Файл: Туровцев. Биоиндикация.pdf

16 

5. 

Сравнительная  физиология

.  Функциональные  приспособления 

животных  к  изменениям  окружающей  среды  могут  быть  исследованы  на 

экологическом,  биохимическом  физиологическом  и  морфологическом 

уровнях и могут указывать на присутствие в ней загрязняющих веществ.  

6. 

Гидробиология

. Фауна и в особенности распределение видов, чув-

ствительных к качеству воды, могут указывать на состояние водного бас-

сейна.  Необходимо  подобрать  соответствующие  виды-индикаторы  для 

конкретных токсикантов (тяжѐлые металлы, пестициды и др.). 

Преимущества  живых  индикаторов  состоят  в  том,  что  они:  сумми-

руют  все  биологически  важные  данные  об  окружающей  среде;  отражают 

еѐ состояние в целом; устраняют трудную задачу применения дорогостоя-

щих и трудоѐмких физических и химических методов для измерения био-

логических  параметров;  вскрывают  скорость  происходящих  в  природной 

среде изменений; указывают пути и места скопления в экологических сис-

темах различного рода загрязнений; позволяют судить о степени вредности 

тех или иных веществ для живой природы и человека; дают возможность 

контролировать  действие  многих,  синтезируемых  человеком  соединений; 

помогают нормировать допустимую нагрузку на экосистемы. 

Результаты выполнения программы по биоиндикаторам опубликова-

ны  в  трудах  международных  и  национальных  симпозиумов,  конгрессов, 

совещаний,  коллоквиумов,  съездов  по  биомониторингу,  биоиндикации, 

экологии, почвенной зоологии и т.д.. Заслуживают внимания: сводки и мо-

нографии  СЭВ  (1983)  "Методы  биологического  анализа  вод"; 

Д.А.Криволуцкого  (1983)  "Радиоэкология  сообществ  наземных  живот-

ных"; Р.Шуберта (ред.) и соавт. (1988) "Биоиндикация загрязнений назем-

ных  экосистем";  В.Н.Карнаухова  (1988)  "Спектральный  анализ  клеток  в 

экологии  и  охране  окружающей  среды:  клеточный  биомониторинг";  Н.К. 

Христофоровой (1989) "Биоиндикация и мониторинг загрязнения морских 

вод  тяжѐлыми  металлами";  А.В.Дончевой,  Л.К.Казаковой  и  соавт.  (1992) 

17 

"Ландшафтная индикация загрязнений природной среды";  А.Д.Булохова 

(1996)  "Экологическая  оценка  среды  методами  фитоиндикации"; 

Г.С.Розенберга (ред.) и соавт. (1994) "Биоиндикация, теория, методы, при-

ложения";  О.Ю.Батуриной  (1996)  "Фитоиндикация";  В.Г.Каплина  (2001) 

"Биоиндикация состояния экосистем" и др. 

Таким образом, 

развитие биоиндикации всегда определялось той или 

иной  практической  необходимостью

.  Так,  в  начале  ХХ  в.,  когда  пересе-

ленческим управлением, в особенности после столыпинской реформы 1906 

г., было начато 

освоение новых земель

 в окраинных районах России, боль-

шое развитие получило исследование растительных индикаторов качества 

почвы  (Чаянов,  1906).  Новый  подъѐм  биоиндикационных  исследований 

наблюдался в 1950-1960 гг., он был вызван необходимостью 

поиска и ос-

воения природных ресурсов

 (Викторов, 1955 , Виноградов, 1964 ). 

Существенно изменился состав биоиндикационных исследований за 

последние  десятилетия,  что  связано  со  сменой  приоритетов.  В  это  время 

сильно возросло антропогенное воздействие на экосистемы и 

своевремен-

ное  обнаружение  нарушений  и  загрязнений  природной  среды

  приобрело 

большее  значение,  чем  открытие  новых  природных  ресурсов.  Поэтому 

первое  актуальное  направление  современной  биоиндикации  –  это  кон-

троль  антропогенных  нарушений  и  загрязнений  природной  среды

  (Виль-

ямс,  1987).  Кроме  того,  в  это  же  время  биоиндикация  была  вовлечена  в 

теорию распознавания, дистанционную индикацию, математическое моде-

лирование и т.п., и в их числе сформировалось 

второе актуальное направ-

ление  современной  биоиндикации  –  аэрокосмический  биомониторинг

  (Ви-

ноградов, 1984).  

18 

Часть I.

 Биоиндикация ненарушенных (естественных) экосистем. 

Глава 1. Высшие растения и их сообщества как индикаторы экологических 

условий 

А.А.  Корчагин  в  работе  «Использование  растительных  сообществ 

как индикаторов среды» писал: "Каждый вид (растений) можно уподобить 

приборчику, который даѐт характеристику различных факторов среды". 

Растительный мир велик и многообразен. В настоящее время насчи-

тывается  около  500000  видов  растений,  в  том  числе  250000  цветковых. 

Только  в  Тверской  области  произрастает  более  1100  видов.  Невозможно 

представить  себе  жизнь  на  Земле  без  растительных  организмов,  так  как 

именно они являются первичными накопителями органических веществ и 

энергии,  благодаря  чему  играют  главенствующую  роль  в  природе.  А  ки-

слород,  освобождающийся  в  процессе  фотосинтеза,  без  которого  невоз-

можно  существование  подавляющего  большинства  живых  организмов?  А 

запасы  энергетического  сырья  –  каменного  угля,  нефти,  торфа,  газа?  А 

влияние  на  климат,  почвы,  водоѐмы.  Трудно  перечислить  грани  жизни,  в 

которых не участвовали бы растения. 

Одно  из  удивительных  свойств  растений  –  способность  "рассказы-

вать". Они могут поведать о прошлом, рассказать о настоящем и  даже за-

глянуть  в  будущее.  У  древних  египтян  существовала  красивая  легенда  о 

происхождении мира: будто юный бог Солнца Осирис появился из лепест-

ков лотоса и осветил окутанную мраком Землю. Обожествление этого уди-

вительного  цветка  произошло  не  столько  из-за  его  красоты  и  аромата, 

сколько  из-за  способности  предсказывать  богатый  урожай,  ведь  зацветал 

этот прелестный цветок, когда начинал повышаться уровень воды в Ниле, 

чем больше разливалась река, тем обильнее цвели лотосы, а это сулило бо-

гатый урожай, так как плодородие земель зависело от обилия влаги. Таким 

образом,  замечательные  свойства  растений  –  указывать,  предсказывать, 

показывать – давно были замечены человеком. Катон Старший (111-11 вв. 

19 

до  н.э.)  писал:  "Горькую  землю  узнают  по  чѐрной,  выродившейся  траве, 

холодную - по криво растущей, влажную – по некрасивой". 

А.Н. Радищев отмечал: "Где растѐт дуб, клѐн, вяз, яблонник, букви-

ца,  клубника,  там  земля  добра.  Березняк  показывает  убогую  глину,  а  со-

сняк, можжевельник - молодило - сухую супесь; тростник же, мох, хвощ и 

осока – мокрую землю и болотную". 

Человек, хорошо знающий особенности растений, легко может опре-

делить  условия  среды,  с  достаточной  достоверностью  судить  о  степени 

воздействия тех или иных факторов. Это направление получило название 

фитоиндикация 

(от греч, фитон - растение и лат. индикатор – указатель), а 

сами растения - 

фитоиндикаторы.

В  словаре  одно  из  значений  термина  «фитоиндикатор»  определено 

как  группа  растений  одного  вида  (или  сообщество),  по  наличию,  состоя-

нию и поведению которых судят о естественных и антропогенных измене-

ниях в среде, в том числе о присутствии и концентрации загрязнителей. То 

есть,  с одной  стороны, растения  могут  рассказать  о  природных  условиях, 

например об отдельных признаках почвы (механическом составе, влажно-

сти, кислотности и т.д.), с другой стороны, они очень чутко реагируют на 

изменения окружающей среды и могут быть использованы в качестве на-

дѐжных индикаторов загрязнений воды, воздуха и почвы. 

В настоящей главе предпринята попытка систематизировать знания и 

опыт  для  успешного  ведения  биоиндикации  естественных  состояний  эко-

систем. 

Использование  популяций,  отдельных  видов,  групп  видов  и  расти-

тельных  сообществ  в  целях  индикации  экологических  условий  –  предмет 

изучения 

индикационной  геоботаники

  –  одного  из  первых  направлений, 

получивших  широкое  развитие  в  биоиндикации.  Это  связано  с  тем,  что 

растительность является  ведущим и наиболее физиономичным компонен-

том  биогеоценозов,  которые  характеризуются  тесными  связями  с  абиоти-

20 

ческими  факторами.  Ареал  вида  шире области  распространения  сообще-

ства, кроме того, вид обладает более широкой экологической амплитудой 

по сравнению с сообществом. Растительные сообщества длительно разви-

ваются и формируются в определѐнных экологических условиях. Они яв-

ляются более точными и информативными индикаторами этих условий по 

сравнению с отдельными их видами. 

Эврибионтные (эврипотентные)

 ви-

ды  могут  существовать  при  широкой,  а 

стенобионтные  (стенопотент-

ные)

 – при узкой амплитуде факторов. Поэтому индикационные способно-

сти у стенобионтных видов выше по сравнению с эврибионтными видами. 

Связь между индикатором и индикатом (объектом индикации) может 

сохраняться  на  всѐм  пространстве  ареала  индикатора,  что  бывает  крайне 

редко,  или  проявляться  в  какой-то  определѐнной  части  ареала.  Поэтому 

первые  индикаторы  называются 

универсальными

(панареальными  или  по-

стоянными),

  а  вторые  – 

локальными  (переменными

).  Это  связано,  прежде 

всего  со  значительным  изменением  экологических  условий  в  пределах 

ареалов для большинства видов и их различным положением в раститель-

ных  сообществах.  В  одних  условиях  вид  может  занимать  в  сообществах 

второстепенное  положение  или  быть  редким,  а  в  других  –  доминировать 

(преобладать) в одном из подчинѐнных ярусов или выступать в роли эди-

фикатора  («строителя»).  Поэтому  различают  такие  понятия,  как 

аутоэко-

логический  ареал  вида

  (область  его  распространения)  и 

синэкологический 

ареал

 вида (область распространения образуемых видом сообществ, где он 

является эдификатором, т.е. доминируюшим, или соэдификатором), а так-

же  аутоэкологический  оптимум  при  отсутствии  влияния  других  видов)  и 

синэкологический оптимум (в присутствии других видов). 

Положение  вида  в  сообществе  в  значительной  мере  зависит  от  его 

ценотической  значимости  –  способности  изменять  среду  и  приспосабли-

ваться  к  совместному  произрастанию  в  фитоценозах.  Группы  видов  раз-

личной ценотической значимости получили название 

фитоценотипов

. Так