 |
Определение биологический мониторинг (биомониторинг). Задачи биомониторинга
|
|
|
|
Лекция № 10
ТЕМА: ОСНОВЫ БИОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА
Определение биологический мониторинг (биомониторинг). Задачи биомониторинга
Мониторинговые наблюдения за состоянием ОС охватывают наблюдения за изменением не только абиотической составляющей биосферы, но и ответной реакцией её биотического компонента, что определяет широкий спектр методов и приёмов исследований, используемых при проведении экологического мониторинга. Именно сообщества живых организмов относятся к наиболее показательным при оценке изменений, протекающих в экосистеме под влиянием антропогенных факторов, т. к. они являются конечным звеном протекающих в биогеоценозах процессов. Поэтому для мониторинга окружающей среды одной из важных составляющих является мониторинг состояния биосферы или биологический мониторинг (биомониторинг) – система наблюдений, оценки и прогноза любых изменений в биотических компонентах, вызванных факторами антропогенного происхождения и проявляемых на организменном, популяционном или экосистемном уровнях. Т. е. это комплекс наблюдений, оценки и прогноза изменений состояния биологических систем под влиянием антропогенных воздействий.
Основными задачами биологического мониторинга являются:
ü оценка качества изучаемых экосистем (в конечном итоге – с точки зрения возможности их использования человеком);
ü выявление причин наблюдаемых и вероятных структурно-функциональных изменений биотических компонентов и адресная индикация источников и факторов негативного внешнего воздействия;
ü прогноз устойчивости экосистем и допустимости изменений и нагрузок на среду в целом;
ü оценка существующих резервов биосферы и тенденций в их исчерпании (накоплении).
|
|
|
Ещё одно широко используемое определение термина биологический мониторинг – наблюдение за биологическими объектами (наличием видов, их состоянием, появлением случайных интродуцентов и т. д.) и оценка качества окружающей среды с помощью организмов-биоиндикаторов. Биоиндикаторы – это организмы или сообщества организмов, по наличию, состоянию и поведению которых судят об естественных и антропогенных изменениях в среде, в т. ч. о присутствии и концентрации загрязнителей.
Индикаторное сообщество – это сообщество организмов, по скорости развития, структуре и благополучию отдельных популяций микроорганизмов, грибов, растений и животных которого можно судить об общем состоянии среды, включая её естественные и искусственные изменения.
Проведение наблюдений за состоянием ОС с использованием биоиндикаторных организмов называют биоиндикацией. Биоиндикация – это метод оценки изменений в среде при помощи биологических объектов, т. е. определение биологически значимых нагрузок на основе реакций на них живых организмов и их сообществ. Это относится ко всем видам антропогенных загрязнений. Для учёта изменения среды под действием антропогенного фактора составляются списки индикаторных организмов.
Задачи биоиндикации и биомониторинга:
ü разработка методов и критериев для адекватной оценки уровней антропогенного воздействия с учётом комплексного характера загрязнения;
ü диагностика ранних нарушений в наиболее чувствительных компонентах биотических сообществ.
Биомониторинг и биоиндикация могут осуществляться на различных уровнях организации биосферы: макромолекул, клетки, ткани, органа, организма, популяции, биоценоза.
Проведение биологического мониторинга имеет как преимущества, так и недостатки по сравнению с аналитическими методами оценки качества ОС.
|
|
|
Преимущества биомониторинга:
ü доступность и дешевизна по сравнению с химическими методами;
ü получение интегральной оценки влияния комплекса загрязняющих веществ;
ü возможность использовать биоиндикаторы на всех уровнях организации;
ü возможность распознавать ранние симптомы нарушения экосистем, трудно регистрируемые химическими методами, на момент, пока расходы на восстановление не стали слишком велики.
Недостатки использования биоиндикаторов:
ü трудность интерпретации реакции организмов на действие различных факторов и точной количественной оценки степени воздействия факторов – для большинства видов реагирование на любое техногенное воздействие (если оно не носит катастрофический характер) принципиально не отличается от выработанных в ходе эволюции тривиальных реакций на колеблющиеся изменения среды;
ü существенная многомерность факторов среды и измеряемых параметров экосистем;
ü недостаточный уровень знаний о реакции живых организмов и экосистем в целом на действие антропогенных факторов.
Биоиндикация незаменима в случаях, когда: фактор трудно измерить или он не может быть измерен; фактор легко измерить, но трудно интерпретировать.
Критерии выбора биоиндикатора:
ü организм должен давать быстрый ответ;
ü надёжность реакции и повторяемость (ошибка < 20 %);
ü простота интерпретации реакции (делают необязательным применение дорогостоящих трудоёмких физических и химических методов);
ü возможность мониторинга (постоянно присутствующий в природе объект). Наиболее подходит для биоиндикации и мониторинга организм, показывающий линейную связь между уровнями загрязнения среды и реакцией организма.
Основные требования к биоиндикатору:
ü присутствие в большом количестве в исследуемой экосистеме;
ü широкая представленность в разных географических зонах;
ü лёгкость в идентификации;
ü биология вида-индикатора должна быть хорошо изучена;
ü доступность получения (сбора в природе) или лёгкость в культивировании;
ü отсутствие сезонных отличий;
ü относительная устойчивость к воздействию и накоплению токсиканта;
ü чётко выраженная количественная и качественная реакция на отклонение свойств среды обитания от экологической нормы;
|
|
|
ü наличие корреляции между реакцией организма и уровнем воздействия стресс-фактора на систему.
Типы биоиндикаторов:
ü чувствительный – быстро реагирует значительным отклонением показателей от нормы;
ü аккумулятивный – накапливает воздействия без проявляющихся нарушений.
Контроль в биомониторинге/биоиндикации (контроль – определённый вид функциональной зависимости, отклонение от которой рассматривается как нарушение):
ü сравнение с характеристиками объекта вне зоны воздействия;
ü сравнение с результатами эксперимента;
ü сравнение с характеристиками объектов в прошлом до воздействия человека (исторические стандарты).
|
|
|
