CC BY
22
Выездные исследовательские школы
Руководитель:
Тертицкая Александра Григорьевна,
педагог дополнительного образования исследовательского центра «Точка варения» Колледжа «26 Кадр»
e-mail: agtert@gmail.com
Участники:
Давид Собин, Артем Соколов, Михаил Востряков, Александра Борисова,
Колледж «26 Кадр», 1 курс
Варвара Рытикова,
ГБОУ «Школа № 1539», 5 класс
Ирина Пряхина,
ГБОУ СОШ № 760 им. А.П. Маресьева, 4 класс
Егор Фигин,
школа «Столичный формат 26 Кадр», 7 «Б» класс
Группа «Оценка экологического состояния окрестных водоемов методами биоиндикации замысел - реализация -рефлексия
The "Evaluation of the ecological quality of local rivers by bioindication methods" group: plan - realization - reflection
Аннотация. Летом 2019 года в деревне Шахматово Антропов-ского района Костромской области прошла выездная исследовательская школа «Топос Шахматово», организованная педагогами исследовательского клуба «Точка варения» Колледжа «26 Кадр». Одним из направлений этой школы, среди которых могли выбирать участники, стала оценка экологического состояния местных рек Шачи и Небаровки методами биоиндикации. Публикуем отчет о работе этой группы.
Ключевые слова: «Топос Шахматово», исследовательская школа, «Точка варения», учебно-исследовательская деятельность, исследовательский центр, биология, река, биоиндикация.
Abstract. In summer 2019 there was an offsite research school in the Shahmatovo village (Kostroma Oblast, Antropovo district), organized by teachers of the "Boiling point" research club (the "26 FRAME" College). One of the themes in that school, that members could choose was estimation of the ecological quality of the local rivers Shacha and Nebarovka by using bioindication methods. The description of the group's work is presented in the article.
Key words: "Topos Shahmatovo", research school, "Boiling Point", educational and research activity, research center, biology, river, bioindication.
Замысел
Загрязнение водных ресурсов в результате деятельности человека является серьезной экологической проблемой. Оценка степени загрязнения возможна разными методами, один из которых - биоиндикация. Биоиндикация - оценка качества среды
Тертицкая Александра Григорьевна
обитания по состоянию живых организмов в природных условиях. Биоиндикаторы - это виды или сообщества, по наличию, степени развития и изменению которых судят о качестве воды, почвы или воздуха и состоянии экосистем. В качестве биоиндикаторов в водных объектах часто выступают сообщества фито-, зоопланктона и зообентоса - водных животных и водорослей. Таким образом, водоросли и беспозвоночные могут помочь нам узнать о состоянии наших экосистем. Например, в зависимости от разнообразия этих организмов, присутствующих в водоемах, мы можем оценить, как деятельность человека влияет на окружающую среду и на состояние воды в водоемах. Но так ли универсален метод биоиндикации? Для каждого ли водоема он подходит? Это и предстояло выяснить в нашем исследовании. В ходе нашей исследовательской работы мы планировали рассмотреть разнообразие водорослей и беспозвоночных в водоемах в окрестностях деревни Шахматово Антроповского района Костромской области, взять пробы воды и донного грунта, определить, какие виды населяют водоемы и оценить качество воды методами биоиндикации. Также мы хотели сделать химические тесты воды и определить ее органолептические свойства.
Таким образом, мы собирались оценить качество воды двумя методами - биологическим и химическим - и попробовать сравнить результаты, проанализировать, насколько методы биоиндикации применимы к водоемам в окрестностях Шахматова, и можно ли их рекомендовать для проведения дальнейших исследований и оценки антропогенного воздействия.
Для выполнения поставленной цели мы поставили следующие задачи:
1. сделать забор проб воды из водоема и из толщи грунта;
2. определить видовой состав беспозвоночных и водорослей в каждой пробе с помощью полевого определителя (А. Полоскин, В. Хаитов, 2006);
3. подсчитать значения индексов Гуднайт-Уотлея и Вудивисса;
4. определить класс качества воды методом биоиндикации;
5. сделать гидрохимический анализ проб воды экспресс-тестами;
6. проанализировать и сравнить полученные данные.
Методами нашей работы стали:
- метод биоиндикации;
- метод определения качества воды с помощью индекса Вудивисса;
- метод определения качества воды с помощью олиго-хетного индекса Гуднайт-Уотлея;
- анализ основных гидрохимических показателей экспресс-тестами.
Используемое оборудование:
- бентосные сачки и сита;
- металлические поддоны белого цвета;
Scientific adviser:
Aleksandra G. Tertitskaya,
teacher of additional education, Research Center "Boiling Point" of the «26 Frame» College
Members:
David Sobin, Artyom Sokolov, Mikhail Vostryakov, Aleksandra Borisova,
The "26 Frame" College, first year student
Varvara Rytikova
School 1539, the 5th grade
Irina Pryakhina,
School 760, the 4th grade
Egor Figin,
The "26 Frame" School of Choice, the 7th grade)
Выездные исследовательские школы
- белые пластмассовые ложки;
- пинцеты, препаровальные иглы, пипетки;
- чашки Петри разного диаметра;
- микроскоп и «бинокуляры»;
- определители пресноводных беспозвоночных средней полосы России;
- предметные и покровные стекла;
- банки с крышками объемом от 200 до 500 мл.
Реализация. Дневник работы группы День 1
В первый день мы планировали познакомить участников с методами биоиндикации и провести небольшую вводную лекцию по условиям жизни беспозвоночных в воде и их возможностям выдерживать загрязнения водоемов.
Из-за того, что руководителю группы пришлось задержаться в дороге, пришлось сразу перейти к обсуждению плана работы и пропустить вводную лекцию.
Группа участников собралась из 7 человек: 3 участника возраста 10-11 лет и 4 участника возраста 16-17 лет.
Обсудили примерный план работы, основные цели и задачи, про биоиндикацию успели поговорить совсем немного, только в общих чертах про суть метода.
В этот же день попробовали обловить реку Шача в самом близком к базе месте - на мостках у бани. Сначала участники пошли ловить сами, как получится, не особо соблюдая методику, так как не успели послушать и посмотреть, как надо ловить бентосным сачком и разбирать выловленный материал. Поймали некоторых животных, которых оставили в емкостях.
После перерыва сходили на облов еще раз, где уже ловили по методике облова водоема, орудуя бентосным сачком и разбирая уловы в поддонах на берегу. Выловили большое количество разных животных, которых оставили в банках или рассадили в чашках Петри.
День 2
На второй день участники организовали небольшую лабораторию в одном из помещений на базе в Шахматово. Для ее обустройства был использован стол, на котором разместили емкости с рассаженными животными, необходимые лабораторные инструменты, а также оптику. Было оборудовано три рабочих места для определения животных с помощью оптики и четыре рабочих места для работы с животными, для определения которых нет необходимости использовать оптику.
Определяли животных по кратким карманным определителям пресноводных беспозвоночных, выпускаемым ecosystema.ru,
Тертицкая Александра Григорьевна
и по определителю, входящему в состав методического пособия «Летние школьные практики по пресноводной гидробиологии».
В этот же день решено было обловить реку Небаровка, протекающую, так же как и река Шача, недалеко от поселения Шахматово. На Небаровке облов проводили долго, разделившись на несколько подгрупп. После облова приступили к определению собранных животных.
Определение беспозвоночных по определителю - непростая задача для неспециалиста, требующая освоения основных терминов анатомии и морфологии разных групп животных фактически одновременно с определением животных. Младшим участникам было сложно полноценно выполнять эту задачу, используя определитель из методического пособия. В результате, младшие участники сортировали животных и определяли их до класса или отряда по карманному определителю-схеме, а старшие - до семейства или до вида по определителю из методического пособия.
В этот же день было сделано много фотографий облова реки и самих пойманных животных.
День 3
В этот день сбор животных планировали осуществить на реке Шача, но в другом месте - на удалении от поселения. Место оказалось удачным для сбора, можно было подойти к воде с разных сторон реки, на этом месте присутствовали как более или менее глубокие заводи, так и каменистые неглубокие участки с быстрым течением. Но полноценному сбору материала помешала сильная гроза с ливнем и градом, пришлось возвращаться в лабораторию и определять тех животных, которых успели собрать.
В этот же день участникам было предложено ознакомиться с описанием нескольких методов биоиндикации и выбрать те из них, которые они сами сочли бы наиболее подходящими для обследуемых водоемов. Изначально планировалось в первый день подробно поговорить о том, какие бывают методы биоиндикации и какой из них надо использовать в нашем случае. Но так как поговорить об этом не успели, получилось, что участники сначала ознакомились с водоемами и их фауной, а потом только с методами биоиндикации. Это дало возможность участникам самим определить, какой метод возможно применить в данной ситуации. Было выбрано два индекса - индекс Вудивисса и индекс Майера.
День 4
Кроме облова двух рек - Шачи и Небаровки, участникам исследовательской группы стало очень интересно обследовать место слияния этих рек. Про это место ходят слухи среди местного населения о якобы удивительных свойствах воды из места слияния и ее необычном цвете.
Выездные исследовательские школы
Надо сказать, что еще в начале работы среди участников группы были те, кому больше нравилось облавливать водоемы и обследовать субстраты в водоемах - камни, коряги, а были те, кто больше увлекся определением и впоследствии написанием текста и составлением презентации. К четвертому дню группа разделилась - младшие участники (все они с гораздо большим интересом участвовали в сборе материала) и двое из старших пошли на слияние рек для сбора материала, а оставшиеся двое старших участников продолжили определение животных, написание текста выступления и работу над презентацией.
День 5
В первой половине этого дня группа все еще продолжала работу над презентацией и подготовкой выступления. Оказалось, что общий список пойманных и определенных животных они потеряли, и пришлось в срочном порядке писать его заново.
Группе удалось договориться об участии в выступлении каждого, хотя сначала казалось, что это будет сложно.
Интересно отметить, что на итоговых выступлениях все участники были очень заинтересованы не только своей работой, но и работами других групп, методиками и выполнением, а также распределением задач среди участников.
Текст доклада, подготовленного участниками группы к отчетной конференции. Водные беспозвоночные Шахматова
Целью проекта было выбрано определение экологической ситуации рек деревни Шахматово путем определения биотических индексов на основе видового разнообразия водных беспозвоночных.
Задачи:
1. выбрать методы исследования;
2. выбрать место исследования;
3. собрать материалы;
4. определить видовой состав и составить видовые списки беспозвоночных водоемов окрестностей Шахматова;
5. определить по индексу собранные материалы с каждого места сбора;
6. сравнить результаты индексов степени загрязнения;
7. представить результаты на отчетной конференции;
8. составить методические рекомендации для следующих групп.
Механизмы и методы реализации проекта
1) Вначале мы ознакомились с обитателями ближайшей реки - Шачи, попробовали половить сачками и ситами, научились определять основных животных по определителям.
2) После этого мы смогли выбрать наиболее подходящие из нескольких предложенных методов биоиндикации,
Тертицкая Александра Григорьевна
в конечном итоге мы остановились на двух биотических индексах на основе биологического разнообразия водных беспозвоночных. Индексы Вудивисса и Майера были выбраны нами, так как они наиболее простые в использовании и основываются на видовом разнообразии макрозообентоса водоемов, что идеально подходит для нашей ситуации:
а) их поимка не займет большого труда и легко осуществима имеющимися у нас орудиями лова;
б) для этих методов нет необходимости определять животных точно до вида, достаточно определить до семейства или даже до отряда.
3) После того как мы ознакомились с биотическими индексами, а также после ознакомления с информацией о деревне Шахматово, мы выбрали подходящие участки рек Шачи и Небаровки для сбора исследовательских материалов. Были выбраны участки, которые отдалены от ближайших мест проживания людей, а также было выбрано место слияния рек.
4) Для сбора живого материала мы использовали различные инструменты: сачок, сито, сачок для крупных существ, пинцеты, подносы, емкости для транспортировки.
5) Пользуясь бинокуляром и микроскопом, мы соотносили внешние признаки с информацией в определителях, таким образом мы узнали видовой состав рек Шачи и Небаровки. Далее мы перешли к оформлению видовых списков исследуемых рек.
6) Для определения загрязненности рек Шачи и Небаров-ки мы научились рассчитывать ранее выбранные биотические индексы (Вудивисса и Майера), далее мы рассчитывали на их основе полученных нами данных.
7) По индексу Вудивисса река Шача имеет I степень чистоты, река Небаровка I степень чистоты, и место слияния рек также имеет I степень чистоты.
По индексу Майера река Шача получила III степень загрязнения (средняя), река Небаровка получила I степень чистоты, и место слияния рек получило I степень чистоты. Причина такой разницы результатов вызвана неточностью индекса Майе-ра. Индекс Майера неточен тем, что он не учитывает видовое разнообразие беспозвоночных и ограничен определенным составом видов-индикаторов (см. Приложение 1).
Рефлексия
Важно отметить, что все участники были очень заинтересованы выполнением исследования и всей работой. Младшим участникам, наверное, можно рекомендовать принимать участие в составе общей младшей группы с посильными целями и задачами.
Старшие участники по итогам работы активно участвовали в обсуждении планов дальнейших исследований, которые можно было бы продолжить в этой местности.
Выездные исследовательские школы
Из задуманного не успели исследовать свойства воды (в этом году планировали исследовать органолептические свойства, но в дальнейшем возможно провести и другие гидрохимические анализы). В этом исследовании облавливали только реки, но в будущем возможно обловить и другие водоемы, в том числе водоемы небольших размеров, болота и/или временные водоемы, возникающие в окрестностях. Я
Приложение 1. Видовой список водных беспозвоночных
1. т. Членистоногие
кл. Насекомые
отр. Стрекозы
п/отр Разнокрылые
сем-во Настоящие стрекозы сем-во Коромысла п/отр Равнокрылые сем-во Красотки отр. Двукрылые
сем-во Звонцы
р. Chironomus SP отр. Водные жуки
сем-во Плавунцы отр. Клопы
сем-во Настоящие водомерки
сем-во Гребляки
сем-во Скорпионы Водяные
Nepa cinerea сем-во Гладыши
Большой гладыш отр. Подёнки
сем-во Caenidae сем-во Potamanthidae сем-во Heptageniidae Potamanthus luteus отр. Ручейники
сем-во Molannidae сем-во Hydropsychidae сем-во Phryganeidae отр. Вислокрылки
сем-во Сиалиды р. Сиалис кл. Ракообразные отр. Вислоногие п/отр Циклопы сем-во Циклопы
2. т. Моллюски
кл. Брюхоногие
Прудовик плащеносный Прудовик малый Прудовик вытянутый
3. т. Кольчатые черви
кл. Пиявки
сем-во Глоточные пиявки
4. т. Плоские черви
кл. Ресничные черви
отр. Tridadida
