Биоиндикация в экологическом мониторинге окружающей среды

3. Преждевременное увядание. Под  действием этилена в теплицах  не раскрываются цветки у гвоздики, увядают лепестки орхидей. Сернистый  газ вызывает обратимое увядание  листьев малины.

4. Дефолиация – опадание листвы. Обычно наблюдается после некрозов  и хлорозов. Например, осыпание хвои у ели и сосны при газодымовом загрязнении воздуха, листьев лип и конских каштанов – от соли для таяния льда, крыжовника и смородины – под действием сернистого газа.

5. Изменения размеров органов  обычно неспецифичны. Например, хвоя  сосны вблизи заводов удобрений  удлиняется от нитратов и укорачивается  от сернистого газа. У ягодных  кустарников дым вызывает уменьшение  размеров листьев.

6. Изменения формы, количества и  положения органов. Аномальную форму  листьев отмечали после радиоактивного  облучения. В результате локальных  некрозов возникает вздувание  или искривление листьев, сращение  или расщепление отдельных органов, увеличение или уменьшение частей  цветка.

7. Изменение жизненной формы  растения. Кустовидная или подушечная форма роста свойственна деревьям, особенно липе, при сильном устойчивом загрязнении воздуха (HCl, SO2).

 

 

3.3 Биоиндикация на уровне биосферы

Некоторые примеры индикаторов глобальных изменений среды:

• "ползучая эвтрофикация". Присутствие в морской воде сточных вод все чаще индицируют красные и бурые приливы. Они возникают из-за вспышек численности одноклеточных водорослей: токсичных динофлагеллят (красные) и диатомовых (бурые);

• глобальное потепление климата. Обычным явлением становится "красный снег". Появляется в горах при повышенной инсоляции благодаря росту численности одноклеточных водорослей (в основном гемококков);

• фоновое загрязнение среды. Даже на заповедных территориях за последние 40 лет снизилось разнообразие и численность животных. Регулярное и повсеместное применение пестицидов привело к снижению численности почвенных членистоногих на полях за последние 30 лет в несколько раз.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Биоиндикация в различных средах

 

Как и в случае физико-химических методов экоаналитического контроля, при биоиндикации существуют определенные ее особенности в зависимости от исследуемой среды.

 

4.1 Биоиндикация в наземно-воздушной среде с помощью растений

Фитоиндикация – использование растений для оценки качества среды. Поскольку наибольший эффект дает использование растительных сообществ, то это направление получило специальное название – индикационная геоботаника.

Индикация на уровне видов

Индикатом называют определяемое свойство или фактор среды, а индикатором – вид растений, с помощью которого определяют свойство среды.

 

4.2 Биоиндикация в водной среде

Основные задачи, которые решаются при оценке качества воды, могут быть объединены в три группы:

• угроза инфекционных заболеваний;

• токсичность;

• эвтрофикация.

Угроза инфекционных заболеваний

Решение первой задачи достигается при мониторинге загрязнения водоемов сточными водами. Именно канализационные стоки могут содержать патогенные микроорганизмы – основной источник инфекций, передаваемых через воду. Поскольку патогенных микроорганизмов много, каждый выявлять трудоемко и нецелесообразно, разработан тест на кишечную палочку (Escherichia coli). Эта бактерия обитает в огромных количествах в толстой кишке человека и отсутствует во внешней среде. E.coli не патогенна и даже необходима человеку, но ее присутствие во внешней среде – индикатор неочищенных канализационных стоков, в которых могут быть и патогенные микробы.

Оценка токсичности

Подавляющее большинство тестов токсичности воды в биоиндикации использует какой-либо один вид организмов: рачки дафния (Daрhnia magna) и артемия (Artemia salina), инфузория-туфелька, красные (Chamрia рarvula) и бурые водоросли (Laminaria saccharina), валлиснерия (Vallisneria americana), ряска.У тест-организмов оценивают выживание, дыхательную активность и другие показатели.

Эвтрофикация

По содержанию в воде биогенов различают следующие трофические типы водоемов: олиготрофный (бедный биогенами), эвтрофный (богатый биогенами) и промежуточный мезотрофный. В олиготрофных водоемах недостаток биогенов не допускает развития фитопланктона (одноклеточных водорослей в толще воды), но хорошо развивается бентосная растительность. Такие экосистемы включают много видов, они разнообразны и устойчивы. В эвтрофных водоемах обилие биогенов сопровождается массовым развитием фитопланктона, помутнением воды, обеднением бентосной растительности из-за недостатка света, дефицитом кислорода на глубине, что ограничивает биоразнообразие. Экосистема утрачивает многие виды, упрощается, становится неустойчивой.

 

4.3 Биоиндикация в почве

Биоиндикация применяется в случаях:

• установления таксона почвы и ее происхождения;

• выяснения отдельных свойств почвы и почвенных процессов;

• оценки антропогенного вмешательства (рекреация, загрязнение, эвтрофикация почв).

 

Заключение

 

Из приведенных выше разделов ясно, что такие сложные биологические объекты, как популяции, сообщества, экосистемы в воде или на суше можно описывать с использованием двух разных подходов:

• микроскопический подход предполагает накопление по возможности полной информации о наибольшем числе биологических показателей. Эти показатели пытаются связать с характеристиками среды системой уравнений. Подход используют для моделирования.

• макроскопический подход основан на выборе немногих, но наиболее информативных показателей.

В настоящее время состояние биоиндикации характеризуется следующими важнейшими особенностями:

• признание важности использования биоиндикаторов на всех уровнях организации живого;

• предпочтение интегрированных показателей состояния биологических систем;

• рост шкал исследования из-за понимания, что локальная угроза может стать региональной и биосферной;

• переход от точки зрения, что оптимальным является состояние природы до вмешательства человека, к распознаванию многих "приемлемых" состояний под влиянием человека;

• понимание необходимости распознавать ранние симптомы нарушения, пока расходы на восстановление не стали слишком велики.

 

 

 

 

 

 

Список литературы

 

1. Биоиндикация загрязнений наземных экосистем /Под ред. Р. Шуберт. - М.: Мир, 1988.
2. Израэль Ю.А. Экология и контроль состояния природной среды. - Л.: Гидрометеоиздат, 1984.
3. Руководство по методам гидробиологического анализа поверхностных вод и донных отложений. - Л.: Гидрометеоиздат, 1983.