Файл: Семенченко. Принципы и системы биоиндикации текучих вод.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 21.09.2020
Просмотров: 1764
Скачиваний: 7
4 1
ëåíèå (äèñêðèìèíàöèþ) ñðåäè òåñòèðóåìûõ ñòâîðîâ, à ìî-
äåëü ôóíêöèè èäåíòèôèöèðóåò ïåðåìåííûå, êîòîðûå ðàç-
äåëÿþò ýòàëîííûå ñòâîðû è äðóãèå ìåñòîîáèòàíèÿ.
Ïîñëå òîãî, êàê ïðîèçâåäåíî ðàçäåëåíèå ñòâîðîâ íà ñî-
îòâåòñòâóþùèå êëàññû, ïðîèçâîäèòñÿ èõ ñîîòâåòñòâóþùàÿ
êàëèáðîâêà. Äàííàÿ ïðîöåäóðà ïîäðîáíî îïèñàíà â ðàáîòå
Davies et al (1993).
Çàêëþ÷èòåëüíûì ýòàïîì ÿâëÿåòñÿ èíòåãðàöèÿ ïîëó÷åí-
íûõ äàííûõ, êîòîðàÿ âêëþ÷àåò â ñåáÿ óñòàíîâëåíèå âçàè-
ìîñâÿçåé ìåæäó áèîëîãè÷åñêèìè ïîêàçàòåëÿìè è ýêîëîãè-
÷åñêèìè óñëîâèÿìè ñòâîðîâ, à òàêæå ïðåäñòàâëåíèå ñîîò-
âåòñòâóþùåãî êàðòîãðàôè÷åñêîãî ìàòåðèàëà ïî áàññåéíó
èññëåäóåìîé ðåêè.
1.4. Áðèòàíñêàÿ ñèñòåìà RIVPACS
(River Invertebrate Prediction and
Classification System)
Ñèñòåìà RIVPACS êàê åäèíîå öåëîå âïåðâûå áûëà ðàç-
ðàáîòàíà â Èíñòèòóòå ïðåñíîâîäíîé ýêîëîãèè (Âåëèêîáðè-
òàíèÿ) â 1984 ã. (Wright et al, 1984) è â äàëüíåéøåì ïðåòåð-
ïåëà öåëûé ðÿä ìîäèôèêàöèé. Åå îñíîâû â ïîñëåäíåì âàðè-
àíòå îïóáëèêîâàíû â ìîíîãðàôèè Assessing the biological
quality of fresh waters (2000). Ìîäèôèêàöèÿ RIVPACS
(AusRIVAS Australian River Assessment Scheme) ÿâëÿåòñÿ
îñíîâíîé â ìîíèòîðèíãå òåêó÷èõ âîä Àâñòðàëèè è Íîâîé
Çåëàíäèè (Norris, 1995).
Íèæå ìû ðàññìîòðèì òîëüêî îñíîâíûå ïðèíöèïû è ïîä-
õîäû ñèñòåìû RIVPACS.
 îáùåì âèäå ïîäõîä, èñïîëüçóåìûé â ñèñòåìå RIVPACS,
ìîæíî ñâåñòè ê ñëåäóþùèì îñíîâíûì ïîëîæåíèÿì:
4 2
ýòàëîííûå ñòâîðû ñòâîðû âûáèðàþòñÿ íà îñíîâàíèè
êà÷åñòâà âîäû è ýêñïåðòíûõ îöåíîê;
äàííûå ïî ãèäðîõèìèè, ãèäðîëîãèè è ìàêðîçîîáåíòî-
ñó ñîáèðàþòñÿ ñ áîëüøîãî ÷èñëà ìåñòîîáèòàíèé âåñíîé,
ëåòîì è îñåíüþ íà êàæäîì ñòâîðå;
ñîîáùåñòâî ìàêðîçîîáåíòîñà ñ êàæäîãî ñòâîðà îáðà-
áàòûâàåòñÿ ñîãëàñíî ïðîöåäóðå Biological Monitoring Working
Party (BMWP), ïðåäñòàâëÿþùåé ñîáîé ñèñòåìó áèîèíäè-
êàöèè;
ìàêðîçîîáåíòîñ èäåíòèôèöèðóåòñÿ äî óðîâíÿ âèäà;
äëÿ ãðóïïèðîâêè ñòâîðîâ ñî ñõîäíûìè óñëîâèÿìè èñ-
ïîëüçóåòñÿ ìóëèòèâàðèàíòíûé àíàëèç äàííûõ ïî ñîîáùå-
ñòâó ìàêðîçîîáåíåòîñà;
óñëîâèÿ îáèòàíèÿ îïðåäåëÿþòñÿ äëÿ êàæäîé ãðóïïû
ýòàëîííûõ ñòâîðîâ;
ñîîáùåñòâî ìàêðîçîîáåíòîñà íà òåñòèðóåìûõ ñòâîðàõ
ñðàâíèâàåòñÿ ñ ýòàëîííûìè ñòâîðàìè ñ íàèáîëåå ñõîäíû-
ìè óñëîâèÿìè îáèòàíèÿ.
Êàê óæå óêàçûâàëîñü, íà êàæäîì ñòâîðå ñîáèðàåòñÿ èí-
ôîðìàöèÿ îá ýêîëîãè÷åñêèõ, ãèäðîëîãè÷åñêèõ, ãèäðîõèìè-
÷åñêèõ è äðóãèõ óñëîâèÿõ (ñì. òàáë. 1.9).
Îñíîâíîé ïîêàçàòåëü êà÷åñòâà âîäû EQI (Ecological
Quality Index), ðàçðàáîòàííûé â ðàìêàõ ïðîãðàììû National
Rivers Authority (1994).
 êà÷åñòâå ïîêàçàòåëåé äëÿ îöåíêè êà÷åñòâà âîäû èñïîëü-
çóþòñÿ:
EQIBMWP = BMWP, íàáëþäàåìîå íà èçó÷àåìîì ñòâî-
ðå / BMWP, ïîëó÷åííîå íà ýòàëîííîì ñòâîðå ñîãëàñíî ïðî-
öåäóðå RIVPACS;
EQIASPT = ASPT, íàáëþäàåìîå íà èçó÷àåìîì ñòâîðå /
ASPT, ïîëó÷åííîå íà ýòàëîííîì ñòâîðå ñîãëàñíî ïðîöåäó-
ðå RIVPACS.
4 3
Ïîêàçàòåëü
Ìåòîä îòáîðà ïðîá
Òèï ñòâîðà
×èñëî ìåñò îòáîðà
Òåìïåðàòóðà
Ðàñòâîðåííûé êèñëîðîä
Ðàñõîä âîäû
ðÍ
Ýëåêòðîïðîâîäíîñòü
Íàêëîí (%)
Ïëîùàäü îòáîðà ïðîá
Ìàêñèìàëüíàÿ ãëóáèíà
Ñðåäíÿÿ ñêîðîñòü òå÷åíèÿ
% çàêðûòûõ ìåñòîîáèòàíèé
Íàëè÷èå âûñøåé âîäíîé
ðàñòèòåëüíîñòè
Òèï ñóáñòðàòà
Îïèñàíèå
Ñà÷îê, äíî÷åðïàòåëü è ò. ä.
Êàìåíèñòûé, çàèëåííûé ïåñîê è ò. ä.
Óêàçûâàåòñÿ ÷èñëî ìåñò îòáîðà ïðîá äëÿ ñòâîðà
Âûðàæàåòñÿ â ìã/ë
Âûðàæàåòñÿ â microsiemens / ñì (uS/cm) ïðè
25
0
Ñ
Äëÿ êàìåíèñòûõ ñòâîðîâ
Èçìåðÿåòñÿ íà ãëóáèíå 0,6 ì
Ãðàíóëîìåòðè÷åñêîå îïèñàíèå
Òàáëèöà 1.9.
Ïîêàçàòåëè óñëîâèé,
îïðåäåëåíèå êîòîðûõ íåîáõîäèìî ñîãëàñíî RIVPACS
Òàáëèöà 1.10.
Çíà÷åíèÿ EQI äëÿ âåëè÷èí ASPT è BMWP
Êà÷åñòâî âîäû
î÷åíü õîðîøåå
õîðîøåå
âïîëíå õîðîøåå
ïîñðåäñòâåííîå
ïëîõîå
î÷åíü ïëîõîå
EQI äëÿ ASPT
1.00 è âûøå
0.90-0.99
0.77-0.89
0.65-0.76
0.50-0.64
ìåíåå ÷åì 0.50
EQI äëÿ BMWP
ìåíåå ÷åì 0.85 èëè âûøå
0.70-0.84
0.55-0.69
0.45-0.54
0.30-0.44
ìåíåå ÷åì 0.3
Êàê ñëåäóåò èç èçëîæåííûõ âûøå ïîëîæåíèé, â îñíîâå
ñèñòåìû RIVPACS ëåæèò ñðàâíåíèå ñîîáùåñòâà ìàêðîçîî-
áåíòîñà íà òåñòèðóåìûõ è ýòàëîííûõ ñòâîðàõ ñîãëàñíî ïðî-
4 4
öåäóðå BMWP/ASPT. Ýòîò ïîäõîä (ñðàâíåíèå ýòàëîííûõ è
òåñòèðóåìûõ ñòâîðîâ) ïîçæå áûë èñïîëüçîâàí êàê îñíîâ-
íîé â WFD.
Ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî ïîíÿòèå «ýòàëîííûé ñòâîð» íå îç-
íà÷àåò ïîëíîñòüþ íåíàðóøåííûé ó÷àñòîê ðåêè ñ èñõîäíî
åñòåñòâåííûìè óñëîâèÿìè, òàê êàê â ðåêàõ Âåëèêîáðèòà-
íèè íå ñóùåñòâóåò ñòâîðîâ, óñëîâèÿ êîòîðûõ ìîãëè áû áûòü
îõàðàêòåðèçîâàíû êàê åñòåñòâåííûå. Â ÑØÀ, ïî ìíåíèþ
íåêîòîðûõ ýêîëîãîâ, íåíàðóøåííûå óñëîâèÿ ìîãëè ñóùå-
ñòâîâàòü äî êîëîíèçàöèè Àìåðèêè åâðîïåéöàìè.
Ñèñòåìà RIVPACS, òàê æå, êàê è åå ïðîòîêîëû, ïîäâåð-
ãàëàñü ðàçëè÷íûì ìîäèôèêàöèÿì. Îäíàêî åå îñíîâíîé ïîä-
õîä (ñðàâíåíèå òåñòèðóåìûõ ñòâîðîâ ñ ýòàëîííûìè) îñòà-
åòñÿ íåèçìåííûì è â íàñòîÿùåå âðåìÿ.
1.5. Ñðàâíèòåëüíûé àíàëèç ñèñòåì RBPs è
RIVPACS
Íåñìîòðÿ íà âíåøíþþ ñõîæåñòü, ñèñòåìû RBPs è
RIVPACS èìåþò ðÿä ïðèíöèïèàëüíûõ ðàçëè÷èé, êîòîðûå,
â ïåðâóþ î÷åðåäü, ñâÿçàíû ñ ñèñòåìàìè êëàññèôèêàöèè
äàííûõ (a priori è a posteriori).
Êàê ñëåäóåò èç òàáëèöû 1.11, ðàçäåëåíèå íà êëàññû âíóò-
ðè ãîìîãåííûõ ãðóïï ìîæåò áûòü îñíîâàíî íà íàøèõ èçíà-
÷àëüíûõ çíàíèÿõ (a priori) èëè a posteriori, ñ èñïîëüçîâàíèåì
ìåòîäîâ îöåíêè ðàñïðåäåëåíèÿ äàííûõ.
Àíàëèòèêè, êîòîðûå èñïîëüçóþò ìóëüòèìåòðè÷åñêèå
èíäåêñû, ïðåäïî÷èòàþò êëàññèôèêàöèþ a priori, â òî âðåìÿ
êàê àíàëèòèêè, èñïîëüçóþùèå ìóëüòèâàðèàíòíûå ïîäõîäû,
ïðåäïî÷èòàþò êëàññèôèêàöèþ a posteriori. Îäíàêî íåò îñíî-
âàíèé ïîëàãàòü, ÷òî êëàññèôèêàöèÿ a priori íå ìîæåò áûòü
èñïîëüçîâàíà ïðè ìóëüòèâàðèàíòíîì ïîäõîäå è íàîáîðîò.
4 5
Êàê ñèñòåìà RIVPACS è åå ïðîòîêîë BMWP, òàê è ñèñ-
òåìà RPBs è åå îñíîâíîé ïðîòîêîë IBI ïîäâåðãàëèñü êðèòè-
êå. Òàê, Suter (1993), ðàññìàòðèâàÿ ñèñòåìó RPBs è åå îñ-
íîâíîé ïðîòîêîë IBI, óêàçûâàåò ñëåäóþùèå îñíîâíûå íå-
äîñòàòêè:
1. îäèíàêîâûå çíà÷åíèÿ IBI ìîãóò áûòü ðåçóëüòàòîì ðàç-
ëè÷íûõ çíà÷åíèé îòäåëüíûõ ìåòðèê;
2. âûñîêîå çíà÷åíèå íåêîòîðûõ ìåòðèê ìîæåò íèâåëèðî-
âàòü íèçêèå çíà÷åíèÿ äðóãèõ ìåòðèê;
Òàáëèöà 1.11.
Ñðàâíåíèå ñèñòåì RBPs è RIVPACS ïî ðàçëè÷íûì
ñòàäèÿì ïðîâåäåíèÿ ìîíèòîðèíãà
(ïî Ohio EPA, 1990 ñ èçìåíåíèÿìè)
Ñòàäèÿ
Ñáîð
äàííûõ
Òèï
êëàññèôèêà-
öèè
Ìåòîäû
êëàññèôèêà-
öèè
Ïðåäíàçíà÷å-
íèå òåñòèðî-
âàíèÿ
ñòâîðîâ
Ýòàëîííûå
óñëîâèÿ äëÿ
ñðàâíåíèÿ
Îêîí÷àòåëü-
íàÿ
îöåíêà
RIVPACS
Êëàññèôèêàöèÿ
a priori:
êëàññû èäåíòèôèöèðóþòñÿ íà îñ-
íîâàíèè íàøèõ çíàíèé è ãèïîòåç
Òåñòèðîâàíèå è ïîäòâåðæäåíèå
êëàññèôèêàöèè ñ èñïîëüçîâàíèåì
ìîíî- èëè ìóëüòèâàðèàíòíûõ ìå-
òîäîâ
(êëàñòåðèçàöèÿ, îðäèíàöèÿ,
àíàëèç ñõîäñòâà, MANOVA)
Ñîçäàíèå äèñêðèìèíàíòíîé ìîäå-
ëè äëÿ ïðåäñêàçàíèÿ êëàñòåðíûõ
ãðóïï ñ èñïîëüçîâàíèåì íåáèîëî-
ãè÷åñêèõ äàííûõ (ôèçèêî-õèìè-
÷åñêèõ è äð.)
Ýòàëîííûå óñëîâèÿ ñòâîðîâ äëÿ
ñîâîêóïíîé âèäîâîé ñòðóêòóðû,
ïîëó÷åííîé ïðè êëàñòåðèçàöèè,
âçâåøèâàþòñÿ îòíîñèòåëüíî âåðî-
ÿòíîñòè ÷èñëà âèäîâ
Ñðàâíåíèå îòíîøåíèÿ «íàáëþäà-
åìûå/îæèäàåìûå òàêñîíîìè÷åñ-
êèå ãðóïïû» äëÿ ýòàëîííûõ è òå-
ñòîâûõ ñòâîðîâ
RBPs
Êëàññèôèêàöèÿ
a posteriori:
êëàññû âûáèðàþòñÿ íà îñíîâà-
íèè ðàñïðåäåëåíèÿ äàííûõ
Êëàññèôèêàöèÿ ñòâîðîâ íà
ãðóïïû ñ èñïîëüçîâàíèåì êëà-
ñòåðíîãî àíàëèçà, îñíîâàííî-
ãî íà ñõîäñòâå âèäîâîé ñòðóê-
òóðû
Âûáîð òåñòîâûõ ñòâîðîâ äëÿ
ïîäòâåðæäåíèÿ ìîäåëè ðàñ-
ïðåäåëåíèÿ êëàññîâ íà îñíîâà-
íèè êëàñòåðíîãî àíàëèçà
Ñîâîêóïíàÿ èíôîðìàöèÿ ïî
áàëëüíîé îöåíêå áèîëîãè÷åñ-
êèõ ìåòðèê äëÿ êàæäîãî ñòâî-
ðà îöåíèâàåòñÿ èñõîäÿ èç ðàñ-
ïðåäåëåíèÿ êëàññîâ
Ñðàâíåíèå òåñòîâûõ è ýòàëîí-
íûõ ñòâîðîâ ñ èñïîëüçîâàíè-
åì ðàñïðåäåëåíèÿ áàëëüíûõ
îöåíîê àääèòèâíûõ ìåòðèê
Ñáîð äàííûõ ïî ñîîáùåñòâàì áåñïîçâîíî÷íûõ, ñðåäû îáèòàíèÿ
äëÿ ðàíæèðîâàíèÿ ýòàëîííûõ è òåñòèðóåìûõ ñòâîðîâ