Министерство Образования Республики Беларусь УО «Барановичский государственный университет»

Факультет педагогики и психологии Кафедра естественнонаучных дисциплин

УСР №4 по дисциплине «Индикация окружающей среды»

ТЕМА: «Применение биоиндикации в современной системе мониторинга охраны окружающей среды»

Барановичи, 2022

Биоиндикация — оценка качества природной среды по состоянию её биоты. Биоиндикация основана на

Для использования таких методов исследователю необходимо обладать высокой квалификацией и необходимыми навыками для работы с собранным материалом, поскольку классические методы подразумевают под собой разбор проб, описание видового состава, определение доли видов-индикаторов в

ДНК-технологии для биоиндикации поверхностных вод

С научной точки зрения, мониторинг, основанный на ручной сортировке образцов и морфологическом определении видового состава, может быть выполнен более быстрым, эффективным и надежным способом, а именно при помощи ДНК-баркодинга. Новые ДНК-технологии могут выступать в качестве прорывных подходов для диагностики окружающей среды и биомониторинга путем предоставления оперативной информации о таксономической структуре сообщества и биологических процессах в строго стандартизированном виде.

Разработка новых диагностических методов была усовершенствована благодаря пополнению эталонных библиотек ДНК-баркодов и новой высокопроизводительной технологии секвенирования. Благодаря этим двум ресурсам многочисленные гидробиологические пробы можно обработать в течение нескольких дней, получая сотни миллионов последовательностей от организмов, ДНК которых находится в пробе. ДНК присутствующую в среде (воде, осадках или биопленках) в результате жизнедеятельности водных организмов. Такая ДНК называется средовой (environmental DNA - eDNA).

Таким образом, eDNA-метабаркодинг предоставляет информацию не только об отдельных видах, важных с точки зрения биоиндикации (поденки, ручейники и др.), но и о других микро-, мезо- и макроорганизмах, живущих в конкретной водной среде. Эта технология также может предоставлять данные о наличии инвазивных видов в экосистеме.

ДНК-баркодинг и метабарокодинг предлагают менее субъективный подход для идентификации организмов в водных экосистемах, чем классическая оценка, основанная на морфологии организмов.

Критерии ненарушенности лесных и луговых экосистем

Ландшафтные критерии ненарушенности пойменных лугов:

ненарушенность речной экосистемы согласно гидроландшафтным и гидробиологическим критериям;

отсутствие мероприятий гидротехнической мелиорации; отсутствие в пойме промышленных и сельскохозяйственных предприятий, сельхозугодий (поля, сады и т.д.), жилых и других долговременных построек;

отсутствие выпаса скота;

отсутствие сенокоса;

отсутствие вырубки кустарника;

отсутствие обустроенных мест рекреации и необустроенных мест массового отдыха;

отсутствие aсфальтированных дорог и других транспортных коммуникаций (за исключением грунтовых дорог без насыпи);

наличие видов-индикаторов ненарушенных пойменных лугов.

Ландшафтные критерии ненарушенности пойменных лесов:

•ненарушенность речной экосистемы согласно гидроландшафтным и гидробиологическим критериям;

•отсутствие лесомелиоративных мероприятий и вырубок3B отсутствие мероприятий гидротехнической мелиорации;

•отсутствие в пойме промышленных и сельскохозяйственных предприятий, сельхозугодий (поля, сады и т.д.), жилых и других долговременных построек;

•отсутствие выпаса скота;

•отсутствие обустроенных мест рекреации и необустроенных мест массового отдыха;

•отсутствие асфальтированных дорог и других транспортных коммуникаций (за исключением грунтовых дорог без насыпи);

•наличие видов-индикаторов ненарушенных пойменных лесов.

Виды-индикаторы ненарушенности наземных экосистем

Ятры́шник (Órchis)

Критерии ненарушенности водных экостисем

Гидроландшафтные критерии ненарушенности экосистем естественных водотоков (рек и ручьев):

естественное состояние русла реки, меандрирование русла;

лесистость водосбора не менее 50%;

естественное состояние поймы;

отсутствие обустроенных мест рекреации и необустроенных мест массового отдыха;

отсутствие построек и коммуникаций в пойме и прибрежной зоне;

отсутствие прямого сброса вод мелиоративных каналов в пределах участка;

отсутствие водорегулирующих сооружений и искусственных водоемов в русле реки.

Гидроландшафтные критерии ненарушенности экосистем естественных выходов подземных вод (родников):

отсутствие обустройства родника и прилегающей территории;

отсутствие paспашки и гидротехнической мелиорации территории, примыкающей к роднику и вытекающего из него ручья (ручьев), и поймы на расстоянии не менее 1 км в радиусе от родника;

отсутствие водозаборных сооружений в зоне питания родника.

Гидроландшафтные критерии ненарушенности экосистем озер:

отсутствие нарушенности берегов;

лесистость водосборов более 50%;

отсутствие распашки и участков гидротехнической мелиорации в пределах приозерной поймы; сохранность естественного гидрологического режима водоемов;

отсутствие искусственных водорегулирующих сооружений в проточных и сточных озерах, сброса воды в 0зеро или спуска из него в бессточных;

отсутствие в пределах водосбора систем гидротехнической мелиорации, которые наряду с водорегулирующими плотинами определяют уровень почвенно-грунтовых вод в приозерной пойме;

отсутствие обустроенных мест для рекреации, необустроенных мест массового отдыха, построек и сети коммуникаций в прибрежной зоне.

Гидроландшафтные критерии ненарушенности экосистем стариц:

Для стариц (старичных озер) критерии совпадают с таковыми для озер, за исключением критерия «лесистость водосборов более 50%». Данный критерий не приемлем для данного типа водоемов, особенно для стариц в поймах крупных рек. В качестве дополнительного критерия ненарушенности предполагается рассматривать отсутствие распашки и систем гидротехнической мелиорации участка речной поймы в пределах расположения старичного водоема. Пойма, в которой расположена старица, должна соответствовать критериям ненарушенных пойменных лугов и лесов.

Гидроландшафтные критерии ненарушенности экосистем болот:

•отсутствие мероприятий гидротехнической мелиорации в пределах хорошо дренируемых эвтрофных (низинных) болот (как правило, мелкозалежных) либо незначительное осушение (не более 10% от занимаемой площади) олиготрофных (верховых) болот;

•сохранность уровня почвенно-грунтовых вод в олиготрофном болоте в меженные периоды не ниже 25 см от донной поверхности и не ниже 50 см в эвтрофных;

•отсутствие лесомелиоративных мероприятий и вырубок, прилегающих к болоту переувлажненных лесов. Как и в случае с реками в крупных болотных массивах возможно выделение ненарушенных участков при условии соблюдения гидроландшафтных критериев.

Гидробиологические критерии ненарушенности водоемов и водотоков:

хорошее или удовлетворительное экологическое состояние водного объекта; экологическое состояние хорошее -1 класс качества воды и степень загрязнения «очень чистые»;

экологическое состояние удовлетворительное- I класс качества воды и степень загрязнения «чистые»; присутствие видов-индикаторов ненарушенности водных экосистем.