Приказ Министра экологии, геологии и природных ресурсов Республики Казахстан от 18 октября 2022 года № 662 «О внесении изменения в приказ Министра окружающей среды и водных ресурсов Республики Казахстан от 4 апреля 2014 года № 104-Ө «Об утверждении Правил подготовки биологического обоснования на пользование животным миром»

При транспортировке следует избегать тряски флаконов с пробами во избежание поломки организмов. По прибытии в лабораторию проба регистрируется в журнале регистрации образцов (проб).

2) Подготовка пробы фитопланктона к обработке.

Пробы фитопланктона отстаиваются в темноте не менее 3-4 дней. Вода над осадком отсасывается сифоном через двойное сито (размер отверстий не более 100 микрометров), примерно до объёма 100 сантиметров³. Перед вторичным отстаиванием в темноте (2 - 3 дня), пробы переливаются в мерные цилиндры, и после отстаивания их объём доводится сифоном до 5 - 10 сантиметров³. Осадок переносится в мелкие флаконы типа пенициллиновых и дополнительно фиксируется одной - двумя каплями 40% формалина. В таком виде пробы фитопланктона готовы для обработки или длительного хранения.

3) Идентификация и подсчёт численности фитопланктона.

Идентификацию организмов проводят под оптическим микроскопом с высокой разрешающей способностью по определителям.

Для подсчета численности водорослей используют счетные камеры Нажотта, «Учинская», Горяева. Перед счетом пробу тщательно перемешивают и одну каплю вносят в камеру. Камеру закрывают покровным стеклом и после оседания водорослей на дно проводят определение и подсчет всех встреченных видов, кроме того, производят замеры необходимых параметров для последующего вычисления объема клеток.

В каждой пробе необходимо определить и просчитать все виды как минимум в трех камерах (каждый раз берется свежая капля) объемом 0,9 миллиметров³ (Горяева) с последующим вычислением среднего арифметического.

Все встреченные виды заносятся в первичный протокол обработки пробы, против каждого проставляется его численность в камере. Пересчёт численности вида на 1 литр воды ведут по формуле:

N = n v 1000/w

где: N - число клеток в 1литр воды; n - число клеток в камере объёмом 1 сантиметр³; v - объём концентрата пробы; w - объём профильтрованной воды.

При постоянном объёме профильтрованной воды и концентрата пробы (500 сантиметров³ и 5 сантиметров³) формула принимает вид: N= n х 10, и сводится к получению величины n.

Данные по численности отдельных видов суммируют по систематическим группам и в целом для сообщества по каждой станции наблюдения. Численность показателя представляют в тысячах экземпляров в метрах³ или миллион экземпляров в метрах³.

4) Подсчёт биомассы фитопланктона.

Вычисление биомассы каждого вида водорослей производят перемножением численности клеток на его индивидуальную массу. Для определения массы ведётся измерение объёма клеток массовых форм. Замер 30 экземпляров вполне достаточен для получения массы данного вида. Объёмы клеток водорослей приравниваются к подобным им геометрическим фигурам (шар, цилиндр, эллипсоид, конус). Затем производится необходимые промеры клеток для вычисления объема по известным для соответствующих геометрических фигур формулам.

Цилиндр: V= π∙R² ∙ h = 3,14 ∙ R²∙ h

Конус: V= 1,0466 ∙ R²

Шар: V= 0,523∙D³

Эллипсоид: V= 0,523∙D∙d²

Удельный вес особей принимается за 1. Общая биомасса отдельных групп и всего фитопланктона в пробе вычисляется суммированием показателей каждого вида. Биомасса планктонных водорослей выражается в миллиграмм/метр³ или грамм/метр³. При обработке тотальной пробы, полученная биомасса будет отражать среднюю величину для всего слоя воды. Перемножением её на глубину станции (в метрах) получают биомассу под 1 метр² поверхности. Если отбиралась серия проб по вертикали с промежутком в 1 метр, то среднюю биомассу находят как среднюю арифметическую. Если промежутки отбора были неравными, то биомассу вычисляют, как взвешенную среднюю арифметическую:

M= v1p1 + v2p2+….+ vnpn / p1 + p2 +…..+ pn = ∑vp ∕∑p

где: v - биомасса (в грамм/метр³) с определённого горизонта; p - 1/2 промежутка (в метрах) между отобранными пробами; ∑vp - биомасса фитопланктона под 1 метр² поверхности; M - взвешенная средняя арифметическая биомасса.

Анализ распределения фитопланктона по акватории и периодичности его сезонного и годичного развития производят по средневзвешенной для столба воды биомассе, продуктивность разных станций - по биомассе под 1 метр² поверхности. Желательно приводить сведения о динамике показателей доминирующих видов наряду с суммарной численностью и биомассой отделов водорослей (синезелёные, диатомовые и так далее), учитывая при этом приуроченность их к определённым биотопам.

В ходе обработки пробы, полученные данные вносятся в первичный протокол для выполнения, в дальнейшем, необходимых расчетов.

193. Зоопланктон.

1) Отбор проб.

В водоеме с глубинами менее 2 метров отбор проб зоопланктона проводится с помощью качественной сети (например, сети Апштейна) с номинальным размером ячеи 100-125 микрометров, путем процеживания через сеть 50-100 литров воды, взятой ведром или другим сосудом.

В крупных и средних водоемах с замедленным водообменом проводят облов количественной сетью (например, сетью Джеди) с номинальным размером ячеи 100-125 микрометров путем тотальной (всего столба воды от дна до поверхности) или фракционной (на определенных горизонтах) протяжки. С учетом глубины водоема в районе изучения, сеть вертикально опускают до дна, затем также вертикально поднимают к поверхности. Скорость подъёма сети должна быть равномерной и не превышать 0,5 метра в секунду.

Перед отбором пробы зоопланктона флакон, приготовленный для сбора материала, ополаскивается. Сеть промывается в водоёме с открытым краном или зажимом шланга стаканчика. Кран (или зажим) закрывается. После процеживания (сеть Апштейна) или подъема (сеть Джеди) и стекания воды со стенок сетки, отфильтрованное содержимое стаканчика сетки выливается через шланг во флакон. При этом сеть не следует трясти, иначе отцеженный планктон выплеснется на стенки сетки из стаканчика. Затем сеть ополаскивается, без попадания воды через её входное отверстие, содержимое стаканчика вновь сливается в пробу, которая затем фиксируется. После окончания работ планктонная сеть промывается с открытым зажимом и просушиваются в тени.

В качестве фиксатора, как правило, применяют 40% бесцветный формалин, добавляя его в пробу до концентрации 4% (1 часть формалина на 9 частей воды). Для сохранения целостности планктонных организмов флакон заполняется доверху. В зимний период, во избежание размерзания проб, фиксацию производят 96⁰ спиртом, до концентрации 70⁰.

Каждая проба снабжается этикеткой по принятой форме, регистрируется в полевом журнале и акте отбора проб.

Для дальнейшей обработки собранный материал доставляется в лабораторию. При транспортировке следует избегать тряски флаконов с пробами, во избежание поломки организмов.

По прибытии в лабораторию проба регистрируется в журнале регистрации образцов (проб).

2) Подготовка пробы зоопланктона к обработке.

Пробе зоопланктона необходимо отстояться не менее получаса для оседания организмов на дно. Затем, осторожно, чтобы не взмутить осадок, с помощью сифона, входное отверстие которого затянуто ситом с размером ячеи 100-125 микрометров, из пробы отбирается основная часть формалина. Приставшие к ситу организмы смывают чистой водой во флакон с пробой. Формалин сливается в отдельную емкость.

В оставшуюся часть пробы доливают чистую воду, которую через 20-25 минут вновь удаляют. Приставшие к ситу организмы так же смывают во флакон с пробой.

Изучение зоопланктона начинается с применением микроскопа. Проба сгущается удалением большей части воды сифоном. Часть осадка выливается в чашку Петри и просматривается в поле зрения бинокулярного стереоскопического микроскопа. Организмы переносятся пипеткой на предметное стекло для подготовки препарата. Для предотвращения высыхания объекта к нему добавляют глицерин и накрывают препарат покровным стеклом. Идентификацию целых или препарированных организмов проводят по известным определителям отдельных групп. При этом используются микроскопы высокой разрешающей способности с объективами увеличения в 10-100 крат.

3) Оценка численности зоопланктона.

Численность особей устанавливается под стереоскопическим микроскопом счётным методом. Проба зоопланктона разводится в мерном стакане до определённого объёма (50, 100 сантиметров³ или более), в зависимости от концентрации организмов. Величина разведения фиксируется в протоколе обработки пробы. Подсчёт всех организмов в пробе технически невозможен, поэтому счёт ведётся в небольшой порции планктона с последующим пересчётом на всю пробу. Штемпель-пипеткой (объёмом от 0,1 до 5 сантиметров³), после взбалтывания, берётся выборка в количестве нескольких сантиметров³ и переносится в счётную камеру (например, камеру Богорова). Объём взятой части пробы зависит от её общей концентрации. При отсутствии счётной камеры используется чашка Петри с разграфлённым дном. Штемпель-пипетка может заменяться обычной градуированной пипеткой на 10 сантиметров³, достаточно широкого диаметра, с предварительно отрезанной нижней оттянутой её частью.

Просчитывается в порции количество особей каждого вида по возрастным стадиям или размерным группам. Параллельно ведётся промер организмов для последующего вычисления индивидуальной массы. Для учёта редких и крупных организмов под стереоскопическим микроскопом просматривается вся проба или её половина, при большой концентрации. Все результаты счёта фиксируются в первичном протоколе обработки пробы точкованием. После определения количества организмов в пробе рассчитывают численность зоопланктона в 1 метр³ воды.

Способ расчёта животных разнится в зависимости от орудий лова организмов. При отборе пробы процеживанием определённого объёма воды через качественную сеть, расчёт ведётся по следующей формуле:

Х ═ n1000/v

где: Х - количество организмов в 1 метр³ воды, экземпляр/метр³; n -количество организмов в пробе, экземпляр; v - объём воды, процеженной через сеть, литр.

При использовании для отбора проб количественной сети, по формуле рассчитывают объём воды, профильтрованной при облове слоя глубиной h (метр):

V ═ πR2∙h

где: R - радиус входного отверстия сети (метр).

Средняя численность организмов в 1 метр³ слоя воды (N_i) определяется по формуле: N_i ═ 1/v ∙ n_i,

где: n_i - число животных в пробе.

Полученные данные по численности отдельных видов суммируют по систематическим группам и в целом для сообщества по каждой станции наблюдения.

Сравнивая численность зоопланктона в разных водоёмах, используют данные по числу зкземпляров в единице объёма. Сопоставляя полученные результаты по численности различных групп гидробионтов (планктон, бентос, рыба), применяют величины средней численности на единицу площади - под квадратным метром поверхности водоёма. Для перехода от количества организмов в 1 метр³ к средней численности зоопланктона под 1 метр² (N_м²) необходимо знать объёмы водной толщины или облавливаемых слоёв (V_h) и площадь водоёма (S): N_м² ═ N_i ∙ V_h / S.

4) Расчёт биомассы зоопланктона.

Биомасса зоопланктона определяется умножением численности организмов каждого вида на его индивидуальную массу и суммированием результатов по группам и сообществу в целом. Индивидуальная масса животных рассчитывается по уравнениям линейно - весовой зависимости, в соответствии с типом роста, на основе промеров организмов по формуле зависимости массы от длины тела:

W═ q ∙l^b

где: W - масса (миллиграмм); l - длина (миллиметр); q - масса при длине 1 миллиметр; b - показатель степени. При изометрическом росте показатель степени равен 3, при аллометрическом росте b больше или меньше 3. Для расчёта индивидуальной массы коловраток используется уравнение изометрического роста, для массы ракообразных - аллометрического (таблицы 58 и 59).

Таблица 57. Значения «q» в уравнении W═ q l³ для коловраток

Таблица 58. Параметры уравнения зависимости массы тела от длины у пресноводных ракообразных

При определении массы науплиев веслоногих рачков используется формула объёма эллипсоида, удельный вес животных приравнивается 1:

V ═ 4/3 π∙a∙b∙c

где: V - объём (миллиметр³); a, b, c - 1/2 длины, ширины и высоты тела (миллиметр).

Для науплиев нескольких видов циклопов и Eurytemora velox существует уточнённый способ расчёта биомассы по длине тела в соответствии с формулой аллометрического роста.

В ходе обработки пробы, полученные данные заносятся в первичный протокол, на основании которого проводятся дальнейшие расчеты.

После окончания обработки пробы и перерасчета количественных показателей на 1 метр³ для каждой пробы оформляется протокол испытаний по установленному образцу.

194. Зообентос

1) Отбор проб зообентоса.

Для отбора проб макрозообентоса используются дночерпатели с площадью захвата 0,025 метров² (например, дночерпатели Экмана-Берджа и Петерсена) на крупных водоемах и дночерпатели с площадью захвата 0,1 метра² (например, дночерпатели «Океан-50» и Ван-Вина) для морских условий.

Дночерпатель в открытом состоянии опускается на дно, затем производится закрытие ковша дночерпателя с захватом грунта. Прибор с отобранным грунтом поднимается на поверхность, помещается в таз или на промывочный станок для извлечения грунта. Остатки грунта со стенок смываются водой в приемную емкость. Параллельно проводится оценка характера грунта с соответствующей записью в полевом журнале (таблица 59).

Таблица 59. Классификация типов донных отложений

Полученную выборку грунта промывают непосредственно на водоеме в сачке-промывалке из ситовой ткани с ячеей не ниже чем 500-375 микрометров или на специальном станке, в условиях морских исследований, состоящем из набора ящиков-сит до исчезновения мути. Проба с песчаным грунтом промывается путем взмучивания в тазу, полученную взвесь вместе с организмами сливают в промывалку. Процесс повторяется до исчезновения взвеси в промывной емкости. Отмытая от грунта проба помещается в соответствующую по размеру емкость и этикетируется. При обильном бентосе пользуются методом флотации (всплытия). Для этого пробу по частям помещают в насыщенный раствор поваренной соли. Все организмы, кроме моллюсков и олигохет, запутавшись в растительных остатках, всплывают на поверхность, где их выбирают маленьким сачком из капронового сита.

Выборку живых организмов из пробы, по возможности, осуществляют в полевых условиях, так как живые организмы более заметны в грунте. Для этого небольшие порции грунта помещают в чашку Петри или кювету, заливают тонким слоем воды и, с помощью глазного пинцета и препаровальных игл, выбирают всех животных. При большом объеме грунта допускается разбор части пробы с дальнейшим перерасчетом полученного количества на всю пробу.

Выбранные организмы помещаются во флакон с 4% формалином, на флакон наклеивается сопроводительный талон.

Если возможность выборки в полевых условиях отсутствует, то проба вместе с грунтом фиксируется 40% формалином с расчетом получения в емкости концентрации формалина 4%. Допустимо добавление к фиксатору красителя для окрашивания организмов, что позволит облегчить выборку из фиксированных проб. Емкость, так же, снабжается этикеткой.

На водоемах, где значительную долю зообентоса формирует нектобентос, проводят дополнительный сбор нектобентосных беспозвоночных с помощью нектобентосного трала (драги) путем его протяжки по дну или ихтиопланктонной конусной сети с ячеей ситовой ткани 850 микрометров. После сцеживания воды из орудия лова отловленные животные помещаются в этикетированную емкость, фиксируются 40 % формалином до концентрации 4%.

Помимо вышеописанных приборов для сбора зообентоса используются рамки с известной площадью облова, сачки.

В горных потоках живые организмы с камней учитываются путем смыва организмов в сачок - промывалку или с помощью рамки, ограничивающей 0,25 метров² площади дна. В пределах рамки выбираются все камни, с которых организмы смываются в ёмкость с водой. Полученную взвесь профильтровывают через промывочное устройство. Фауну камней также учитывают путём смыва животных с нескольких камней, с последующим измерением проекции их площади и пересчётом количества организмов на 1 метр².

Бентосные пробы помещаются в широкогорлые, герметично закрывающиеся стеклянные или полиэтиленовые емкости, объем которых определяется объемом пробы (10-5000 миллилитров).

Данные об отборе проб заносятся в «Журнал отбора гидробиологических проб» и в «Акт отбора проб».

Для дальнейшей обработки пробы доставляются в лабораторию. Во время транспортировки емкости с пробами должны быть упакованы в тару, исключающую повреждение проб и разлив фиксирующей жидкости.

По прибытии в лабораторию проба регистрируется в «Журнале регистрации образцов (проб)».

2) Подготовка пробы зообентоса к обработке.

Если проба не была разобрана в поле, то в лаборатории, зафиксированный грунт с животными отмывают частями от формалина через сачок-промывалку тканью с ячеей не ниже № 250 микрометров до исчезновения мути при взмучивании пробы. Полученный при этом смыв помещают в отдельную емкость, сгущают, удаляя лишнюю воду сифоном с отверстием затянутым ситом с размером ячей не ниже 250 микрометров и производят выборку животных вручную. При этом, необходимо подразделять организмы по систематическим группам до уровней типа, класса или отряда, раскладывая их по отдельным емкостям. Грунт из пробы (или часть его) просматривают под бинокуляром при небольшом увеличении для выборки оставшихся животных.

Если выборка была проведена в полевых условиях, то из флакона с помощью сифона с входным отверстием, затянутым ситовой тканью с ячеей не ниже 250 микрометров, удаляют формалин. Организмы из флакона выкладывают в чашку Петри или камеру Богорова (или другой конструкции) с небольшим количеством воды. Особи, приставшие к ситовой ткани, с помощью глазного пинцета, переносят к основной пробе. Как и в первом случае, организмы подразделяются на систематические группы для дальнейшей детальной идентификации.

Установление систематической принадлежности беспозвоночного проводится под микроскопом высокой разрешающей способности с использованием соответствующих определителей. При необходимости выявления возрастного состава популяции проводится измерение особей.

3) Подсчет численности зообентоса.

Численность зообентосных организмов в пробе устанавливается путем прямого подсчета. Крупные особи считаются визуально, мелкие - с использованием стереоскопического микроскопа. При наличии поврежденных особей за единицу считается часть с головным отделом. У двустворчатых моллюсков за единицу принимается особь в случае наличия обломков двух половин раковины с кусочками мягких тканей на них у замкового края раковины.

4) Оценка биомассы зообентоса.

Биомасса определяется путем взвешивания на электронных или торсионных весах с различной дискретностью (в зависимости от размера организма 0,0001 миллиграмм - 0,1 грамм). Перед взвешиванием организмы подсушивают на фильтровальной бумаге до исчезновения мокрого пятна. При взвешивании моллюска необходимо приоткрыть створки раковины для удаления воды. При взвешивании организмов с дополнительными структурами (например, домик личинки ручейника), животное следует извлечь из данной структуры и после этого взвешивать. Если мелкие организмы не поддаются взвешиванию, то их биомасса устанавливается путем перемножения численности на индивидуальный вес. Индивидуальный вес организма можно установить при помощи номограмм (Численко, 1968); по формулам зависимости массы от длины тела; или с помощью ранее полученных значений индивидуального веса данного вида (путем деления массы большого числа особей данного вида на их количество).

Полученные данные заносятся в первичный протокол обработки. Окончательные количественные показатели представляют, как удельную численность - экземпляр/метр², и биомассу - миллиграмм/метр² или грамм/метр². Для этого полученные абсолютные значения умножают на коэффициент, который высчитывается делением 1 на площадь отбора пробы. Так, например, для дночерпателя с площадью захвата 0,025 метров² коэффициент равен 40. Площадь отбора нектобентоса вычисляется умножением ширины входного отверстия трала на длину протяжки (в метрах).

После окончания обработки пробы и перерасчета количественных показателей на 1 метр² для каждой пробы оформляется протокол испытаний по установленному образцу.

195. Расчёт индексов.

1) Индекс Шеннона - Уивера.

Индекс Шеннона - Уивера (H´) в определённой мере может указывать на перестройку сообществ организмов изменением величины коэффициента видового разнообразия, рассчитанным по формуле:

где: S - общее число видов в пробе, pi - доля i-ого вида от общей численности видов в пробе.

Преимуществом индекса является меньшая зависимость от величины выборки и простота вычисления. Для вычисления используются таблицы значений функции p_i log₂pi (Жилюкас В. Ю., Познанскене Д.А. Таблица для подсчёта индекса видового разнообразия по Шеннону-Уиверу // Типовые методики исследования продуктивности видов рыб в пределах их ареалов. Вильнюс, 1985. - Часть V. - страницы 130 - 136.).

Разнообразие индекса измеряется битами (бит/экземпляр или бит/миллиграмм).

На участках водоёмов с ненарушенной структурой коэффициент меняется в пределах от 2,0 до 4,1 за период вегетации. Загрязнение и эвтрофирование водоемов и водотоков приводит к упрощению структуры сообществ гидробионтов, что находит свое отражение в снижении их разнообразия. Однако, в том случае, когда все таксоны в сообществе в одинаковой степени испытывают воздействие загрязняющих веществ, величина индекса может не изменяться даже при сокращении общей численности организмов.

2) Индекс сапробности Р. Пантле и Г. Букка.

Для выражения количественных параметров сапробности Р. Пантле и Г. Букк (Pantle und Buck, 1955) используются индексы сапробности. На их основе качество воды определяется по набору видов и количественным показателям индикаторов в пробах планктона и зообентоса.

Для оценки способности гидробионта обитать в воде с определённым количеством органических веществ был введён индивидуальный индекс сапробности вида - s.

Для олигосапробов s был принята равным 1, для β-мезосапробов - 2, для α- мезосапробов - 3, для полисапробов - 4. Дальнейшие исследования привели к модификации, согласно которой указанные значения индексов сохраняются у видов, которые встречаются в одной зоне загрязнения. Но если вид встречается в двух или большем числе зон, значение индекса изменяется на десятые, иногда сотые доли единицы.

Количественная оценка гидробионтов по методу Пантле и Букка учитывает относительную частоту встречаемости организмов h и отношение отдельных видов к пяти степеням системы сапробности s. Оба эти параметры входят в формулу для вычисления индекса сапробности. Для каждой гидробиологической пробы, по всем встреченным видам вычисляется средневзвешенный индекс сапробности, оценивающий степень загрязнения в каждой точке измерения:

где: S - индекс сапробности пробы, s_i - индекс сапробности i-го вида пробы, h_i - относительная численность i-го вида.

Зона сапробности для биоценоза S (средняя по индексам набора проб) оценивается в тех же пределах, что и s, от 1 до 4.

Оценка показателя обилия вида h проводится по шкале Сладечека, представленной в таблице:

Таблица 60. Оценка показателя обилия h

Для статистической достоверности необходимо наличие не менее семи или даже двенадцати видов индикаторов в пробе, с общим числом особей не менее тридцати.

Таблица 61. Пример расчёта сапробности по Пантле и Букку в модификации Сладечека

S =∑ sh / ∑ h = 38,5/ 20 = 1,90

Определение сапробности проводится в пределах следующих значений шкалы сапробности:

Таблица 62. Шкала сапробности

В настоящее время имеются обширные списки индикаторной значимости s видов-индикаторов. Но следует иметь в виду, что индикаторное значение видов может различаться в разных климатических зонах.

В данном направлении были исследованы биоценозы Балхаш-Алакольского бассейна, в частности, Алакольская система озёр, Капшагайское водохранилище на реке Или и фонд прилегающих к ним малых озёр юго-востока Казахстана на основе многолетних данных (2011 - 2017 годах).

Использование полученных региональных индексов сапробности биоиндикаторов способствует более точному определению класса качества воды в водоёмах пустынных регионов Казахстана, составляющих значительную часть его территории.

Список региональных индикаторов сапробности по зонам органики в водоёмах пустынных зон Балхаш-Алакольского бассейна. Условные обозначения: S - показатель зоны сапробности вида, a_ik - сапробная валентность вида по зонам, о - олигосапробная зона, β - бета-мезосапробная зона, α - альфа-мезосапробная зона, G - индикаторный вес вида, s - индекс сапробности вида.

Таблица 63. Рассчитанная индикаторная значимость беспозвоночных гидробионтов в пресноводной части Алакольской системы озёр - озёра Сасыкколь и Кошкарколь

Таблица 64. Рассчитанная индикаторная значимость беспозвоночных гидробионтов в солоноватоводной части Алакольской системы озёр - озеро Алаколь