ГЛАВА 3. Методы биоиндикации
Биоиндикация в мониторинге пресноводных экосистем. Общие положения биоиндикации
В настоящее время всё большую популярности приобретают различные методы биоиндикации.
Биоиндикация – это определение биологически значимых нагрузок на основе реакций на них живых организмов и их сообществ, что в полной мере относится ко всем видам антропогенных загрязнений (Криволутский Д. А. и др., 1988г). Применение биологических методов для оценки качества среды подразумевает, выделение видов животных или растений, чутко реагирующих на тот или иной тип воздействия.
В настоящее время биоиндикация становиться практически не заменимым методом в мониторинге пресноводных экосистем. Использование живых объектов даёт преимущества перед физико-химическими методами, в связи с простотой, скоростью реакцией и экономичностью.
Преимущества биоиндикационных методов связанны с особенностями отдельных экологических факторов, а именно:
1. Факторами, которые не могут быть измерены. Это особенно характерно для попыток реконструкции климата прошлых эпох. Так, анализ пыльцы растений в Северной Америке за длительный период показал смену теплого влажного климата сухим прохладным и далее замену лесных сообществ на травяные. В другом случае остатки диатомовых водорослей (соотношение ацидофильных и базофильных видов) позволили утверждать, что в прошлом вода в озерах Швеции имела кислую реакцию по вполне естественным причинам.
2. Факторами, которые трудно измерить. Некоторые пестициды так быстро разлагаются, что не позволяют выявить их исходную концентрацию в почве. Например, инсектицид дельтаметрин активен лишь несколько часов после его распыления, в то время как его действие на фауну (жуков и пауков) прослеживается в течение нескольких недель.
3. Факторами, которые легко измерить, но трудно интерпретировать. Данные о концентрации в окружающей среде различных поллютантов (если их концентрация не запредельно высока) не содержат ответа на вопрос, насколько ситуация опасна для живой природы. Показатели предельно допустимой концентрации (ПДК) различных веществ разработаны лишь для человека. Однако, очевидно, эти показатели не могут быть распространены на других живых существ. Есть более чувствительные виды, и они могут оказаться ключевыми для поддержания экосистем. С точки зрения охраны природы, важнее получить ответ на вопрос, к каким последствиям приведет та или иная концентрация загрязнителя в среде. Эту задачу и решает биоиндикация, позволяя оценить биологические последствия антропогенного изменения среды. Физические и химические методы дают качественные и количественные характеристики фактора, но лишь косвенно судят о его биологическом действии. Биоиндикация, наоборот, позволяет получить информацию о биологических последствиях изменения среды и сделать лишь косвенные выводы об особенностях самого фактора. Таким образом, при оценке состояния среды желательно сочетать физико-химические методы с биологическими.
Актуальность биоиндикации обусловлена, как было сказано выше, простотой, скоростью и дешевизной определения качества среды. Например, при засолении почвы в городе листья липы по краям желтеют еще до наступления осени. Выявить такие участки можно, просто осматривая деревья. В таких случаях биоиндикация позволяет быстро обнаружить наиболее загрязненные местообитания [19].
В основном, контроль за соблюдением установленных нормативов производится химико-аналитическими методами. Однако одновременное присутствие множества веществ даже в концентрациях, не превышающих ПДК, может порождать биологические эффекты, которые невозможно предсказать на основе частных химических определений. Таким образом, тест-объект выступает в роли прибора, выявляющего интегральный биологический эффект комплекса неблагоприятных экологических факторов, в том числе и химической природы. Но не один из тест-объектов не может служить универсальным индикатором, в равной степени чувствительный ко всем экологическим факторам, из-за видовой избирательности действий потенциальных токсикантов [20].
Биотестирование и биоиндикация состояния водных объектов. Изучение последствий антропогенного воздействия на окружающую среду невозможно без применения методов биологической индикации, которая дает прямую информацию о реакции организмов на стрессовые факторы.