Средства и методы биоиндикации.

Используемые на каждом уровне биоиндикации методы имеют свои особенности и характеристики. Существует несколько форм биоиндикации, классифицируемых по разным признакам. В зависимости от реакции, проявляемой системой на действие того или иного фактора, различают 2 вида биоиндикации:

– регистрирующая биоиндикация. Она позволяет судить о воздействии факторов среды по состоянию особей вида или популяции;

– биоиндикация по аккумуляции. Она использует свойство живых организмов накапливать те или иные химические вещества.

Если антропогенный фактор действует непосредственно на биологический элемент, то речь идет о прямой биоиндикации. Но нередко биоиндикация становится возможной только после изменения состояния под влиянием других непосредственно затронутых элементов. В этом случае говорят о косвенной биоиндикации.

Рассмотрим несколько методов оценки, различающихся составом организмов-индикаторов и типом применяемого анализа (структурный, продукционный, биохимический, клинический).

Экспертная оценка экосистем основана на наиболее простом способе выявления экологического неблагополучия в экосистемах – фиксации определенных индикаторных организмов, чувствительных к комплексным и специфическим загрязнениям.

В качестве параметров оценки используют сведения о численности, биомассе, динамических характеристиках популяций, видовой структуре сообществ, показателям развития. Составляются так называемые контрольные списки, например, известная система сапробности индикаторных организмов

Анализ ранговых распределенийпредставляет инструмент количественного исследования экосистем. В качестве биоиндикационных групп могут выступать биологические таксоны, размерные классы, совокупности особей, объединенные по каким-либо физиологическим (возрастные или половые соотношения) или иным признакам. Любые отклонения от этих параметров могут служить мерой патологии состояний сообщества.

Метод функции желательности основан на соотнесении текущего значения той или иной индикаторной характеристики с максимумом (или эталоном). В этом методе предполагается, что наиболее желательно такое состояние экосистемы, когда оно неотличимо от контроля, а повышение обилия индикаторного организма так же нежелательно, как и его снижение. Наиболее желательным, как правило, признается наиболее вероятное (чаще всего встречающееся) или многолетнее среднее. К этому типу методов относится сравнение параметров состояния окружающей среды с фоновыми значениями.

Эталонная оценка. Идея использования эталонных систем с самого начала лежала в основе системы экологического мониторинга. Этот метод предлагает сравнивать состояние исследуемого параметра с эталонным. В качестве эталона может выступать культура организмов или целая экосистема, в которой систематически проводились наблюдения за изменением экологических факторов и получены предсказуемые результаты их естественных колебаний. Но такие данные не позволяют судить о допустимых или предельных уровнях изучаемых праметров. По-этому наиболее обоснованным является выделение эталонных участков в пределах каждой конкретной экосистемы с относительным постоянством видовой, пространственной и трофической структуры. Этот метод очень удобен при исследовании стабильности сообществ не только в пространстве, но и во времени.

Оценка состояния биоты, основанная на отклонениях от нормального функционирования отдельных организмов. Метод основан на анализе морфологических, биохимических, цитогенетических и иммунологических характеристик организмов в норме и при отклонении этих параметров от нормы. Например, анализ фенотипической изменчивости растений и животных на территориях с разным уровнем загрязнения, исследование причин летальных мутаций у организмов, оценка активности ферментных систем, уровня плодовитости и др.

При выборе конкретного показателя, который флуктуирует, не существует никаких ограничений – это могут быть линейные размеры признаков, например, длина прожилок листьев слева и справа; число пятнышек на крыльях насекомых слева и справа; качественные показатели и др.

Кроме описанных методов биоиндикационной оценки состояния среды существуют обобщенные методологии оценки благополучия экосистемы путем интегрирования нескольких методов. Примером универсальной оценки нормальности среды может служить показатель продолжительности жизни человека.