 |
5.1 Биоиндикация в наземно-воздушной среде с помощью растений
|
|
|
|
5. 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.
Индикация свойств почв:
· оглеенность - черника, таволга вязолистная, вербейник обыкновенный;
· запас питательных элементов в почве (трофность):
· олиготрофы (сфагновые мхи и лишайники; из цветковых - виды с микоризой: черника, брусника, вереск, клюква, багульник; растения песчаных почв: кошачья лапка, ястребинка волосистая);
· мезотрофы (зеленые мхи, земляника, грушанка, вероника дубравная, иван-да-марья, душица);
· эвтрофы (мох мниум, папоротник страусово перо, малина, таволга вязолистная, крапива двудомная, иван-чай, медуница);
· содержание азота:
· нитрофилы (недотрога, крапива двудомная, хмель, малина, иван-чай, звездчатка дубравная, лопух, пустырник);
· нитрофобы (дрок красильный);
· кислотность (рH) почвы:
· крайние ацидофилы (рH 3-4, 5): сфагнум, гилокомиум, дикранум, плауны, водяника, марьянник луговой, ожика волосистая, пушица влагалищная, щучка, белоус, вереск;
· умеренные ацидофилы (рH 4, 5-6): черника, брусника, багульник, сушеница, кошачья лапка, толокнянка;
· нейтральные (рH 6-7, 3): растения дубрав - сныть, клубника зеленая, таволга шестилепестная;
· базофилы (рH> 7, 8): бузина, вяз, бересклет, крушина, крапива двудомная, хмель, недотрога, гравилаты.
5. 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.
Для анализа берут пробы воды объемом 100 мл и подсчитывают содержание в них E. coli.
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. Например, с помощью ряски можно обнаружить присутствие ионов тяжелых металлов двумя способами:
· по нарушению движения хлоропластов, которые не концентрируются в клетке со стороны источника света, а перемещаются хаотически;
· по отмиранию клеток листа, что можно обнаружить, используя специальный краситель, легко проникающий в мертвые клетки, но неспособный окрасить живые. Количество мертвых клеток пропорционально концентрации ионов тяжелых металлов в воде.
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. Определить трофность водоемов можно с помощью биоиндикаторов. В эвтрофных водоемах обильны и разнообразны черви-коловратки и ветвистоусые рачки-дафнии, в олиготрофных - веслоногие рачки-циклопы. Другая характеристика водоемов - это степень их органического загрязнения или сапробность. По мере поступления сточных вод образуются следующие зоны загрязнения: полисапробная, а-мезосапробная, в-мезосапробная и олигосапробная. Первыми предложили определять степень загрязнения водоемов по живым организмам Кольквитц и Марсон. Списки индикаторных организмов постоянно уточняются. Для полисапробных водоемов характерны те же организмы, что и для эвтрофных, а также водоросль кладофора, колиформные бактерии, черви-трубочники, а из рыб - карпы. Олигосапробные водоемы отличают виды, свойственные олиготрофным водоемам, а также личинки насекомых: поденок, веснянок и ручейников. Разработаны и количественные способы оценки водоемов:
|
|
|
· массовое развитие олигохет - индикатор спуска бытовых отходов. Предложено уровень загрязнения оценивать по плотности этих червей: слабое загрязнение - 100-999 экз/м2, среднее - 1000-5000; сильное > 5000 экз/м2;
· индекс сапробности Сладечека S = sh/h.
Организмы полисапробы имеют значимость - 4, а-мезосапробы - 3, в-мезосапробы - 2 и олигосапробы -1. Относительное количество особей (h) учитывается в баллах: массовые скопления - 5, частая встречаемость - 3, случайные находки - 1. В загрязненных водоемах индекс принимает значения от 4, 51 до 8, 5; в чистых - от 0 до 0, 5.
|
|
|
