В.1. Критерии оценки качества вод по данным гидробиологического анализа

⇐ ПредыдущаяСтр 6 из 9Следующая ⇒

Обилие видов живых существ, населяющих водоем, сложность их взаимодействия, как между собой, так и с окружающей средой, послужили причиной создания многочисленных вариантов методов оценки состояния природных вод. Большинство этих методов основано на оценке совокупности показателей: числа видов, численностей и биомасс популяций, населяющих водоём, и рассчитанных различных соотношений между ними. Показатели можно разделить на:

· простые, непосредственно характеризующие какой-либо индивидуальный компонент экосистемы (например, численность, биомасса, или число видов в сообществе);

· комбинированные, отражающие компоненты с разных сторон (например, видовое разнообразие учитывает как число видов, так и распределение их обилия);

· комплексные, использующие сразу несколько компонентов экосистемы (например, продукция, самоочищающая способность, устойчивость).

Комбинированные и комплексные показатели принято обобщенно называть «индексами».

Исходя из принципа приоритета первичных данных, основным результатом гидробиологического мониторинга являются три основных показателя:

· плотность видов S – оценка числа видов (видового разнообразия), характерная для данной точки экосистемы;

· плотность организмов N – численность особей каждого вида, приходящаяся на единицу размера экосистемы (м³, м², м);

· плотность биомассы B – масса особей каждого вида, приходящаяся на пространственную единицу экосистемы.

Каждый из перечисленных показателей или их различные комбинации являются основой для построения многих теорий, критериев и методов оценок качества некоторой гидробиологической субстанции (либо водоемов в смысле их утилитарного водохозяйственного предназначения, либо сообществ водных организмов с целью сохранения биоразнообразия и " экологической производительности", либо и того, и другого, и чего-нибудь третьего).

В.2. Оценка качества экосистемы по соотношению
показателей обилия

Индексы, использующие абсолютные показатели обилия. Абсолютные показатели обилия отдельных групп организмов могут изменяться при антропогенном воздействии, следовательно, в определенной степени отражать его величину. Например, замечено, что олигохеты, обычно немногочисленные в донных биоценозах, в местах спуска бытовых стоков часто развиваются в огромных количествах. Поэтому массовое развитие олигохет (во многих случаях без более точного определения) расценивается как показатель загрязнения.

С. Райт, Дж. Карр и М. Хилтонен, работавшие на оз. Мичиган, используют следующие плотности олигохет для оценки уровня загрязнения:

· слабое загрязнение – 100–999 экз./м²;

· среднее загрязнение – 1000–5000 экз./м²;

· тяжёлое загрязнение – более 5000 экз./м².

Индексы, использующие характер питания организмов. Антропогенное воздействие может изменить условия питания в водоеме, что приводит к реорганизации трофической структуры сообщества, количественные сдвиги в которой могут быть чутким индикатором этого воздействия. А.Ф. Алимовым и Н.П. Финогеновой доказано, что под влиянием загрязнения трофическая структура бентоса обычно упрощается, формируются более простые сообщества, играющие большую роль в самоочищении водоема: уменьшается доля животных с фильтрационным типом питания и увеличивается доля детритофагов-глотателей, изменяется влияние хищных животных и т.д. В.Ф. Шуйский также отмечает, что при органическом удобрении озер возрастает доля животных со специализированным типом питания, увеличивается доля фитодетритофагов, уменьшается доля хищников. Для оценки подобного рода изменений А. Гамильтоном и Г. Хэррингтоном предложен индекс трофических условий, рассчитываемый по соотношению в сообществе различных трофических групп. Из прочих индексов можно отметить следующие:

· индекс Н.М. Кабанова – равный отношению продуцентов к консументам, увеличивающийся по мере самоочищения водоема;

· индекс загрязнения i по И. Габриелю – соотношение числа видов продуцентов (Р – водорослей) к сумме числа видов редуцентов (R – бактерий) и консументов (С – цилиат): ;

· индекс А. Ветцеля, который предложил в формулу И. Габриеля подставлять значения биомассы, т.к. не всегда возможно использовать количество видов, ввиду сложной диагностики отдельных групп гидробионтов;

· индекс загрязнения по Дж. Хорасаве рассчитывается по формуле , где А – организмы, содержащие хлорофилл, В – организмы, у которых хлорофилл отсутствует (простейшие); индекс предложен С.М. Драчевым наряду с другими гидробиологическими показателями для классификации степени загрязненности поверхностных вод;

Индексы, использующие соотношение крупных таксонов. К.Г. Гуднайт и Л.С. Уитлей о санитарном состоянии реки судят по соотношению численности олигохет и других обитателей дна (т.е. численности всего бентоса, включая олигохет) – индекс Гуднайта и Уитлея. Ими использовались следующие оценки:

· река в хорошем состоянии – олигохет менее 60 % от общего числа всех донных организмов,

· в сомнительном состоянии – 60 %–80 %,

· сильно загрязнена – более 80 %.

Э.А. Пареле совместно с О.Л. Качаловой [Гидробиологический режим.., 1981] в рамках разработки метода оценки загрязнения водотоков Латвии предложили два олигохетных индекса (индекс Пареле): и и связали их градации (табл. 25) с зонами сапробности и классами качества воды. Коэффициент D₁ предложен для оценки быстро текущих рек с хорошей аэрацией, где развивается разнообразная донная фауна; коэффициент D₂ рекомендован для медленно текущих рек с неудовлетворительным кислородным режимом, где донная фауна однообразна и состоит почти полностью из олигохет.

Таблица 25. Взаимосвязь индекса Пареле с классами качества воды и зонами сапробности

Индекс Пареле D₁	Зона сапробности	Класс качества вод по С.М. Драчеву [1964]
0.01 – 0.16	Олигосапробная	Чистая
0.17 – 0.33	Олиго- b – мезосапробная	Условно чистая
0.34 – 0.50	b- мезосапробная	Слабо загрязненная
0.51 – 0.67	b - a – мезосапробная	Загрязненная
0.68 – 0.84	a- мезосапробная	Грязная
0.85 – 1.00	Полисапробная	Очень грязная

Не осталась без внимания исследователей и такая признанная группа биоиндикаторов загрязнения воды, как личинки и куколки хирономид. Индексы, основанные на учете личинок водных насекомых, более других подвержены ошибкам за счет особенностей сезонной динамики гидробионтов. Во время массового дружного вылета имаго насекомых из водоема величины этих индексов резко изменяются вне зависимости от степени загрязнения, поэтому соответствующие методики желательно применять только к пробам, собранным в одну и ту же фазу жизненного цикла насекомых.

Д.Л. Кинг и Р.С. Болл [King, Ball, 1964^М] для оценки санитарного состояния водоёма предложили индекс загрязнения бытовыми и промышленными стоками, значение которого уменьшается при загрязнении: .

При оценке эвтрофирования Куйбышевского водохранилища в многолетнем ряду измерений использовались следующие соотношения:

- суммарная численность хирономид Chironomus sp. (N_Ch) и Procladius sp. (N_Pr) к общей численности бентоса (N): (N_Ch + N_Pr) / N;

- численность мирных Chironomus sp. (N_мСh) и хищных Procladius sp. (N_хРr): N_мСh / N_хРr;

- суммарная численность олигохет (N_О) и хирономид: N_О / N_Ch.

Определённое направленное изменение этих показателей интерпретируется как свидетельство интенсивности происходящего процесса эвтрофирования.

Индекс Е.В. Балушкиной основан на соотношении численности подсемейств хирономид:

К = (a_t+ 0.5 a_ch) / a_o,(48)

где a_t, a_ch и a_o– смещенные относительные численности отдельных групп хирономид: соответственно, Tanypodinae (a_t), Chironomidae (a_ch), Orthocladiinae и Diamesinae (a_o); a = N + 10, где N – относительная численность особей всех видов данного подсемейства в процентах от общей численности особей всех хирономид. Предлагается следующая связь индекса Балушкиной, который может варьироваться в диапазоне от 0, /136 до 11, 5.

⇐ Предыдущая 1 2 3 4 567 8 9 Следующая ⇒