Извлечение из описка индикаторов сапробности м. Зелинка и п. Марвана (закрашено) и пример расчета средневзвешенных сапробных валентностей

 

При подстановке в формулу (4.15) показатель относительной численности индикаторных видов h_i может быть выражен в абсолютном числе экземпляров, относительных уровнях обилия в баллах или в процентных отношениях.

Метод Зелинки и Марвана явился серьезным методологическим шагом вперед по сравнению с обезличенным и явно деформированным в сторону "экватора" "сапробным центром тяжести" в интерпретации Р. Пантле и Г. Букка. Вектор значений A = {A_x, A_о, А , A , A_p} следует понимать как картину сапробных условий в сообществе. Положение наивысшего значения в этом ряду определяет, какую степень cапробности водоема характеризует изучаемое сообщество. Соседние величины позволяют судить о том, в какую сторону возможны отклонения.

Представленный метод является наиболее усовершенствованной модификацией системы Кольквитца и Марссона, в результате чего стало общепринятым приводить списки индикаторов сапробности с указанием сапробных валентностей и индикаторного веса видов. Однако считается, что возможность широкого применения метода ограничена тем, что сапробные валентности и индикаторный вес могут быть различны в разных районах, а сами по себе цифры, характеризующие сапробные валентности недостаточно надежны.

Вряд ли такая аргументация логична, поскольку предметом метода является сам метод (т.е. техника расчетов), а не готовые таблицы индикаторных видов, полученные 40 лет назад на реках Средней Европы. Без сомнения, при изменении пространственно-временного аспекта эти таблицы претерпевают серьезные модификации: появляются новые виды-индикаторы, либо коренным образом изменяется индикаторная роль уже имеющихся видов. Поэтому понятно стремление исследователей-гидробиологов, накопивших значительный массив экспедиционных данных, провести самостоятельные расчеты индикаторных валентностей с учетом региональных особенностей гидробионтов, характера загрязнений и типологии водоемов. Как проделывается эта работа, описано, например, П.Я. Цимьдинем [Гидробиологический, 1981]. Им предложена формула вычисления сапробных валентностей для произвольного вида с использованием его численности N и встречаемости D_i в основных зонах сапробности (o-p) :

  (4.16)

где встречаемость D_i = m_i / M; m_i – число проб, в которых был найден вид i; M – общее число проб.

Модификация индекса сапробности по Дж. Ротшейну

Дж. Ротшейн [Rotschein, 1959^М], предложил формулу, отличающуюся от механизма расчета средневзвешенной сапробности по Р. Пантле и Г. Букку, тремя следующими особенностями:

• при расчете слагаемых индекса учитываются сапробные валентности и индикаторный вес показательных организмов по М. Зелинке и П. Марвану;

• рассчитываются средневзвешенные валентности  Р_i =  a_ikh_iJ_i для отдельных ступеней сапробности и в формулу Пантле–Букка подставляются не все виды показательных организмов, а только те, которые относятся к ступени с наибольшей  Р_i и к двум соседним к ней

S = (S₁  Р₁ + S₂  Р₂ + S₃  Р₃ ) / ( Р₁ + _ Р₂ +  Р₃ ) ,  (4.17)

где  Р₂ является наивысшей из частных сумм  Р_i ;

• нормировка и оценка индексов идет (по непонятным мотивам) не в диапазоне от 1 до 4, а от 10 до 90.

В этой модификации индекса сапробности прослеживается вполне здравая идея, которая в математической статистике трактуется как “отбраковка выбросов”, позволяющая не учитывать при оценке некого глобального среднего очевидные артефакты, порожденные случайностью.

Индекс сапроботоксобности по В.А. Яковлеву [1984,1988]

Этот индекс математически ничем не отличается от средневзвешенного индекса сапробности по Пантле–Букку:

S_t = ( s_ti n_i)/  n_i ,   (4.18)

где n_i – количество особей i-го индикаторного вида, s_ti – индекс сапроботоксобности вида, равный 1.0 – 1.5 в олигосапротоксобной зоне, 1.5 – 2.5 в -мезосапротоксобной зоне, 2.5 – 3.5 в  - мезо-сапротоксобной зоне и 3.5 – 4 – в полисапротоксобной зоне.

Принципиальные отличия концепции сапроботоксобности лишь в том, какой набор гидрохимических показателей является основанием для деления водоемов на четыре класса: по В.А.Яковлеву следует учитывать не только БПК₅ и содержание кислорода, но и широкий набор неорганических поллютантов.

Модификация индекса сапробности по М.В. Чертопруду [2002]

Автор для предварительной классификации водоемов вообще отказался от каких-либо гидрохимических показателей и использовал такой естественный и доступный параметр антропогенной нагрузки, как плотность населения в бассейне водотока. При населенности водосбора до 10 чел/м² считалось, что водоем относится к ксеносапробной зоне, от 10 до 30 – к олиго-, от 30 до 50 – к  -мезо-, от 50 до 200 – к  -мезо- и свыше200 чел/км² – к полисапробной зоне.

Поскольку М.В. Чертопруд счел, что определение организмов до вида слишком трудоемко и часто малоэффективно для решения проблем биоиндикации вод, он использует для своей системы таксоны показательных организмов рангом выше видового (преимущественно на уровне семейств и, как минимум, родов; в частности, в качестве индикаторов им были выбраны 44 таксона зообентоса – сообщества насекомых, моллюсков, пиявок, ракообразных, олигохет и т.д.) Используя данные биомониторинга на 245 малых реках центра Европейской России, для каждого из выделенных таксонов определены сапробность s_i и мера разброса по шкале загрязненности (индикаторный вес J_i в четырех балльной шкале). Формула для определения индекса сапробности i-го таксона имела вид:

  (4.19)

где S_k – коэффициент сапробности k-го класса загрязненности водотока, V_ik – встречаемость i-го таксона в этом классе загрязненности.

Наконец, вместо показателя обилия h_i в формулу Пантле–Букка М.В. Чертопруд включил индикаторный вес таксона J_i:

  (4.20)

где s_i – сапробность каждого найденного в пробе индикаторного организма (от 0 до 4). Предложенная модификация метода, по свидетельству автора, оказалась более адекватной на располагаемой обучающей выборке, чем выполненные параллельно расчеты с использованием "классических" индексов сапробности Пантле-Букка в модификации Сладечека.