ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 01.10.2025
Просмотров: 514
Скачиваний: 0
Характеристика степеней гемеробности (по Blum, Sukopp, 1976)
|
Степени гемеробностн |
Экосистемы |
Антропогенные воздействия |
Изменения растительности и флоры |
Изменения почвы н местообитания в целом |
||
|
|
|
|
растительность |
флора |
|
|
|
|
|
|
|
доля в видовом составе сосудистых растений, % |
|
|
|
|
|
|
|
неофитов |
терофитов |
|
|
Агемсробная |
Скалистые, болотистые, тундровые, высокогорные |
Отсутствуют |
Типичные водная, наскальная, болотная и высокогорная |
0 |
<20 |
Без изменения |
|
Олигогемеробная |
Леса с незначительными лесохозяйственными угодьями или слабым выпасом, развивающиеся низинные и верховые болота |
Незначительное изъятие древесины, выпас, загрязнение воздуха и воды |
Слабо выпасаемые леса, засоленные луга, развивающиеся верховые или низинные болота, некоторые сообщества водных растении |
<5 |
<20 |
Незначительное изменение поступления питательных веществ |
|
Мезогемеробная |
Насаждения чуждых данному местообитанию пород деревьев, пустоши, суходольные и малопродуктивные луга, ландшафтные парки |
Раскорчевка и реже распашка, сплошные рубки, снятие дернины, слабое удобрение |
Растительность сильно изменена человеком |
5-12 |
<20 |
Незначительное изменение поступления питательных веществ, воды и кислорода |
|
0-Эвгемеробная |
Интенсивно используемые пастбища, луга и леса, декоративные газоны |
Удобрение, известкование, применение биоцидов |
Устойчивые рудеральные сообщества, декоративные газоны, лесопосадки га нехарактерных данной местности видов |
13-17 |
21-30 |
Повышенное поступление пит. веществ при изменении их доступности под влиянием рН |
|
а-Эвгемеробная |
С/х угодья с типичной флорой сорняков, декоративные газоны с сорняками-однолетниками, поля орошения |
Выравнивание почвы, регулярная вспашка, умеренное внесение минеральных удобрений |
Типичные сегетальные сообщества, однолетние рудеральные сообщества |
13-17 |
30-40 |
См. выше; кроме того, изменение пронизанности корнями верхних слоев почвы |
|
Полигсмеробная |
Специальные культуры, мусорные свалки, отвалы |
Глубокая вспашка и осушение или интенсивное орошение, полное уничтожение биоценоза |
Слабо конкурентные пионерные биоценозы, доминируют однолетники |
18-22 |
>40 |
Сильно возросшее поступление и вынос воды и пит. в-ва, изменение свойств местообитания |
|
Метагемеробная |
Полностью застроенные экосистемы |
Биоценозы сильно обеднены или уничтожены |
Отравленные или обработанные биоцидами экосистемы |
|
- |
Преобладание вредных веществ, отсутствие корнеобитаемой толщи |
ЛЕКЦИЯ 4
БИОИНДИКАЦИОННЫЕ МЕТОДЫ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ
1. Причины и виды загрязнения воздуха. Методы биомониторинга атмосферы.
2. Биоиндикация с помощью высших растений.
3. Лихеноиндикация.
Причины и виды загрязнения воздуха. Методы биомониторинга атмосферы. Роль атмосферы в природных процессах огромна. Основные составные части чистого воздуха как существенной предпосылки для нормального развития организмов подразделяются на три группы:
Постоянные (О2, N2 и благородные газы);
Переменные (СО2 и водяной пар);
Случайные (компоненты, определенные местными условиями).
Изменения состава воздуха могут происходить в силу разнообразных причин: погодные влияния, биологические процессы (скопление терпенов над борами, СН4 над болотами, H2S над гнилостными очагами и т.п.), антропогенное загрязнение и др. Так что провести четкую границу между антропическим и природным загрязнением воздуха часто не представляется возможным. Загрязнение воздуха имеет место, когда одно или несколько загрязняющих веществ или их смеси находятся в воздухе в таких количествах и так длительно, что создают опасность для биологических систем разного ранга. Для некоторых из этих веществ установлены предельно допустимые концентрации кратковременного (до 30 мин) и долговременного (24 ч) загрязнения. Набор следовых веществ, загрязняющих воздух, очень широк: газообразные неорганические в-ва, минеральные кислоты, радионуклиды, органические в-ва, пылевидные в-ва и смеси (сажа, зола, угольная и цементная пыль и др.).
Распространение загрязняющих веществ в воздухе зависит от очень многих факторов, в особенности от метеоусловий. Между концентрацией веществ на поверхности почвы или в организмах и их эмиссией в атмосферу существуют сложные взаимоотношения, которые трудно поддаются количественному определению. Биоиндикация вредных веществ в воздухе основана только на их проникновении в живые организмы. Слишком высокое или низкое содержание обычных составных частей может приводить к замедлению или остановке определенных процессов метаболизма, а наличие в воздухе токсических веществ быстро вызывает биохимические и физиологические нарушения на разных уровнях.
Для выявления действия загрязнителей воздуха на живые организмы можно пользоваться как активным, так и пассивным мониторингом.
При активном мониторинге оправдал себя метод организмов-уловителей. Сущность метода заключается в том, что в тест-камерах (контрольной и экспериментальной) размещают особо чувствительные к загрязнениям воздуха организмы, где в течение экспериментального периода поддерживаются стандартизированные условия. В контрольном варианте происходит постоянная фильтрация воздуха, а в экспериментальной камере воздух не фильтруется. Оценивается реакция тест-организмов на конкретный загрязнитель или их смесь.
При пассивном мониторинге для изучения последствий загрязнения используются индикаторные свойства свободноживущих организмов исследуемой области. Такая индикация является чаще всего неспецифичной вследствие сложности факторов местообитания. Интерпретация полученных таким образом данных должна проходить с учетом знания конкретных экологических условий (биологии вида, его экологической ниши, трофического уровня, пищевых цепей). Чем выше трофический уровень вида, тем сложнее использовать его в качестве биоиндикатора, особенно по аккумулирующему типу, вследствие сложности и многообразия пищевых цепей, в которых участвуют особи разных возрастных групп, полов. Контроль пищевых сетей должен охватывать не только непосредственные стрессоры, но и их метаболиты, учитывать г-, S- и К-стратегии видов, встречающихся в различных экосистемах.
Биоиндикация с помощью высших растений. От загрязнения воздуха страдают биологические системы разного происхождения. Но следует иметь в виду, что животные и человек адаптированы к постоянному содержанию в воздухе кислорода, в то время как растения с их ассимиляционным аппаратом приспособлены к значительно более низким концентрациям в атмосфере СОг, и поэтому более чувствительны к концентрациям вредных веществ в воздухе. По этой причине растениям придается особое значение как биоиндикаторам атмосферного загрязнения.
Высшие растения очень различаются по чувствительности к разнообразным загрязнителям воздуха (табл. 2). У растений под действием различного рода стрессоров возникают биохимические, физиологические и морфологические отклонения от нормы. Последние являются часто используемыми показателями в качестве тест-функций, т.к. могут изучаться без специальных лабораторий и обученного персонала, а также имеются испытанные стандартизированные морфологические индикаторы и условия их применения.
Таблица 2
Чувствительность некоторых древесных пород к длительному загрязнению воздуха
|
Виды |
SO2 |
HF |
NH3 YCL,CL2 |
|
|
Ель обыкновенная |
+++ |
+++ |
++ |
+++ |
|
Сосна обыкновенная |
+++ |
++ |
++ |
+++ |
|
Пихта белая |
+++ |
+++ : ++ |
+++ |
|
|
Сосна Веймутова |
++ |
++ |
* ++ |
|
|
Лиственница европейская |
++ |
++ |
++ ++ |
|
|
Граб обыкновенный |
++ |
++ |
+++ |
+++ |
|
Липа мелколистная |
++ |
++ |
+++ |
* |
|
Рябина обыкновенная |
++ |
* |
* |
* |
|
Береза повислая |
++ |
+ ++ |
* |
|
|
Береза пушистая |
++ |
++ * |
* |
|
|
Вяз шершавый |
+ |
* * |
* |
|
|
Осина дрожащая |
+ |
* |
* |
+ |
|
Сирень обыкновенная |
+ |
+ |
* |
* |
|
Роза собачья (шиповник) |
+ |
+ |
* * |
|
|
Дуб черешчатый |
- |
- |
- ++ |
|
|
Клен ясенелистный |
- |
+ |
+ * |
|
|
Бузина черная |
- |
- |
- * |
|
|
Бузина красная |
- |
- |
- |
* |
|
Бересклет европейский |
- |
* - |
* |
|
|
Слива садовая |
* |
++ * |
* |
|
|
Лещина обыкновенная |
* |
* * |
* |
|
|
Яблоня домашняя |
* |
* |
* |
* |
|
Каштан конский |
* |
+ |
* |
* |
«-» - нечувствительные, «+» - малочувствительные, «++» - чувствительные, «+++» - очень чувствительные, «*» - реакция недостаточно изучена.
Морфологические изменения ассимиляционного аппарата - очень удобный диагностический параметр, который иногда проявляется в виде специфической реакции на стрессор (табл. 3).
Фитоиндикационным методом, дающим достаточно надежную экологическую оценку состояния природных экосистем, является изучение верхушечного и радиального годичного прироста у древесных растений, интенсивности транспирации и фотосинтеза, величины и скорости продуцирования биомассы. При оценке лесных экосистем в процессе постепенной дефадации насаждений выделяют несколько стадий: фоновую (естественное состояние), преддигрессивную, дигрессивную при сохранении эдификаторной роли древесного яруса, дигрессивную при разрушении древесного яруса, редину, пустошь, техногенную эродированную пустыню. Данные модификации различаются структурой фитомассы видов - эдификаторов, а также отдельных элементов фитоценоза.
Таблица 3
Признаки изменения ассимиляционного аппарата под действием некоторых элементов
|
Элемент, находящийся в избытке |
Концентрация |
Признаки отравления |
Биоиндикаторы |
|
Двуокись серы |
Влияние длительного воздействия SO2 в концентрации менее 0,5 мг/м3 Длительное влияние слабых концентраций двуокиси серы (менее 0,1 мг/м*) |
У растений появляются слабые повреждения, обнаруживающиеся по общему обесцвечиванию листа Межжилкоые некрозы и хлорозы. Наблюдается деформация листовых пластинок в виде морщинистости, скручивания без заметного изменения их окраски. На листьях образуются наросты, края становятся коричневыми, а затем бледно-желтыми |
Люцерна, гречиха |
|
Хлор |
|
Появление различного рода пятен и красноватого оттенка листьев. Побледнение листьев, деформации хлоропластов. |
Шпинат, фасоль, кресс-салат |
|
Озон |
|
Появление на листьях темно-коричневых пятен и точечных некрозов на верхней стороне листьев |
Табак. шпинат, соя |
|
Фтор, фторид-ионы, ионы металлов |
Невысокие концентрации |
На листьях появляются узкие некротические светло-желтые полосы, распространяющиеся по периферии листа от верхушки к его основанию. Ионы накапливаются в сухом веществе |
Райграс многоцветковый, полевица ползучая, полевица тонкая, горчица белая, листовая капуста, конский каштан, мхи |
|
Окислы азота, аэрозоли, азотистая кислота |
Концентрация, превышающая 2 мг/м3 2 мг/м3 |
Сильные повреждения ассимиляционных органов, которые схожи с повреждениями, вызванными SO2. Отличительной особенностью являются участки, чаще всею возникающие в верхней части, реже - в середине листовой пластинки. Межжилковые некрозы |
Шпинат, сельдерей |
|
Этилен |
Слабая концентрация |
Отмирание цветочных почек, мелкие размеры цветков, закручивание краев листьев, повышение пероксидазной активности |
Перуния, салат, томаты |
|
Перокси-ацетил-нитрат |
Длительное влияние слабых концентраций (менее ОД мг/м3) |
Полосчатые некрозы на нижней стороне листьев |
Крапива жгучая, мятлик однолетний |
|
Радионуклиды |
Невысокие концентрации |
Накопление в сухом веществе |
Олений мох, |
|
Сочетание вредных веществ в воздухе, смог 1 |
Высокие концентрации смога (основные компоненты: озон и пероксиаце-тилнитрат) |
Поражаются субэпидермальные клетки нижней стороны листа. Появляются вздутия и серебристый налет листьев, образуются некротические пятна, сосредоточенные посреди и по краям листа. Уменьшение прироста клеток |
Пихта, ель, |