Понятие биоиндикатора, виды биоиндикации

Биологический контроль качества окружающей среды.

Биоиндикация и биотестирование.

Составной частью экологического мониторинга явля­ется биологический мониторинг, т. е. система наблю­дений, оценки и прогноза любых изменений в биоте, вызванных антропогенными факторами.

Задача такого мониторинга — обнаружение, идентификация и опреде­ление концентраций загрязняющих веществ в биоте с ис­пользованием индикаторных организмов.

Химические и физико-химические методы анализа не в состоянии охва­тить все многообразие загрязняющих веществ, которые претерпевают в окружающей среде сложные трансфор­мации, образуя подчас более токсичные соединения. Поэтому необходимы методы интегральной оценки качества среды, такие как биотестирование и биоинди­кация.

Биотестирование — прием исследования, в котором о качестве среды, факторах, действующих самостоятельно или в сочетаниях, судят по выживаемости и поведению специально помещенных в эту среду организмов — тест-объектов.

Биоиндикация – это обнаружение и определение экологически значимых антропогенных нагрузок на основе реакции на них живых организмов.

Биоиндикация — очень близкий к биотестированию прием, использующий организмы, обитающие в иссле­дуемой среде, присутствие, количество или особенности развития которых служат показателями естественных процессов, условий или антропогенных изменений среды обитания.

В зависимости от того какие организмы выступают в индикаторов выделяют следующие виды биоиндикации:

Бриоиндикация - использование лишайников в качестве биоиндикаторов.

Фитоиндикация – это обнаружение и определение экологически значимых антропогенных нагрузок на основе реакции на них растений.

Лихеноиндикация - использование лишайников в качестве биоиндикаторов степени загрязнения атмосферного воздуха, основанное на изучении состава и биологических особенностей лихенофлоры.

Дендроиндикация - использование древесных растений для оценки состояния и изменений окружающей среды под воздействием экологических факторов. Среди биоиндикационных методов исследования природных процессов и антропогенных воздействий Д. занимает особое место, т. к. позволяет решать многие разноплановые и междисциплинарные задачи: от оценки воздействия выбросов конкретного предприятия на ближайший лесной массив до влияния гелиофизических и астрофизических факторов на лесные экологические системы.

Понятие биоиндикатора, виды биоиндикации

Согласно определению Н.Ф. Реймерса [1990]: “Биоиндикатор: группа особей одного вида или сообщество, по наличию, состоянию и поведению которых судят об изменениях в среде, в том числе о присутствии и концентрации загрязнителей.

Организмы или сообщества организмов, жизненные функции которых тесно коррелируют с определенными факторами среды и могут применяться для их оценки, называются биоиндикаторами.

Биоиндикаторы могут быть: прямыми и косвенными (соответственно биоиндикация – прямая и косвенная).

Прямой биоиндикатор – это организм или их сообщество напрямую, непосредственно реагирующие на факторы среды (серебристые пятна на листьях табака возникают от прямого действия озона; дехромация листвы вследствие воздействия SO₂).

У косвенных биоиндикаторов реакция на факторы среды возникает через систему опосредованных взаимосвязанных реакций и напрямую не связана со стрессовым воздействием.

Например, приме­не­ние одного из гербицидов (2,2 дихлорпропионовой кислоты) на лугу ведет к уменьшению злаков в растительном покрове (с 55 до 12%) и, соответственно, увеличению разнотравья, что может рассматриваться как прямая биоиндикация. Эти изменения растительного покрова ведут к падению численности саранчовых и росту численности тлей. Изменение в соотношении двух групп насекомых – пример косвенной биоиндикации применения гербицида.

Положительные биоиндикаторы характеризуются увеличением реакции (количественных характеристик) при нарастании стресса. Так, например, положительным индикатором содержания токсичных газов в воздухе является увеличение концентрации поллютантов в биомассе. Нарастание рекреационной нагрузки на экосистему индицируется увеличением обилия рудеральных видов растений: одуванчика Taraxacum officinale, сурепки Barabarea vulgaris, лапчатки гусиной Potentilla anserina и др.

Примером отрицательных индикаторов на загрязнение атмосферного воздуха являются уменьшение видового разнообразия, численности эпифитных лишайников и образование так называемойлишайниковой пустыни в условиях постоянного высокого уровня выбросов токсичных газов.

В зависимости от реакции биоиндикатора на определенный стрессорный фактор выделяют специфические и неспецифические биоиндикаторы.

Специфические биоиндикаторы на определенный тип воздействия реагируют определенным типом реакции. Например: серебристые пятна на листьях табака возникают от прямого действия озона.

Биоиндикаторы, способные одинаково реагировать на изменение различных факторов среды относят к неспецифическим. В таком случае говорят о неспецифической индикации. Например, снижение численности почвенных беспозвоночных может происходить и при различных видах загрязнения почвы, и при вытаптывании, и в период засухи и по другим причинам.

Если при биоиндикационных исследованиях используется один (частный) параметр, то говорят о частном биоиндикаторе. В том случае, когда применяется система биоиндикационных признаков, говорят о комплексном биоиндикаторе.

Выделяют также чувствительные и аккумулятивные биоиндикаторы.

Чувствительный - б ыстро реагирует значительным отклонением показателей от нормы. Например, отклонения в поведении животных, в физиологических реакциях клеток могут быть обнаружены практически сразу после начала действия нарушающего фактора.

Аккумулятивный - накапливает воздействия без проявляющихся нарушений. Например, лес на начальных этапах его загрязнения будет прежним по своим основным характеристикам. Лишь по прошествии какого-то времени начнут исчезать редкие виды, произойдет смена преобладающих форм, изменится общая численность организмов и т.д.