Файл: Семенченко. Принципы и системы биоиндикации текучих вод.pdf

3 6

òîñ, ðûáû) è ÷åòâåðòûé – îöåíêó óñëîâèé îáèòàíèÿ.  äàí-
íîì  ðàçäåëå  ìû  óäåëèì  îñíîâíîå  âíèìàíèå  ïðîòîêîëó  ïî
îöåíêå ñîñòîÿíèÿ ñîîáùåñòâà ìàêðîçîîáåíòîñà.

Ñîãëàñíî  RBPs  îñíîâíûå  ïðåèìóùåñòâà  èñïîëüçîâàíèÿ

ìàêðîçîîáåíòîñà ñîñòîÿò â ñëåäóþùåì:

•  ìàêðîçîîáåíòîñ  äîñòàòî÷íî  áûñòðî  ðåàãèðóåò  íà  èç-

ìåíåíèå óñëîâèé ñðåäû;

•  âèäû  ìàêðîçîîáåíòîñà  äîñòàòî÷íî  ëåãêî  ìîãóò  áûòü

îïðåäåëåíû äî óðîâíÿ ñåìåéñòâà;

• âèäû ìàêðîçîîáåíòîñà îáèòàþò â øèðîêîì íàáîðå óñ-

ëîâèé ñðåäû;

• îòáîð ïðîá îòíîñèòåëüíî ïðîñòîé è íå òðåáóåò áîëü-

øîãî ïåðñîíàëà;

• ìàêðîçîîáåíòîñ ÿâëÿåòñÿ îñíîâíûì èñòî÷íèêîì ïèùè

äëÿ ðûá;

• ìàêðîçîîáåíòîñ èìååò âûñîêóþ ÷èñëåííîñòü â ðàçëè÷-

íûõ ðåêàõ.

Äëÿ  äîñòèæåíèÿ  ñðàâíèìîñòè  ðåçóëüòàòîâ,  ïîëó÷åííûõ

ðàçëè÷íûìè îðãàíèçàöèÿìè, â RBPs ñôîðìóëèðîâàíà ñèñ-
òåìà  PBMS  (Performance-Based  Methods  System)  (ñì.  òàáë.
1.6). Ïîëó÷àåìûå õàðàêòåðèñòèêè äîëæíû îáëàäàòü òî÷íîñ-
òüþ, îáúåêòèâíîñòüþ, ñïîñîáíîñòüþ ê êëàññèôèêàöèè, ïî-
ìåõîóñòîé÷èâîñòüþ, ÷óâñòâèòåëüíîñòüþ.

Âûøåóêàçàííûå òðåáîâàíèÿ îòðàæàþò äâà ôóíäàìåíòàëü-

íûõ ñâîéñòâà áèîëîãè÷åñêîé îöåíêè:

- âçÿòûå ïðîáû è èõ àíàëèç äîëæíû áûòü ðåïðåçåíòàòèâ-

íûìè äëÿ ñîîáùåñòâà èëè èçó÷àåìîãî ñòâîðà;

-  ïîëó÷åííûå  äàííûå  ÿâëÿþòñÿ  òî÷íûì  îòðàæåíèåì

ïðîáû.

Ñèñòåìà PBMS äàåò äâà ïðåèìóùåñòâà ïðè áèîëîãè÷åñ-

êèõ  îöåíêàõ  êà÷åñòâà  ñðåäû:  ôîêóñèðîâàíèå  íà  íàèáîëåå

3 7

âàæíûõ çàäà÷àõ (òèï îòáîðà  ïðîá è èõ ïîñëåäóþùèé àíà-
ëèç) è âîçìîæíîñòü êîìáèíèðîâàííîãî èñïîëüçîâàíèÿ äàí-
íûõ, ïîëó÷åííûõ ðàçëè÷íûìè ñðàâíèìûìè ìåòîäàìè.

Ñèñòåìà PBMS ñëåäóþùèì îáðàçîì êëàññèôèöèðóåò ïîñ-

ëåäîâàòåëüíûå  øàãè  ïðè  áèîëîãè÷åñêîé  îöåíêå  êà÷åñòâà
ñðåäû (òàáë. 1.7).

 ñèñòåìå RBPs ñïåöèàëüíîå âíèìàíèå óäåëåíî ïðîòîêî-

ëó îïèñàíèÿ óñëîâèé ñðåäû îáèòàíèÿ ìàêðîçîîáåíòîñà. Îñ-
íîâíûå òðåáîâàíèÿ ê äàííîìó ïðîòîêîëó áûëè ðàçðàáîòà-
íû  Barbour  and  Stribling  (1991,  1994)  ñ  ó÷åòîì  ñïåöèôèêè
RBPs.  Âñå  ïàðàìåòðû  ñðåäû  îöåíèâàþòñÿ  ïî  20-áàëëüíîé
øêàëå äëÿ êàæäîé òî÷êè îòáîðà ïðîá. Çàòåì ïðîèçâîäèòñÿ
èõ ñðàâíåíèå ñ ýòàëîííûì ñòâîðîì äëÿ âûðàáîòêè îêîí÷à-
òåëüíîãî ðàíæèðîâàíèÿ óñëîâèé îáèòàíèÿ.

Òàáëèöà 1.6.

Ïðîöåäóðû â ñèñòåìå PBMS (èç Ohio EPA, 1990)

Ïðèìåðû õàðàêòåðèñòèê

Âîñïðîèçâîäèìîñòü, èñêëþ÷åíèå îïðåäåëåííûõ òàêñîíî-

ìè÷åñêèõ ãðóïï, ðàçëè÷íàÿ ýôôåêòèâíîñòü íà ðàçíûõ òè-

ïàõ ñóáñòðàòîâ, ôèçè÷åñêèå îãðàíè÷åíèÿ
Èçìåí÷èâîñòü ðàçëè÷íûõ ïîêàçàòåëåé âíóòðè ïîâòîðíîñ-

òåé, èñêëþ÷åíèå îïðåäåëåííûõ òàêñîíîìè÷åñêèõ ãðóïï

èëè ìåñòîîáèòàíèé, îãðàíè÷åíèÿ äëÿ îïðåäåëåííûõ ñóá-

ñòðàòîâ èëè ìåñòîîáèòàíèé, îáó÷àåìîñòü ïåðñîíàëà
Èçìåí÷èâîñòü ðàçëè÷íûõ ïîêàçàòåëåé âíóòðè ñóáïîâòîð-

íîñòåé, ýôôåêòèâíîñòü ñáîðà ìàëûõ îðãàíèçìîâ, ìåòîäû

ôèêñàöèè, ïîãîäíûå óñëîâèÿ
Ñîçäàíèå ñóáïðîá,  ñîðòèðîâêà òàêñîíîìè÷åñêèõ  ãðóïï,

ìåòîäû, ó÷èòûâàþùèå íàëè÷èå äåòðèòà èëè èëà, îáîðó-

äîâàíèå
Ñîçäàíèå ñóáïðîá, ïîäñ÷åò è èäåíòèôèêàöèÿ îïðåäåëåí-

íûõ òàêñîíîìè÷åñêèõ ãðóïï, ñâÿçü ÷èñëà òàêñîíîìè÷åñ-

êèõ ãðóïï ñ èõ ÷èñëåííîñòüþ, ñîãëàñîâàííîñòü òàêñîíî-

ìè÷åñêèõ êëþ÷åé, ñâÿçü òàêñîíîìè÷åñêèõ ãðóïï ñ òèïîì

âîçäåéñòâèÿ íà ñðåäó îáèòàíèÿ

Ïðîöåäóðà

Óñòðîéñòâà äëÿ

îòáîðà ïðîá

Ìåòîä îòáîðà ïðîá

Ïðîöåññ ïîëåâûõ

èññëåäîâàíèé

Ëàáîðàòîðíûé

àíàëèç

Òàêñîíîìè÷åñêîå

îïðåäåëåíèå

3 8

Îñíîâíûå òðåáîâàíèÿ ê ïàðàìåòðàì ñðåäû ñîãëàñíî RBPs

ñâîäÿòñÿ ê ñëåäóþùåìó:

•  âûáðàííûå  ïàðàìåòðû  äîëæíû  îòðàæàòü  ðàçëè÷íûå

ñâîéñòâà ñðåäû îáèòàíèÿ;

• äëÿ êàæäîãî ïàðàìåòðà äîëæåí ñóùåñòâîâàòü êîíòèíè-

óì èçìåí÷èâîñòè;

• îêîí÷àòåëüíûé êðèòåðèé äëÿ êàæäîãî ïàðàìåòðà äîë-

æåí  áûòü  ìèíèìèçèðîâàí  èëè  êîëè÷åñòâåííî,  èëè  ïóòåì
ñïåöèàëüíîãî  îòáîðà;

• ïåðñîíàë äîëæåí îáëàäàòü îïðåäåëåííûì îïûòîì äëÿ

ïîëó÷åíèÿ àäåêâàòíûõ ðåçóëüòàòîâ;

•  äîëæíà  ïîääåðæèâàòüñÿ  ñîîòâåòñòâóþùàÿ  äîêóìåíòà-

öèÿ  äëÿ  èñïðàâëåíèÿ  âîçìîæíûõ  îøèáîê  èëè  ïîâòîðíûõ
îöåíîê.

 ñèñòåìå RBPs ñóùåñòâóåò äâà ïîäõîäà ê ìåòîäèêå ïîëó-

÷åíèÿ äàííûõ: îäíîñòâîðíûé è ìóëüòèñòâîðíûé.

Îäíîñòâîðíûé ïîäõîä 

îñíîâàí íà îöåíêå ïîêàçàòåëåé òîëü-

êî  äëÿ  îäíîãî  ñòâîðà  ñ  îäíèì  òèïîì  ìåñòîîáèòàíèÿ,  êàê

Òàáëèöà 1.7.

Ïîñëåäîâàòåëüíûå øàãè ïðè áèîëîãè÷åñêîé îöåíêå

êà÷åñòâà âîä (ïî Diamond et al, 1996)

Ïîñëåäîâàòåëü-

íûå øàãè

1

2

3
4
5

6
7

Äåéñòâèÿ

Îòáîð ïðîá ñ ïîâòîðíîñòÿìè  íà îäíîì ñòâîðå è ïîâòîð ïðî-

öåäóðû äëÿ ðàçëè÷íûõ ñòâîðîâ ñ ðàçíûìè óñëîâèÿìè
Îòáîð ïðîá íà ðàçëè÷íûõ ñòâîðàõ, â ìåñòàõ ñ îäèíàêîâûìè

óñëîâèÿìè
Ôèêñàöèÿ è îïðåäåëåíèå îðãàíèçìîâ
Êîìïüþòåðíûé àíàëèç äëÿ êàæäîãî ñòâîðà è êàæäîãî ìåñòà
Ñðàâíåíèå ðàçëè÷íûõ ñòâîðîâ, â ìåñòàõ ñ îäèíàêîâûìè óñ-

ëîâèÿìè, äëÿ îïðåäåëåíèÿ òî÷íîñòè èçìåðåíèé
Ñðàâíåíèå ðàçëè÷íûõ ñòâîðîâ ñ ðàçíûìè óñëîâèÿìè
Ñðàâíèòåëüíûé àíàëèç äàííûõ äëÿ îïðåäåëåíèÿ ÷óâñòâè-

òåëüíîñòè (îøèáêè) ìåòîäà è óñòàíîâëåíèÿ èçìåí÷èâîñòè

3 9

ïðàâèëî, íà ó÷àñòêå ñ áûñòðûì òå÷åíèåì ðåêè è íàëè÷èåì
êðóïíûõ êàìíåé. Òàêîé âûáîð îáóñëîâëåí òåì, ÷òî äàííûå
ó÷àñòêè õàðàêòåðèçóþòñÿ íàèáîëüøèì âèäîâûì ðàçíîîáðà-
çèåì ìàêðîçîîáåíòîñà. Â òåõ ñëó÷àÿõ, êîãäà ñêîïëåíèå êðóï-
íûõ  êàìíåé  ñîñòàâëÿåò  ìåíåå  30%  ïëîùàäè  îáñëåäóåìîãî
ó÷àñòêà, âûáèðàåòñÿ äðóãîé ó÷àñòîê ðåêè.

Ïðîöåäóðà îòáîðà ïðîá ïðè ìîíîñòâîðíîì ïîäõîäå ñëå-

äóþùàÿ:

-  âûáèðàåòñÿ  100-ìåòðîâûé  ó÷àñòîê  ðåêè,  íå  ñîäåðæà-

ùèé ïðèòîêîâ;

-  îïðåäåëÿþòñÿ  õèìè÷åñêèå  è  ôèçè÷åñêèå  õàðàêòåðèñ-

òèêè;

-  ñîñòàâëÿåòñÿ êàðòà ó÷àñòêà ñ óêàçàíèåì åãî ñòðóêòóðû,

ñîñòîÿíèÿ ïðèáðåæíîé  çîíû, ðàñòèòåëüíîñòè è ò.ä.

-  âûáèðàþòñÿ  îòäåëüíûå  ñóáó÷àñòêè  äëÿ  âçÿòèÿ  ïðîá

(îáû÷íî 2 ì

2

);

- ïðîáû îòáèðàþòñÿ ââåðõ ïî òå÷åíèþ íà âûáðàííûõ ñó-

áó÷àñòêàõ, ïðîòÿãèâàÿ ðó÷íîé ñà÷îê íà ðàññòîÿíèå 1 ì;

- èç ñà÷êà óäàëÿþòñÿ êàìíè è êðóïíûå ÷àñòèöû äåòðèòà,

ñà÷îê ïðîìûâàåòñÿ â òåêó÷åé âîäå 2–3 ðàçà;

-  ïðîáà  ïåðåìåùàåòñÿ  â  êîíòåéíåð  è  ôèêñèðóåòñÿ  95%

ðàñòâîðîì  ñïèðòà;

-  çàïîëíÿþòñÿ  ñîîòâåòñòâóþùèå  ôîðìû,  îïèñûâàþùèå

âðåìÿ, óñëîâèÿ è äðóãóþ íåîáõîäèìóþ èíôîðìàöèþ.

Ìóëüòèñòâîðíûé  ïîäõîä.

 òåõ ñëó÷àÿõ, êîãäà ðåêà õàðàêòåðèçóåòñÿ øèðîêèì íàáî-

ðîì ðàçëè÷íûõ ìåñòîîáèòàíèé, èñïîëüçóåòñÿ ìóëüòèñòâîð-
íûé ïîäõîä, ðàçðàáîòàííûé ðàáî÷åé ãðóïïîé MACS â 1996
ãîäó. Â îñíîâå ïîäõîäà ëåæèò ñïåöèàëüíàÿ ñõåìà îòáîðà ïðîá
ïðîïîðöèîíàëüíî ïðåäñòàâëåííûì ìåñòîîáèòàíèÿì. Ïðîâî-
äèòñÿ 20 îòáîðîâ ñà÷êîì èç ðàñ÷åòà 3,1 ì

2

 íà îäíî ìåñòî-

îáèòàíèå. Íàïðèìåð, åñëè íà èññëåäóåìîì ó÷àñòêå 50% åãî

4 0

ïëîùàäè  ñîñòàâëÿþò  êîðÿãè  èëè  çàòîïëåííûå  äåðåâüÿ,  òî
êîëè÷åñòâî ïðîá íà äàííîì ó÷àñòêå äîëæíî áûòü 10.

 îñòàëüíîì ïðîöåäóðà îòáîðà ïðîá òàêàÿ æå, êàê è ïðè

îäíîñòâîðíîì  ïîäõîäå,  çà  èñêëþ÷åíèåì  òîãî,  ÷òî  ïðè  îò-
áîðå ïðîá â áîãàòûõ ìåñòîîáèòàíèÿõ ðàññòîÿíèå ìåæäó îò-
äåëüíûìè  òî÷êàìè,  ãäå  ïðîâîäèòñÿ  ïðîòÿãèâàíèå  ñà÷êà,
äîëæíî áûòü 0,5 ì ââåðõ ïî òå÷åíèþ.

Îñîáîå  âíèìàíèå  â  ñèñòåìå  RBPs  óäåëÿåòñÿ  ñîçäàíèþ

ñóáïðîá,  èõ ïîñëåäóþùåé îáðàáîòêå è àíàëèçó, õîòÿ ñóùå-
ñòâóþò ðàçëè÷íûå òî÷êè çðåíèÿ î íåîáõîäèìîñòè ïðîâåäå-
íèÿ  äàííîé  ïðîöåäóðû:  êàê  çà  (Vinson,  Hawkins,  1996;
Barbour, Gerritsen, 1996), òàê è ïðîòèâ (Courtemanch, 1996).

Áèîëîãè÷åñêèé àíàëèç ìàêðîçîîáåíòîñà â ñèñòåìå RBPs

ïðîâîäèòñÿ äëÿ ñëåäóþùèõ îñíîâíûõ ìåòðèê (òàáë. 1.8).

Îäíàêî â çàâèñèìîñòè îò ðåãèîíà è ñïåöèôèêè ðå÷íîãî

áàññåéíà ìîãóò áûòü èñïîëüçîâàíû è äðóãèå ìåòðèêè.

Äëÿ ðàçäåëåíèÿ ïîëó÷åííûõ äàííûõ íà ñîîòâåòñòâóþùèå

êëàññû ïî êà÷åñòâó âîäû â ñèñòåìå RPBs èñïîëüçóåòñÿ äèñ-
êðèìèíàíòíûé àíàëèç. Èòîãîâûé âûõîä  àíàëèçࠖ ôóíê-
öèÿ, êîòîðàÿ ÿâëÿåòñÿ ëèíåéíîé êîìáèíàöèåé âõîäíûõ ïå-
ðåìåííûõ. Â ðåçóëüòàòå ýòîãî ïîëó÷àþò ìàêñèìàëüíîå ðàçäå-

Òàáëèöà 1.8.

Îñíîâíûå ìåòðèêè ìàêðîçîîáåíòîñà, èñïîëüçóåìûå â RPBs

Âèäîâîå

ðàçíîîáðàçèå

îáùåå ÷èñëî

âèäîâ;
÷èñëî âèäîâ EPT;
÷èñëî âèäîâ:

Ephemeroptera
Plecoptera
Trichoptera

Ñòðóêòóðà

ñîîáùåñòâ

% EPT
%

Ephemeroptera
%

Chironomidae

Òîëåðàíòíûå

ãðóïïû

÷èñëî èíòîëåðàíòíûõ

âèäîâ;
% òîëåðàíòíûõ âèäîâ;
Family Biotic Index (FBI);
Invertebrate Community

Index (ICI);
 % äîìèíàíòíûõ òàêñî-

íîâ

Ôóíêöèîíàëüíûå

ãðóïïû

÷èñëî âèäîâ-

ñîñêðåáàòåëåé;
 % ñîáèðàòåëåé;
 % ôèëüòðàòîðîâ;
 % ñîñêðåáàòåëåé