2.9. Оцінка різноманітності фітопланктону

Досліджуються такі структурні характеристики:

n – видова різноманітність – кількість видових і внутрішньовидових таксонів, включаючи номенклатурний тип виду, їх співвідношення і частка в загальній кількості таксонів;

n₁ – надвидова різноманітність – кількість таксонів рангом вище виду (рід, родина, порядок, відділ), їх співвідношення в пробі (водоймі) на всіх рівнях зазначеної систематичної ієрархії.

При якісному визначенні видової і таксономічної належності різних видів чи внутрішньовидових таксонів фітопланктону та кількісної різноманітності для більш швидкого отримання попередніх натурних даних можна застосовувати експрес-оцінку частоти трапляння конкретних видів.

Однією з поширених у гідроекології є шкала С. М. Вислоуха . Як аналог можна використовувати і шкалу Стармаха .

Одержані за допомогою експрес-оцінок дані є попередніми і дозволяють швидко оцінити можливі зміни у видовій та кількісній різноманітності фітопланктону, спричинені негативним впливом одного чи кількох екологічних чинників.[3]

Таблиця 2.1

Шкала Вислоуха

Вид зустрічається масово, викликаючи «цвітіння» води . . . . . . . . . . . . .	6
Дуже часто . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	5
Часто, більше 10 разів у препараті . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	4
Не рідко, менше 10 разів у препараті . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	3
Рідко, 2–4 рази у препараті . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	2
Дуже рідко, 1–2 рази у препараті . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	1

Не менш інформативним при аналізі видової різноманітності, особливо при порівнянні таксономічного складу різних ділянок водойми, кількісному визначенні спільностей та відмінностей, є коефіцієнт видової подібності фітопланктону (K) двох порівнюваних водойм чи двох ділянок однієї водойми:

(2.6)

,

де а – кількість видів у першій водоймі (ділянці); b – кількість видів у другій водоймі (ділянці); с – кількість спільних видів.[24]

Коефіцієнт видової подібності змінюється від 0 до 1. Якщо K = 0,5, то видова різноманітність (видове багатство) фітопланктону двох порівнюваних водойм (ділянок) досить схожа і відповідно негативний вплив екологічних чинників (не лише антропогенних, а і природних) незначний. Якщо K = 0,5, то видова різноманітність фітопланктону порівнюваних водойм суттєво відрізняється, а отже, і екологічні умови, що визначають розвиток фітопланктону, різні.

Важливими кількісними показниками, що дозволяють характеризувати таксономічну різноманітність, є співвідношення видової, внутрішньовидової, родової або різноманітності родин водоростевих угруповань:

- відношення кількості видів і внутрішньовидових таксонів;

- відношення кількості родів і видів;

- відношення кількості родин і родів.

Вищенаведені показники характеризують зміну таксономічної різноманітності на відповідних рівнях систематичної ієрархії. Їх використання дозволяє оцінити вегетацію водоростевих угруповань залежно від впливу антропогенних або інших чинників у водних екосистемах.

Оцінка стану біоти за інформаційною різноманітністю фітопланктону

Інформаційна різноманітність визначається за індексом Шеннона (Н) . Для його розрахунку використовують два показники: кількість видів і чисельність (Н_N) або кількість видів і біомасу (Н_B). З огляду на різний об’єм клітин водоростей, що може відрізнятися на кілька порядків, інформаційну біорізноманітність слід визначати як за чисельністю, так і за біомасою.

При Н  2 фітопланктон більш різноманітний. Домінуючий комплекс представлений полідомінантними угрупованнями. Це свідчить про якість водного середовища, що наближається до оптимального для розвитку планктонних водоростей, а отже про відсутність або незначний негативний вплив антропогенних чинників, що не призводять до деградації фітопланктону.[25]

При домінуванні 1–2 видів, коли чисельність (біомаса) домінуючого виду становить 50% і більше від сумарної фітопланктону, величина Н знижується. При Н  1 фітопланктон, як правило, представлений монодомінантним або олігодомінантним комплексом. Прикладом є «цвітіння» води синьозеленими водоростями та інтенсивний розвиток 1–2 видів, найбільш стійких до антропогенного впливу, спричиненого різними типами забруднювачів (неочищені господарсько-побутові стічні води, нафтопродукти, важкі метали, поверхнево-активні речовини тощо).

Оцінка стану водних об’єктів за інтенсивністю розвитку фітопланктону

N_заг – кількісна різноманітність за чисельністю, кл/дм³, тис. кл/дм³, млн. кл/дм³:

(2.7)

характеристика структури чисельності угруповань і частка конкретної систематичної групи водоростей (N_i) у формуванні сумарної чисельності фітопланктону;

В_заг – кількісна різноманітність за біомасою, мг/дм³, г/м³ , г/м²:

(2.8)

характеристика структури біомаси, те ж саме, що і для чисельності.

Угруповання фітопланктону розглядаються як один із найважливіших «біологічних елементів якості для класифікації екологічного статусу» водних об’єктів різного типу. Рекомендується використовувати для цього статусу такі характеристики фітопланктону, як таксономічних склад і чисельність (з урахуванням явища «цвітіння» води . Чисельність фітопланктону (для змішаного складу та з домінуванням синьозелених водоростей), поряд з біомасою фітопланктону, а також функціональними показниками – вмістом хлорофілу а і добовою валовою первинною продукцією, була використана у дев’тирозрядній кількісній класифікації стану континентальних водних об’єктів України, за гідробіологічними показниками, розробленій в Інституті гідробіології НАН України . Ця класифікація є складовою частиною класифікації стану водних об’єктів за гідробіологічними показниками (розділи 12 та 26 цього збірника).

Ця класифікація важлива для оцінки стану водних екосистем за структурно-функціональною організацією фітопланктону і трофністю. [26]

РОЗДІЛ ІІІ

ВИЗНАЧЕННЯ ЧИСЕЛЬНОСТІ ТА ДИНАМІКИ БІОМАСИ ФІТОПЛАНКТОНУ

2. Визначення повного обсягу досліджуваних водойм

Визначення повного обсягу ставка відбувалося враховуючи наступні вихідні данні :

1.Максимальна глибина ставка — експерементальні данні, враховуючи що точка максимальної глибини ставка знаходиться близько до його центру.

2. Площа ставка виміряна згідно аналізу супутникових зображень заданого масштабу за допомогою программи Universal Desktop Ruller(c).

3. Площа окремо визначених горизонталей [40]

Таблиця 3.1

Розрахунок об’єму водойми за поділом на водні горизонталі

	Нижній Орехуватський ставок	Середній Орехуватський ставок	Верхній Орехуватський ставок
Загальна площа S (m2)	22084	11150	13380
Максимальна глибина H (m)	4,1	3,2	3,1
Об’м (m3)	30764	9848	10993
Водний горизонталь 2 m2	18075	8080	9016
Водний горизонталь 3 m2	13054	4317	4584
Водний горизонталь 4 m2	9081	--	--
Об’єм води між горизонталями (m3) 1-2	7361	3716	4460
Об’єм води між горизонталями (m3) 2-3	6025	2693	3005
Об’єм води між горизонталями (m3) 3-4	4351	1439	1528
Об’єм води між горизонталями (m3) 4-5	3027	--	--

Таблиця 3.2

визначення об’єму водойми за допомогою аппроксимації її геометричної форми за формулою

V= 1/3*H* S

	Нижній Орехуватський ставок	Середній Орехуватський ставок	Верхній Орехуватський ставок
Загальна площа S (m2)	22084	11150	13380
Максимальна глибина H (m)	4,1	3,2	3,1
Об’м з аппроксимацією(m3)	30181	11893	13826

Рис. 3.1 Графік точності апроксимації при визначенні об’єму Орехувастих ставків.

З графіку можна зробити висновок, що у багатьох частних випадках швидкий метод визначення об’єму досліджуваної водойми является ефективним і саме в цих випадках методика не потребує визначення водних горизонталей.