Фитобентос

Според РДВ (2000/60/ЕС) един от четирите основни биологични елемента за качество на реки е съставът и структурата на фитобентосните съобщества. Фитобентосните водорасли са основните първични продуценти в повечето реки в умерените климатични зони. По биомаса и брой на видовете сред тях преобладават кремъчните водорасли (диатомеи, отдел Bacillariophyta). Българските реки са лишени от същински планктонни водорасли. Първични продуценти в тях са най-вече бентосните кремъчни водорасли. Кремъчните водорасли населяват скали, камъни, пясък, изкуствени субстрати.

Те са основен биологичен елемент и основният компонент на фитобентоса, който се изпозлва за определяне на екологичното състояние и качество на водата в речните екосистеми и за провеждане на екологичен мониторинг в тези системи.

Изследванията на диатомейната флора на реките в България са свързани предимно с приложението на кремъчните водорасли като биоиндикатори.

История в биомониторинга

Кремъчните водорасли намират приложение в биомониторинга от почти

век. Първите опити за използването им като индикатори за качеството на

речни води са направени в началото на 20 век от Kolkwitz & Marsson (1908),

които доказват, че факторите на водната среда определят състава на

алгофлората, и отбелязват присъствието на различни индикаторни видове

във води с различни химични показатели. Те въвеждат термина

„чувствителност към замърсяване“ на видовете, което е в основата на

сапорбната система и на други появили се по-късно методи за

биомониторинг.

Kремъчните водорасли като биоиндикатор: Кремъчните водорасли са чувствителни към много фактори: светлина, температура,

скорост на течението, тип на обитавания субстрат, соленост, pH, концентрация на

кислород, азот, фосфор, силиций, метали и др. Кремъчните водорасли могат да

бъдат по–добри индикатори за физикохимични процеси в реките от еднократното,

а дори и от периодичното измерване на тези процеси.

Предимствата на кремъчните водорасли в приложението им за биомониторинга на

реки се определят от:

Добри индикатори на екологични промени (замърсяване) - поради краткия си

жизнен цикъл те реагират бързо и директно.

Развиват се върху всички субстрати и могат да се използват за биомониторинг на

изкуствени речни корита

Лесно пробонабиране

Много добре позната таксономия

Неограничено дълго съхранение на пробите и микороскопските препарати

Това прави кремъчните най-подходящата група бентосни водорасли, използвана за

мониторинг на реки.

Kремъчните водорасли като биоиндикатор:

Фитобентосът е най-чувствителният биологичен елемент като

биоиндикатор за качество на водите, т.е. реагира на много слаби

замърсявания. Този БЕК не е представителен за негативни

хидроморфологични изменения и се анализира основно за реки (течащи

води).

В ЧМ район са обследвани 12 пункта от реки, които са потенциални за

референтни условия по показател фитобентос. Поставен е акцент върху

анализа на перифитонни обраствания от кремъчни (диатомови) водорасли

(Bacillariophyta) основно събирани от твърд каменен субстрат (епилитон), по

изключение от водни макрофити (епифитон).

Индекси От практична гледна точка в диатомейния биомониторинг се е наложило използването на

методи, които оценяват качеството на водата или отделни параметри по скала, което

позволява лесно да се представят и сравняват крайните резултати - диатомейни индекси.

Индексите използват предварително известни данни за екологията на видовете, а за

изчисляването им са необходими определените в пробата видов състав и обилие.

Най-често за интегрална оценка на екологичното състояние на реките (отразяваща както

замърсяване, така и еутрофикация) за целите на речния мониторинг в Европа се използва

индекса IPS(Indice de polluo-sensibilité). За пресмятането на индекса се изпозлва

софтуерният пакет за диатомейни индекси „Omnidia“, съдържащ бази данни за над 10 000

вида кремъчни водорасли. IPS e приложим и за бракични води (естуари).

Оценките по елемента Фитобентос в България се правят основно по индекса IPS.

Приложим е за всички наши вътрешни реки и за естуарите им по Черноморското

крайбрежие. Вероятно е в бъдеще да бъде адаптиран и за някои езерни типове (алпийски

глациални езера в Рила и Пирин).

Стандарти

Два стандарта на ЕС регламентират първоначалните етапи – пробонабиране,

лабораторна обработка и броене на кремъчните водорасли за целите на

биомониторинга в Европейската общност във връзка с РДВ:

9 EN 13946: 2003. Water quality – Guidance standard for the routine sampling and

pretreatment of benthic diatoms from rivers

(Стандарт за рутинно пробонабиране и предварителна обработка на бентосни

диатомови водорасли от реки)

9 EN 14407: 2004. Water quality – Guidance standard for the identification,

enumeration and interpretation of benthic diatom samples from rivers

(Стандарт за идентификация, преброяване и интерпретация на бентосни

диатомови проби от реки)

Ход на работа

Следва пробонабиране на Фитобентоса-кремъчни водорасли от реките,

лабораторна обработка на пробите с кремъчни и определяне на видовия

състав и относителното обилие на кремъчни в пробата (работата се

извършва в съотсвествие с методиките, посочени в стандартите).

Целта на работата върху пробите е да се определят поне 400 черупки (валви)

на кремъчни водорасли и отчитане на относителното им количество.

Силициевата (кремъчна) черупка се състои от 2 части – епи/хипотека,

прихлупени като кутийка. Черупките на различните видове са с различна

големина, форма и структура. Именно тези характеристики на черупката са в

основата на класификацията на кремъчните водорасли и се използват при

идентификация на видовете.

Определяне на ЕС на речните типове по БЕК Фитобентос-Кремъчни водорасли

Данните от пробите се нанасят в софтуерната програма Omnidia. Тя

изичислява Диатомейния индекс IPS. Индексът използва всички

определени в пробата таксони кремъчни водорасли до ниво вид,

разновидност и форма и дава интегрална оценка на замърсяване и

еутрофикация в реки.

Оценката на ЕС за различните типове реки се прави основно по стойностите

на диатомейния индекс за замърсяване IPS, като се взима предвид и

степента на обрастване със зелени нишковидни водорасли, червени

водорасли и наличие на слизести бактериални повлекла. Изчислен с

Omnidia, IPS има стойности от 1 (най-лошо) до 20 (най-добро състояние).

Екологично състояние по IPS

ЕС на типовете реки се определя по следната таблица, като се взима предвид

развитието и на други макрофитни водорасли и бактерии, както и цялата

информация на полевия протокол.

Трансофрмация IPS/IQR

EQR (ecological quality ratio) се изчислява по формулата:

EQR=(IPS-1)/19

Корекции на ЕС при наличие на други обраствания или по-особени случаи

Обилно развитие на нишковидни зелени водорасли Cladophora - талуси с

дължина над 50 см и над 50% покритие на субстрата, ЕС е не по-високо от

„средно“, а при дължина над 1м - не по-високо от „лошо“

Наличие на слизести бактериални повлекла (Sphaerotilus), ЕС е не по-високо

от „средно“, ако повлеклата са много малки и с много малко покритие; не по-

високо от лошо, ако повлеклата са с неголеми размери и не покриват плътно

субстрата; и „много лошо“- при обилното им развитие върху субстрата.

При засенчване и обилно развитие на червеното водорасло Hildenbrandia

rivularis по камъните обикновено оценката по индекса е подценена. Тогава,

както и при други особени случаи, като силно токсично замърсяване, в

резултат на което се установяват само 1, 2 или 3 вида кремъчни в пробата,

оценката се коригира по експертно мнение.

Източници :

I. Биологичен анализ и екологична оценка на типовете повърхностни води в България- Белкинова, Гечева, Тенева и колектив ;

II. http://www.wabd.bg

III. http://www.bsbd.org

IV. http://www.bd-dunav.org