УСР №4
по дисциплине «Индикация окружающей среды»
ПРИМЕНЕНИЕ БИОИНДИКАЦИИ В СОВРЕМЕННОЙ СИСТЕМЕ МОНИТОРИНГА И ОХРАНЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
введение
О возможности использования живых организмов в качестве показателей определенных природных условий писали еще ученые
Древнего Рима и Греции. В России в рукописях XV и XVI вв. уже упоминались такие понятия как «лес пашенный» и «лес непашенный», т. е. участки леса, пригодные для его сведении под пашню и непригодные.
В трудах М.В. Ломоносова и А.Н. Радищева есть упоминания о растениях — указателях особенностей почв, горных пород, подземных вод.
О возможности растительной биоиндикации писал геолог A.M. Карпинский.
введение
Другой геолог — П.А. Ососков — использовал характер распределения растительных сообществ для составления геологических карт, а почвовед С.К. Чаянов — почвенных карт.
Большой вклад в развитие биоиндикации внес русский ученый почвовед В.В. Докучаев. В начале XX в., в период, когда началось освоение окраин России, биоиндикационные исследования стали развиваться особенно интенсивно. Под биоиндикацией в эти годы в основном понимали регистрацию наличия или отсутствия того или иного явления (природного или антропогенного фактора среды), отмечая в терминах «есть» — «нет».
Биоиндикаторы
По современным представлениям биоиндикаторы — организмы, присутствие, количество или особенности развития которых служат показателями естественных процессов, условий или антропогенных изменений среды обитания.
Биоиндикация — метод, который позволяет судить о состоянии окружакщей среды по факту встречи, отсутствия, особенностям развития организмов — биоиндикаторов.
При выборе биоиндикаторов один из крупнейших американских экологов Ю. Одум предлагает учитывать следующие соображения:
Стенотопные виды (то есть виды, приспособленные к существованию в строго определенных условиях).
Более крупные виды являются обычно лучшими индикаторами, чем мелкие, так как скорость оборота последних в биоценозах выше.
При выделении вида (или группы видов), используемого в качестве индикатора воздействия того или иного фактора, необходимо иметь полевые и экспериментальные сведения о лимитирующих значениях данного фактора с учетом возможных компенсаторных реакций организма и толерантности вида (группы видов).
Численное соотношение разных видов (популяций или сообществ) более показательно и является более надежным индикатором, нежели численность одного вида («...целое лучше, чем часть, отражает общую сумму условий»).
Методы
биоиндикации:
Регистрирующая биоиндикация и биоиндикация по аккумуляции
Регистрирующая биоиндикация позволяет судить о воздействии факторов среды по состоянию особей вида или популяции, а биоиндикация по аккумуляции использует свойство растений и животных накапливать те или иные химические вещества (например, содержание свинца в печени рыб, находящихся на конце пищевой цепочки, может достигать 100 — 300 ПДК). В соответствии с этими методами различают регистрирующие и накапливающие индикаторы.
Инновационные методы биоиндикации. Анатомо-цитологические методы
Несмотря на свою старость, методы биоиндикации, основанные на визуальном отличии организмов от нормальных, «идеальных» особей того же вида, остаются актуальными до сих пор, и каждый год у растений и животных выявляются новые признаки, по которым можно судить о состоянии атмосферы или водных объектов.
Длительное или постоянное воздействие промышленных газов на растительность вызывает серьезное изменение анатомического строения листьев и хвои растений и увеличение ксерофитизации.
В городах и промышленных центрах у растений более мелкие и несколько более толстые листья, а у хвои более мелкие клетки. Листья имеют меньшую толщину верхнего эпидермиса, кутикулы, меньшую толщину и число слоев палисадной ткани, больше устьиц на 1 мм 2 поверхности листа. Под влиянием промышленных газов уменьшается апертура устьиц в течение дня. Степень описанных нарушений в анатомическом строении ассимиляционных органов зависит от концентрации и токсичности газов, а также длительности действия их и чувствительности видов.
Анатомо- морфологические, цитологические методы
биоиндикации в
Такие методы используются и в БеларусиБеларуси, как для обучения в вузах, так и для полноценных исследований. Например, широко распространена лехноиндикация (состояние атмосферы по лишайникам), обращается внимание на площадь ствола, покрытую лишайниками и само их распространение, и биоиндикация загрязнения атмосферного воздуха по состоянию хвои сосны, когда
При определении качества воды, как правило, пользуются четырьмя группами показателей:
органолептическими, к которым относятся цветность, запах, вкус и привкус, мутность и пенистость;
гидрохимическими, включающие такие показатели как содержание ионов водорода (рН), растворенный кислород, минерализация (анионы - карбонаты, гидрокарбонаты, сульфаты, хлориды;
и катионы - кальций, магний, натрий и калий), сухой остаток, общая жесткость, биогенные элементы (нитраты, фосфаты, аммоний, нитриты), фториды, железо общее и др.;
анализ на содержание химических токсикантов, таких как пестициды, хлорсодержащие органические вещества, фенолы, формальдегид, тяжелые металлы, синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ), нефтепродукты и др.;
микробиологические показатели, учитывающие общее содержание (в 100 мл пробы воды) колиформных бактерий, общее микробное число (в 1 мл), количество лямблий (в 50 л) и др.
Методы
Простейшими и наиболее часто использующимися на сегодняшний день являются лишь два метода, которые сочетают в себе простоту в работе и относительную точность оценки и при этом не требуют определения организмов с точностью до вида.
К ним относятся методы определения биотических индексов Вудивисса и Майера. При этом следует учитывать, что биотический индекс Вудивисса рассчитывается только при исследованиях рек (т.е. проточных водоемов) умеренного пояса и требует определенной адаптации к местным условиям. Он непригоден для оценки состояния озер и прудов.
заключение
Биологические методы основаны на том положении, что для жизнедеятельности - роста, размножения и функционирования живых существ необходима среда строго определенного химического состава.
Следует отметить, что организмы и сообщества в целом не только реагируют на изменение условий среды, но и сами активно участвуют в формировании качества среды, обеспечивая тем самым биологическое самоочищение. Поэтому любое нарушение условий существования сообщества приведет к изменению его структуры. Причиной могут быть не только поступающие токсичные вещества, но и такие воздействия как спрямление русла реки, чрезмерный водозабор и др., т.е. такие воздействия, которые химическими методами не регистрируются.