Limnologija in Ekosistemi Navodila za terenske vaje Bohinj 2009 doc. dr. Gorazd Urbanič
Delovno gradivo Urbanič G., Toman M. J. 2003. Varstvo celinskih voda. Ljubljana, Študentska založba, Scripta: 94 str. Urbanič G., Toman M. J. 2009. Limnologija in Ekosistemi. Praktikum, delovna verzija. Univerza v Ljubljani, Biotehniška fakulteta, oddelek za biologijo: 58 str.
Zgradba praktikuma Urbanič G., Toman M. J. 2009. Limnologija in Ekosistemi. Praktikum, delovna verzija. Univerza v Ljubljani, Biotehniška fakulteta, Oddelek za biologijo: 58 str. http://www.bf.uni-lj.si/bi/ekologija/vode/limnologija%20&%20ekosistemi lj.si/bi/ekologija/vode/limnologija%20&%20ekosistemi-praktikum.pdf POGLAVJA IN PODPOGLAVJA NASLOV VAJE METODOLOGIJA MATERIAL: teren, laboratorij PRIČAKOVANI REZULTATI REZULTATI: preglednice za vpisovanje rezultatov in slike za vrisovanje rezultatov VIRI PRILOGE (enačbe, dodatne preglednice, slike, pojasnila)
I. JEZERO 1 PELAGIAL 1.1 Fizikalni in kemijski parametri 1.2 Plankton 2 LITORAL 2.1 Litoralni bentos 2.1 Makrofiti 3 PROFUNDAL 3.1 Profundalni bentos 4 RABA ZEMLJIŠČA A OB JEZERU II. TEKOČE E VODE Program dela 1 VTOK IN IZTOK IZ JEZERA 1.1 Hidromorfološki parametri 1.2 Fizikalni in kemijski parametri 1.3 Združba bentoških nevretenčarjev 2 VODOTOK RIBNICA 2.1 Hidromorfološki parametri 2.2 Fizikalni in kemijski parametri 2.3 Združba bentoških nevretenčarjev 2.4 Združba obrasti 2.5 Združba rib 3 VODOTOK SAVICA 3.1 Hidrološki parametri 3.2 Združba plavljenih bentoških nevretenčarjev
I. BOHINJSKO JEZERO 526 m n.m. 3,28 km 2 92,5 milijonov m 3 45 m
Vaja 1. Vertikalno spreminjanje fizikalnih in kemijskih parametrov v jezeru. 3 mesta vzorčenja Vertikalno spreminjanje parametrov koncentracija v vodi raztopljenega kisika, nasičenost vode s kisikom, temperatura vode. Globina (m) Temperatura ( C) 0 5 10 15 20 25 0 5 10 15 20 25 30 Vzorčno mest Vzorčno mest Vzorčno mest 35 40 45 50
Vaja 1. Vertikalno spreminjanje fizikalnih in kemijskih parametrov v jezeru. 3 mesta vzorčenja MESTO VZORČENJA epilimnij metalimnij hipolimnij A) ) aparativno (teren) prevodnost ph Secchi-jeva globina B) analitsko (laboratorij) nitrati, ortofosfati, klorofil a suspendirane snovi.
Vaja 1. Vertikalno spreminjanje fizikalnih in kemijskih parametrov v jezeru. Določanje klorofila a Spektrofotometrično Kl a (µg/l) = (13,9 (A 665 - A 750 ) V m )) / (V v l) A 665 - absorpcija pri 665 nm A 750 - absorpcija pri 750 nm V m - volumen metanola (ml)( V v - volumen prefiltrirane vode (l) l - širina kivete v spektrofotometru (cm)
Vaja 2. Sestava in vertikalna razporeditev planktona v pelagialu jezera. Metodologija vsako mesto vzorčenja ima 4 vzorce: A) Planktonska mreža vertikalni poteg (od dna proti površini). B) Ruttnerjev vzorčevalnik (4 x 1,5 L vode) epilimnij, metalimnij, hipolimnij. 3 vzorčna mesta
Vaja 2. Sestav in vertikalna razporeditev planktona v pelagialu jezera. 3 vzorčna mesta Pričakovani rezultati taksonomska sestava povprečno število osebkov/l (ỹ)( ỹ = Σy i /n y i število osebkov v i-tem podvzorcu n število podvzorcev Shannon-Wienerjev diverzitetni indeks (H') H' = - p i log 2 p i - delež taksona i v vzorcu podobnost med vzorci (S BC - Bray-Curtisov indeks podobnosti dendrogram)
Vaja 2. Sestav in vertikalna razporeditev planktona v pelagialu jezera. Povprečno število osebkov/l N = (ỹ V( vz )/(V fv V p )...(1) N povprečno število osebkov /L (vzorec) ỹ povprečno število osebkov v pregledanem volumnu (povprečje petih ponovitev) ỹ= Σyi/n ỹ povprečno število osebkov v i ponovitvah yi število osebkov v i-tem podvzorcu n število podvzorcev V vz - volumen zgoščenega vzorca (70 ml) [ml] V fv volumen prefiltrirane vode (6 L) [L] V p volumen pregledanega podvzorca ob vsaki ponovitvi (~ 0,125 ml) [ml]
Vaja 2. Sestav in vertikalna razporeditev planktona v pelagialu jezera. Primer: Povprečno število osebkov/l N = (ỹ V( vz )/(V fv V p )...(1) Takson / podvzorec 1 2 3 4 5 povprečje povprečje/l Navicula sp. 3 5 7 10 2 5 504 Keratella cochlearis 15 20 20 20 25 20 1866 Kellicottia longispina 60 65 70 50 55 60 5589 Ceratium hirundinella 100 120 111 115 130 115 10748 VSOTA 178 210 208 195 212 201 19920 ŠT. CELIC/L 17675 20853 20654 19364 21052 19920 19920 SD 1418 SE 634 N±SE (št.( celic/l) = 19920 ± 634 Standardna napaka SE = S/( n) Standardna deviacija S = (Σ(yi -ỹ) 2 /(n - 1)) S standardna deviacija vzorčne populacije n število podvzorcev ỹ povprečno število osebkov v i ponovitvah yi število osebkov v i-tem podvzorcu
Vaja 2. Sestav in vertikalna razporeditev planktona v pelagialu jezera. Podobnost med vzorci (S BC - Bray-Curtisov indeks podobnosti dendrogram) S BC = 2w/(A+B) (S BC = 2w/(A+B) ali S Σ yij - yik ali S BC = 1 - ----------- Σ (yij + yik) S BC Bray - Curtisov indeks podobnosti w število skupnih osebkov v obeh vzorcih A - število osebkov v 1. vzorcu B - število osebkov v 2. vzorcu yij - število osebkov vrste i v vzorcu j yik število osebkov vrste i v vzorcu k Primer izračuna podobnosti in risanja dendrograma!
Vaja 3. Sestava in (mikro)razporeditev bentoških nevretenčarjev v zgornjem litoralu jezera. Metodologija 3 vzorčna mesta; 1) kamnit, z makrofiti neporasel litoral, 2) litoral porasel s submerznimi makrofiti, 3) litoral porasel z emergentnimi makrofiti. vzorčenje z ročno mrežo; 1) vzorčenje do globine 1 m 2) 5 vzorčnih enot na vsakem vzorčnem mestu izbranih na dolžini 10 m 3) vzorčne enote izbrane glede na delež kategorije globin (priloga 2) 4) velikost vzorčne enote je 25 cm x 25 cm 5) a) 5 vzorčnih enot skupaj je vzorec b) vsaka vzorčna enota je vzorec BREG 10 m 9 m 8 m 7 m 6 m 5 m 4 m 3 m 2 m PROSTA VODA 1 m 0 m 0,25 m 0,5 m 0,75 m 1 m
Vaja 3. Sestava in (mikro)razporeditev bentoških nevretenčarjev v zgornjem litoralu jezera. Pričakovani rezultati taksonomska sestava število osebkov število taksonov Shannon-Wienerjev diverzitetni indeks (H') podobnost med mesti vzorčenja (S BC - Bray-Curtisov indeks podobnosti dendrogram) podobnost med vzorčnimi enotami (S BC - Bray-Curtisov indeks podobnosti dendrogram) deleži i prehranskih skupin (po Fauna Aquatica Austriaca)
Vaja 3. Sestava in (mikro)razporeditev bentoških nevretenčarjev v zgornjem litoralu jezera. Deleži i prehranskih skupin (po Fauna Aquatica Austriaca) Rj = Σ (xi hi)/ 10 Rj delež prehranske skupine* j (drobilci, strgalci, plenilci, filtratorji, detritivori; iz Fauna Aquatica Austriaca) xi število točk k (maksimalno = 10) taksona i znotraj dane prehranske skupine hi delež (pogostnost) taksona i v vzorcu Prehranska skupina Vrste oznak v FAA Združeni po FAA drobilci ZKL, HOL, MIN drobilci, ksilofagi, minerji strgalci WEI strgalci plenilci RÄU, PAR predatorji, paraziti filtratorji AFIL, PFIL aktivni in pasivni filtratorji detritivori DET detritivori
Vaja 3. Sestava in (mikro)razporeditev bentoških nevretenčarjev v zgornjem litoralu jezera. Primer: deleži i prehranskih skupin (po Fauna Aquatica Austriaca) Rj = Σ (xi hi)/ 10 Takson Št. osebkov Delež taksona (hi) Drobilci Strgalci Filtratorji Detritivorji Plenilci Število točk znotraj prehranske skupine Hydropsyche incognita 200 0,1 2 5 3 Elmis sp. 400 0,2 10 Antocha sp. 100 0,05 10 Leuctra sp. 1000 0,5 3 3 4 Erpobdella sp. 300 0,15 10 Delež prehranske skupine (Rj) 0,15 0,37 0,05 0,25 0,18 Deleži prehranskih skupin 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0 neporaslo kamenje emergentni makrofiti Vzorčna mesta submerzni makrofiti Drugo Detritivori Filtratorji Plenilci Strgalci Drobilci
Vaja 4. Tipi makrofitov v litoralu jezera in njihova razporeditev. Metodologija popis ekoloških kih tipov makrofitov 1. Ukoreninjeni makrofiti a) Emergentni makrofiti del rastline (tudi vegetativni) nad vodno gladino (npr. Typha, Phragmites, Carex) ) (EM) b) Makrofiti s plavajočimi listi (npr. Nuphar, Nymphea, Potamogeton natans) ) (PL) c) Potopljeni makrofiti (npr. Chara, Nitella, Myriophyllum, Ranunculus trichophyllus, Potamogeton alpinus) ) (PM) 2. Prostoplavajoči i makrofiti (PP) (npr. Utricularia, Ceratophyllum,, Lemnaceae, Trapa, Eichornia) Dopisati kode!
Vaja 6. Razporeditev bentoških nevretenčarjev v profundalu jezera Metodologija 3 mesta vzorčenja, Ekmanov grabilec (15 cm x 15 cm), vsako mesto vzorčenja ima 10 vzorčnih enot Pričakovani rezultati taksonomska sestava število osebkov/225 cm2 Shannon-Wienerjev diverzitetni indeks (H') podobnost med mesti vzorčenja (S BC - Bray-Curtisov indeks podobnosti dendrogram) deleži i prehranskih skupin (po Fauna Aquatica Austriaca)
Vaja 7. Raba zemljišča a ob jezeru Metodologija določitev tipov rabe zemljišča: gozdne površine ine: : listopadni gozd, iglasti gozd, mešani gozd, kmetijske površine ine: : travnik, pašnik, njiva, urbane površine ine. Pričakovani rezultati karta jezera s prikazano rabo zemljišča a ob jezeru
II. TEKOČE E VODE Program dela 1 VTOK IN IZTOK IZ JEZERA 1.1 Hidromorfološki parametri 1.2 Fizikalni in kemijski parametri 1.3 Združba bentoških nevretenčarjev 2 VODOTOK RIBNICA 2.1 Hidromorfološki parametri 2.2 Fizikalni in kemijski parametri 2.3 Združba bentoških nevretenčarjev 2.4 Združba obrasti 2.5 Združba rib 3 VODOTOK SAVICA 3.1 Hidrološki parametri 3.2 Združba plavljenih bentoških nevretenčarjev
II. TEKOČE E VODE 1 Vtok in iztok iz jezera 1.1 1 HIDROMORFOLOŠKI PARAMETRI 1.2 2 FIZIKALNI IN KEMIJSKI PARAMETRI 1.3 3 ZDRUŽBA BENTOŠKIH NEVRETENČARJEV
Vaja 8. Hidromorfološke značilnosti vtoka in iztoka iz jezera. Meritve in izračun globina, hitrost vodnega toka, pretok, organski in anorganski substrat, obrežna vegetacija.
Vaja 9. Vpliv jezera na fizikalne in kemijske parametre. Meritve in izračun a) aparativno koncentracija raztopljenega kisika, nasičenost, prevodnost, ph, temperatura, b) analitsko nitrati, ortofosfati, suspendirane snovi.
Vaja 10. Vpliv jezera na združbo bentoških nevretenčarjev arjev. Metodologija vzorčenje z ročno mrežo; 1) 20 vzorčnih enot na vsakem vzorčnem mestu 2) vzorčne enote izbrane glede na delež substrata 3) velikost vzorčne enote je 25 cm x 25 cm 4) 20 vzorčnih enot skupaj je vzorec 25 m LEVI BREG DESNI BREG 22,5 m 20 m 17,5 m 15 m 12,5 m 10 m 7,5 m 5 m 2,5 m 0 m ŠIRINA Enota (m)
Vaja 10. Vpliv jezera na združbo bentoških nevretenčarjev arjev. Poziciranje vzorčnih enot Vodotok Kraj Datum Anorganski substrat (%) megalital (>40 cm) makrolital (20-40 cm) mezolital (6-20 cm) mikrolital (2-6 cm) akal (0,2-2 cm) psamal (6mm-2 mm) argilal (<6mm) Vsota = Organski substrat (%) makroalge potopljeni makrofiti emergentni makrofiti živi deli kopenskih rastlin ksilal (les) večji organski delci (CPOM) manjši organski delci (FPOM)»Sewage fungus«vsota = Tehnolital* (označi z znakom x) Vzorčevalec Le anorganski substrat 100% Le organski substrat Vsota anorganskega in organskega substrata Število vzorčnih enot spremenljiva 100% 20
Vaja 10. Vpliv jezera na združbo bentoških nevretenčarjev arjev. Pričakovani rezultati taksonomska sestava številčnost taksonov/1,25 m2 podobnost med vzorčnima mestoma (S BC - Bray- Curtisov indeks podobnosti) Shannon-Wienerjev diverzitetni indeks (H') deleži i prehranskih skupin (po Fauna Aquatica Austriaca)
II. TEKOČE E VODE B) Vodotok Ribnica
2.1 1 Hidromorfološki parametri 2.2 Fizikalni in kemijski parametri 2.3 Združba makroinvertebratov 2.4 Združba obrasti 2.5 Združba rib II. TEKOČE E VODE 2 Vodotok Ribnica
Vaja 11. Longitudinalno spreminjanje hidromorfoloških značilnosti vodotoka. Meritve in izračun globina, hitrost vodnega toka, pretok, organski in anorganski substrat, obrežna vegetacija.
Vaja 12. 1. Longitudinalno spreminjanje fizikalnih in kemijskih značilnosti vode v vodotoku. Meritve in izračun a) aparativno koncentracija raztopljenega kisika, nasičenost, prevodnost, ph, temperatura, b) analitsko nitrati, ortofosfati, suspendirane snovi.
Vaja 13. 1. Longitudinalno spreminjanje združbe makroinvertebratov v vodotoku. Vaja 14. 1. Primerjava združbe bentoških nevretenčarjev na velikostni kategoriji tolmun/brzica in mikrohabitat. Metodologija vzorčenje z ročno mrežo; 1) 20 vzorčnih enot na vsakem vzorčnem mestu izbranih na dolžini 20 m (10 v brzici in 10 v tolmunu) 2) vzorčne enote izbrati glede na delež substrata 3) na vsaki vzorčni enoti izmeriti povprečno globino in izmeriti povprečno hitrost vodnega toka 4) velikost vzorčne enote je 25 cm x 25 cm 5) a) 20 vzorčnih enot nabranih na vzorčnem mestu je vzorec (vaja 13) b) 10 vzorčnih enot nabranih v brzici/tolmunu je vzorec (vaja 14) c) vsaka vzorčna enota je vzorec (vaja 14)
Vaja 13. 1. Longitudinalno spreminjanje združbe makroinvertebratov v vodotoku. Vaja 14. 1. Primerjava združbe bentoških nevretenčarjev na velikostni kategoriji tolmun/brzica in mikrohabitat. Pričakovani rezultati taksonomska sestava delež taksonov Shannon-Wienerjev diverzitetni indeks (H') podobnost med vzorci (S BC - Bray-Curtisov indeks podobnosti dendrogram) deleži i prehranskih skupin (po Fauna Aquatica Austriaca)
Vaja 15. 1. Mikrorazporeditev, longitudinalno spreminjanje združbe in biomasa perifitona v vodotoku. Metodologija na vsakem vzorčnem mestu 4 vzorci: 2 vzorca nabrana v tolmunu (kamni, prodniki) 2 vzorca nabrana na brzici (kamni, prodniki) taksonomska sestava: vzorec pobran s 5 kamnov oz. prodnikov s površin ino po 5 cm 2 (Σ=25 cm 2 ) biomasa: vzorec pobran z 10 kamnov oz. prodnikov s površin ino po 5 cm 2 (Σ=50 cm 2 )
Vaja 15. 1. Mikrorazporeditev, longitudinalno spreminjanje združbe in biomasa perifitona v vodotoku. Pričakovani rezultati taksonomska sestava povprečno število osebkov/cm 2 Shannon-Wienerjev diverzitetni indeks (H') podobnost med vzorci (S BC - Bray-Curtisov indeks podobnosti dendrogram) biomasa (mg kl a/m 2 )
Vaja 15. 1. Mikrorazporeditev, longitudinalno spreminjanje združbe in biomasa perifitona v vodotoku. Izračun: N = (ỹ V vz )/(P v V p )...(3) N povprečno število osebkov/mm 2 ỹ povprečno število osebkov v pregledanem volumnu (povprečje petih ponovitev) V vz volumen zgoščenega vzorca (100 ml) [ml] P v vzorčevana površina (2500 mm 2 ) [mm 2 ] V p volumen pregledanega podvzorca ob vsaki ponovitvi (~0,125 ml) [ml]
Vaja 16. Longitudinalno spreminjanje združbe rib v vodotoku. Metodologija vzorčenje rib z elektriko; 1) Dolžina vzorčnega mesta 10 20x širina struge oz. najmanj 100 m a) V vodotokih s širino struge >15 m in globino vode <70 cm vzorčimo številne vzorčna območja s skupno površino vsaj 1000 m2, ki vključujejo ujejo vse tipe prisotnih mezohabitatov na izbranem vzorčnem mestu (t.i. parcialna metoda). 2) 1 izlov po celotni dolžini ali izbrani površini 3) izlov v smeri proti toku 4) izlov ponovimo večkrat (vsaj 2x)
Vaja 16. Longitudinalno spreminjanje združbe rib v vodotoku. Pričakovani rezultati taksonomska sestava številčnost taksonov dolžina posameznih osebkov rib (razdalja od ust do razcepa repne plavuti oz. sredine repne plavuti) masa posameznih osebkov rib podobnost med vzorčnima mestoma (S BC - Bray-Curtisov indeks podobnosti) Shannon-Wienerjev diverzitetni indeks (H') vrstno specifična frekvenčna na razporeditev velikostnih (dolžinskih in masnih) razredov rib vrstno specifična korelacija med dolžino in maso rib frekvenčna na razporeditev velikostnih (dolžinskih in masnih) razredov rib celotne združbe masno in številčno razmerje med ciprinidnimi in salmonidnimi vrstami
Vaja 16. Longitudinalno spreminjanje združbe rib v vodotoku. Izračun (Seber in Lecren 1967): N = (C1 2 /(C1-C2) C2)...(4) N ocena števila osebkov/1000m2 C1 število osebkov ulovljenih v prvem izlovu/1000 m2 C2 število osebkov ulovljenih v drugem izlovu/1000 m2
II. TEKOČE E VODE 3 Vodotok Savica Vaja 17. 24-urno spremljanje plavljenja bentoških nevretenčarjev arjev. Metodologija 2 vzorčni mesti v matici struge ob levem bregu. Meritve in izračun globina vode na mestu, kjer so postavljene driftne mreže, e, hitrost vodnega toka pred mrežo, pretok skozi mrežo. Metodologija trajanje vzorčenja: 24 ur vzorčenje v 2 urnih presledkih (12 vzorcev)
Pričakovani rezultati Vaja 17. 24-urno spremljanje plavljenja bentoških nevretenčarjev arjev. taksonomska sestava število osebkov število osebkov/m 3 (gostota plavljenja) Gostota plavljenja (št.( osebkov/m 3 ) = N/(t Q) N število osebkov t čas plavljenja (s) Q pretok vode skozi mrežo o (m 3 /s) Shannon-Wienerjev diverzitetni indeks (H') 2,5 2 gostota plavljenja (št.osebkov/m 3 ) 1,5 1 0,5 0 11h - 13h 13h - 15h 15h - 17h 17h - 19h 19h - 21h 21h - 23h 23h - 1h 1h - 3h 3h - 5h 5h - 7h 7h - 9h 9h - 11h čas vzorčenja (plavljenja)
Splošna navodila BOHINJ 2009 22.06.-26.06.2009 26.06.2009 in 29.06.-03.07.2009 03.07.2009 22. oz. 29. junij 10:30 OBVEZNO copati posteljnina (spalna vreča) čelna svetilka škornji skripti in navadni svinčnik PRIPOROČENO pohodni čevlji pelerina kopalke (?) krema za sončenje (??) pokrivalo flis URNIK vstajanje 7:00 delamo 10 ur dnevno prosti čas (šport) spanje (??) hrana (vegetarijanci)