Возможности, преимущества и недостатки оценки состояния окружающей среды по абиотическим и биотическим показателям.

Оценка качества среды и антропогенных изменений экосистем может производиться и по их абиотическим параметрам, и по биотическим (на основе определения, анализа и интерпретации различных характеристик биоты). Оба подхода имеют свои преимущества и недостатки (табл. 9).

Абиотические параметры удобнее тем, что непосредственно характеризуют состав среды, её конкретные негативные изменения, причем имеют строгое количественное выражение. Однако получить по ним полную характеристику среды невозможно, поскольку:

1) Остаётся неясным главное: насколько абиотические условия в целом соответствуют потребностям биоты.

2) Современные антропогенные воздействия на экосистемы, как правило, весьма сложны. Как бы велико ни было количество абиотических параметров, определённых исследователем, нет гарантии, что удалось полностью учесть все влиятельные факторы.

3) Реакция экосистем существенно зависит не только от состава факторов, но и сложного эффекта от их взаимодействия.

Это ограничвает эффективонсть оценки состояния экосистемы, качества среды и её антропогенных изменений по одним лишь абиотическим параметрам.

Преимущество использования биотических параметров заключается в их большей надежности и объективности. Состояние биоты определяется общим состоянием абиотической среды и чётко реагирует на негативные воздействия любого происхождения, независимо от полноты их учета и степени изученности.

Кроме того, биота является мощным регулятором состояния окружающей среды. Любые, даже внешне незначительные нарушения биоты создают реальную угрозу резкого, непредсказуемого, часто – катастрофического изменения параметров окружающей среды, в том числе и жизненно важных для человека.

Всё это определяет особую важность биотических характеристик как объекта мониторинга и оценки воздействий на окружающую среду. Но, адекватно отражая степень негативного воздействия в целом, оценка состояния и изменений биоты не объясняет, какими именно факторами они создаются.

Таблица 9.

Преимущества и недостатки подходов к оценке воздействия на окружающую среду (ОВОС) по абиотическим и биотическим показателям.

Наиболее эффективным оказывается сочетание обоих подходов. Этот прием все шире входит в практику оценки качества окружающей среды и ее антропогенных изменений. Определение ряда биотических показателей, наряду с традиционными абиотическими, уже предусмотрено некоторыми нормативными документами (например, ГОСТ 17.1.3.07-82 "Охрана природы. Гидросфера. Правила контроля качества воды водоемов и водотоков"; ГОСТ 17.1.2.04-77. Охрана природы. Гидросфера. Показатели состояния и правила таксации рыбохозяйственных объектов"; и др.). Однако обычно при этом абиотические и биотические параметры рассматриваются по отдельности, без учета их взаимосвязи. Конечно, в какой-то мере это повышает надежность оценки качества среды. Но для адекватного экологического нормирования необходимо не только выбирать наиболее показательные абиотические и биотические характеристики экосистемы, но и обязательно учитывать сами закономерности реакции биоты на изменения среды. Только так можно выяснить, какие из абиотических факторов лимитируют биоту и в какой степени, и как именно следует изменить их значения, чтобы понизить общий уровень воздействия до приемлемого уровня.

При этом состояние всей среды в целом достаточно надежно оценивается по результатам учета и анализа биотических показателей, а прямая оценка физико-химических характеристик помогает разобраться, какие из антропогенных факторов наиболее сильно ухудшают среду и как именно это происходит.

3.1.2. Биологический мониторинг, как составляющая экологического мониторинга.

Биологический мониторинг (сокращённо – биомониторинг) предназначен для решения трёх основных задач.

1) Информационное обеспечение деятельности по сохранению биоты: определение состояния биотической составляющей биосферы (на различных уровнях организации биосистем) и ее реакции на антропогенное воздействие. Учитывая важнейшую средообразующую роль биоты (разд. 3.1.1), ясно, что задача сохранения последней имеет для человечества первоочередное практическое значение. Очевидны также этический и эстетический аспекты данной проблемы.

2) Оценка состояния окружающей среды по биотическим параметрам. Особую роль играет выявление начальных стадий неблагоприятных изменений среды, к которым многие компоненты биоты намного чувствительнее, чем человек.

3) Исследование содержания различных ингредиентов в биоте относится к биологическому мониторингу довольно условно; скорее, это одна из составляющих общей задачи определения содержания поллютантов в различных средах.

Кроме того, существуют многие частные формы биологического мониторинга для информационного обеспечения конкретных направлений деятельности по охране окружающей среды.

Особой подсистемой биомониторинга может считаться мониторинг популяций конкретных биологических видов. Наблюдения ведутся:

– за средообразующими популяциями, очевидно необходимыми для существования всей экосистемы (например, популяции доминирующих видов деревьев в лесных экосистемах);

– за популяциями-индикаторами, хорошо характеризующими своим со­стоянием степень благополучия той или иной экосистемы и наиболее чувствительными к антропогенному воздействию (например, планктонные рачки Epishura baikalensis в оз. Байкал в зоне воздействия ЦБК);

– за популяциями, имеющими большую хозяйственную ценность (например, ценных видов рыб).

В последнее время увеличивается роль генетического мониторинга (наблюдение возмож­ных изменений в генофонде различных популяций).

Мониторинг популяции человека (как компонента биосферы) тоже может, в известной степени, считаться одной из форм популяционного биомониторинга. Постановлением Правительства РФ № 426 от 01.06.2000 г. от 1 июня 2000 г. утверждено положение о социально-гигиеническом мониторинге – государственной системе наблюдения, анализа, оценки и прогноза состояния здоровья населения и среды обитания человека (на уровнях: федеральном, субъектов федерации, муниципальных образований). Заявленные цели социально-гигиенического мониторинга – формирование федерального информационного фонда, изучение причинно-следственных связей между состоянием здоровья населения и условиями среды, а также обеспечение межведомственной координации деятельности по контролю санитарно–эпидемиологической остановки.

В настоящее время наиболее развита система биологического мониторинга поверхностных вод (гидробиологический мониторинг) и лесов. Однако даже в этих областях биомониторинг существенно отстает от мониторинга абиотических характеристик среды – как по методологическому, методическому и нормативному обеспечению, так и по количеству наблюдений. Например: н аблюдениями за загрязнением поверхностных вод суши по гидрохимическим показателям охвачены 1166 водных объектов. Отбор проб ведется на 1699 пунктах (2342 створа) по физическим и химическим показателям с одновременным определением гидрологических показателей. В то же время, н аблюдения за загрязнением поверхностных вод суши по гидробиологическим показателям производятся лишь в пяти гидрографических районах, на 81 водном объекте (по 170 створам), причем программа наблюдений включает от 2 до 6 показателей. Сеть комплексного мониторинга загрязнения природной среды и состояния растительности (СМЗР) насчитывает всего 30 постов, которые располагаются на территории 11 УГМС (контролирующие органы: Рослесхоз, Госкомэкология России).

В работах по созданию Единой государственной системы экологического мониторинга (ЕГСЭМ) принимает участие Госкомрыболовство России (создание Единой государственной системы мониторинга водных биоресурсов, наблюдений и контроля за деятельностью российских и иностранных рыболовных судов с использованием космических средств связи и специализированных информационных технологий). Мониторинг водных биоресурсов включает:

– мониторинг объектов животного мира, принадлежащих к объектам рыболовства;

– ведение отраслевого кадастра промысловых рыб Российской Федерации;

– мониторинг состояния загрязнения биоресурсов рыбохозяйственных водоемов Российской Федерации и среды их обитания (c целью изучения океанологических основ биопродуктивности, прогноза добычи и охраны наиболее ценных гидробионтов);

– сбор данных для информационного бюллетеня "Радиационная обстановка в рыбопромысловых районах Мирового океана".

Сейчас работы в области биологического мониторинга (в том числе мониторинга экосистем и мониторинга редких и охраняемых видов растительного и животного мира) активно проводятся в ряде регионов. Например, в Тюменской области в 1998-2000 годы успешно реализован первый этап программы "Создание Единой территориальной системы экологического мониторинга Тюменской области". Разработаны методики ведения экологического мониторинга основных биогеоценозов, организована сеть постоянных, опытных площадей для его осуществления в южной зоне области. В Амурской области функционирует подсистема мониторинга растительного и животного мира в части редких и охраняемых видов (МРЖМ) в рамках АМУРСЭМ. Разработана, апробирована и утверждена программа по МРЖМ на период до 2005 г., и др. Развитие системы биомониторинга России отнесено к одной из наиболее актуальных природоохранных задач (Государственный доклад Госкомэкологии, 2000 г.). Согласно принципу ориентации ЕГСЭМ на экосистемный подход, экологический мониторинг обобщает результаты и биоло­гического, и геофизического мониторинга на уровне экологических систем.

3.1.3. Биоиндикация и биотестирование.

Существуют два методологически различных пути оценки состояния среды по характеристикам биоты: биотестирование и биоиндикация.

Биотестирование – это оценка качества среды при активном вмешательстве в природные процессы, путем постановки эксперимента в природных или лабораторных условиях. Суть биотестирования сводится к определению последствий взаимодействия подопытных организмов (" тест-объектов ") с испытываемой средой. О степени вредного воздействия среды судят, сопоставляя изменения характеристик тест-объектов при различной продолжительности опыта в изучаемых средах. Например, для водной среды в качестве стандартных тест-объектов принято использовать бактерий Esherichia coli, инфузорий родов Paramecium и Tetrachimena, веслоногих рачков Daphnia magna, икру и личинок лососевых рыб, и др. Негативное влияние испытываемой среды оценивается по выживаемости, плодовитости, заболеваемости, скорости роста и индивидуального развития, особенностям поведения, морфологическим изменениям организмов – тест-объектов.

Биоиндикация – это оценка качества среды по состоянию тех или иных представителей ее населения – биоты, осуществляемая путем наблюдения за ними, без активного (экспериментального) вмешательства в природные процессы. Объектами таких наблюдений (биоиндикаторами) могут служить биосистемы любого уровня организации. Оценка качества среды производится по биоиндикаторным признакам – тем характеристикам наблюдаемых биосистем, которые наиболее полно и точно отражают степень их благополучности.

Поскольку основой мониторинговых исследований является наблюдение, а не эксперимент, основной методологией биологического мониторинга является биоиндикация. Однако некоторые методы биотестирования в полевых и лабораторных условиях также используются для оценки качества среды и выявления её антропогенных изменений.

При биоиндикации и биотестировании с целью количественного изучения и нормирования реакции биосистем на факторы окружающей среды используются следующие основные понятия.

1). Пространство лиимтирующих экологических факторов – евклидово пространство, координаты которого сопоставлены лимитирующим биосистему экологическим факторам, общее количество которых равно n:

ε _n = {(x₁, x₂, …, x_n, …)}

2). Функция отклика биосистемы на экологические факторы. Реакция биосистемы на экологические факторы оценивается по соответствующим изменениям ее различных характеристик. Зависимость значений характеристики биосистемы от значений n экологических факторов выражается соответствующей функцией отклика этой характеристики на данные факторы: f (X₁, X₂,..., X _n). При этом функция отклика характеристики биосистемы на один из n императивных экологических факторов (X) (при некоторых фиксированных значениях остальных факторов) называется её частной функцией отклика на данный фактор (при данном сочетании остальных факторов) – f(X).

3). Функция благополучия биосистемы от экологических факторов. Очевидно, что далеко не каждая характеристика биосистемы отражает ее общее состояние, степень благополучности. Значит, не все функции отклика могут быть содержательно использованы для оценки реакции биосистемы на экологические факторы. Функция отклика биосистемы на экологические факторы, которая достаточно обобщенно и полно характеризует степень ее благополучности при различных сочетаниях значений n императивных факторов, называется функцией благополучия изучаемой биосистемы от этих факторов: f_б (X₁, X₂,..., X _n). Примеры характеристик биосистем различного ранга, которые используются как функции их благополучия от экологических факторов, даны ниже, в разделе 3.2. Функция благополучия биосистемы от одного из n императивных экологических факторов (X) называется её частной функцией благополучия от данного фактора f_б(X).

4). Изобола (от гр. "ισος" – равное и "βολος" – изменение) – совокупность всех сочетаний значений лимитирующих факторов, оказывающих на биосистему равносильное воздействие (т.е. обусловливающих определённое постоянное значение функции благополучия).

Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...

ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...

Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: