ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.09.2020
Просмотров: 7993
Скачиваний: 76
310
Рисунок 13.3. Схема промеров, используемых для
оценки стабильности развития березы повислой
(
Betula pendula
)
1 – ширина левой и правой половинок листа. Для
измерения лист складывают пополам, совмещая
верхушку с основанием листовой пластинки. Затем
измеряется расстояние от границы центральной
жилки до края листа. 2 – расстояние от основания до
конца жилки второго порядка, второй от основания
листа. 3 – расстояние между основаниями первой и
второй жилок второго порядка. 4 – расстояние меж-
ду концами первой и второй жилок второго порядка.
5 – угол между главной жилкой и второй от основа-
ния листа жилкой второго порядка.
Пример расчета: Лист №1, признак 1 |Л-П|/|Л+П| = |18-20| / |18+20|= 2/38 =
0,052 (табл. 13.29)
Таблица 13.29.
Пример таблицы для обработки данных по оценке стабильности развития с использованием
мерных признаков
Номер образца
(листа)
Номер признака (промеры)
1
2
3
4
5
Л
П
Л
П
Л
П
Л
П
Л
П
1
18
20
32
33
4
4
12
12
46
50
2
20
19
33
33
3
3
14
13
50
49
3
18
18
31
31
2
3
12
11
50
46
4
18
19
30
32
2
3
10
11
49
49
5
20
20
30
33
6
3
13
14
46
53
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
10
14
14
25
25
4
4
9
8
32
32
Таблица 13.30.
Вспомогательная таблица для расчета показателя стабильности развития
Номер об-
разца
Номер признака
Величина асим-
метрии листа
1
2
3
4
5
1
0,052
0,015
0
0
0,042
0,022
2
0,026
0
0
0,037
0,010
0,015
3
0
0
0,2
0,044
0,042
0,057
4
0,027
0,032
0,2
0,048
0
0,061
5
0
0,048
0,33
0,037
0,071
0,098
6
0,077
0
0
0,1
0
0,035
7
0,077
0,019
0
0
0,081
0,036
8
0,037
0,042
0
0,111
0,037
0,045
9
0,077
0,020
0
0
0,111
0,042
10
0
0
0
0,059
0
0,012
Величина асимметрии в выборке:
X=0,042
311
Затем вычисляют показатель асимметрии для каждого листа. Для этого
суммируют значения относительных величин асимметрии по всем признакам и
делят на число признаков.
Например, для листа 1 (см. табл. 13.30):
(0,052+0,015+0+0+0,042)/5 = 0,022
Результаты вычислений заносят во вспомогательную таблицу.
На последнем этапе вычисляют среднюю арифметическую величину
асимметрии для выборки листьев. Это значение округляют до третьего знака
после запятой. Статистическая значимость различий между выборками по ве-
личине интегрального показателя стабильности развития определяется по t-
критерию Стьюдента.
В нашем случае искомая величина равна:
(0,022+0,015+0,057+0,061+0,098+0,035+0,036+0,045+0,042+0,012)/10=0,042
Качество среды жизни организмов оценивают по 5-балльной шкале, при-
веденной ниже (табл. 13.31)
Таблица 13.31.
Шкала оценки качества среды жизни организмов по показателям флуктуирующей асиммет-
рии листовой пластины
Betula pendula
Балл
Величина показателя
стабильности развития
I – чисто
<0,040
II– относительно чисто («норма»)
0,040–0,044
III – загрязнено («тревога»)
0,045–0,049
IV – грязно («опасно»)
0,050–0,054
V – очень грязно («вредно»)
>0,054
13.3. Зооиндикация
Наблюдать за изменениями животных в окружающей среде значительно
сложнее, чем за неподвижными растениями. При выборе видов позвоночных в
качестве биоиндикаторов руководствуются следующими критериями:
1. Степень концентрации многих токсикантов постепенно увеличивается
по трофическим цепям, достигая максимума в организмах крупных хищников.
Следовательно, для биоиндикации необходимо отобрать представителей зерно-
ядных, насекомоядных или хищных позвоночных.
2. У избранных видов должны отсутствовать большие миграции, так как
накопление токсичных веществ в организме прямо пропорционально уровню
загрязнения окружающей среды.
3. Для сравнимости данных по различным районам лучше брать для ана-
лиза особи одних и тех же видов с широкими ареалами.
4. Виды должны встречаться в различных местообитаниях.
5. Желательно использовать виды, живущие в естественных сообществах
и не связанные с человеком.
6. Виды должны быть сравнительно многочисленными, легко добывае-
мыми.
312
В целях биоиндикации чаще других используются насекомые и моллюс-
ки, а при индикации водоемов –
плотва
и
судак
. Лучшим индикатором из зем-
новодных является
зеленая жаба
, из пресмыкающихся –
прыткая ящерица.
Среди млекопитающих названным критериям больше всего удовлетворяют:
обыкновенная бурозубка
,
европейский крот, рыжая и красная полевки
.
Зоондикацию осуществляют по ряду изменений в организмах животных и
зооценозах (табл. 13.32).
Таблица 13.32.
Некоторые изменения в организмах животных и зооценозах, используемые в зооиндикации
Индикат
Индикатор
Признаки
1. Морфологические изменения
Тяжелые металлы
Почвенные брюхоногие моллюски Уменьшение размеров раковин
Личинки насекомых
Уменьшение размеров
Сульфит ионы
Тля (
Aphis fabae
)
Существенно изменяются полиго-
ны и зернистость кутикулы
Общее
промыш-
ленное загрязнение
Бабочки
пяденицы
березовой,
Коллемболы (
Orchelesella villosa
)
Промышленный меланизм (более
темная окраска)
Двухточечная
божья
коровка
(
Adalia bipunctata
)
Доля черных форм намного пре-
вышает 3%)
Ксенобитотики
(дизельное топли-
во, ДДТ и др.)
Насекомые
Нарушения
формообразующих
процессов,
уродства
Плотва
(
Rutilus
rutilus
),
лещ
(
Abramis brama
), карась (
Carassius
carassius
)
Нарушение формы тела, искрив-
ление позвоночника, нарушение
пигментации, редукция плавников,
редукция зрачка, бельмо на глазу,
выпуклость глаз, ожирение, длин-
нохвостость и пр. Доля особей с
уродствами от 10 до 70%.
Птицы
Изменение толщины скорлупы яиц
2. Физиологические изменения
Сернистый газ
Гусеницы
сосновой
пяденицы
(
Fidonia
(
Bupalus
)
piniaria
)
Количество
гемоцитов
падает
вдвое, количество фагоцитов воз-
растает с 5 до 32%.
Общее
загрязне-
нии водоемов
Ткани моллюсков
Возрастает удельное содержание
каротиноидов
3. Размножение
Сернистый газ
Тля (
Aphidoidea
) и непарный шел-
копряд (
Lymantria dispar
)
Падает плодовитость
Тяжелые металлы
и ДДТ
Птицы
Уменьшается кладка
Тяжелые металлы
Коллемболы (
Onychiurus armatus
,
Orrchesella cincta
)
Плодовитость повышается
Хлорид ртути
Саранчовые (
Acrotylus patruelis
,
Aiolopus thalassinus
)
Возрастает число яиц в кладке
Мочевина (>0,055
г/кг почвы)
Уменьшается число яиц в кладке и
количество кладок
4. Онтогенез и продолжительность жизни
Медь
Совка (
Agrotis segetum
)
Удлинение личиночной стадии
Фтористый водо-
род и метилмер-
каптан
Непарный шелкопряд (
Lymantria
dispar
)
313
Индикат
Индикатор
Признаки
Хлорид кадмия
Совка (
Agrotis segetum
)
Сокращение сроков развития на 4–
7 дней
Тяжелые металлы
Коллемболы (
Isotoma notabilis
,
Onychiurus armatus
)
Хлорид ртути
Кобылки (
Acrotylus patruelis
)
Сокращается
срок жизни
Сернистый газ
Мухи (
Calliphora vicina
)
5. Поведение
Утечка горючего
Крабы (
Pachygrapsus
)
Нарушается половое поведение:
самцы не реагируют на самок
Органическое
загрязнение
Рыбы
Изменение циркадного (суточного)
ритма
6. Плотность популяций
Ртутьсодержащие
соединения
Зерноядные птицы
Уменьшение плотности популяций
Хлорорганические
соединения (ДДТ)
Дневные хищные птицы
Тяжелые металлы в
сочетании с SO
2
Дождевые
черви
(
Lumbricus
terrestris
)
Уменьшения
численности,
когда
фоновое загрязнение превышено в
2,0–2,3 раза, при 4,0–4,5-кратном
превышении черви исчезают
Газодымовые
выбросы
Короед-типограф
(
Ips typographus
)
Рост популяций
7. Трофическая структура
Выбросы комбина-
тов цветной метал-
лургии
Почвенные беспозвоночные
Угнетение активности (толщина
почвенной подстилки может пре-
вышать норму в 3–4 раза)
8. Биосферный уровень
Присутствие в
морской воде
сточных вод
Динофлагелляты (
Dinoflagellata
) и
диатомовые (
Bacillariophyta
)
Вспышки численности водорослей
индицируют токсичные красные и
бурые приливы
Глобальное потеп-
ление климата
Одноклеточные водоросли (в основ-
ном гемококки)
«Красный снег» в горах
Фоновое загрязне-
ние среды
Снижение разнообразия и числен-
ности животных
13.3.1. Зооиндикация почв
13.3.1.1. Природная зооиндикация отдельных свойств почвы
Для целей биоиндикации большой интерес представляет почвенная фау-
на, составляющая 90–99 % биомассы и 95 % всех видов животных, входящих в
наземный биоценоз (табл. 13.33).
13.3.2.2. Зооиндикация антропогенных воздействий на почвы
13.3.2.2.1. Индикация загрязнения тяжелыми металлами
Повсеместно наиболее чувствительной группой к воздействию загрязнений
оказались
дождевые черви
и
двупарноногие многоножки
, в частности,
кивсяки
.
При загрязнении почв тяжелыми металлами и другими токсикантами
участки для зооиндикации выбирают на различных расстояниях от источника за-
грязнений в зависимости от его мощности и путей распространения загрязните-
лей. При этом учитывается направление преобладающих ветров. Для сравнительно
314
Таблица 13.33.
Природная зооиндикация почв
Индикаты
Индикаторы
Механический состав
Мокрицы – показатели тяжелых почв
Порозность почв
Вертикальное распределение микроартропод
Виды гумуса
Грубый гумус (мор) – многоножки-геофилиды
Мягкий гумус (мулль) – личинки комаров-долгоножек
Степень
гумификации
органических остатков
В зрелых компостах обилие дождевых червей, среди коллембол
преобладают белые почвенные формы
Стадии разложения
древесины
Первую стадию маркируют жуки-усачи, вторую – ферментатив-
ная активность грибов, третью – муравьи и четвертую – дождевые
черви
Кислотность (рН)
Численность дождевых червей прямо пропорциональна рН от 3
до 8
Содержание кальция
Кальцефилы – наземные раковинные моллюски, многоножки
диплоподы, мокрицы
Гидрологический режим
Личинки майского жука – показатель глубокого залегания грун-
товых вод
мощных промышленных предприятий такие участки выбираются на расстоянии
0–0,5; 0,5–1,0; 1,0–5,0; 5–10; 10–20; 20–50 км от источника загрязнений. Для
контроля исследования проводят на незагрязненной территории со сходными
экологическими условиями.
Учеты мелких млекопитающих и почвенной мезофауны проводят на рас-
стояниях 5–7, 20–25, 70–250, 700–1500 м от автомагистралей.
13.3.2.2.2. Индикация радиоактивного загрязнения
Как правило, радиоустойчивость многоклеточных животных тем ниже,
чем выше уровень их организации. По показателю ЛД
50/30
– доза, после получе-
ния которой половина организмов гибнет за 30 суток, можно проводить зооин-
дикацию радиоактивного загрязнения почв (табл. 13.34). В целях биоиндикации
радиоактивного загрязнения почв наиболее удобны малоподвижные почвенные
обитатели с длительным периодом развития (дождевые черви, многоножки, ли-
чинки жуков).
Большое значение в индикации даже сравнительно невысоких уровней
загрязнения почв радионуклидами имеет исследование изменений характерных
морфологических признаков у видов почвенных членистоногих. Подобные
нарушения чаще обусловлены генными мутациями, вызванными радиоактив-
ным облучением. В незагрязненных частях ареала у этих видов такие признаки
меняются незначительно. К наиболее заметным отклонениям в загрязненных
условиях относятся изменения в распределении щетинок на теле ногохвосток,
бессяжковых, двухвосток, щетинохвосток, многоножек.