Aplinkosaugos tyrimų metu naudojami įvairūs metodai. Vienas iš jų gali būti bioindikacija. Šis metodas apima tam tikrų gyvų organizmų būklės tyrimą, siekiant gauti informacijos apie jų aplinką. Norėdami suprasti tokių tyrimų atlikimo ypatybes, turėtumėte apsvarstyti, kas yra biologinis rodiklis. Tai suteiks reikiamos informacijos apie panašią tyrimų metodiką.
Bendrasis apibrėžimas
Bioindikatorius yra gyvas organizmas ir galbūt visa rūšis ar bendruomenė, gyvenanti tam tikroje ekologinėje sistemoje ir galinti būti jo būklės atspindžiu. Be to, tyrime įvertinamas individų skaičius populiacijoje, jų būklė ir elgesys. Remiantis gauta informacija, galima spręsti apie teršalų, toksinų, kancerogenų ir kt. Buvimą natūralioje aplinkoje.
Bioindikatoriai yra augalai ar gyvūnai, kurių būklė tiesiogiai priklauso nuo jų aplinkos. Tokios technikos taikymas tyrimo metu turi daug privalumų. Kartais reikiamą informaciją apie aplinkos būklę galima gauti tik remiantis bioindikatoriais. Taupyti pinigus ir laiką sudėtingai fizinei ir cheminei analizei atlikti yra neabejotinas pranašumas.
Bioindikatoriai yra augalai ir gyvūnai, kurie apibendrina svarbius duomenis apie teršalus ir pokyčių greitį. Jie leidžia jums nustatyti kenksmingų medžiagų kaupimosi vietą ir patekimo kelią, toksinų poveikio gyviesiems tvariniams, įskaitant žmones, laipsnį ir sunkumą.
Tyrimų metu įvertinama tokių rodiklių biocenozė. Tuo pačiu metu tyrėjus domina tiek faunos, tiek floros atstovai. Stebėjimų metu galima įvertinti lėtinio toksinų poveikio laipsnį net esant mažoms koncentracijoms. Jie daro įtaką gyvūnų vidaus organų, simetriškų kūno dalių ir jų tarpusavio santykiams, funkcijoms ir bendrajai būklei.
Tipologija
Bioindikatoriai - augalai ir gyvūnai, gyvenantys vandenyje, ore, dirvožemyje. Tokie organizmai gali būti bakterijos ar dumbliai, taip pat bestuburiai, pavyzdžiui, vėžiagyviai, žieveliai, moliuskai. Gali būti naudojamas atliekant tyrimų duomenis apie žuvis, gyvūnus.
Dirvožemio bioindikatoriai dažniausiai yra gamtoje augantys augalai. Pagal jų būklę galite nustatyti dirvožemio rūgštingumą, drėgnumą, tankį ir temperatūrą. Be to, tam tikrų augalų išvaizda gali nulemti deguonies kiekį dirvožemyje, maistinių medžiagų kiekį, taip pat druskų ir sunkiųjų metalų kiekį.
Spygliuočiai ištisus metus gali pateikti informaciją apie dirvožemį. Šiuo atveju taikomi ne tik morfologiniai rodikliai, bet ir nemažai biocheminių pokyčių. Tai leidžia gauti patikimą informaciją. Morfologiniai simboliai kartais būna kintami.
Taigi, pavyzdžiui, paprastosios dilgėlės gali parodyti, kiek kalcio yra žemėje. Kai kurie augalai yra galofilai. Jie mėgsta druskingą dirvą. Jei jie auga tam tikroje vietoje, aktyviai kolonizuodami teritorijas, tada žemė palaipsniui sūdoma.
Norint įvertinti vandens būklę, tiriami tokie biologiniai rodikliai kaip tam tikrų vabzdžių lervos, tam tikrų rūšių dumbliai ir aukštesni vėžiagyviai, švytinčios bakterijos.
Oro biologiniai rodikliai gali būti samanos ir kerpės. Jų fizinės savybės labai skiriasi priklausomai nuo auginimo sąlygų.
Pasirinktos savybės
Augalai ir gyvūnų bioindikatoriai tyrimams parenkami pagal tam tikrą principą. Ją suformulavo vienas garsiausių Amerikos ekologų J. Odumas. Rinkdamasis bioindikatorius jis siūlo atsižvelgti į šiuos teiginius:
- Yra gyvų organizmų stenotopinės ir euritopinės rūšys. Pirmieji gali gyventi tik tam tikromis sąlygomis, todėl jų platinimo sritis yra ribota. Euritopinės rūšys yra plačiai paplitusios gamtoje, pasižymi ištvermingumu aplinkai. Todėl jie yra mažiau tinkami tyrimams nei stenotopinės rūšys.
- Didesni bioindikatorių tipai tiriami dažniau nei maži. Tai paaiškinama apykaitos lygiu biocenozėje. Mažose rūšyse jis yra didesnis, todėl tyrimo metu jie gali nepatekti į imtį, ypač atliekant ilgą periodiškumą.
- Norint pasirinkti rūšį ar jų grupę tyrimui, reikės eksperimentinės ir lauko informacijos apie tam tikro faktoriaus ribines vertes. Kartu atsižvelgiama į galimas kompensacines bioindikatoriaus reakcijas ir rūšių toleranciją.
- kiekybinis skirtingų populiacijų, rūšių ar bendrijų santykis yra labiau orientacinis, todėl jis naudojamas kaip patikimas rodiklis. Tik viena rūšis negali visiškai atspindėti aplinkos pokyčių. Tokius pokyčius reikia vertinti kaip visumą, o ne tik viena kryptimi.
Taip pat verta paminėti, kad geriausi bioindikatoriai yra rūšys, kurios greitai reaguoja, taip pat skiriasi pateiktos informacijos patikimumu. Paklaida neturėtų viršyti 20%. Be to, naudojant tokius biologinius rodiklius, turėtų būti lengva gauti reikiamą informaciją. Rūšis turi būti nuolat gamtoje, kad tyrėjas galėtų bet kada įvertinti jos būklę.
Veislės
Yra įvairių rūšių ir tipų bioindikatoriai. Visus gyvus organizmus, tinkamus tokiems tyrimams, galima suskirstyti į dvi grupes:
- Registracija.
- Kaupiantis.
Pirmuoju atveju gyvi organizmai reaguoja į aplinkos pokyčius keičiant populiacijos dydį. Jie taip pat gali pakeisti fenotipo išvaizdą, somatinius sutrikimus ar audinių pažeidimus. Gali atsirasti įvairių deformacijų, kinta augimo greitis. Gali būti kitų aiškiai matomų ženklų.
Pavyzdžiui, kerpės, medžių spygliai yra registracijos bioindikatoriai. Jie pasirodo nekrozė, chlorozė, sausumas. Įrašyti bioindikatoriai ne visada leidžia nustatyti pokyčių priežastis. Tokiu atveju reikės papildomų tyrimų, siekiant išsiaiškinti, kodėl pasikeitė populiacija, galutinė išvaizda, pasiskirstymas gamtoje ir pan., Tokius pokyčius gali lemti skirtingi procesai.
Bioindikatoriai gali būti kaupiamojo tipo. Jie koncentruoja toksinus, taršą savo kūno viduje, skirtinguose audiniuose, kūno dalyse ar organuose. Tyrimo metu aplinkos cheminės taršos laipsnis nustatomas atlikus cheminę analizę. Pvz., Kaupiantis bioindikatorius gali būti vėžiagyvių lukštai, vabzdžių lervos, taip pat kai kurie žinduolių organai (smegenys, inkstai, blužnis, kepenys ir kt.), Samanos.
Gyvieji organizmai nedelsdami reaguoja į visą į aplinką patenkančių kenksmingų medžiagų kompleksą. Todėl, norint nustatyti tikslią vieno toksino koncentraciją, ši metodika neleidžia. Bet tuo pat metu bioindikacijos naudojimo pranašumas leidžia nustatyti, kaip tiksliai tarša daro įtaką gyventojams.
Tiriamieji organizmai
Tiriamasis organizmas gali būti aplinkos bioindikatorius. Tai floros ar faunos atstovai, naudojami laboratorijoje kontroliuojant aplinkos sąlygas. Jie vykdo atitinkamus eksperimentus. Tai gali būti, pavyzdžiui, vienaląsčiai, pirmuonys, nariuotakojai. Tiriamasis organizmas taip pat gali būti augalai, pavyzdžiui, samanos ar žydintys augalai.
Pagrindinis tokių organizmų bruožas yra galimybė gauti pasėlius iš genetiškai homogeninių augalų ar gyvūnų. Tokiu atveju prototipas lyginamas su valdikliu. Tai leidžia jums gauti patikimos informacijos apie pažeidžiantį veiksnį. Priešingu atveju dėl įprastų individualių skirtumų tarp asmenų nebus įmanoma gauti patikimo rezultato.
Analizės metodai
Bioindikatoriai ir jų aplinkos užterštumas tiriami naudojant lyginamąją analizę su kontroliniu pavyzdžiu. Tokiu atveju galima naudoti skirtingus metodus.
Pirmasis metodas apima atitinkamų charakteristikų palyginimą už įtakos srities ribų. Pavyzdžiui, pramoninės taršos zonoje užauginti augalai lyginami su pasėliais, kurie užaugo už antropogeninės įtakos zonos ribų.
Antrasis metodas apima mėginio palyginimą su eksperimento rezultatais. Viena tiriamųjų augalų dalis laboratorinėmis sąlygomis kontaktuojama su užterštu oru, dirvožemiu, vandeniu, o kita - švariomis terpėmis.
Kai naudojama trečioji metodika, palyginimui naudojami istoriniai standartai. Tai, pavyzdžiui, bus patartina tiriant Europos stepę. Šiandien ši ekosistema beveik neteko savo pirminės išvaizdos. Lyginamas dabartyje su tuo, kaip praeityje atrodė stepė.
Ketvirtoje technikoje naudojama kontrolė. Tai yra tam tikros rūšies priklausomybė, kurios nukrypimas laikomas pažeidimu. Pavyzdžiui, nesugadintoms rūšių bendruomenėms sudaromas tinkamas grafikas. Jei pastebimi nukrypimai, tai iškart bus pastebima, jei bus lyginamos dvi kreivės.
Bioindikacijos metodai
Atliekant tinkamą aplinkos stebėseną, tiriami gamtiniai bioindikatoriai. Tai atliekama tiek mikro, tiek makro lygiu. Bioindikacijos tyrimai gali būti biocenotiniai ir rūšių. Antruoju atveju tiriamas organizmo buvimas aplinkoje, jo atsiradimo dažnis. Taip pat galima ištirti bioindikatoriaus fiziologines, biochemines, anatomines ir morfologines savybes.
Biocenotinio tyrimo metu atsižvelgiama į rūšių įvairovę, naudojant atitinkamų rodiklių sistemą, taip pat į bendruomenės produktyvumą.
Atsižvelgiant į įvairių veiksnių įtaką sistemai, bioindikacijos stebėjimas gali būti specifinis ir nespecifinis. Jie tiria rūšių reakciją į taršos, toksinų atsiradimą jų buveinėje. Esant nespecifinei bioindikacijai, tą pačią reakciją gali sukelti skirtingi veiksniai. Jei pokyčiai paaiškinami tik vieno veiksnio įtaka, mes kalbame apie konkrečią indikaciją.
Pavyzdžiui, spygliuočiai ir kerpės gali suteikti informacijos apie oro švarumą regione, apie pramoninę taršą jų buveinėse. Augalų rūšių, dirvožemyje gyvenančių gyvūnų, sąrašas yra specifinis skirtingoms dirvožemio rūšims. Jei šiose grupėse įvyksta pokyčių, galime kalbėti apie dirvožemio užteršimą chemikalais ar jo struktūros pasikeitimą dėl žmogaus veiklos.
Šiandien manoma, kad efektyviausias yra instrumentinių tyrimų naudojimas kartu su bioindikatoriais. Tokia simbiozė suteikia išsamiausią, patikimiausią informaciją apie gyventojų būklę, neigiamų veiksnių įtaką jai.
Dirvožemio bioindikacijos
Tiriant dirvožemio taršos bioindikatorius, galima gauti patikimų rezultatų. Augalai teikia informaciją apie dirvožemio derlingumą. Norint atlikti išsamią dirvožemio sudėties analizę, reikia daug laiko ir pastangų. Dirva laikoma derlinga, jei joje auga dilgėlės, avietės, celandinas, valerijonas ir tt Šie augalai neišgyvena prastoje dirvoje.
Vidutiniškai derlingą dirvožemį suteikia angelikos, gegūnės, pievų eraičinai ir kt. Žemai derlingoje dirvoje auga durpinės samanos, kerpės, spanguolės ir bruknės.
Be derlingumo rodiklio, dirvožemio sudėtį gali nustatyti ir augalai. Didelį azoto kiekį rodo tokie augalai kaip kviečių žolė, avietės, žąsų kinmedis, medetkos ir kt. Tokių augalų spalva bus ryškiai žalia. Jei jis blyškus, tai reiškia, kad dirvoje yra mažai azoto. Augaluose sumažėja šakojimosi ir lapų skaičius.
Bioindikatoriais galima nustatyti daugybę kitų mineralų, rūgštingumą ir kitas dirvožemio savybes.
Oro bioindikacija
Bioindikatorius yra gyvas organizmas, kuris smarkiai keičia savo savybes, kai aplinkoje atsiranda anomalijų. Jie gali būti naudojami norint nustatyti, ar oras neužterštas. Tokie teršalai kaip azoto oksidas, sieros dioksidas, angliavandenilis ir kt. Daro didžiulę įtaką fitocenozei.
Augalų atsparumas panašiems toksinams yra skirtingas. Net ir nedidelį sieros dioksido kiekį ore galima lengvai nustatyti kerpėmis. Tarp augalų padidėjusį šio tipo teršalų kiekį gali nustatyti spygliuočiai medžiai.
Jautrūs kviečiai, eglė, kukurūzai, eglės, braškės ir kt. Yra jautrūs fluoro, vandenilio chlorido kiekiui ore.
