБОТКЕ МАТЕРИАЛОВ ПРИ ГИДРОБИОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ НА ПРЕСНОВОДНЫХ ВОДОЕМАХ. ЗООПЛАНКТОН И ЕГО ПРОДУКЦИЯ

Научные редакторы

чл.-кор. АН СССР Г.Г.Винберг

канд. биол. наук Г.М.Лаврентьева

Составители

А.А.Салазкин, М.Б.Иванова, В.А.Огородникова

Редактор Ю.А.Барулин

Корректор С.Я.Торгашина

ЗООПЛАНКТОН

     Вводные замечания

Роль зоопланктона в трансформации энергии и биотическом круговороте веществ, определяющем продуктивность водоемов, очень велика. В большей части озер и водохранилищ основной поток энергии идет через планктон. При решении общих и частных вопросов, связанных с проблемой изучения продуктивности зоопланктонных сообществ в разнотипных водоемах, необходимы достоверные данные по численности и биомассе составляющих сообщество видовых популяций, а при определении продукции особое значение имеют точные данные по возрастному составу популяций массовых видов, индивидуальной массе животных, их плодовитости и длительности развития отдельных стадий. Для получения этих данных необходимо проведение регулярных наблюдений на модельных водоемах. Результаты таких исследований, помимо выполнения основной задачи, дают возможность получать некоторые типовые показатели (например, Р/В-коэффициенты), которыми можно пользоваться для приближенной оценки продуктивности сходных по морфологическому и трофическому типу озер одной ландшафтно-климатической зоны. Это позволяет наиболее полно использовать результаты кадастровых исследований, которые широко применяются в рыбохозяйственной практике.

Методика проведения долговременных и кратковременных исследований, а также степень обобщения и оценка данных могут существенно различаться. Однако существуют жесткие принципы сбора, обработки и оценки результатов, обеспечивающие достоверность данных и обязательные при исследованиях любой длительности.

     1. Орудия и методы сбора

Изучение видового состава, распределения и количественного развития планктонных организмов проводится различными методами и разными орудиями лова. Исследование распределения бионтов в водоеме, их численности и биомассы производится по пробам, взятым количественными орудиями лова, а видового состава - по дополнительным пробам качественными орудиями лова.

1.1. В качестве основного орудия следует использовать стандартную количественную сеть Джеди (диаметр верхнего кольца 18 см, нижнего - 24 см) из газа N 49-56 (для сбора ракообразных) или N 64-70 (для лова коловраток). Из качественных орудий применяют качественную сеть Апштейна и сачки, используемые для сбора планктона в зарослях на мелководьях. Для отбора количественных проб желательно применять большеобъемные (5-10 л) планктонобатометры и планктоночерпатели. Эти приборы особенно нужны при лове планктона в придонном горизонте, недоступном для планктонной сети. На водоемах с малыми глубинами (до 6-7 м) лов зоопланктона ведется методом тотальных проб, а в прибрежной зоне - фильтрованием через сеть 50 л воды.

1.2. В глубоководных водоемах при изучении вертикального распределения зоопланктона, суточных миграций отдельных видов в зависимости от воздействия различных факторов (интенсивность солнечной радиации, направление и сила ветра и пр.) необходимо осуществлять фракционный лов. С этой целью используется количественная планктонная сеть с замыкателем. При этом последовательно облавливается эпилимнион (от верхней границы слоя температурного скачка до поверхности), маталимнион (зона температурного скачка) и гиполимнион (от дна до нижней границы слоя температурного скачка). При специальных исследованиях количество горизонтов, где берутся пробы, может быть увеличено.

    2. Выбор станций и периодичность сборов

Количество и распределение станций по акватории должно соответствовать особенностям морфологии водоема. При этом учитываются характер котловины, глубина, изрезанность берегов, расчлененность.

2.1. Не только при регулярных, но и при кадастровых (кратковременных) исследованиях водоемов особенно важны выбор местоположения станций и определение их числа с тем расчетом, чтобы охватить все зоны водоема, включая заросли макрофитов. Для получения достоверных результатов минимальное число станций в каждой зоне водоема должно быть не меньше трех.

В малых озерах (менее 100 га) с блюдцеобразным ложем и небольшими глубинами достаточен отбор проб на 4-5 станциях, из которых 2-3 должны приходиться на основную часть водоема.

В озерах площадью более 100 га, с хорошо выраженной литоралью, при наличии крупных заливов или обособленных плесов необходимо:

а) в каждом плесе установить сетку станций по поперечным разрезам (не менее 2-3 разрезов), с тем чтобы на каждом разрезе было не меньше трех точек;

б) в каждом заливе, если его площадь не менее 5% площади водоема, установить 2-3 точки для взятия проб с таким расчетом, чтобы охватить прибрежную и центральную зоны, различающиеся по глубине.

Количество станций может быть уменьшено или увеличено в зависимости от степени неоднородности водоема и при выполнении специальных исследований. Например, при изучении зоопланктона литорали, представленной несколькими биотопами или растительными ассоциациями, число станций следует увеличить в соответствии с количеством биотопов (ассоциаций) и долей, которую они занимают в пределах зоны.

2.2. При детальном изучении зоопланктона водоема, проводящемся в течение вегетационного сезона, всего года или нескольких лет с целью выяснения видового состава, его распределения в пространстве и во времени, выявления биоценотических группировок, внутри- и межбиоценотических связей, наконец, при изучении биологии и продуктивности массовых видов, необходимо выбрать точки для постоянных станций, на которых будут производиться периодические сборы планктонных животных. При выборе таких точек следует учитывать результаты единовременного обследования водоема и наметить по одной-две станции на каждом характерном биотопе. Для небольшого озера с однообразным характером котловины и глубинами не более 10 м достаточно четырех-пяти постоянных станций. В крупных водоемах, имеющих сильно изрезанную береговую линию, сложный рельеф дна и развитую литоральную зону с зарослями макрофитов, количество постоянных станций должно быть увеличено.

2.3. Сроки взятия проб зоопланктона тесно связаны, во-первых, с периодичностью в жизни водоема, во-вторых, с конкретными целями исследования и в каждом отдельном случае могут резко различаться.

2.3.1. В том случае, когда целью наблюдений является изучение видового состава зоопланктона, состава и взаимодействия биоценотических группировок, их изменения во времени (в сезонном аспекте), сборы должны проводиться в течение всего года со следующей периодичностью: вегетационный сезон - один раз в декаду, один раз в октябре и не менее двух раз в подледный период (январь, март).

2.3.2. Если проводится изучение изменений состава и количественного развития планктона в результате обработки водоема ядохимикатом, применяется следующая периодичность отбора проб: биологическая съемка непосредственно перед обработкой; через 1, 3, 5, 10, 15, 20, 30, 45 и 60 суток после обработки (при условии, что водоем обрабатывается в первой половине лета); далее сборы проводятся один раз в месяц; в подледный период пробы собираются ранней весной (в марте и, в северных районах, в апреле).

Указанная периодичность сборов диктуется неодинаковой скоростью гибели и восстановления различных видов. Только достаточно частые сборы, особенно в течение первого месяца после внесения ядохимиката, позволяют проследить за ходом этого процесса. Последующие изменения мало отличаются от обычных сукцессий, определяемых сезонными факторами, поэтому достаточно проводить сборы один раз в сезон.

2.3.3. При исследованиях зоопланктона, связанных с изучением биологии массовых видов и их продукции, частота общих съемок должна быть такой же, как при фаунистико-экологическом изучении населения водной толщи.

При составлении плана исследования водоема необходимо учитывать такой существенный фактор, как бюджет времени гидробиолога. Даже у опытного исследователя просчет пробы зоопланктона под бинокуляром, определение видового состава и возрастных стадий массовых форм при параллельном их измерении занимает не менее одного-двух часов. Средняя производительность труда зоопланктонолога редко превышает 4-5 проб за рабочий день. Кроме первичной обработки материалов потребуется время для расчета численности, биомассы и продукции, а также для оформления результатов работы в виде отчета или статьи. Опыт показывает, что количество собранных за год проб не должно быть более 200.

    3. Оценка численности

При камеральной обработке собранного материала следует пользоваться счетно-весовым методом. При этом в камере Богорова просчитываются все особи каждого вида (отмечаются размер организма и стадия развития). Мелкие организмы (коловратки, науплиальные и младшие копеподитные стадии веслоногих рачков, мелкие кладоцеры) просчитываются в части пробы, отбираемой пипеткой после взбалтывания пробы. Объем просчитываемой части пробы зависит от ее общей плотности. Следует руководствоваться тем, что достоверные результаты по численности отдельных видов получают, если в каждой просчитываемой порции число особей одного вида составляет не менее 50. Минимальное количество порций должно быть не меньше трех. Количество животных в пробе определяют как среднее арифметическое всех просчетов. Для учета крупных или малочисленных организмов вся проба просматривается под бинокуляром. Определение численности планктонных инфузорий и беспанцирных коловраток производится на живом (нефиксированном) материале в первые часы после взятия пробы.

3.1. Данные по численности должны быть представлены как количество организмов в единице объема (экз. л, экз. м) или в столбе воды, сечение которого соответствует выбранной единице площади (например, количество под квадратным метром поверхности - экз. м). Как правило, при сравнении численности зоопланктона в разных водоемах используются данные по числу экземпляров в единице объема, при сопоставлении результатов определения численности зоопланктона и фитопланктона, количества рыбы и т.д. применяются величины средней численности под квадратным метром поверхности.

Пример расчета численности зоопланктона под квадратным метром. Объем воды, профильтрованной при облове слоя глубиной (м), рассчитывается по формуле

,

где - радиус входного отверстия сети (м). Средняя численность организмов в 1 м данного слоя воды () определяется по формуле

,

где - число животных в пробе. Для удобства расчетов можно вычислить коэффициенты перевода численности организмов в пробе в их количество в 1 м. В качестве исходной принимается величина, обратная объему профильтрованной воды при м. Приведем пример расчета коэффициента для стандартной сети Джеди с диаметром входного отверстия 18 см (0,18 м, радиус 0,09 м).

Подставляя в приведенную выше формулу соответствующие числовые значения, получаем, что м. Отсюда - безразмерная величина, показывающая отношение объема, равного 1 м, к объему профильтрованной воды. При глубине облавливаемого слоя 2, 3, 4 м и т.д. величина соответственно уменьшается в 2, 3, 4 раза (см. табл.1).

Таблица 1

Коэффициенты для стандартной сети Джеди ( м)

Для перехода от численности в 1 м к средней для озера численности под квадратным метром () необходимо знать объемы облавливаемых слоев () и площадь водоема (), тогда

.

Пример подробного расчета численности животных в 1 м и под 1 м приведен в табл.2.

Таблица 2

Расчет численности зоопланктона в 1 м и под 1 м (площадь озера 1000000 м, диаметр входного отверстия сети 18 см)

    4. Определение биомассы