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

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