| Главная » Файлы » Для учня/студента » Біологія/екологія | [ Добавить материал ] |
НАУКОВЕ ОБГРУНТУВАННЯ. науковий
| 12.07.2010, 13:11 | |
| . НАУКОВЕ ОБГРУНТУВАННЯ. Сучасний етап еволюційного розвитку біосфери протікає під значним антропогенним пресом, що впливає на всі рівні існування біологічної матерії – від субклітинного-клітинного до екосистемного. Інтенсивний розвиток енергетики, ресурсозатратних промислових технологій, урбанізація, екстенсивне ведення сільського господарства, розширення рекреаційних зон і т.п. значно змінили природні ландшафти в Україні. В найбільшій мірі антропогенного впливу зазнали річкові екосистеми, в басейнах яких збудовані штучні водоймища з греблями гідроелектростанцій, водойми-охолоджувач і ГРЕС та АЕС, розмішені водозабірні станції міст і магістральних каналів. Замість забраної природної води, повертаються десятки кубічних кілометрів слабоочищених чи взагалі неочищених стічних вод, для яких характерна не тільки підвищена токсичність, а і води, що мають небезпечні мутагенні властивості, можуть змінювати генофонд людини. Розробка і впровадження в дію концептуальних планів-дій по покращанню екологічного стану довкілля в Україні можливі лише на основі отримання об'єктивної і різноманітної інформації про фактичний стан біосфери і прогнозу майбутніх змін. Вирішення цих нагальних завдань можливе за проведенням спостереження, контролю і оцінки стану довкілля - моніторингу в місцях найбільшого антропогенного впливу. Проблема спостереження і контролю довкілля включає як геофізичний, так і екологічний моніторинг. Екологічний моніторинг (Израэль, 1984; Шварц, 1976) поряд з вивченням змін, їх оцінкою і прогнозом абіотичних складових біосфери досліджує і відповідну реакцію біоти. Важливим дослідженням підсистем біоти є вивчення структури фіто-, зоо-, бактеріопланктону, зообентосу паралельно з синхронним відбором проб води та грунту для визначення вмісту тяжких металів, нафтопродуктів, фенолів, ПАР (поверхнево-активних речовин) та інших інгредієнтів, що формують якість води протягом різних вегетаційних сезонів. Гідрохімічні показники дають «миттєвий знімок» якості води. Організми бактеріо-, фіто- та зоопланктону можуть відображувати його стан за період в декілька днів, а зообентос - за тижні і місяці (Плигин, Щербак, Арсан и др., 1998). Проведення моніторингу біоти неможливе без си стемного підходу, при якому повинні розглядатися основні біологічні підсистеми водних екосистем, що в найбільшій мірі страждають від антропогенного пресу. До сьогодення не існує загальноприйнятої парадигми оцінки біологічних систем, що в найбільш повній мірі відповідали б завданням гідробіологічного моніторингу (Абакумов, 1977). В той же час вибрана методологія моніторингових досліджень повинна давати найбільш об'єктивну інформацію за станом довкілля, бути репрезентованою основою для складання короткострокових і довгострокових прогнозів. Новизна пропонуємого алгоритму дій проявляється в тому, що для моніторингових досліджень пропонуються біологічні системи, життєдіяльність яких характеризується діалектичною єдністю одного цілого: а) їх структурні характеристики віддзеркалюють стан біоти, що дозволяє оцінювати вплив (чи, навпаки, відсутність) антропогенних чинників різної природи (техногенні, хімічні, токсичні, термічні, тощо); б) функціональні характеристики поряд з віддзеркаленням стану біоти є середоутворюючими біологічними чинниками. Необхідною умовою моніторингових показників як тих, що характеризують структуру, так і функціонування біоти, повинно бути: а) провідна роль в основних підсистемах (планктон, бентос, перифітон) водної екосистеми; б) можливість проведення інтегральної оцінки стану екосистеми; в) оцінка впливу як загальних екологічних чинників, так і специфічних, чи, навпаки, неспецифічних. Біологічними підсистемами (чи угрупованнями), що є найбільш інформативними і в найбільшій мірі відповідають поставленій меті, є: 1) структура фітопланктону; 2) функціональна характеристика фітопланктону як компоненту планктону та планктону в цілому; 3) структура фітомікробентосу, фітоперифітону; 4) структура зоопланктону; 5) структура зообентосу, зооперифітону; 6) бактеріальне населення водної товщі; 7) вища водяна рослинність. Проведений аналіз літературних даних та власних напрацювань за структурними і функціональними характеристиками гідробіонтів різних трофічних рівнів: автотрофи (водорості, вищі водяні рослини), гетеротрофи (бактерії) та консументи (рослинно-, бактеріо-, детритофаги, хижаки) та екологічних груп (планктон, бентос, перифітон) дозволив виділити наступні показники. Структурні характеристики гідробіонтів, необхідні для моніторингу сучасного стану водних екосистем: n - видове різноманіття - кількість видових і внутрішньовидових таксонів усіх систематичних груп гідробіонтів і їхнє співвідношення (у відсотках до загальної кількості); nt-таксономічне різноманіття - кількість таксонів рангом вище виду (рід, родина, порядок, відділ, царство), їх процентне співвідношення; nе- екологічне різноманіття - біотопічна приуроченість угруповань гідробіонтів, що дозволяє їм розвиватися в даний момент у планктоні, бентосі, обростаннях або інших біотопах; Н - інформаційне різноманіття, індекс Шеннона; розраховується по видовому різноманіттю, біомасі (НВ) чи відповідно по чисельності (HN) угруповань гідробіонтів; N, Ві - кількісне різноманіття: величини чисельності N, біомаси Ві (тис. кл/л, орг/л, мг/л, г/м3, г/м2); - характеристика структури чисельності угруповань і дольова участь конкретної систематичної групи водоростей (Nі) у формуванні сумарної чисельності фітопланктону; — характеристика структури біомаси, те ж, що і для чисельності; dn - видовий склад видів-домінантів угруповань гідробіонтів; dN, dB - кількісне різноманіття (dN - чисельність; dB - біомаса) домінуючих видів; — характеристика структури чисельності домінуючого комплексу угруповань гідробіонтів і дольова участь конкретного (dNi) виду у формуванні сумарної чисельності; — характеристика структури біомаси домінуючого комплексу, те ж що і для чисельності. Просторово-часова динаміка перерахованих вище показників: - просторова - по горизонталі - акваторія водойми; по вертикалі - його водна товща; - часова - добова, сезонна, багаторічна – зміна структурних характеристик угруповань гідробіонтів за певний часовий інтервал (доба, місяць, вегетаційний сезон); S - сапробіологічна характеристика якості води, що розраховується за видами-індикаторами різних зон органічного забруднення води, їх чисельністю (SN) або за біомасою (SB); J - кількісна оцінка стану водоростевих угруповань за інтегральним кількісним показником, що розраховується за основними структурними характеристиками: видове різноманіття, чисельність, біомаса (Андреев, Щербак, 1994). Функціональні характеристики фітопланктону, що можуть бути використані для оцінки функціонування водних екосистем: А м2 - валова первинна продукція, характеризує кількість енергії (в одиницях кисню, органічного вуглецю, калоріях, джоулях, в м3, м2), фотосинтезованої фітопланктоном за певний проміжок часу (доба, місяць, сезон); Р/В - коефіцієнт (доба ') - питома первинна продукція, розрахована для фотичної зони, чи всього стовпа водної товщі; О2 - концентрація кисню, що характеризує фотоаерацію та атмосферну аерацію водної товщі (дм3, м3); R м2- деструкція органічних речовин в планктоні (в м3 чи під м2 за проміжок часу: доба, місяць, рік); A/R- індекс самоочищення водної товщі від неконсервативних органічних речовин. | |
| Просмотров: 239 | Загрузок: 0 | | |