1. История развития биоиндикации. Основные термины и определения биоиндикации

1.1 История развития биоиндикационных исследований

Биоиндикация (от греческого «биос» - жизнь и латинского «индико» - указываю, определяю) использует в качестве своеобразного индикатора (датчика) биологическую систему – от биомолекулы до биоценоза.

Этот метод широко используется в геохимии, гидробиологии, почвоведении, ботанике, медицине и других областях человеческих знаний и является основой мониторинга (от латинского «монитор» - тот, кто напоминает, предупреждает) состояния ОС. Допустимый диапазон ошибки данного метода составляет до 20%.

Научные основы биоиндикации были заложены А. Карпинским в 1838 г. Однако официально их создателем считается американский ботаник Ф. Клементс, который в своих работах в 1920 г. показал, что каждое растение или фитоценоз является наилучшей мерой условий их произрастания.

Основа геоботанической индикации (фитоиндикация почв) заложил Л.Раменский.

В конце 19 в. В. Докучаев высказал мысль, что все компоненты природы связаны между собой и по состоянию одного из них можно охарактеризовать состояние других компонентов экосистем. Например, видовой состав зообентоса (животные, которые обитают на поверхности или в толще илов) служит хорошим индикатором газового и химического состава воды в водоеме, в частности:

• резкое снижение численности (вплоть до полного исчезновения) личинок поденок и веснянок – организмов, особо чувствительных к кислороду, «сигналит» об ухудшении кислородного режима в водоеме;

• если на поверхности воды появились жуки-плаунцы, значит концентрация кислорода в воде опустилась ниже критического уровня для рыб, т.е. достигла 0,2 мл/л;

• под влиянием ряда пестицидов, фенолов и других нервно-паралитических ядов, а также органических токсикантов происходит обесцвечивание тела у многих личинок насекомых и червей, а у других – наоборот – появляется яркое, неестественное окрашивание.

В 1908-1909 гг. была создана «живая индикационная шкала» (шкала сапробности), которая и по настоящее время используется в санитарно-биологическом контроле качества поверхностных вод.

В наш час відомо багато методів біотестування та біоіндикації якості об’єктів навколишнього середовища, які постійно вдосконалюються.

1.1 Основные термины и определения

Биоиндикация - метод оценки абиотических и биотических факторов местообитания при помощи биологических систем.

- зональная - ограничена границами зон. Зональные индикаторы утрачивают или изменяют свое индикационное значение при переходе из одной зоны в другую.

- локальная - ограничена пределами определенных структурных компонентов: ландшафтов, местностей, урочищ, фаций и т.п. Локальные индикаторы сохраняют свое значение только в рамках этих компонент.

- региональная - ограничена границами географических округов, провинций, районов, областей и т.п. Региональные индикаторы сохраняют свое значение только в этих пределах.

Биоиндикаторы - организмы или сообщества организмов, жизненные функции которых так тесно коррелируют с определенными факторами среды, что могут применяться для их оценки.

- аккумулятивные - индикаторы, которые накапливают антропогенные воздействия большей частью без быстрого проявления нарушений (см. чувствительные).

- качественные - фактическая встречаемость данных индикаторов дает служит показателем почвенных условий.

- количественные - численное доминирование данных индикаторов служит показателем почвенных условий.

- неспецифические - если два или более происходящих изменения в биологической системе связаны с различными факторами среды.

- специфические - если те же изменения связаны только с одним фактором среды.

- чувствительные - биоиндикаторы, которые реагируют на нарушения среды обитания значительным отклонением жизненных проявлений от нормы.

Индикат (объект индикации)- компоненты среды или отдельные свойства, для определения которых применяются индикаторы.

Индикационные признаки - те или иные особенности видов или сообществ, которые могут быть показателями определенных условий среды, хотя сами эти организмы и сообщества могут не являться индикаторами данных условий.

Мониторинг биологический - слежение за экологическим состоянием окружающей среды с помощью биоиндикаторов.

- активный - слежение за видимыми и незаметными повреждениями и отклонениями от нормы у тест-организмов, находящихся в стандартизированных условиях на исследуемой территории.

- пассивный - слежение за видимыми и незаметными повреждениями и отклонениями от нормы у свободно живущих организмов.

Реакция индикатора косвенная - реакция на воздействие факторов среды через другие компоненты среды (“косвенная индикация,“косвенный индикатор”).

- прямая - реакция на прямое, непосредственной воздействие факторов среды (“прямая индикация”, “прямой индикатор”).

Достоверность индикации - степень сопряженности индикатора с объектом индикации.

Экологическая замещаемость растительности - различная растительность формируется на сходных местопроизрастаниях или аналогичных объектах индикации.

Экологическая компенсация факторов - в результате замены одного фактора другим на разных местопроизрастаниях формируется сходная растительность.

Экологическая пластичность вида - амплитуда варьирования отдельных факторов среды, в которых возможно существование данного вида, широта экологического стандарта.

Экологический стандарт вида - сочетание основных факторов среды (t^o, W, pH, солевой режим и т.п.), обеспечивающих жизнедеятельность данного вида.

Лихеноиндикация - использование лишайников в качестве биоиндикаторов степени загрязнения атмосферного воздуха, основанное на изучении состава и биологических особенностей лихенофлоры

Агроиндикация – оценка природных условий для земледелия, садоводства и других видов сельского хозяйства

Галоиндикация – виявление характера и степени засоления почв

Гидроиндикация – установление характера обводнености почв

Геоиндикация – определение горных пород, залегающих под почвами

Биогеохимическая индикация – поиск полезных ископаемых по наличию определенных, характерных видов растительности.

Экологическая индикация – определение состояния окружающей среды по растительности.

Биотестирование - оценка в лабораторных условиях качества объектов окружающей среды с использованием живых организмов.

Биоиндикация загрязнения водоемов - система оценки степени загрязнения водоемов, основанная: - на учете состояния водных биоценозов, присутствии индикаторных организмов; или - на анализе видовой структуры биоценозов; или - на функциональных характеристиках биоценозов и др

Bioindicator От лат.Indicator - указатель - группа особей одного вида или сообщества, по наличию или по состоянию которых, а также по их поведению судят о естественных и антропогенных изменениях в среде

Биоиндикатор - вид или сообщество особей, присутствие которых указывает на особенности среды, обусловленные наличием полезных ископаемых.

Организм-индикатор загрязнения - вид, подавленное состояние, исчезновение или усиленное размножение которого сигнализирует о загрязненности среды, а в ряде случаев свидетельствует о степени загрязнения и составе загрязнителей, их кумулятивном действии

Организм-индикатор Indicator organism - организм с узкими пределами экологической приспособленности (стенобионт), своим поведением, изменением физиологических реакций или самой возможностью существования указывающий на изменения в среде или на ее определенные естественные или антропогенные характеристики

Чувствительность биоиндикатора - степень реакции биоиндикатора на оказываемое на него воздействие со стороны какого-то вещества, физического или биологического фактора либо со стороны окружающей его среды в целом

Биоиндикация - оценка качества среды обитания и ее отдельных характеристик по состоянию ее биоты в природных условиях

Экологический организм-индикатор - стенобионт, приспособленный к жизни в определенной экосистеме и погибающий в других условиях, что дает возможность отличать одно комплексное природное образование от другого

Индикация загрязнения - качественный анализ отдельных компонентов природной среды (почв, вод, атмосферы) на предмет установления источника загрязнения, площади/объема распространения и качественного состава загрязнителей.