Metody bioindykacji. Bioindykacja i monitoring. monitoring środowiska monitoring środowiska to złożony system długoterminowych obserwacji w celu oceny. Bioindykatory prezentacji środowiska
„Zanieczyszczenie gleby” – Kawiarnia Naukowa „Zmiana klimatu – zmiana edukacji”. Botaniczny (fito) Glebowo-zoologiczny Biochemiczny (enzymatyczny) Mikrobiologiczny. Wskaźnikiem reakcji jest chloroza brzeżna na liściach. Metoda bioindykatorowa pozwala: Rośliny są dobrym wskaźnikiem zmian w środowisku spowodowanych zanieczyszczeniami antropogenicznymi.
„Glebokształtowanie” - Rola organizmów w tworzeniu gleby. Wypełnienie mapy konturowej. Poznaj mieszkańców ziemi. O minerałach regionu Iwanowo. Mapa gleby regionu Iwanowo. W proces formowania gleby zaangażowani są różni przedstawiciele królestw dzikiej przyrody. SN Vinogradsky dokonał odkrycia na korzyść mikroorganizmów.
„Gleby” - Temat: „Skład mechaniczny gleby i struktura gleby”. Cele dydaktyczne projektu. Autor: nauczyciel geografii 1. kategorii kwalifikacji Smirnova Larisa Vladimirovna. Twórcza nazwa projektu: „Pokrywa glebowa naszego kraju”. Autor. 4. Materiały dydaktyczne: test, krzyżówka, karty dydaktyczne nr 1, nr 2, nr 3 5. Wykaz wykorzystanych materiałów.
„Pielęgnacja gleby” - Śnieg. Kopanie. Łopaty. Nożyce ogrodowe. Zrywak 3-zębny. Temat 6. Sprzęt ogrodniczy. Rozpruwacze. Narzędzie do uprawy gleby. Narzędzia do pielęgnacji drzew. Sekatory do krzewów. Warkocze Sierpy widły. Wykaszarki. Grabie spawane 14 zębów. Noże ogrodowe. Motyka. Bagnet. Sowkowskaja.
„Uprawa” - Bronowanie może być niezależne lub przeprowadzane jednocześnie z orką. Czasami zamiast głównych stosuje się niektóre techniki obróbki powierzchni. 1. Brak wad 2. Zgodność z ustaloną głębokością 3. Nierówność powierzchni pola. A teraz powtórzmy przeszłość! Każdy etap przetwarzania wykonuje jedną lub więcej operacji technologicznych.
„Zniszczenie gleby” - Środki ochrony gleby. Zmarszczona lub strumieniowa erozja. Szare gleby leśne. Codzienna erozja wietrzna. Błoto. erozja wodna. Burze piaskowe. przyspieszona erozja. Gleby bagienne. Przez glebę przechodzi interakcja litosfery z atmosferą. erozja irygacyjna. Czarnoziemy są najbardziej żyzne na terenie Mordowii.
Łącznie w temacie 22 prezentacje
Jalilova Natasha, Timofeeva Elina
Bioindykatory środowiskoweBioindykatory środowiskowe
Jeden z problemów bezpieczeństwa XXI wieku. jest wykrywanie zanieczyszczeń powietrza i ich neutralizacja. Można to zrobić za pomocą wskaźników biologicznych, które można wykorzystać jako porosty. W porównaniu z precyzyjnymi metodami analitycznymi, oznaczanie porostów pozwala w krótkim czasie, bez użycia kosztownych przyrządów, ocenić wieloletni średni stan środowiska lotniczego.
Ściągnij:
Zapowiedź:
Aby skorzystać z podglądu prezentacji, załóż konto Google (konto) i zaloguj się: https://accounts.google.com
Podpisy slajdów:
„Znaczenie porostów w przyrodzie i życiu człowieka”
Jednym z problemów bezpieczeństwa XXI wieku jest zanieczyszczenie powietrza i jego neutralizacja. Można to zrobić za pomocą wskaźników biologicznych, które można wykorzystać jako porosty. W porównaniu z metodami analitycznymi, oznaczanie porostów pozwala w krótkim czasie, bez użycia kosztownych przyrządów, ocenić wieloletni średni stan środowiska lotniczego. Jednym z problemów bezpieczeństwa XXI wieku jest zanieczyszczenie powietrza i jego neutralizacja. Można to zrobić za pomocą wskaźników biologicznych, które można wykorzystać jako porosty. W porównaniu z metodami analitycznymi, oznaczanie porostów pozwala w krótkim czasie, bez użycia kosztownych przyrządów, ocenić wieloletni średni stan środowiska lotniczego.
Plan pracy badawczej: 1. Wstęp 2. Pochodzenie porostów. 3. Charakterystyka ogólna. 4. Porosty jako organizm symbiotyczny. 5. Porosty jako pionierzy gleby. 6. Bioindykatory środowiska. 7. Ogólne znaczenie porostów. 8. Badania, schemat wykonanej pracy i jej analiza.
Pochodzenie porostów Przyjmuje się, że porosty występowały w epoce mezozoicznej, kenozoicznej, ponad 200 milionów lat temu. Wielki Teofrast w IV-III wieku. pne jako pierwszy opisał porosty. Karol Linneusz opisał 80 porostów, nazywając je „ubogą roślinnością chłopską”.
Porosty różnią się wyglądem: łuska liściasta krzaczasta
porosty owocowe
porosty łuskowate
liściasty
ogólna charakterystyka
Porosty jako pionierzy gleby
Porosty nie mają specjalnych narządów do pobierania wilgoci z podłoża, ale pochłaniają ją całą plechą. Porosty jako bioindykatory środowiska.
Znaczenie porostów
Prace badawcze nad badaniem zanieczyszczenia atmosfery metodą bioindykacji (porosty oznaczające - badanie zanieczyszczenia powietrza za pomocą porostów Wyjaśnienie: badanie prowadzone metodą „monitoringu biernego”, uwzględnia się częstość występowania porostów BIOWSKAŹNIKI, organizmy, których obecność, brak lub stan służą jako wskaźniki naturalnych procesów lub zmian zachodzących w środowisku.
Cel pracy: - ustalenie zależności pomiędzy zanieczyszczeniem powietrza a liczebnością porostów - zbadanie charakteru porostów w naszym mieście. - na podstawie wyników uzyskanych w trakcie prac badawczych wyciągnąć wniosek o czystości powietrza w mieście Bavly.
Etapy pracy: dokonano podziału mapy miasta na sektory, rozpatrzono rozmieszczenie porostów łuskowatych na dachach i ścianach domów, na pniach drzew. Określając gęstość ich rozmieszczenia, wyciągnięto wniosek o zanieczyszczeniu powietrza przez sektory miast
1 sektor - dolna część miasta 2 - dzielnica 3 - centralna część miasta 4 - północno-zachodnia część miasta
Proszę czekać, pojawi się wideo.
Tabela wyników analizy pracy badawczej Nr sektora Badanie 10 pokryć dachowych wg przyrostu porostów Nazwa sektora wg przyrostu porostów. Liczba punktów (w systemie 5-punktowym) 1 na 10-7 strefa normalna 4 2 na 10-3 Strefa wymierania porostów 3 3 na 10-6 Strefa normalna 4 4 na 10-9
Praktyczne znaczenie pracy wynika z możliwości wykorzystania wyników uzyskanych na lekcjach biologii, a także do rozwiązywania problemów środowiskowych miasta.
lista referencji: A.A. Fiodorow. Życie roślin. - W 6 tomach - T. 3. M .: Edukacja, 1977. Kamensky A. A., Kriksunov E. A., Pasechnik V. V. „Biologia ogólna 10 - 11 komórek” Wyd. Bustard M. 2009 Kuznetsov V. N. „Materiały referencyjne i dodatkowe do lekcji ekologii” Wyd. "Drofa" M. 2002 ZASOBY CHENOLOGICZNE http://nature.vspu.ru/lichens/index.htm Katalog sieciowy: Lichen Information System (system informacji o porostach) http://www.sbg.ac.at/pfl/projects/ porosty/index.htm
Nasza ojczyzna!!! Dziękuję za uwagę
slajd 1
Wykład nr 5. Metody i podstawy bioindykacji Dyscyplina „MONITOROWANIE BIOLOGICZNE” Zuev I.V. ©slajd 2
Monitoring biologiczny Biotestowanie Bioindykacja Kronika przyrody (monitoring w tle) Toksykologia System standaryzacji Struktura monitoringu biologicznego Ekotoksykologiaslajd 3
Najczęściej cytowanym i jednocześnie najbardziej niejasnym ideowo obszarem ekologii jest zestaw metod określanych jako „bioindykacja” (Shitikov i in., 2003). Bioindykacja to zespół metod i kryteriów oceny jakości środowiska na podstawie reakcji organizmów żywych i ich zbiorowisk w warunkach naturalnych. Bioindykacja to oznaczanie i wykrywanie biologicznie istotnych ładunków antropogenicznych na podstawie reakcji organizmów żywych na nie bezpośrednio w ich środowisku. Bioindykacja to metoda wykrywania i oceny czynników abiotycznych i biotycznych w środowisku przy użyciu systemów biologicznych. Bioindykacja - ocena jakości siedliska i jego indywidualnych cech na podstawie stanu jego fauny i flory w warunkach naturalnych. Bioindykacja to metoda określania jakości siedlisk organizmów na podstawie składu gatunkowego oraz wskaźników ilościowego rozwoju gatunków bioindykatorowych i struktury tworzonych przez nie zbiorowisk. Bioindykacja to ocena jakości środowiska według stanu niektórych przedstawicieli jego populacji - fauny i flory, dokonywana poprzez ich obserwację, bez czynnej (eksperymentalnej) ingerencji w procesy naturalne.slajd 4
Kluczowe punkty Bioindykacja – obszar zarówno ekologii, jak i monitoringu biologicznego Oceniona jakość siedliska i czynniki siedliskowe Reakcja organizmów żywych jest wykorzystywana jako parametr oceny Ocena rzeczywistej sytuacji, a nie eksperyment* * - bioindykacja aktywnaslajd 5
Bioindykacja jako nauka? - terminologia specjalna - prawa szczególne Bioindykator ekosystemu / środowiska - indywidualna grupa osobników tego samego gatunku lub zbiorowiska, na podstawie której obecności lub stanu, jak również ich zachowania, ocenia się naturalne i antropogeniczne zmiany w środowisku Informacje o przedmiot systemu Informacje o systemie Ekologia Ogólna teoria systemów, ekologia/biologia systemówslajd 6
Ekosystem/środowisko Różnorodność zmiennych biologicznych charakteryzujących bioindykator Reakcje specyficzne Reakcje niespecyficzne Różnorodność czynników naturalnych Różnorodność czynników antropogenicznych Różnorodność kryteriów jakości środowiska Problemy bioindykacjiSlajd 7
znaczna wielowymiarowość czynników środowiskowych i mierzonych parametrów ekosystemów; silna współzależność całego zespołu mierzonych zmiennych, która nie pozwala na wyodrębnienie w czystej postaci związku funkcjonalnego dwóch poszczególnych wskaźników F(y,x); niestacjonarność większości informacji o obiektach i środowisku; złożoność wykonania całego kompleksu pomiarów w tych samych współrzędnych przestrzeni i czasu, w wyniku czego przetwarzane dane posiadają duże luki. Zadanie bioindykacji jest słabo sformalizowane, dlatego powstały banki wieloletnich danych z obserwacji ekosystemów naturalnych; Opracowano i przetestowano szereg metod i modeli matematycznych do integralnej oceny stanu złożonych systemów różnego typu, które w terminologii A.P. Levich i A.T. Terekhin, do przeprowadzenia „poszukiwania określenia i rozpoznania wzorców w wielowymiarowej przestrzeni czynników środowiskowych w celu uwypuklenia granic między obszarami normalnego i patologicznego funkcjonowania ekosystemów”; opracowywane są technologie informatyczne dotyczące sprzętu i oprogramowania, które umożliwiają analizę niezbędnych tablic danych środowiskowych; istnieje ogromna ilość nieformalnej wiedzy wysoko wykwalifikowanych specjalistów, częściowo skoncentrowanej na rozwoju metodologicznym [Monitoring środowiska.., 1995; Mokrov i Gelashvili, 1999]. RozwiązaniaSlajd 8
Slajd 9
Pierwszym kierunkiem prac nad bioindykacją są prace utylitarne, z zakresu ekologii ogólnej. Bioindykatory jako tani odpowiednik przyrządu analitycznego. Uwaga nie skupia się na czynnikach antropogenicznych. ... Wiewiórka buduje gniazdo nisko - będzie mroźna zima, wysoko - poczekaj na ciepłą pogodę ... ... Jeśli wcześnie rano pszczoły pójdą razem na miód - będzie pogodny dzień, siadajcie na tablicach przylotów - będzie padać...slajd 10
Drugim obszarem prac nad bioindykacją jest opis stanu faktycznego obiektu biologicznego, z rozmytym odniesieniem do czynników antropogenicznych. Tło jest często używane jako miara porównania. Próbki pobrano na terenie miasta Krasnojarsk z czterech poligonów badawczych (SP), różniących się pod względem zanieczyszczenia atmosfery, z których trzy to obszary podatne na występowanie grup zanieczyszczeń dość specyficznych, ze względu na lokalizację na nich zakładów przemysłowych: KrasCHPP (strefa ciężkiego zanieczyszczenia przemysłowego), rejon swierdłowski, przylegający teren zakładu preparatów medycznych KrasPharma (intensywna emisja zanieczyszczeń biologicznych) oraz teren Placu Mostowego (intensywna emisja spalin samochodowych). Terytorium parku Roev Ruchey zostało uznane za obszar czysty (kontrolny). Tym samym wprowadzenie obliczonego parametru A umożliwia ilościowe określenie porównawczego poziomu zanieczyszczenia atmosfery w różnych częściach miasta, co umożliwia efektywne wykorzystanie metody rejestracji termicznie indukowanych zmian poziomu zerowej fluorescencji do bioindykacji.slajd 11
Trzecim kierunkiem prac nad bioindykacją jest opis związku funkcjonalnego między zmienną biologiczną a czynnikiem/czynnikami Identyfikacja jednego lub kilku czynników środowiskowych Zbieranie danych terenowych fauny i flory w szerokim zakresie zmienności badanego czynnika Ocena wskaźnika znaczenie gatunku lub grupy gatunków Stan obiektu biologicznego, Y y1 y2 y3 y4 Stan czynnika ,X x1 x2 x3 x4slajd 12
Toksykologia Bioindykacja Badanie dawka-odpowiedź Możliwość modelowania Możliwość oceny dawka-odpowiedź Brak realizmu ekologicznego Trudności w formalizacji Trudności w ocenie dawka-odpowiedź Pełna kontrola realizmu ekologicznego!slajd 13
Czwarty kierunek prac nad bioindykacjami to opracowanie standardów jakości środowiska w oparciu o oceny a priori i/lub zidentyfikowany związek między czynnikami a reakcją bioindykatorów. Piątym kierunkiem prac nad bioindykacją jest ocena jakości środowiska według opracowanych norm „Zasady monitorowania jakości wód na jazach i ciekach” [GOST 17.1.3.07–82]slajd 14
Ocena reakcji obiektów biologicznych Ocena czynników fizycznych i chemicznych Możliwość bezpośredniej kontroli źródła zanieczyszczenia Przejrzystość w sformułowaniu problemu i interpretacji wyników monitoringu Uzyskanie wyników w czytelnych jednostkach ilościowych Wysoka dokładność wskaźników pomiarowych Możliwość automatyzacji procesu pozyskiwania danych obecnie nieobecnych w faunie i florze. Możliwość oceny skrajnie niskich dawek substancji Możliwość oceny efektów synergizmu i antagonizmu zespołu czynników Względna taniość metod Monitoring ekologiczny Metody monitoringu fizycznego i chemicznego Bioindykacjaslajd 15
Bioindykator – grupa osobników tego samego gatunku lub zbiorowiska, na podstawie których obecności lub stanu, jak również ich zachowania, ocenia się naturalne i antropogeniczne zmiany w środowisku (wrażliwe i kumulatywne). Zmienne biologiczne – dowolna cecha, właściwość lub funkcja organizmu (bioindykator), populacji, ekosystemu Im niższa ranga zmiennej biologicznej wykorzystywanej jako bioindykator, tym częstsze i bardziej szczegółowe wnioski o wpływie czynników środowiskowych mogą być i odwrotnie . Poziomy Etapy Molekularno-komórkowe Organizmy Ponadorganizmy Niższe Cząsteczki tej samej klasy Tkanki Populacje Medium Organoidy, komórki Organy, ich układy Kompleksy biocenotyczne Komórki wyższe Organizmy Biocenozyslajd 16
Działanie substancji (czynnika) uszkadzającego Ostre Przewlekłe Kumulacja materiałowa Kumulacja funkcjonalna Bioindykator wrażliwy Bioindykator skumulowanyslajd 17
Zasady doboru bioindykatorów (zmiennych biologicznych) Zasadność oddziaływania biologicznego Efektywność pomiarów biologicznych Wykonalność ekonomiczna Zasadność oddziaływania biologicznego Efektywność pomiarów biologicznych Istnienie związku między zmienną a zmiennymi wzrostu, rozmnażania, przeżywalności osobników, populacji i ekosystemy Charakter związku między reakcją zmiennej a faktycznym zanieczyszczeniem Charakter związku między zmienną a reakcjami na najwyższym i najniższym poziomie Intensywność czynnika działającego, który powoduje obserwowaną reakcję zmiennej Swoistość odpowiedzi na czynnik, który ją wywołał Granice zmiany wielkości działającego czynnika wywołującego obserwowany efekt Możliwość powrotu zmiennej do pierwotnej wartości po ustaniu działania czynnika, który ją wywołał Łatwość wykrywanie nadmiaru sygnału nad naturalnym tłem Dokładność pomiaru odpowiedzislajd 18
slajd 19
slajd 20
Organizm i struktury podorganizmów skład chemiczny komórek; skład, budowa i stopień funkcjonalnej aktywności enzymów; strukturalna i funkcjonalna charakterystyka organelli komórkowych; rozmiary komórek, ich cechy morfologiczne, poziom aktywności; wskaźniki histologiczne; stężenia zanieczyszczeń w tkankach i narządach (bioindykatory skumulowane); częstość i charakter mutacji, kancerogeneza, deformacje; fizjologiczne i anatomiczne wskaźniki ciałaslajd 21
Ocena stabilności rozwojowej (homeostazy) organizmów żywych Stabilność: Morfologiczna Genetyczna Fizjologiczna Biochemiczna Immunologiczna Monitoring tła Monitoring lokalny Ocena stabilności rozwoju morfologicznego (podejście najprostsze i najskuteczniejsze) Określenie częstości występowania fenodewiantów - odchyleń w rozwoju Oznaczanie wielkości zmiennej asymetrii obustronnych cech morfologicznych (Zakharov i in., 2000).slajd 22
Populacje Wskaźniki nierównomiernego rozmieszczenia przestrzennego osobników (najprostsza cecha 2/ Szybkość bezwzględnej zmiany gęstości zaludnienia Szybkość bezwzględnej zmiany biomasy populacji Szybkość względnej zmiany gęstości populacji rN = , gdzie Szybkość względnej zmiany biomasy populacji rB = , gdzie Współczynnik urodzeń b = Nb Śmiertelność właściwa d = Nd Zrealizowany udział „potencjału biotycznego” gatunku Wskaźnik produkcji populacji Charakterystyka statyczna (w czasie t) Liczba (całkowita liczba osobników w populacji) Zagęszczenie (liczba osobników na jednostkę objętości lub na jednostkę powierzchni) Biomasa (całkowita masa osobników na jednostkę objętości lub na jednostkę powierzchni) Średnia waga osobnika (stosunek biomasy do zagęszczenia (najprostsza cecha struktury wielkościowo-wagowej) Stosunek zagęszczenia osobników różnych płci (najprostsza charakterystyka struktury płciowej populacji) Wskaźniki nierównomiernego rozmieszczenia przestrzennego osobnikówslajd 23
Charakterystyka dynamiczna (w okresie czasu Δt = t2 t1) Szybkość bezwzględnej zmiany gęstości zaludnienia i biomasy Szybkość względnej zmiany gęstości zaludnienia biomasy populacji » gatunek, czyli maksymalna wartość płodności realizowana przez ten gatunek w warunkach idealnych Produkcja populacji Wskaźnik produkcji ludnościslajd 24
Biosystemy wielogatunkowe Ekosystemy Zbiorowiska (plankton, bentos, fauna glebowa, fitocenoza itp.) Wskaźniki bioindykacyjne zbiorowiska Strukturalne, statyczne Funkcjonalne, dynamiczneslajd 25
Różnorodność gatunkowa (liczba gatunków w zbiorowisku); Wskaźniki zasobności (zasobność i biomasa); Stosunek wskaźników liczebności ogólnej: gatunki (różnorodność gatunkowa) lub większe taksony; przedstawiciele różnych strategii żywieniowych (struktura troficzna); osoby o różnych rozmiarach, wagach (struktura rozmiarowo-wagowa); gatunki o różnych strategiach koenotycznych (np. r- i K-stratedzy; fiołki, pacjenci i eksplerenci); gatunki o różnej wrażliwości na wpływy (eury- i stenobionty); gatunki o różnym zachowaniu. Strukturalne i statyczne wskaźniki społecznościslajd 26
Wskaźniki funkcjonalne i dynamiczne zbiorowiska Wskaźniki dynamiki cech statycznych zbiorowiska Ekologiczne i fizjologiczne wskaźniki zmiany zbiorowiska w dowolnej charakterystyce statycznej X (zagęszczenie, biomasa zbiorowiska, wskaźniki różnorodności) ΔXΔt = X2 – X1 dla badanego okresu czasu Δt = t2 – t1; szybkość bezwzględnej zmiany wartości charakterystyki statycznej dX/dt ≈ (X2 – X1)Δt 1 w czasie t; tempo względnej zmiany statycznych wartości charakterystycznych rX = (dX/dt) Koszty wymiany społeczności (lub ekosystemu) R = Produkcja pierwotna Produkcja wtórna Współczynniki produkcji, degradacji i biomasy P/B i P/Rabstrakcyjny
„Owady jako obiekt bioindykacji”
Wprowadzenie……………………………………………………………………………3
1 Ogólna charakterystyka metody bioindykacji…………………………………4
2 Owady jako przedmiot bioindykacji……………………………………….6
3 Owady jako bioindykatory środowiska glebowego…………………………..8
4 Owady jako bioindykatory środowiska wodnego………………………………11
Zakończenie………………………………………………….17
Wstęp
Najczęściej cytowanym, a zarazem najbardziej niejasnym ideowo obszarem ekologii jest pewien zestaw metod zwany „bioindykacją”. Choć początków obserwacji właściwości wskaźnikowych obiektów biologicznych można doszukiwać się w pracach przyrodników najdawniejszych czasów, wciąż brak jest spójnej teorii i adekwatnych metod bioindykacji.
podstawa zadanie bioindykacja to opracowanie metod i kryteriów, które mogłyby odpowiednio odzwierciedlać poziom oddziaływań antropogenicznych, uwzględniając złożony charakter zanieczyszczeń i diagnozować wczesne zaburzenia w najbardziej wrażliwych elementach zbiorowisk biotycznych. Bioindykacja, podobnie jak monitoring, prowadzona jest na różnych poziomach organizacji biosfery: makrocząsteczek, komórek, narządów, organizmów, populacji, biocenoz.
Rola bioindykacji sprowadza się do następujących działań:
wyodrębnia się jeden lub więcej badanych czynników środowiskowych (zgodnie z danymi literaturowymi lub w związku z istniejącym programem badań monitoringowych);
zbierane są dane terenowe i eksperymentalne charakteryzujące procesy biotyczne w rozpatrywanym ekosystemie i teoretycznie dane te powinny być mierzone w szerokim zakresie zmienności badanego czynnika (np. na obszarach warunkowo czystych i warunkowo zanieczyszczonych);
w jakiś sposób (przez proste porównanie wizualne, za pomocą systemu wstępnie obliczonych estymowanych współczynników lub za pomocą matematycznych metod przetwarzania danych pierwotnych) wyciąga się wniosek o istotności wskaźnikowej gatunku lub grupy gatunków.
1 Ogólna charakterystyka metody bioindykacyjnej
Bioindykacja to ocena stanu środowiska za pomocą obiektów żywych.
Bioindykator- grupa osobników tego samego gatunku lub zbiorowiska, na podstawie których obecności lub stanu, jak również ich zachowania, ocenia się naturalne i antropogeniczne zmiany w środowisku.
Żywe obiekty (lub systemy) to komórki, organizmy, populacje, społeczności. Można je wykorzystać do oceny zarówno czynników abiotycznych (temperatura, wilgotność, kwasowość, zasolenie, zawartość zanieczyszczeń itp.), jak i biotycznych (dobrostan organizmów, ich populacji i zbiorowisk).
Stwierdzono, że bioindykatory mają szereg zalet w stosunku do chemicznych metod oceny stanu środowiska, a mianowicie:
podsumowują wpływ wszystkich bez wyjątku oddziaływań ważnych biologicznie i odzwierciedlają stan środowiska jako całości, w tym jego zanieczyszczenie i inne zanieczyszczenia antropogeniczne;
w warunkach chronicznych obciążeń antropogenicznych bioindykatory mogą reagować nawet na stosunkowo słabe oddziaływania ze względu na efekt skumulowany;
sprawiają, że zbędne jest stosowanie kosztownych i czasochłonnych metod fizycznych i chemicznych do pomiaru parametrów biologicznych;
organizmy żywe są stale obecne w środowisku człowieka i reagują na krótkotrwałe i salwowe uwolnienia substancji toksycznych, których nie można rejestrować za pomocą automatycznego systemu kontroli z okresowym pobieraniem próbek do analizy;
wskazać drogi i miejsca gromadzenia się w systemach ekologicznych różnego rodzaju zanieczyszczeń i trucizn, możliwe drogi ich przedostania się do żywności człowieka; f) umożliwiać ocenę stopnia szkodliwości wszelkich substancji syntetyzowanych przez człowieka dla przyrody i dla siebie oraz umożliwiać kontrolę ich działania;
przyczynić się do normalizacji dopuszczalnego obciążenia ekosystemów, które różnią się odpornością na wpływy antropogeniczne, ponieważ ten sam skład i wielkość zanieczyszczeń może prowadzić do różnych reakcji systemów przyrodniczych na różnych obszarach geograficznych.
Według Van Straalena (1998) istnieją co najmniej 3 przypadki, w których bioindykacja staje się niezbędna.
1. Współczynnika nie można zmierzyć. Jest to szczególnie charakterystyczne dla prób rekonstrukcji klimatu minionych epok. Tak więc analiza pyłków roślin w Ameryce Północnej w długim okresie wykazała zmianę klimatu z ciepłego, wilgotnego na suchy, chłodny, a następnie zastępowanie zbiorowisk leśnych przez zielne. W innym przypadku szczątki okrzemek (stosunek gatunków kwasolubnych i zasadochłonnych) pozwoliły stwierdzić, że w przeszłości wody w jeziorach Szwecji miały odczyn kwaśny z całkiem naturalnych przyczyn.
2. Czynnik jest trudny do zmierzenia. Niektóre pestycydy rozkładają się tak szybko, że nie jest możliwe wykrycie ich początkowego stężenia w glebie. Na przykład insektycyd deltametryna jest aktywny zaledwie kilka godzin po rozpyleniu, podczas gdy jego wpływ na faunę (chrząszcze i pająki) można śledzić przez kilka tygodni.
3. Czynnik jest łatwy do zmierzenia, ale trudny do interpretacji. Dane dotyczące pojęcia w środowisku różnych zanieczyszczeń (o ile ich stężenie nie jest zaporowo wysokie) nie zawierają odpowiedzi na pytanie, jak niebezpieczna jest sytuacja dla dzikiej przyrody. Maksymalne dopuszczalne wskaźniki koncepcyjne (MAC) dla różnych substancji zostały opracowane wyłącznie dla ludzi. Jednak oczywiście wskaźników tych nie można rozszerzyć na inne żywe istoty. Istnieją bardziej wrażliwe gatunki, które mogą mieć kluczowe znaczenie dla utrzymania ekosystemów. Z punktu widzenia ochrony przyrody ważniejsze jest uzyskanie odpowiedzi na pytanie, do jakich konsekwencji doprowadzi to lub inne stężenie zanieczyszczenia w środowisku. Bioindykacja rozwiązuje ten problem, umożliwiając ocenę biologicznych konsekwencji antropogenicznych zmian środowiska. Metody fizyczne i chemiczne dają jakościową i ilościową charakterystykę czynnika, ale jedynie pośrednio oceniają jego działanie biologiczne. Przeciwnie, bioindykacja umożliwia uzyskanie informacji o biologicznych konsekwencjach zmian środowiskowych i wyciągnięcie jedynie pośrednich wniosków na temat cech samego czynnika. Dlatego przy ocenie stanu środowiska pożądane jest łączenie metod fizykochemicznych z biologicznymi.
Znaczenie bioindykacji wynika również z prostoty, szybkości i niskich kosztów określania jakości środowiska.
2 Owady jako przedmiot bioindykacji
Obserwacja zmian u zwierząt w zaburzonym środowisku jest znacznie trudniejsza niż u nieruchomych roślin. Bardziej dostępne owady. Grupy te są najczęściej wykorzystywane do celów bioindykacyjnych.
1. Zmiany morfologiczne(rozmiary, proporcje, powłoki, ubarwienie, brzydota):
a) wymiary i proporcje ciała na terenach zanieczyszczonych znacznie się różnią:
U wielu mszyc (szerokość głowy, długość kości udowej i piszczelowej, czułki, ogon i syfon);
Na skażonej żywności wielkość larw owadów zwykle maleje;
b) okładki. U mszyc (Aphis fabae) po dodaniu do pokarmu jonów siarczynowych wielokąty i ziarnistość kutikuli u potomstwa uległy istotnym zmianom;
c) kolorowanie. Zjawisko melanizmu przemysłowego (ciemniejsze zabarwienie) na terenach zanieczyszczonych odnotowano w:
Motyle ćmy brzoza;
Biedronka dwukropka (udział form czarnych wynosi zwykle 2-3%, na terenach zanieczyszczonych jest znacznie wyższy);
skoczogonki (Orchelesella villosa);
d) brzydota. Pod wpływem ksenobitotyków (olej napędowy, DDT itp.) dochodzi do zaburzeń procesów formacyjnych w ontogenezie owadów. W eksperymentach odsetek ćmy anomalnej wzrósł z 5 do 35%, gdy PbO został dodany do żywności.
2. Zmiany fizjologiczne. Następujące zmiany pokażą zasadę stosowania wskaźników fizjologicznych do celów bioindykacji:
a) larwy owadów wodnych posiadają komórki chlorkowe zdolne do aktywnego wchłaniania anionów, zwłaszcza jonów chlorkowych, zapewniając ich stałą koncentrację w hemolimfie. Komórki te są zwykle zlokalizowane na skrzelach (larwy jętek) lub na odwłoku (larwy chruścików). Liczba tych komórek jest odwrotnie proporcjonalna do poziomu zasolenia; przy każdym linieniu ich liczba jest dostosowywana do zasolenia środowiska. Od wylinki do wylinki można określić trendy zmian zasolenia zbiornika;
b) ogólny stan fizjologiczny organizmu owada można scharakteryzować za pomocą całkowitej liczby hemocytów (komórek hemolimfy) na jednostkę objętości i stosunku ich głównych typów. Na przykład w strefie zanieczyszczenia dwutlenkiem siarki liczba hemocytów w gąsienicach sosnówki spada o połowę, a liczba fagocytów wzrasta z 5 do 32%.
3. reprodukcja. Płodność zwykle spada, na przykład:
U mszyc i ćmy cygańskiej po fumigacji dwutlenkiem siarki;
U skoczogonków (Onychiurus armatus, Orrchesella cincta) na terenach skażonych metalami ciężkimi.
W warunkach laboratoryjnych szarańczę (Acrotylus patruelis, Aiolopus thalassinus) można wykorzystać jako organizmy testowe. Pod działaniem chlorku rtęci u tych gatunków zwiększa się liczba jaj w lęgu, przy działaniu mocznika (> 0,055 g/kg gleby) liczba jaj w lęgu i liczba lęgów maleje.
4. Ontogeneza i długość życia:
a) naruszenie przepływu moltów u owadów:
Zanieczyszczone motyle zmniejszają odsetek gąsienic przepoczwarzających się i odsetek wylęgania się dorosłych osobników;
Wydłużenie stadium larwalnego nicieni rolniczych (Scotia segetum) zatruciem miedzią oraz ćmy cygańskiej za pomocą fumigacji fluorowodorem (HF) i merkaptanem metylu;
b) skrócenie warunków zabudowy:
Cutworm (Scotia segetum) przez 4-7 dni z dodatkiem chlorku kadmu (CdCI2);
U skoczogonków (Isotoma notabilis, Onychiurus armatus) w przypadku skażenia metalami ciężkimi;
c) zmiana oczekiwanej długości życia. Zwykle jest skracany, np.
U klaczki (Acrotylus patruelis) ze wzrostem stężenia HgCl2;
U gąsienic (zwłaszcza w młodszym wieku) jedwabników cygańskich, morwowych i sosnowych, ćmy sosnowej i wielu innych, gdy są karmione zanieczyszczoną paszą i poddane fumigacji emisjami przemysłowymi;
U larw muchówek (Calliphora vicina) jest proporcjonalny do stężenia dwutlenku siarki.
Rzadziej obserwuje się wzrost długości życia, na przykład u Drosophila, gdy do żywności dodaje się 0,3% przeciwutleniacza galusanu propylu, długość życia wzrasta o jedną trzecią.
3 Owady jako bioindykatory środowiska glebowego
Ogromne znaczenie w konstruowaniu modelu symulacyjnego ekosystemów glebowych ma identyfikacja głównych czynników środowiskowych determinujących rozwój każdej z biocenoz.
Głównym zadaniem w tym przypadku jest prześledzenie dalszych zmian pozytywnych i negatywnych czynników w nowych warunkach środowiskowych. Pozwoli to na ocenę ogólnego stanu środowiska glebowego i prognozę jego zmian.
Rozwiązanie tych problemów w praktyce odbywa się przy użyciu różnych rodzajów
bioindykatory środowiska glebowego.
Główne cele bioindykacji gleby to:
wyjaśnienie indywidualnych właściwości gleby i procesów glebowych,
ocena ingerencji antropogenicznej (rekreacja, zanieczyszczenie, eutrofizacja gleb)
prognozowanie stanu ekologicznego środowiska glebowego.
etap początkowy bioindykacja to wybór gatunku-bioindykatora. W takim przypadku należy przestrzegać następujących ważnych kryteriów wyboru bioindykatora:
szybka odpowiedź;
niezawodność (błąd
prostota;
możliwości monitoringu (obiekt trwale obecny w przyrodzie).
Bioindykatory są zwykle opisywane za pomocą dwóch cech: specyficzności i czułości. Przy niskiej swoistości bioindykator reaguje na różne czynniki, natomiast przy wysokiej swoistości tylko na jeden. Przy niskiej czułości bioindykator reaguje tylko na silne odchylenia czynnika od normy, przy wysokiej czułości - na niewielkie. Takie organizmy testowe w zbiorowiskach glebowych obejmują wiele grup bezkręgowców, głównie owadów. Często o pewnym stanie środowiska może świadczyć jedynie obecność w glebie określonych gatunków bioindykatorów.
W tym zakresie na Następny krok praca praktyczna polega na określeniu i opisie poszczególnych właściwości gleby poprzez obecność lub brak różnych organizmów bezkręgowych. Do takich cech gleb należą: skład mechaniczny, rodzaj próchnicy, stopień humifikacji pozostałości organicznych, kwasowość (pH), zawartość wapnia, a także reżim hydrotermalny gleby.
Próchnicę gruboziarnistą rozpoznają stonogi geofilne, próchnicę miękką rozpoznają larwy komarów stonogi.
O stopniu dojrzałości kompostów może również świadczyć przewaga różnych grup bezkręgowców (w kompostach dojrzałych wśród skoczogonków dominują formy białej gleby).
Różne etapy rozkładu drewna prowadzone są z udziałem różnych grup organizmów, które mogą służyć jako wskaźniki. I tak pierwszy etap charakteryzują chrząszcze kózkowate i korniki, drugi aktywność enzymatyczna grzybów, trzeci mrówki, a czwarty dżdżownice.
Następny krok wskazanie stanu gleby jest oceną ingerencji antropogenicznej. Na silne oddziaływanie czynnika antropogenicznego wskazują różnorodne zmiany zachodzące u zwierząt w zaburzonym środowisku, wpływające na ich morfologię, fizjologię i reakcje behawioralne.
Najbardziej dostępne do badań są zmiany morfologiczne w organizmach - cechy wielkości, proporcji, powłoki, koloru, deformacji.
Na zanieczyszczonej żywności rozmiary larw owadów i postaci dorosłych zwykle zmniejszają się (szerokość głowy, długość kości udowej i piszczelowej, czułków itp.), Zmienia się również ich kolor (u skoczogonków).
Pod wpływem ksenobiotyków (olej napędowy, DDTidr.) dochodzi do naruszenia procesów formotwórczych w ontogenezie owadów.
Rozmnażanie i rozwój organizmów są podatne na wpływy antropogeniczne. I tak na terenach zanieczyszczonych metalami ciężkimi płodność owadów zwykle spada, ale czasami, jak u niektórych skoczogonków, wzrasta. Jednocześnie u skoczogonków obserwuje się skrócenie czasu rozwoju.
Czynniki antropogeniczne wpływają również na wskaźniki ilościowe populacji organizmów. W tym zakresie szczególną uwagę w pracy zwrócono na określenie zagęszczenia populacji gatunków wskaźnikowych. Dla bioindykacji ważne jest, aby wskaźnik ten wykraczał poza normę.
Wśród owadów glebowych, w zależności od reakcji na bezpośrednie lub pośrednie oddziaływanie czynnika technogenicznego, wyróżniono trzy grupy
wrażliwe, pozytywnie reagujące na umiarkowane dawki substancji technogennych - diplopodów.
wrażliwe, negatywnie dotknięte - litobiomorficzne stonogi i owady herpetobiontowe.
obojętne, nie mające wartości wskaźnikowej dla tego typu zanieczyszczeń – większości owadów, których rozwój odbywa się w glebie.
Ostatni etap Bioindykacja gleb z wykorzystaniem owadów jest zestawieniem ogólnej charakterystyki stanu ekologicznego gleby i jej mieszkańców, która obejmuje opis dominującej linii zabudowy obiektów badań, identyfikację głównych czynników tła oraz kryteriów oceny progowe poziomy możliwych zmian, potwierdzone danymi ilościowymi. Jednocześnie ustalana jest logiczna sekwencja zdarzeń ukazująca zmiany jakim podlegają obiekty badań w danych warunkach środowiskowych oraz przedstawiana jest prognoza stanu ekologicznego gleb w danym rejonie.
Wykorzystanie owadów jako bioindykatorów umożliwia więc ogólną ocenę stanu środowiska glebowego, a mianowicie jego toksyczności, eutrofizacji, zawartości niektórych pierwiastków, a nawet zagrożenia różnymi chorobami.
Owady są również wykorzystywane do diagnozowania elementarnych procesów glebowych.
Istnieje 14 elementarnych procesów glebowych (ESP), w tym glejowanie, łąkowanie, tworzenie ściółki leśnej, stepowanie, zasolenie itp. Do diagnozowania tych procesów można wykorzystać ekogrupy bezkręgowców, zespoły gatunków o podobnym rozmieszczeniu przestrzennym. Szczególnie wyraźnie wyodrębniają się ekogrupy wzdłuż kateny – profilu krajobrazowego przechodzącego od lokalnego obniżenia do lokalnego działu wodnego. Tak więc dla kateny stepowej Niziny Baraba Mordkowicz zidentyfikował 8 ekogrup dorosłych chrząszczy: zalewowo-bagienne, bagienne, solonczakowe, leśne, łąkowo-leśne, solonetzic, łąkowe i stepowe.
Fakt, że gatunki preferują tę samą część kateny, wskazuje na ich przystosowanie do jednego integralnego czynnika, który jest wiodący w tego typu glebach. ESP można uznać za taki czynnik, który oddziałuje na biegacze poprzez zmiany sytuacji ekologicznej. W tym przypadku ekogrupa łęgowo-błotna biegaczy jednoznacznie diagnozuje miejsce i intensywność procesu glejowego w górnej części gleby, torfowisko – formacja torfowa, solonczak – proces solonczakowy (halobionty), łąkowo – leśny – solodyzacja, solonety - solonetzizacja (drobne chrząszcze ziemne żyjące w szczelinach) , łąkowo - łąkowa akumulacja próchnicy, step - stepowy proces glebotwórczy, las - proces powstawania ściółki leśnej.
Ponadto przeprowadza się diagnostykę typów gleb na podstawie widm ekogrup. Typ gleby charakteryzuje się pewną kombinacją ESP. A ponieważ każdy ESP odpowiada jednemu, typy gleb odpowiadają pewnemu zakresowi ekogrup. Dla przykładu: czarnoziem zwyczajny wyróżnia się dominacją biegaczy z ekogrupy stepowej (74%), co wskazuje na decydującą rolę akumulacji próchnicy stepowej w powstawaniu czarnoziemu. Obecność 15% gatunków łąk świadczy o przejawach procesu łąkowego w okresach wilgotnych. Niewielki udział innych ekogrup (bagiennych, łąkowo-leśnych, solonetów i lasów) wskazuje na dawny hydromorfizm czarnoziemu i jego ewentualne zalesienie w przeszłości.
4 Owady jako bioindykatory środowiska wodnego
Oceniając jakość wody należy pamiętać, że odpowiednie pomiary wymagają przestrzegania pewnych zasad.
Podczas naszych pierwszych wizyt nad rzeką lub innym zbiornikiem wodnym zwykle zadajemy pytania opisowe: co, jak i gdzie. Pytania funkcjonalne (dlaczego?) pojawiają się później. Te pytania są znacznie trudniejsze, odpowiedź na nie wymaga już nie tylko pracy pomiarowej, ale także pracy z literaturą i wysiłkiem umysłowym.
Interpretując wyniki pomiarów jakości wody należy mieć na uwadze, że wyniki pomiarów są poprawne tylko w odniesieniu do określonego czasu. Dzień później lub wcześniej wyniki pomiarów mogą się znacznie różnić. Na przykład pewnego dnia możesz zauważyć bardzo niskie stężenie azotanów w strumieniu lub rzece. Jednak po przyjeździe następnego dnia możesz zauważyć wyjątkowo wysoką zawartość azotanów, ponieważ pobliskie przedsiębiorstwo rolne wyrzuca obornik do rzeki. Zatem pomiary fizykochemiczne pozwalają ocenić jakość wody tylko na chwilę obecną.
Obecność gatunków wskaźnikowych roślin lub zwierząt pozwala na głębszą ocenę jakości wody w zbiorniku.
Ocenę jakości wód w zbiornikach i potokach można przeprowadzić metodami fizykochemicznymi i biologicznymi. Metody oceny biologicznej są charakterystyką stanu ekosystemu wodnego pod względem populacji roślin i zwierząt zbiornika.
Każdy ekosystem wodny, pozostając w równowadze z czynnikami środowiskowymi, posiada złożony system ruchomych połączeń biologicznych, które ulegają zaburzeniu pod wpływem czynników antropogenicznych. Przede wszystkim wpływ czynników antropogenicznych, aw szczególności zanieczyszczeń, wpływa na skład gatunkowy zbiorowisk wodnych i stosunek liczebności tworzących je gatunków. Biologiczna metoda oceny stanu zbiornika umożliwia rozwiązywanie problemów, których nie można rozwiązać metodami hydrofizycznymi i hydrochemicznymi.
Ocena stopnia zanieczyszczenia zbiornika składem organizmów żywych pozwala na szybkie ustalenie:
stan sanitarny,
określić stopień i charakter zanieczyszczenia oraz sposoby jego rozprzestrzeniania się w zbiorniku,
dać ilościowy opis przebiegu naturalnych procesów samooczyszczania.
Podkreślając znaczenie bioindykacyjnych metod badawczych, należy zauważyć, że bioindykacja umożliwia identyfikację już istniejących lub trwających zanieczyszczeń środowiska na podstawie cech funkcjonalnych osobników oraz cech ekologicznych zbiorowisk organizmów. Stopniowe zmiany w składzie gatunkowym powstają w wyniku długotrwałego zatrucia zbiornika, a stają się oczywiste w przypadku zmian daleko idących.
Tym samym skład gatunkowy organizmów żywych z zanieczyszczonego zbiornika służy jako ostateczna charakterystyka właściwości toksykologicznych środowiska wodnego na określony czas i nie daje jego oceny w momencie badania.
W zimnych porach roku systemy wskaźników biologicznych w hydrobiologii w ogóle nie mogą być stosowane.
Każda grupa organizmów jako wskaźnik biologiczny ma swoje zalety i wady, które wyznaczają granice jego wykorzystania w rozwiązywaniu problemów bioindykacyjnych.
Zooplankton jest dość orientacyjnym wskaźnikiem eutrofizacji i zanieczyszczenia (zwłaszcza organicznego i azotanowego) wód. Różnorodne larwy owadów są również integralną częścią zooplanktonu.
Zoobentos - zespół zwierząt żyjących na dnie iw przydennych warstwach wód, służy jako dobry wskaźnik zanieczyszczenia osadów dennych i przydennej warstwy wody. Pozytywne wyniki daje również ocena jakości wody przez larwy owadów. Najbardziej wrażliwe organizmy to wolnożyjące larwy chruścików i jętek.
Prowadzenie badań biologicznych ma swoją własną charakterystykę w zbiornikach wód stojących i płynących.
Również przypadkowe zanieczyszczenia o charakterze lokalnym mogą najłatwiej wpłynąć na przyrodę populacji dennej (tj. organizmów bentosowych) w takich zbiornikach wodnych.
Okoliczność ta zmusza do zwrócenia uwagi na miejsca szybkiego przepływu podczas badania rzek - rynny, tamy itp. Jeśli chcemy mieć wyobrażenie o ogólnym stanie rzeki, to w tym miejscu należy wybrać stacje. Jeśli interesują nas zanieczyszczenia jednorazowe lub lokalne, konieczne jest zbadanie mieszkańców dna w miejscach o słabym nurcie - w rozlewiskach, torfowiskach itp. Po wpłynięciu do rzeki niektórych zanieczyszczonych ścieków, te ostatnie są odprowadzane w dół rzeki i osadzane z wolnym nurtem w głębszych partiach rzeki.
Badania biologiczne stojących zbiorników wodnych wydają się być łatwiejsze do interpretacji. Tutaj przede wszystkim konieczne jest przeprowadzenie kompleksowych badań w celu uzyskania pełniejszego obrazu stanu zbiornika. Im większy badany zbiornik, tym większą liczbę różnych stacji należy wybrać na jego obwodzie.
Prawie każde użycie wody wpływa na jej jakość. Zużyta woda jest zwykle zawracana do rzek lub lagun w celu odzyskania. Może to mieć niepożądany wpływ na życie, jeśli używana woda bardzo różni się od wody naturalnej.
Bioindykacja to metoda oceny obciążenia antropogenicznego poprzez reakcję na nie organizmów żywych i ich zbiorowisk.
Biotesty to wykorzystanie obiektów biologicznych (obiektów testowych) w kontrolowanych warunkach do identyfikacji i oceny wpływu czynników środowiskowych (w tym toksycznych) na organizm, jego indywidualną funkcję lub układ organizmów. Dobre wyniki daje analiza owadów bentosowych (dennych). Ocenę czystości zbiorników wodnych przeprowadza się na podstawie przewagi lub braku niektórych taksonów.
Skala zanieczyszczeń według taksonów wskaźnikowych
taksony wskaźnikowe |
Przydatność ekologiczna i biologiczna, klasa czystości wody, użytkowanie |
Larwy widelnic, płaskie larwy jętek, chruścików - riacophylla |
Bardzo czysto. Pełnowartościowe Piwo, Rekreacja, Wędkarstwo. |
Pływające i pełzające caddis-neureklipsis, widłogony, pluskwa wodna |
Internet. Pełnowartościowe Pijalne, rekreacyjne, wędkarskie, nawadniające, techniczne. |
Ryjące larwy jętek, chruścików pod nieobecność reacophylla i neuroclipsis, larwy ważek dyni i piękności, kuczmany |
Zadowalająco czysty. Pełny. Picie z czyszczeniem, rekreacyjna hodowla ryb, nawadnianie techniczne. |
Balony, Dreisena, larwy ważek pod nieobecność płaskonogiego i pięknego, wodnego osła |
Zanieczyszczony. Niekorzystny. Ograniczona hodowla ryb, ograniczone nawadnianie |
Masa tubifexów, dżdżownic, szczurów, masa muszek |
Brudny. Niekorzystny. Techniczny. |
Brak makrobezkręgowców |
Bardzo brudny. Niekorzystny. Techniczny z czyszczeniem |
Przy bioindykacji środowiska wodnego za pomocą owadów stosuje się różne metody, a mianowicie:
1. Pobieranie próbek i przetwarzanie próbek do analizy
Przy wyborze miejsc pobierania próbek należy wziąć pod uwagę szereg warunków. Nie powinny mieć płytkich wód z gęstą roślinnością wodną, a także rozlewisk z wodą stojącą.
Próbki gleby z żyjącymi w niej organizmami bentosowymi pobiera się za pomocą skrobaka siatkowego.
Skrobak jest siatką z zaostrzoną metalową płytką o długości 25 cm w dolnej części łukowatego obrzeża.Siatka jest osłonięta mocną tkaniną siatkową. Za pomocą siatki próbki pobiera się do wiadra lub miski.
Organizmy są zwykle pobierane w miejscu pobierania próbek. W tym samym czasie niewielką porcję gleby przenosi się do kuwety z wodą i za pomocą pęsety zwierzęta przenosi się do słoików z 4% roztworem formaliny. Słoiki są opatrzone etykietą z datą i miejscem pobrania próbki. Próbki można również pobrać w laboratorium. Przemyte próbki można przechowywać w lodówce przez 1-2 dni.
2. Ocena jakości wody stawowej według wskaźnika biotycznego Mayera
Czystość wód naturalnego zbiornika można ocenić na podstawie różnorodności gatunkowej i liczebności populacji zwierząt, w szczególności owadów.
Czyste zbiorniki zasiedlają larwy widelnic, jętek, skrzydlatych i chruścików. Nie znoszą zanieczyszczeń i szybko znikają ze zbiornika, gdy tylko dostaną się do niego ścieki.
Średnio zanieczyszczone zbiorniki zasiedlają osły wodne, obunogi, larwy kuczmanów (muchów), bitinia, trawniki, larwy ważek oraz pijawki (konik duży, konik mały, klepsyna).
Nadmiernie zanieczyszczone zbiorniki zasiedlają larwy komara dzwonkowatego (robaczka) i muchówki piaskowej (szczur).
Ta technika jest odpowiednia dla wszystkich rodzajów zbiorników. Jest prostszy i ma tę wielką zaletę, że nie wymaga identyfikacji bezkręgowców do dokładnego gatunku. Metoda opiera się na fakcie, że różne grupy bezkręgowców wodnych są ograniczone do zbiorników wodnych o pewnym stopniu zanieczyszczenia. W tym przypadku organizmy wskaźnikowe są przypisane do jednej z trzech sekcji przedstawionych w tabeli.
Należy zaznaczyć, które z wymienionych w tabeli grup stwierdzono w próbkach. Liczbę grup znalezionych z pierwszej sekcji należy pomnożyć przez 3, liczbę grup z drugiej sekcji - przez 2, a z trzeciej - przez 1. Otrzymane liczby są sumowane: X * 3 + Y * 2 + Z * 1 \u003d S
Na podstawie wartości sumy S (w punktach) ocenia się stopień zanieczyszczenia zbiornika:
Ponad 22 punkty - zbiornik jest czysty i posiada 1 klasę jakości;
17-21 punktów - klasa jakości 2;
11-16 pkt - średnie zanieczyszczenie zbiornika, klasa czystości 3;
Mniej niż 11 - zbiornik jest brudny, klasa jakości 4 -7.
Prostota i uniwersalność metody Mayera pozwalają na szybką ocenę stanu badanego stawu. Jeśli regularnie prowadzisz badania jakości wody przez jakiś czas i porównujesz wyniki, to nawet stosując te proste metody, możesz wychwycić, w jakim kierunku zmienia się stan stawu.
3. Określenie stopnia zanieczyszczenia zbiornika według wskaźnika Goodnighta i Wattleya
Wskaźnikiem jakości wody w jeziorach i stawach jest jej troficzność - ilość substancji organicznych zgromadzonych w procesie fotosyntezy w obecności pierwiastków biogennych (azot, fosfor, potas). Materia organiczna zapewnia istnienie populacji zwierząt i jej różnorodność gatunkową, liczba populacji zależy od ilości pożywienia. Po śmierci zwierząt pojawiają się problemy z rozkładem ich zwłok i zmianą składu gazowego wody. Proces zwiększania zawartości troficznej zbiornika nazywa się eutrofizacją. Najbardziej zauważalnymi przejawami eutrofizacji są letnie „rozkwity” zbiorników wodnych, zimowe wypadki, szybkie spłycenie i zarastanie zbiorników wodnych. Eutrofizację można wykryć podczas badania za pomocą bioindykatorów. Rolę bioindykatorów w tym przypadku mogą pełnić larwy komarów drgających lub komarów chironomus oraz drobne kręgi włosia żyjące w mułach dennych bogatych w materię organiczną. Larwy ochotki Chironomus, popularnie nazywane „robakami ochotnikowymi”, oraz grzybica żyją w mule, żywią się resztkami organicznymi i są przystosowane do niedoboru tlenu ze względu na zawartość hemoglobiny we krwi. Obecność tych organizmów w mule dennym jest niewątpliwą oznaką eutrofizacji. Aby wyjaśnić ten fakt, konieczne jest wydobycie mułu z dna zbiornika za pomocą siatki na wodę lub czerpaka, a następnie dokładne przemycie go na sicie lub metalowej siatce z drobnymi komórkami żywych organizmów. O stopniu eutrofizacji decyduje liczba słojów i ochotkowatych. Zwyczajowo wyróżnia się trzy stopnie eutrofizacji: 1) słaba, 2) średnia, 3) silna. Przy silnej eutrofizacji tubifexy licznie występują w mule, często pokrywają dno ciągłą warstwą, latem woda zazielenia się na skutek masowego rozmnażania glonów, a zimą obserwuje się wymieranie ryb i konieczność napowietrzania zbiorników. Wody takich zbiorników są mało przydatne do celów gospodarczych. Przy średniej eutrofizacji obserwuje się wzrost liczby dżdżownic, kanaliki są pojedyncze. Przy słabej eutrofizacji objawy te są nieobecne.
W celu poprawy zbiorników o silnej eutrofizacji, koszenia i zbioru roślin wodnych można zalecić usuwanie z dna mułu, zwanego sapropelem. Świeży sapropel może być stosowany do gleby jako cenny nawóz organiczny.
Indeks Goodnighta i Wattleya może również służyć jako wskaźnik eutrofizacji. Aby określić wskaźnik, organizmy bentosowe są zbierane z określonego obszaru dna. Za pomocą skrobaka lub łopaty usuń dolną ziemię, dokładnie umyj ją na sicie. Organizmy pozostające na sicie umieszcza się w pojemniku z wodą. W laboratorium zebrane zwierzęta dzieli się na dwie grupy: jedna grupa - małe pierścienie szczeciny - skąposzczety, druga - inne gatunki. po policzeniu organizmy w grupach znajdź index Dobranoc i formuła Whatleya
a= M X 100
gdzie a to indeks, M to liczba skąposzczetów, a B to liczba wszystkich rodzajów organizmów. Po znalezieniu wskaźnika określa się stopień zanieczyszczenia zbiornika zgodnie z tabelą.
Wniosek
Z powyższego można więc wywnioskować, że metody bioindykacyjne są ważne w monitoringu środowiska, że w ostatnim czasie zyskały szerokie uznanie i rozpowszechnienie. Bez względu na to, jak nowoczesny jest sprzęt do monitorowania zanieczyszczeń i określania szkodliwych zanieczyszczeń w środowisku, nie można go porównywać ze złożonym „żywym urządzeniem”, które reaguje na określone zmiany, odzwierciedlając wpływ całego zespołu czynników, w tym złożonych związków różnych składników .
Bioindykację można zdefiniować jako zestaw metod i kryteriów opracowanych w celu poszukiwania elementów informacyjnych ekosystemów, które mogłyby:
a) odpowiednio odzwierciedlają poziom oddziaływania na środowisko, w tym złożony charakter zanieczyszczeń, uwzględniając zjawiska synergii działania czynników;
b) diagnozować wczesne zaburzenia w najbardziej wrażliwych składnikach zbiorowisk biotycznych i oceniać ich znaczenie dla całego ekosystemu w bliższej i dalszej przyszłości.
Bioindykacja opiera się na ścisłym związku organizmów żywych z warunkami środowiskowymi, w których żyją. Zmiany tych warunków, na przykład wzrost zasolenia lub pH wody, zmiana składu gazowego powietrza, mogą prowadzić do zaniku niektórych rodzajów organizmów najbardziej wrażliwych na te wskaźniki i pojawienia się innych dla które takie środowisko będzie optymalne. Jako bioindykatory wykorzystywane są różne grupy organizmów, w tym owady.
Przy pomocy owadów można przeprowadzić bioindykację takich mediów naturalnych jak woda i gleba. Na podstawie zmian morfologicznych, fizjologicznych, zmian w ontogenezie owadów można ocenić stopień i charakter zanieczyszczenia gleb i wód, ich stan sanitarny i jakość. Można więc powiedzieć, że owady to grupa organizmów szeroko wykorzystywana w badaniach bioindykacyjnych.
slajd 1
Miejska budżetowa instytucja oświatowa „Liceum nr 1 Torbeevskaya” II szkolna konferencja naukowa „Myśl globalnie - działaj lokalnie” Temat badawczy: „Ocena jakości środowiska za pomocą bioindykacji”
Ukończył: Didenko A. O., uczeń klasy 9 „b” Opiekun: Mishina Elena Alexandrovna, nauczyciel biologii rp. Torbejewo 2016
slajd 2
Jako takie organizmy, porosty, owady, zwierzęta wodne - hydrobionty, mikroorganizmy, rośliny i zbiorowiska roślinne - stosuje się fitobioindykatory.
Bioindykacja - ocena stanu parametrów środowiska za pomocą obiektów żywych - bioindykatorów.
slajd 3
slajd 4
Hipoteza badawcza. W połowie XIX wieku fiński naukowiec V. Nyulander zwrócił uwagę na ubóstwo gatunkowe flory porostów na terenach przemysłowych dużego miasta w porównaniu z peryferiami rolniczymi. Temat badań: określenie jakości środowiska naturalnego (stopień zanieczyszczenia powietrza) w miejscowości Torbeevo na podstawie bioindykacji flory porostów. Cel: Określenie ogólnego stanu sytuacji ekologicznej we wsi Torbeevo w wyniku badania zespołu porostów wsi.
slajd 5
Zadania: - zapoznanie się z metodą oznaczania porostów jako metody badań ekologicznych; - określenie typów głównych grup porostów występujących na wsi; - opisywać siedliska wskaźników porostów; - określenie poziomu świadomości uczniów szkoły nr 1 na temat sytuacji środowiskowej w rejonie torbiejewskim; - określenie stanu basenu powietrznego wsi na podstawie wyników inwentaryzacji porostów.
slajd 6
Na podstawie badań możliwe będzie zidentyfikowanie stref porostowych, co pozwoli na ocenę stopnia zanieczyszczenia powietrza: pustynia porostowa – całkowity brak porostów, obszary najbardziej niekorzystne z najbardziej zanieczyszczonym basenem powietrza. strefa konkurencji - flora porostów jest uboga. strefa normalna - wystarczająca liczba porostów, obszary zamożne z najczystszym powietrzem atmosferycznym: lasy, zagajniki, parki itp.
Slajd 7
Slajd 8
Slajd 9
Slajd 10
Jest jeszcze jedna oznaka podziału porostów, najważniejsza dla oznaczenia porostów - według wrażliwości na zanieczyszczenia atmosferyczne: Średnio wrażliwa. Należą do nich na przykład niektóre rodzaje parmeli (bruzdowane, skaliste) i cladoni (pudrowe, z frędzlami). Mocno wrażliwy. Należą do nich usnei (czubaty, bujny), szaro-szara cetraria, niewygładzona kladonia, nabrzmiała hipohymnia, ksantoria ścienna (złotnik).
slajd 11
Badani przeze mnie przedstawiciele zespołu porostowego rosły: W lasku liściastym W strefie mieszkalnej wsi w pobliżu budynków mieszkalnych, sklepów, w strefie administracyjnej. W centralnej części wsi, gdzie znajduje się autostrada i sklepy Na północnych i zachodnich obrzeżach wsi Torbeevo, gdzie środowisko naturalne praktycznie nie jest naruszone przez wpływy antropogeniczne Na wschodnich obrzeżach wsi (gdzie przebiega autostrada prowadząca do znajduje się wieś) przy wjeździe do wsi. Na południowym skraju wsi.
Charakterystyka badanego obszaru.
slajd 12
Metody badawcze. 1. Metody teoretyczne: analiza i synteza danych literaturowych na początkowym etapie badań - studium literatury specjalistycznej dotyczącej teorii zagadnienia; projektowanie wyników i procesów ich osiągania na różnych etapach prac poszukiwawczych; 2. Metody empiryczne: obserwacja; porównanie; metoda pytająco-dialogowa (kwestionariusze); 3. Metody matematyczne: matematyczna i statystyczna obróbka danych uzyskanych w trakcie badań, metoda wizualizacji danych (wykresy, tabele).
slajd 13
Liczba gatunków porostów Gatunki porostów Liczebność, 1-5 pkt Grupa (rodzaj) porostów Plecha Wielkość, cm (min – max)
1 Hipogymnia 5 Epifit 1 – 5
2 Ściana Xanthoria, złota rybka (Xantoria) 5 Epifit 3 - 6
3 Parmelia (Parmelia) 5 Epifit 1,5 - 7
4 Physcia 4 Epifity 2 – 4
5 Cetraria 5 Epifit 1 – 8
6 Cladonia 4 Epigeum 1 – 4
7 Peltigera 4 Epigeus 3 – 9
8 Cetraria 4 Epigeum 1 – 7
9 Hypohymnia 5 Epiksyl 1 – 5
10 Xanthoria ścienna 5 Epixil 4 – 8,5
11 Parmelia 5 Epiksyl 1 – 6
12 Parmelia 3 Epilit 2 – 6
13 Cetraria 3 Epilit 1 – 9
14 Fiscia 4 Epilit 2 – 8,5
Tabela numer 1. Rodzaje porostów rosnących na terenie wsi Torbeevo
Slajd 14
Tabela numer 2. Gatunki drzew ze wskaźnikami porostów epifitycznych.
Liczba gatunków drzew Gatunki drzew Grupa wysokościowa Średnica pnia (min – max), cm Wysokość drzewa (min – max), cm Części zamieszkałe; wysokość (w m) głównego i indywidualnego występowania porostów
1 Biała akacja 1 45 - 98 7,5 - 29 Pień, duże gałęzie; do 7, do 15
2 Brzoza brodawkowata 1 47 – 71 18 – 26 Pień, duże i małe gałęzie; do 9, do 18
3 Wierzba drzewna 3 27 - 45 0,8 - 2 Pień, gałęzie; do 0,5, do 1
4 Klon jesionolistny 1 23 – 45 9 – 20 Pień, gałęzie; do 9, do 11
5 Topola czarna 1 69 - 203,5 17 - 21 Pień, gałęzie; do 10, do 16
6 Osika 2 43 – 51 5 – 7 Pień, duże gałęzie; do 4,5, do 6
7 Jarzębina zwykła 3 21 - 44 3 - 6 Pień, gałęzie; do 9, do 18
8 Gruszka wierzbowa 3 25 - 31 0,9 - 2,5 Pień, gałęzie
9 Jabłoń leśna 3 6 - 11 0,5 - 2,5 Gałęzie; do 0,5
slajd 15
Wierzba
slajd 16
klon jesionolistny
Slajd 17
Topola czarna
Slajd 18
dzika jabłoń
Slajd 19
Brodawkowata brzoza
Slajd 20
biała akacja
slajd 21
pył wulkaniczny
slajd 22
gruszka wierzbowa
slajd 23
Obliczenie częstości występowania porostów R – częstość występowania porostów A – liczba drzew, na których występuje grupa porostów B – ogólna liczba badanych drzew R = A / B 100% Częstość występowania: poniżej 5% – bardzo rzadka, 5 - 20% - rzadko, 20 - 40% - dość często, 40 - 60% - często, 60 - 100% - bardzo często.