МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ ДЕРЖАНИЙ ВИЩИЙ НАВЧАЛЬНИЙ ЗАКЛАД КИЇВСЬКИЙ УНІВЕРСИТЕТ УПРАВЛІННЯ ТА ПІДПРИЄМНИЦТВА Факультет менеджменту Кафедра екології, природокористування та моніторингу довкілля

РЕФЕРАТ

на тему: „ Біологічні методи аналізу. Біоіндикація” за спеціальністю 6.070801 “Екологія та охорона навколишнього середовища” Виконала: студентка гр. ЕОНС-6.101: Назаренко С. Науковий керівник: проф. Лисенко К. Г.

м. Київ – 2013

ПЛАН

1. ВСТУП…………………………………………………………………………………………………….….3

2. Визначення біоіндикація…………………………………………………………………….……4

3. Методи біоіндикації…………………………………………………………………………….…..7

4. Рослини – індикатори……………………………………………………………………….………9

а) Родючість ґрунтів…………………………………………………………………………….…10

б) Водний режим ґрунтів………………………………………………………………….……11

5. Ліхеноіндикація………………………………………………………………………………………11

6. Оцінка значимості впливів…………………………………………………………………..…12

7. Висновки………………………………………………………………………………………………….14

8. Література……………………………………………………………………………………………….16

ВСТУП

Спостереження за станом біотичної компоненти біосфери, її реакцією на антропогенні впливи, відхилення від нормального, природного стану на різних рівнях (молекулярному, клітинному, організменному, популяційному й біоценологічному) називають біологічним моніторингом. Біологічний моніторинг пов’язаний з двома основними напрямами - біоіндикацією та біотестуванням.

Багато організмів є чутливими до різних абіотичних і біотичних факторів середовища і можуть існувати лише в певних, часто дуже обмежених змінах цих факторів. Отже, спостереження за реакцією біоіндикаторів даватиме інформа­цію про стан навколишнього середовища. Біологічні системи, використовувані як біоіндикатори, різноманітні: мікроорганізми, нижчі рослини, лишайники, гриби, багато вищих рослин, окремі види й суспільства тварин, клітинні та субклітинні компоненти організму можуть бути ефективними біоіндикаторами, адаптованими до певних умов навколишнього середовища. З точки зору екології особливий інтерес становить можливість використання біоіндикаторів для оцінки рівня забруднення довкілля, здійснення постійного моніторингу за його якістю та змінами.

Основним завданням біоіндикації є виявлення видів-біоіндикаторів, які реагують на зміни у стані довкілля, що виникли під дією природних і антропогенних факторів, і добір індикаторів-тестерів з високим порогом чутливості до змін у стані довкілля.

Головна мета біоіндикації — діагностика стану екосистем шляхом встановлення здатності організмів до адаптації у відповідних умовах довкілля.

2. Визначення біоіндикація

Біоіндикація - використання організмів або угруповань організмів, чий вміст певних елементів або сполук, а також морфологічна, гістологічна або клітинна структура, метаболічні та біохімічні процеси, поведінка та популяційна організація дають інформацію щодо якості навколишнього середовища або природи змін цього середовища.

Біоіндикатори - біосистеми, фізіологічні функції яких так тісно корелюють з факторами навколишнього середовища, що можуть бути використані для оцінки останніх.

Індикаційні ознаки - це біологічні змінні, що характеризують стан окремих особин, групи організмів, популяцій та екосистем.

Головна відмінність між фізичними або хімічними вимірами антропогенних факторів середовища та біоіндикацією полягає у тому, що перші методи дають абсолютні кількісні і якісні характеристики діючого фактора, але дозволяють лишень опосередковано стверджувати про його біологічний вплив, а за допомогою другого підходу можна отримати безпосередню інформацію про біологічні наслідки і визначити лише відносні кількісні і якісні параметри самого фактора.

Поняття біоіндикація та біомоніторинг часто використовують як синоніми, хоча, за К. Еннс (Enns, 2001) між цими поняттями є відмінності. Так біоіндикація – це метод, що на основі одноразових вимірів параметрів організму чи за вимірюваною величиною окремої біологічної реакції характеризує оточуюче середовище. В той час як біомоніторинг протягом тривалого часу забезпечує інформацію про якісні і кількісні зміни факторів середовища існування.

Біоіндикація можлива на багатьох рівнях:

1-й рівень – біохімічні і фізіологічні реакції.

2-й рівень – анатомічні, морфологічні, біоритмічні і поведінкові відхилення.

3-й рівень – флористичні, фауністичні і хорологічні зміни.

4-й рівень – ценотичні зміни.

5-й рівень – біогеоценотичні зміни.

6-й рівень – зміни ландшафтів.

При біоіндикації зміни біологічних систем завжди залежать як від антропогенних стресорів, так і від природних факторів середовища. Ці системи реагують на впливи середовища у цілому відповідно до їх схильності, тобто у відповідності з такими факторами, як умови живлення, вік, генетично контрольована стійкість і вже наявні порушення.

Під стресом у біології розуміють реакції біологічної системи на екстремальні фактори середовища (стресори), які можуть в залежності від сили, інтенсивності, моменту і тривалості впливу, більш чи менш впливати на систему (Биоиндикация…, 1988). У природних умовах організми часто піддаються впливу різних стресорів. До екстремальних умов, що ритмічно повторюються, наприклад, холод, спека, посуха, багато організмів пристосувались шляхом періодичної зміни активності, що робить їх стійкими до впливу стресорів (толерантність до стресора). Інші організми можуть ухилятись від впливу екстремальних умов за допомогою специфічних пристосувань (ухилення від стресора). Названі пристосування створюють стійкість до стресора.

У природі на організми впливає не один якийсь стресор, а завжди спостерігається цілий комплекс шкідливих факторів (комплексний пошкоджуючий вплив середовища). При цьому, зрозуміло, якийсь окремий фактор може тимчасово чи постійно домінувати. У зв’язку з цим зрозуміло, що реакція організмів на стресори у лабораторних експериментах не завжди співпадає із реакціями у природних умовах. Тому дослідження комбінованого впливу середнього навантаження, тобто комплексного стресового впливу середовища, є принципово важливими для виявлення допустимих навантажень і стабільності біологічних систем у порушеному середовищі із багатьма антропогенними стресорами.

Існують різні форми біоіндикації. Якщо дві однакові реакції викликаються різними антропогенними факторами, то говорять про неспецифічну біоіндикацію. Якщо ж ті чи інші зміни, що відбулись можна пов’язати тільки з одним фактором, мова йде про специфічну біоіндикацію.

Якщо біоіндикатор реагує значними відхиленнями життєвих проявів від норми, то він є чутливим біоіндикатором. Акумулятивні біоіндикатори, навпаки, накопичують антропогенні впливи більшою частиною без швидкого прояву порушень. Таке значне накопичення забруднення поступово перевищує нормальний рівень і частіше за все відбувається на рівні екофізіологічних або біоценотичних процесів.

Розглядаються й аналізуються ці ознаки на різних рівнях організації. Відгуки на нижчих рівнях організації характеризуються високою чутливістю й специфічністю, тоді як відгуки на вищих рівнях найкращі з екологічної точки зору. Як приклади чутливих біоіндикаторів атмосферного забруднення можна навести епіфітні лишайники, чутливі до якості повітря - багата флора лишайників свідчить про якісне повітря, тоді як відсутність лишайників указує на забруднення повітря S02.

Біоіндикаційні властивості лишайників ґрунтуються на аналізі рівня поселення та абсолютної поверхні лишайників на стовбурі дерева, видового складу, частоти, з якою зустрічаються лишайники. Відомо, що сільськогосподарські бур’яни проростають на ґрунтах певної якості. Так, Teesdalia nudicaulis можна зустріти лише на кислих ґрунтах, тоді якMercurialis annua - на основних. Розглянемо як приклад індикаторів евтрофікації водойм комах-кровососів. За перші роки існування водойми видовий склад комах характеризується наявністю кровососів: ґедзів (Tabanide), мокреців (Ceratopogonidae), комарів (Culicidae}.Протягом десяти років у замкнених водоймах накопичується велика кількість органічних забруднювачів. У мулі можна знайти личинок комарів з родиниTipulidae, в прибережній зоні - личинок ґедзів, мокреців і комарів (Culex, Aedes,Mansoni)}. Евтрофікація водойми врешті-решт призводить до зміни родуMansonia, Culiseta, скорочується кількість видів ґедзів; водночас фауна комах може бути представлена деякими видами з родини Mucidae, Ceratopogonidae,Culicidae (Culexpipiens, Aedes caspus та ін.).

Перевагами методів біоіндикації є те, що вони:

· підсумовують біологічно важливі дані щодо навколишнього середовища;

· здатні реагувати на короткочасні й залпові викиди токсикантів;

· реагують на швидкість змін, що відбуваються в довкіллі;

· вказують на місця накопичення забруднювачів та шляхи їх міграції;

· дають змогу розробляти оцінки шкідливого впливу токсикантів на людину й живу природу на ранніх стадіях та нормувати допустиме навантаження на екосистеми.

До недоліків методів біоіндикації слід віднести те, що вони не дають інформації про об’єктивні, фізико-хімічні особливості стресового фактора, що діє; вони потребують, як правило, більшої повторності для отримання статистичне значущих результатів.

Біоіндикаційні дослідження поділяються на два рівні: видовий і біоценотичний.

Видовий рівень включає констатацію присутності організму, облік частоти його трапляння, вивчення його анатомо-морфологічних, фізіолого-біохімічних властивостей.

При біоценотичному моніторингу враховуються різні показники різноманітності видів, продуктивність цього угруповання.

Є два основні методи біоіндикації – активний та пасивний моніторинг.

У першому випадку у вільно живучих організмів досліджується видимі або непомітні пошкодження і відхилення від норми, що є ознаками стресового впливу.

При активному моніторингу намагаються виявити ті ж самі впливи на тест-організми, що знаходяться у стандартизованих умовах на досліджуваній території