В хода на екологичните изследвания се използват различни методи. Едно от тях може да е биоиндикация. Този подход включва изучаване на състоянието на определени живи организми за получаване на информация за тяхната среда. За да разберете характеристиките на провеждането на подобни изследвания, трябва да помислите какво е био индикатор. Това ще предостави необходимата информация за подобна методология на изследване.
Общо определение
Биоиндикаторът е жив организъм и евентуално цял вид или общност, който живее в определена екологична система и може да служи като отражение на неговото състояние. Освен това проучването оценява броя на индивидите в популацията, тяхното състояние и поведение. Въз основа на получената информация човек може да прецени наличието в естествената среда на замърсители, токсини, канцерогени и др.
Биоиндикаторите са растения или животни, чието състояние е в пряка зависимост от средата им. Прилагането на такава техника по време на изследването има много предимства. Понякога само въз основа на биоиндикатори е възможно да се получи необходимата информация за състоянието на околната среда. Спестяването на пари и време за извършване на сложни физични и химични анализи е несъмнено предимство.
Биоиндикаторите са растения и животни, които обобщават важни данни за замърсителите и скоростта на промяна. Те ви позволяват да определите мястото на натрупване и пътя на навлизане на вредни вещества, степента и тежестта на ефекта на токсините върху живите същества, включително хората.
В хода на изследването се оценява биоценозата на такива показатели. В същото време изследователите се интересуват както от представители на фауната, така и от флората. По време на наблюденията е възможно да се оцени степента на хронично излагане на токсини дори в ниски концентрации. Те влияят върху функциите и общото състояние на вътрешните органи на животните, симетричните части на тялото и техните взаимоотношения.
типология
Биоиндикатори - растения и животни, които живеят във вода, въздух, почва. Такива организми могат да бъдат бактерии или водорасли, както и безгръбначни животни, например ракообразни, реснички, мекотели. Може да се използва по време на проучването данни за риба, животни.
Почвените биоиндикатори са най-често растенията, които растат в дивата природа. Според тяхното състояние можете да определите киселинността, влажността, плътността и температурата на почвата. Също така, появата на определени растения може да определи съдържанието на кислород в почвата, количеството хранителни вещества, както и соли и тежки метали.
Иглолистните дървета могат да предоставят информация за почвата през цялата година. В този случай се прилагат не само морфологични показатели, но и редица биохимични промени. Това ви позволява да получите надеждна информация. Морфологичните знаци понякога са променливи.
Така например обикновената коприва може да демонстрира колко калций е в земята. Някои растения са галофили. Те обичат солените почви. Ако те растат в дадена област, активно колонизират територии, тогава земята постепенно се осолява.
За да се оцени състоянието на водата, се изследват биоиндикатори като ларвите на определени насекоми, определени видове водорасли и висши ракообразни, светещи бактерии.
Биоиндикаторите на въздуха могат да бъдат мъхове и лишеи. Техните физически качества варират значително в зависимост от условията на отглеждане.
Характеристики на избор
Растенията и биоиндикаторите на животни се избират за изследване по определен принцип. Той е формулиран от един от най-известните американски еколози, Ю. Одум. Той предлага да се вземат предвид следните твърдения при избора на биоиндикатори:
- Има стенотопични и евритопични видове живи организми. Първите са в състояние да живеят само при определени условия, така че обхватът на тяхното разпространение е ограничен. Евритопичните видове са широко разпространени в природата, имат устойчивост на околната среда. Следователно те са по-малко подходящи за изследване от стенотопичните видове.
- По-големите видове биоиндикатори се изследват по-често от малките. Това се обяснява със скоростта на оборота в биоценозата. При малките видове тя е по-висока, следователно по време на изследването те може да не попадат в пробата, особено по време на анализа с дълга периодичност.
- За да изберете вид или тяхната група за изследването, ще е необходима експериментална и полева информация за пределните стойности на определен фактор. В същото време се вземат предвид възможните компенсаторни реакции на биоиндикатора и поносимостта на вида.
- количественото съотношение на различни популации, видове или общности е по-показателно, поради което се използва като надежден показател. Само един вид не може напълно да предаде степента на промените в околната среда. Такива промени трябва да се разглеждат като цяло, отколкото само в една посока.
Също така си струва да се отбележи, че най-добрите биоиндикатори са видове, които осигуряват незабавен отговор, както и различаващи се в надеждността на предоставената информация. Грешката не трябва да надвишава 20%. Освен това с помощта на подобни биоиндикатори трябва да е лесно да се получи необходимата информация. Видът трябва постоянно да присъства в природата, така че изследователят да може да оцени състоянието му по всяко време.
вид
Има различни видове и видове биоиндикатори. Всички живи организми, подходящи за такива изследвания, могат да бъдат разделени на две групи:
- Записване.
- Натрупването.
В първия случай живите организми реагират на промените в околната среда чрез промяна на числеността на популацията. Те могат също да променят външния вид на фенотипа, соматични разстройства или увреждане на тъканите. Могат да се появят различни деформации, скоростта на растеж варира. Други ясно видими признаци могат да присъстват.
Например лишеите, иглите на дървета, са регистрационни биоиндикатори. Появяват се некроза, хлороза, сухота. Записването на биоиндикатори не винаги позволява да се определят причините за промените. В този случай ще бъдат необходими допълнителни изследвания, за да се определи защо популацията, окончателният вид, разпространението в природата и пр. Такива промени могат да бъдат резултат от различни процеси.
Биоиндикаторните организми могат да бъдат от акумулиращ тип. Те концентрират токсините, замърсяването вътре в тялото си, в различни тъкани, части на тялото или органи. По време на изследването степента на замърсяване на околната среда се определя след химичен анализ. Например, натрупващият се биоиндикатор може да бъде черупки от ракообразни, ларви на насекоми, както и някои органи на бозайници (мозък, бъбреци, далак, черен дроб и др.), Мъхове.
Живите организми реагират незабавно на целия комплекс от вредни вещества, които влизат в околната среда. Следователно, за да се установи точната концентрация на един токсин, тази техника не позволява. Но в същото време предимството на използването на биоиндикация ви позволява да определите как точно колко замърсяване влияе на населението.
Тестови организми
Изпитваният организъм може да бъде биоиндикатор на околната среда. Това са представители на флората или фауната, които се използват при контрола на качеството на условията на околната среда в лабораторията. Те провеждат съответните експерименти. Тя може да бъде например едноклетъчни, протозои, членестоноги. Изпитваният организъм може да бъде и растения, например мъхове или цъфтящи растения.
Основната характеристика на такива организми е способността да получават култури от генетично хомогенни растения или животни. В този случай прототипът се сравнява с контрола. Това ви позволява да получите надеждна информация за фактора, който нарушава. В противен случай поради нормални индивидуални различия между индивидите няма да е възможно да се получи надежден резултат.
Методи за анализ
Биоиндикаторите и тяхното замърсяване на околната среда се изследват с помощта на сравнителен анализ с контролна инстанция. В този случай могат да се използват различни подходи.
Първият метод включва сравняване на съответните характеристики извън зоната на въздействие. Например растенията, отглеждани в зоната на индустриално замърсяване, се сравняват с култури, които растат извън зоната на антропогенно влияние.
Вторият метод включва сравняване на извадката с експерименталните резултати. Една част от тестовите растения се контактува в лабораторни условия със замърсен въздух, почва, вода, а втората с чиста среда.
При използване на третата техника се използват исторически стандарти за сравнение. Това, например, ще бъде препоръчително при проучването на европейската степ. Днес тази екосистема почти е загубила първоначалния си вид. Именно с това как степта е изглеждала в миналото, тя се сравнява в настоящето.
Четвъртата техника използва контрол. Това е определен вид зависимост, отклонението от която се разглежда като нарушение. Например за необезпокояваните видове общности се изгражда подходящ график. Ако се наблюдават някакви отклонения, това веднага ще се забележи, ако се сравнят две криви.
Методи за биоиндикация
С помощта на подходящ мониторинг на околната среда се изследват биоиндикатори в природата. Провежда се както на микро, така и на макро ниво. Биоиндикационните изследвания могат да бъдат биоценотични и видове. Във втория случай се изследва присъствието на организма в околната среда, честотата на възникването му. Физиологичните, биохимичните, анатомичните и морфологичните свойства на биоиндикатора също могат да бъдат изследвани.
По време на биоценотичното проучване се отчита разнообразието на видовете, като се използва система от подходящи показатели, както и производителността на общността.
Според влиянието на различни фактори върху системата, мониторингът на биоиндикацията може да бъде специфичен и неспецифичен. Те изучават реакциите на вида към появата на замърсяване, токсини в местообитанието им. При неспецифична биоиндикация една и съща реакция може да бъде предизвикана от различни фактори. Ако настъпилите промени се обяснят с влиянието само на един фактор, ние говорим за конкретна индикация.
Например, иглолистните и лишеите могат да предоставят информация за чистотата на въздуха в региона, за наличието на промишлено замърсяване в техните местообитания. Списъкът на растителните видове, животните, които живеят в почвата, е специфичен за различните видове почва. Ако в тези групи се появят промени, можем да говорим за замърсяване на почвата с химикали или промяна в структурата й поради човешки дейности.
Днес се смята, че най-ефективно е използването на инструментални изследвания в комбинация с биоиндикатори. Такава симбиоза предоставя най-пълната, достоверна информация за състоянието на населението, въздействието върху него на неблагоприятни фактори.
Биоиндикация на почвата
Използвайки при изследването на биоиндикаторите за замърсяване на почвата, е възможно да се получат надеждни резултати. Растенията предоставят информация за почвеното плодородие. Пълният анализ на състава на почвата изисква много време и усилия. Почвата се счита за плодородна, ако върху нея растат коприва, малини, чистотии, валериана и пр. Тези растения не оцеляват на лоша почва.
Умерено плодородната почва се раздава от ангелика, лунатик, ливадна власатка и др. На нископлодородна почва растат торфени мъхове, лишеи, червени боровинки и череши.
В допълнение към показателя за плодородие, съставът на почвата може да се определи от растенията. Наличието на голямо количество азот е показано от такива растения като пшенична трева, малини, гъска пеперуда, плетеница и др. Цветът на такива растения ще бъде ярко зелен. Ако е блед, това означава, че в почвата има малко азот. При растенията разклонението и броят на листата се намаляват.
Редица други минерали, киселинност и други характеристики на почвата могат да бъдат определени в почвата с помощта на биоиндикатори.
Биоиндикация на въздуха
Биоиндикаторът е жив организъм, който значително променя качествата си, когато в околната среда се наблюдават аномалии. С тях може да се определи дали въздухът е замърсен. Такива замърсители като азотен оксид, серен диоксид, въглеводород и др. Оказват огромно влияние върху фитоценозата.
Устойчивостта на растенията към подобни токсини е различна. Дори малко количество серен диоксид във въздуха може лесно да се определи с помощта на лишеи. Сред растенията увеличеното съдържание на този вид замърсител може да се определи от иглолистни дървета.
Чувствителната пшеница, ела, царевица, смърч, ягода и др. Са чувствителни към съдържанието на флуорид, хлороводород във въздуха.
