Биоиндикация

Методы биоиндикации: ботанические, химические, лесоводческие методы. Я не нашла

Состояние системы(организм, популяция, биоценоз) в той или иной степени характеризует воздействие на нее природных или антропогенных факторов и условий среды и может меняться для их оценки.

Биоиндикаторы – организмы, присутчтвие, количество или особенности развития которых служат показателями естественных процессов, условий или антропогенных изменений среды обитания. Их индикаторная значимость определяется экологической толлерантностью биологической системы.

Существует две формы биоиндикации: когда одинаковые реакции организма могут быть вызваны различными факторами среды (в том числе и антропогенного происхождения) — тогда речь идёт о неспецифической биоиндикации; когда изменения реакции чётко связаны с изменением конкретного фактора — специфическая биоиндикация.

Биологичечкие методы контроля качества среды не требуют предварителной идентификации конкретныых химических соединений или физических воздействий, они достаточно просты в исполнении, многие экспресны, дешевы и позволяют вести контроль качества среды в непрерывном режиме.

Преимущества живых индикаторов:

• Могут реагировать даже на относительно слабые воздействия
• Суммируют влияние всех биологически важных воздействий и отражают состояние окружающей среды в целом
• Исключает необходимость регистрации химических и физических параметров, характеризующих состояние окружающей среды
• Фиксируют скорость происходящих изменений
• Указывают пути и места скоплений различного рода загрязнителей и ядов
• Позволяют судить о степени вредности любых синтезируемых человеком веществ для живой природы и для него самого

Биоиндикаторы подразделяют на чувствительные и кумулятивные. Чувствительные биоиндикаторы реагируют на стресс значительным отклонением от жизненных норм, а кумулятивные накапливают антропогенное воздейсвие без видимых изменений.

В качестве объектов биоиндикации применяются разнообразные организмы – бактерии, водоросли, высшие растения, беспозвоночные животные, млекопитающие. Для биоиндикации необходимо выбирать наиболее чувствительные сообщества, характеризующиеся максимальными своростью отклика и выраженостью параметра.

С пощью растений можно проводить биоиндикацию всех природных сред. Индикаторные растения используются при оценке механического и кислотного состава почв, их плодородия, увлажнения и засоления, степени минерализации грунтовых вод и степени загрязнения атомсферного воздуха газообразными соединениями, а также при выявлении трофических свойств вожоемов и степени их загрязнения поллютантами. Например, содержание в почве свинца указывают  виды овсянницы, полевицы; цинка – фиалки; меди и кобальта – смолевки, многие злаки  и мхи.

Фитоиндикаторы указывают на присутствие загрязняющего вещества раннимим морфологическими реакциями – изменением окраски листьев, некрозами, преждевременным увяданием и опадпнием листвы. У многолетних растений загрязняющие вещества вызывают изменение размеров, формы, количества органов, напрвления роста побегов или изменение плодовитости.

В целях биоиндикации представляют интерес следующие деформации растений:

• Фасциация – лентовидное уплощение и сращение стеблей, корней и цветоносов.
• Махровость цветков, в которых тычинки превращаются в лепестки
• Пролификация – прорастание цветков и соцветий
• Асцидия – вороковидные, чашевидные и трубчатые листья у растений с пластинчатыми листьями
• Редукция – обратное развитие органов растений
• Нитевидность  - нитчатая форма листовой пластинки
• Филлодий тычинок – превращение их в плоское листовидное образование.

Позвоночные животные служат хорошими индикаторами благодаря следующим особенностям –

• Являюясь консументами, они находятся на разных трофичкеских уровнях экосистем и аккумулирую через пищевые цепи загрязняющие вещества
• Обладают активным обменом веществ
• Имеют хорошо дифференцированные ткани и органы, котрые обладают разной способностью к накоплению токсических веществ и неоднозначностью физиологического отклика
• Сложные присполобления животных к условиям среды и четкие повденческие реакции наиболее чувствительны к антропогенным изменениям
• Животных с коротким циклом развития и многочисленным потомством можно использовать для проведения ряда длятельных наблюдений и прослеживать воздействие фактора на последующие поколения;
• Физиологическая близость к человеку

Примеры животных биоиндикаторов: Обыкновенная бурозубка, европейский крот, алтайский крот, бурый медведь, лось, рыжая полевка и др.

Мкроорганизмы  - наиболее быстро реагирующие на изменения окружающей среды биоиндикаторы. Их развитие и активность находятся в прямой связи с составом органических и неорганических веществ в среде. Выявление микрооранизмов и их учет можно произвести путем высева проб в жидкие и агаризованные питательные среды.

Чаще всего для оценки качества воды используют показатель микробного числа – это число клеток аэробных сапрофитных организмов в 1 мл воды. Помимо микробного числа используются данные по видовому составу микроорганизмов. В загрязненной фекалиями воде высок коли-индекс, характеризующий наличие в среде энтеробактерий – условных патогено и постоянных обитателей кишечника человека и животного. Иногда делают пересчет определяяя коли-титр  - наименьший объем воды, содержащий одну кишечную палочку.

Лишайники, симбиотическая ассоциация водорослей и грибов, очень чувствительны к качетсву среды. Они обладают весьма специфическми свойствами, так как реагируют на изменение состава атмосферы, обладают отличной от других организмов биохимией, широко распространнены по разным типам субстратов, удобны для экспозиции в загрязненных районах.

Выделяют 4 экологические группы лишайников: Эпифитные – растущие на коре, эпиксильные – растущие на обнаженной древесине, эпигейные – на почве, эпи литные – на камнях. Из них наиболее чувствительны к загрязнению воздуха эпифитные виды.

Оценка качества воздуха: От загрязнения воздуха  страдают все живые организмы, особенно растения. По этой причине растения наиболее пригодны для обнаружения начального изменения состават воздуха.

Оценку чистоты воздуха можно проводить  - с помощью лишайников, при этом можно выделить химических соединений и  элементов, к действию которых лишайники обладают сверх повышенной чувствительностью :оксиды серы, азота, хлороводород, тяжелые металлы.

- с помощью высших растений. Например голосемянные – отличные индикаторы чистоты атмосферы. Возможно также изучение мутаций тычиночных нитей традесчканции. Фр. ученые заметили, что увеличение в воздухе окиси углерода и окислов азота, выбрасываемых двигателями внутреннего сгорания, окраска ее тычиночных нитей меняется от сиеней к розовой.

Оценка качества воды : Наиболее разработанной оценкой степени загрязненности вод по индикаторным организма является система сапробности. Метод учитывает относительную частоту встречаемости гидробионтов h (от 1 до 9 или от единичных экземпляров в поле зрения микроскопа до очень частой встречаемости) и их индикационную значимость S. По расчитанной величине S можно судить о состоянии водоема. Заключение о степени загрязненности воды дают обычно по системе баллов от 1 до 6.

Диагностика почв:  Лучше других разработаны ботанические методы фитоиндикации и диагностики почв. Например путем анализа состава и структуры растительных сообществ, распространения растений индикаторов или индикаторных признаков у отдельных видов можно установить тип почвы, степень ее гидроморфизма, развитие процессов заболачивания, соленакопления и т.д. Среди растений обнаружены индикаторы на тот или иной механический и химический состав  почвы.

Почвенно-зоологический метод. Каждый вид в пределах своего ареала встречается только в тех местообитаниях, которые обеспечивают полный комплекс необходимых для проявления жизнедеятельности условий. Использование для индикации одного вида не дает полной уверенности в правильности выводов. Лучше исследовать весь комлекс организмов, их которых одни могут быть индикаторамии на влажность, другие на температуру, третьи – на химический или механический состав. Чем больше общих видов почвенных животных встречается на сравниваемых участках, тем с большей долей вероятности можно судить о сходстве их режимов, а следовательно о единстве почвообразовательного процесса.

Микробиологическая и биохимическая характеристика почв – наиболее сложные разделы почвенной биодиагностики. Микроорганизмы  - очень чуткие индикаторы. Почва характеризуется не только составом и численностью разных групп биоты, но и их суммарной активностью, а также активностью биохимических процессов. Показателями биологической активности почв могут служить колиичественные характеристики численности и биомассы разных групп почвенной биоты, их общая продуктивночть, активность основных процессов и т. д.