CC BY
13УДК 504.05
Вегнер В. Ю. студент магистратуры 1 курса Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Высшего Образования Омский Государственный Аграрный Университет им. И.П
Столыпина г. Омск
БИОНДИКАЦИЯ КАК МЕТОД ИССЛЕДОВАНИЯ Аннотация: Поскольку оценка качества почвы, воды и воздуха приобретает в настоящее время жизненно важное значение, необходимо определять как реально существующую, так и возможную в будущем степень нарушения окружающей среды. Для этой цели используют два принципиально разных подхода: физико-химический и биологический. Биологический подход развивается в рамках направления, которое получило название биоиндикации.
Ключевые слова: экологический мониторинг, компоненты биологических сообществ, экосистема, популяция.
Wegner V. U.
1st year master's degree student Federal state Budgetary Institution of Higher Education Omsk state
Agrarian University. I. P Stolypin
g. Omsk
VINDICATE AS A METHOD OF RESEARCH Abstract: Since the assessment of the quality of soil, water and air is now of vital importance, it is necessary to determine both the actual and the possible degree of environmental disturbance in the future. For this purpose, two fundamentally different approaches are used: physico-chemical and biological. The biological approach is developed within the framework of the direction, which is called bioindication.
Key words: ecological monitoring, components of biological communities, ecosystem, population.
Метод биоиндикации основан на избирательном биологическом накоплении веществ из окружающей среды организмами растений и животных. Наиболее опасными для биотических сообществ являются антропогенные загрязнения почвы и вод тяжелыми металлами, радионуклидами, некоторыми хлорорганическими производными, так как вызывают в живых организмах отклик в виде накопления этих веществ, как всем организмом, так и его отдельными частями.
Основой задачей биоиндикации является разработка методов и критериев, которые могли бы адекватно отражать уровень антропогенных воздействий с учетом комплексного характера загрязнения и диагностировать ранние нарушения в наиболее чувствительных компонентах биотических сообществ. Биоиндикация, как и мониторинг, осуществляется на различных уровнях организации биосферы:
макромолекулы, клетки, органа, организма, популяции, биоценоза. Очевидно, что сложность живой материи и характера ее взаимодействия с внешними факторами возрастает по мере повышения уровня организации. В этом процессе биоиндикация на низших уровнях организации должна диалектически включаться в биоиндикацию на более высоких уровнях, где она предстает в новом качестве и может служить для объяснения динамики более высокоорганизованной системы /1,4/.
Считается, что использование метода биоиндикации позволяет решать задачи экологического мониторинга в тех случаях, когда совокупность факторов антропогенного давления на биоценозы трудно или неудобно измерять непосредственно. К сожалению, современная практика биоиндикации носит в значительной мере феноменологический характер, выраженный в пространном изложении подмеченных исследователем фактов поведения различных видов организмов в конкретных условиях среды. Иногда эти описания сопровождаются не всегда обоснованными выводами, носящими, как правило, сугубо оценочный характер (типа "хорошо / плохо", "чисто / грязно" и т.д.), основанными на чисто визуальных методах сравнения или использовании недостаточно достоверных индексов. Чаще всего такой "прогноз" делается, когда "общественное" мнение по конечному результату оценки качества экосистемы уже заранее известно, например, по прямым или косвенным параметрам среды. В результате этого, роль биоиндикации оказалась сведенной к следующей совокупности действий, технологически совпадающей с биомониторингом:
1. выделяется один или несколько исследуемых факторов среды (по литературным данным или в связи с имеющейся программой мониторинговых исследований);
2. собираются полевые и экспериментальные данные, характеризующие биотические процессы в рассматриваемой экосистеме, причем теоретически эти данные должны измеряться в широком диапазоне варьирования исследуемого фактора (например, в условно -чистых и в условно-грязных районах);
3. некоторым образом (путем простого визуального сравнения, с использованием системы предварительно рассчитанных оценочных коэффициентов или с применением математических методов первичной обработки данных) делается вывод об индикаторной значимости какого -либо вида или группы видов.
Необходимым условием для выявления качественных нарушений биотических процессов, происходящих в экосистемах под влиянием антропогенных факторов, является знание диапазона естественной изменчивости биоценозов, т.е. построение пространства состояния популяций. В связи с этим возникает необходимость определения тех параметров, которые позволят с заданной подробностью и точностью оценить состояние биоценоза, вычленить изменения, вызванные действием антропогенных факторов, и получить необходимую и достаточную
информацию для прогноза возможных изменений состояния экосистемы. Однако для получения такого "динамически достаточного описания" необходимо знание "правил" внутреннего преобразования популяций в результате действия каких-либо факторов. Но мы не можем сформулировать эти "правила" до тех пор, пока не определим ряд необходимых и достаточных параметров описания состояния популяций, достаточно чувствительных, информативных и обладающих достаточной селективностью в рамках поставленной задачи /4/.
В то же время, к настоящему моменту сложились условия, позволяющие преодолеть некоторую математическую «ущербность» биоиндикации:
о сформированы банки многолетних данных по наблюдениям за природными экосистемами;
о разработан и апробирован ряд методов и математических моделей интегральной оценки состояния сложных систем различного типа, позволяющих, по терминологии А.П. Левича и А.Т. Терехина, осуществлять «поиск детерминации и распознавание образов в многомерном пространстве экологических факторов для выделения границ между областями нормального и патологического функционирования экосистем»;
о развиваются аппаратные и программные информационные компьютерные технологии, позволяющие анализировать необходимые массивы экологических данных;
о существует огромный объем неформальных знаний высококвалифицированных специалистов, частично сконцентрированный в методических разработках /3/.
В настоящее время состояние биоиндикации характеризуется следующими важнейшими особенностями:
о признание важности использования биоиндикаторов на всех уровнях организации живого;
о предпочтение интегрированных показателей состояния биологических систем;
о рост шкал исследования из-за понимания, что локальная угроза может стать региональной и биосферной;
о переход от точки зрения, что оптимальным является состояние природы до вмешательства человека, к распознаванию многих "приемлемых" состояний под влиянием человека;
о понимание необходимости распознавать ранние симптомы нарушения, пока расходы на восстановление не стали слишком велики /1/.
Использованные источники:
1. Ашихмина Т.Я. и др. Биоиндикация и биотестирование - методы познания экологического состояния окружающей среды. - Киров, 2005.
2. Гелашвили Д.Б. «Экологический мониторинг. Методы биомониторинга». Часть 1,2 Учебное пособие. Н. Новгород: ННГУ, 2014 - 4 с.
3. Биологический контроль окружающей среды: биоиндикация и биотестирование: учебное пособие для студентов высших учебных заведений/ О.П. Мелехова, Е.И. Сарапульцева, Т.И. Евсеева и др; под редакцией О.П. Мелеховой и Е.И. Сарапульцевой. Издательский центр "Академия", 2008.
4. Дьяченко Г.И. Мониторинг окружающей среды (Экологический мониторинг) Новосибирск, 2003.
5. Поляков В.А. Практикум к курсу «Проблемы экологии, окружающей среды и рациональное природопользование». Краснодар. 2013 - 7 с.
