Биоиндикация экожүйенің ақпараттық компоненттерін іздеу ретінде

Пән: Экология, Қоршаған ортаны қорғау
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 6 бет
Таңдаулыға:

Биоиндикация экожүйенің ақпараттық компоненттерін іздеу ретінде

Қоршаған ортаның ластану мәселелерін шешуде биологиялық әдістер индикация және оның жағдайын бақылау маңызды орынды алады. «Биоиндикация», «биоманиторинг» - ғылыми әдебиеттердегі түсініктер ғана емес, сонымен бірге қазіргі кезде ортаның сапасын бағалау қызметінде жиі қолданылатын әдіс. Жануарлар мен өсімдіктер организмдерін ластанудың биоиндикаторы ретінде екі жағдайда қолдануға болады. Егер ол өз ұлпаларында ластаушы заттарды қоршаған ортаның құрамынан бәршама жоғары жинаса немесе олар басқа организмдермен салыстырғанда белгілі полютанттардың әсерәне төзімділігі жоғары болса қолдануға болады.

Соңғы жылдары әр түрлі ортаның ластануында организмдерді индикация және мониторингте пайдалану тәжірибиелердің қорытынды шолулары аз емес. Биология ғылымдары қоршаған ортаның жағдайының мониторингі жайлы түсінікте маңызды орынды алады. Биологияның көптеген салалары, бірінші кезеңде экология, физиология және генетика, қоршаған ортаның биологиялық компоненттерінің жағдайын теориялық және практикалық бақылау негізінде жете зерттеулерді пайдаланады.

Жалпы миниторингтің бастапқы кезеңі «биоэкологиялық» және «санитарлы-гигиеналық» мониторинг болып саналады, олардың негізгі мәселелері қоршаған ортаның жағдайларын адам және елді-мекен денсаулығына әсер көз қарасында бағалау болып саналады, өйткені дәл осы көрсеткіштер қоршаған ортаның сапасын анықтайды. Қазіргі кезде теңіз су ортасының экологиялық мониторинг жағдайын өткізу үшін организмдік және популяциялық деңгейде сәйкес және де биотестілеу және гентикалық бақылау мәліметтерінен тұратын биологиялық көрсеткіштер жүйесі өңделген.

Шетел зерттеушілерінің жұмыстарында биологиялық мониторингтің басты мақсаты мен міндеті әр түрлі биологиялық әдістермен қоршаған ортаның сапасын организмдер көмегімен бақылауды жете зерттеу және қолдануды енгізу болып табылатын көзқарастар басым.

Теңіз балдырлары - теңіздің ластануларын, оның ішінде мұнай және радиоактивті ластануларды зерттеуде қолайлы тест-обьект. Сонымен бірге балдырларды топырақтың пестицидтермен және басқа улы заттармен ластану деңгейін анықтауда, топырақтың антропогенді өзгерістерінің бағыттарын, бұзылған жерлердің жағдайын анықтауда қоладанылады. Соған байланысты, көптеген балдырлардың индикаторлық мағынасыолардың өсу жағдайына да тәуелді, сондықтан судың сапробтылығының нақты индикаторлық мағынасы олардың өсу жағдайына да тәуелді, сондықтан судың сапробтылығының нақты индикаторлық түрлерін ғана емес және олардың санын және экожүйедегі басқа организмдермен қатынасын да есепке алу керек. Индикатор ретінде нақты балдырлардың түрлерін қолдануда диференциальді шешуге мүмкіндік беретін басқа да қосымша көрсеткіштер қажет. Соның ішінде, индикаторлық түрлерінің популяциялық жағдайының мәліметтерін ескеру орынды (олардың жастық және морфологиялық ерекшеліктері, зиянды құрылымдарының кездесу жиілігі) .

Экологияның анағұрлым көп айтылатын және солай бола тұра идеологиялық жағынан көмескі саласы - «биоиндикация» деп аталатын кейбір әдістерінің жиынтығы болып табылады. Әйтсе де биологиялық нысандардың индикаторлық қасиеттеріне жүргізілген бақылаулардың басын ең көне замандағы табиғи зерттеушілердің еңбектерінен табуға болаы, бүгінге дейін биоиндикацияның түзу теориясы және адекватты әдістері жоқ. Оған қарағанда терминдерді сипаттап түсіндіру жұмыстары дұрыс жолға қойылған. Мысалы Н. Ф. Реймерстің анықтамасына сәйкес: «Биоиндикаторлар: бір түрдегі ерекшеліктер немесе бірлестік тобы, олардың болуы, жағдайы немесе мінез-құлқы туралы ортада өзгеруі туралы, оның ішінде ластаушылардың болуы және концентрациясы туралы болуы, жағдайы және мінез-құлқы бойынша ортада өзгеруі туралы, оның ішінде ластаушылары туралы да баға береді. Индикатор бірлестігі - микроорганизмдердің, зеңдердің, өсімдіктер және жануарлардың жекелеген популяциясындағы даму жылдамдығы, құрылымы және жайдылығы бойынша бірлестігі, оарды ортаның жалпы жағдайына, оның ішінде табиғи және жасанды өзгерістерін қосып есептеп айтуға болады». Сөзсі, объективті факторлар экожүйенің биотиптік үрдісіне ортаның факторлары әсерінің тығыз байланысының бар екені туралы дәлелдейді (популяцияның тығыздығы, түрлік құрамының динамикасы, міне-құлықтық ерекшеліктері) . Ортаның, жарық, температура, сулық режим, биогендік элементтер (макро-микро элементтері), тұздылығы сияқты факторлары және басқаларының организм үшін өмірлік циклінің барлық кезеңдерінде функционалдық маңыздылығы бар. Әйтседе кері заңдылықты қолдануға және бағалауға болады, мысалы, организмнің түрлік құрамы бойынша ортаның физикалық типі туралы. Сол себептң, «Биоиндикация - ол тірі организмге және оның бірлестіктеріне реакциялар негізінде түсетін биологиялық маңызды жүктемелерді анықтау болып табылады. Бұл толық көлемде антропогендік ластанулардың барлық түріне жатады».

Биоиндикацияның негізгі міндеті олар ластанудың кешенді сипатын ескере отырып антропогендік әсерлердің деңгейін адекватты көрсете алатын әдістерді және критерийлерді әзірлеу болып табылады және биотехникалық бірлестіктердің анағұрлым сезімтал компоненттерінде ертерек болған бұзылыстарды диагностикалауы керек.

Биоиндикация мониторинг сияқты биосфераны ұйымдастырудың әртүрлі деңгейінде жүзеге асырылады: макромолекуланы, клетканы, мүшені, организмді, популяцияны, биоценозды.

Тірі материның күрделілігі және оның сыртқы факторлармен әрекеттесу сипаты ұйымдастыру деңгейінің көтерілуіне қарай өсетін анық. Бұл үрдісте ұйымдастырудың төменгі деігейлеріндегі биоиндикация, қай жерде болсын ол жаға сипатта көрініп және анағұрлым жоғары ұйымдастырылған жүйенің динамикасын түсіндіруге қызмет көрсете алатын анағұрлым жоғары деңгейдегі биоиндикацияға қосылуы керек.

Биоиндикация әдісін қолдану мониторингтің міндеттерін шешуге сондай жағдайда көмектеседі деп есептелінеді, қашан биоценозға антропогендік қысым факторларының жиынтығы қиындайды немесе тікелей өлшеуге ыңғайлы емес. Өкінішке орай, биоиндикацияның заманауи практикасы, зерттеушімен әртүрлі организмдердің мінез-құлықтық фактілері, айтарлықтай өлшемде феноменологиялық сипат береді. Кейде бұл сипаттамалар, ереже бойынша бағалаулық сипат алған («жақсы, «жаман», «таза, лас» сияқты), жеткілікті нақты емес индекстерді қолдану немесе сырттай қарап салыстыру әдістеріне негізделген, нақты негізделмеген шешімдермен жалғасады. Көпшілік жағдайда мұндай «болжам», қашан экожүйенің сапасын бағалаудағы ақырғы шешім бойынша «қоғамдық» пікір алдын-ала белгілі болғанда жасалады, мысалы, ортаның тікелей немесе жанама параметрлері бойынша. Бұның нәтижесінде биоиндикацияның рөлі, биомониторгпен технологиялық түрде сәйкес келетін келесі іс-әрекеттер жиынтығына жалғасады:

Ортаның бір немесе бірнеше тексерілетін факторлары бөлініп шығады (әдебиеттік материялдарбойынша немесе қолданыстағы мониторингтік тексеріс бағдарламасына байланысты) ;
Қаралатын экожүйедегі биотиптік үрдістерді сипаттайтын алқаптық және тәжірибиелік мәліметтер жиналады, мұнда теориялық жағынан бұл мәліметтер тексерілетін фактордың өзгеруінің кең диапазонында өлшенуге тиіс (мыслы, шартты-таза және шартты-лас аудандарда) ;
Кейбір жағдайда (алдын-ала есептелген бағалаулық коэфициенттер жүйесін қолданумен немесе мәліметтерді алғашқы өңдеудің математикалық әдістерін қолданумен, қарапайым сырттай қарап салыстыру арқылы) қандай да бір түрдің немесе түрлер тобының индикаторлық маңыздылығы туралы қорытынды шығарылады.

Өте сирек жағдайда қаралатын ластаушы факторлардың лимиттенетін деңгейін бағалауға практикалық талпыныстар жасалады, яғни «биологиялық мағызы бар жүктемеге талдауы» орындау. Тек ерекше жағдайда, қашан биоиндикаторлық көрсеткіштерді қолданып ортаның белгісіз факторлары болжаммен анықталып, және олардың маңыздылыығы барлық экожүйе үшін жақын және алыс болашаққа бағалағанда ғана, «индикация» операциясы орындалады. Кешенді гидроэкологиялық, биоиндикациялық тексерістер ұйымдастырудың көп сандық емес мысалдары есебінде, олардың нәтижесінде кейбір кешенді ғылыми - негізделген табиғатты қорғау шешімдер құрастырылады, мысалы Байкал көлінің экологиялық жағдайын бағалау бойынша жұмыстарды келтіруге болады.

Экожүйенің биотиптік компоненттеріне антропогендік әсерлерді бағалау көп жағдайда түрлік құрылымының кеңістіктік-уақыттық дифференциясымен күрделінеді, себебі организмнің әр түрлі бірлестігіне кіретін, сол бір түрдің «ценопопуляциясы», өмір сүрудің әр түрлі экологиялық жағдайлармен сипатталады және фактордың әрекетіне олардың реакциясы елеулі түрде айқындалуы мүмкін. Популяциялық гомеостаз механизмнің нашар байқалатын түрлерінде бұл реакциялар, антропогендік факторлардың әрекетіне физиологиялық тұрақтылықты төмендетуде және нәтижесінде репродукция үрдісін бұзуда әрқашан жеткілікті түрде қарама-қарсы көрсетіледі. Дегенмен кез-келген техногендік әсер етуге (егер ол әрине котострофалық әсер алмаса) жауап қайтарудың көптеген түрлері эволюция барысында пайда болған ортаның ауытқымалы өзгерісінен ешқандай жаңалығы жоқ реакциялардан принципиальді түрде ерекшеленбейді. Биоценоздың өзгеріп отыратын жағдайларға бейімделу үрдісінде компесенциялық механизмдер іске қосылады және «өлім факторын қайта бөлу» есебінен шамалы әсер ету барысында, популяцияларда біршама орташа генетикалық келісілген ұдайы өндіріс қарқындылығының деңгейі өндіріледі. Тек, антропогендік факторлардың қысымы экожүйені табиғи өзгеруінің шеңберінен шығаған жағдайынан ғана, популяциялық байланыстардың динамикалық тұрақтылығының бұзылуы туындайды, генетикалық құрамы өзгереді және популяциялық анағұрлым генерализацияланған қасиетінің - ұдайы өндірістік үрдісінің басылуы өтеді. Экожүйеде антропогендік факторлардың ықпалымен өтетін биотиптік үрдістердің сапалық бұзылыстарын анықтау үшін қажетті шарттарды биоценоздың өзгергіштігінің табиғи диапазонын білу болып табылады, яғни популяция жағдайының кеңістігін құру. Осыған байланысты сондай параметрлерді анықтау қажеттілігі туындайды, олар берілген нақтылық пен дәлдік бойынша биоценоздың жағдайын анықтауға антропогендік факторлардың әсерімен туындаған өзгерістерді емдеуге және экожүйе жағдайының болуы мүмкін өзгерістерінің болжамын анықтауға қажетті және жеткілікті ақпаратты алуға мүмкіндік береді. Дегенмен осындай «динамикалық жеткілікті сипаттауды» алу үшін қандай да бір фактордың әрекеті нәтижесінде болатын популяцияның ішкі түзілу «ережесін» білу қажет. Бірақ бұл «ережені», популяцияның жағдайын сипаттайтын, жеткілікті сезімтал, ақпараттық және белгіленген тапсырма шеңберінде жеткілікті селективті түрде меңгерген бірқатар қажетті және жеткілікті параметрлерін анықтағанға дейін құрастыра алмаймыз. Сол себепті популяцияға және бірлестіктерге жүргізілген барлық зерттеулер принципиальді түрде аралық болып табылады (яғни, ақырғы емес) және тұрақты түрде ақпаратты, оның талдауын және синтезін жинау қажет, оның үрдісі барысында биоценозды құрылымдық - функционалдық сипаттау және олардың түзілу «ережесі» бір-біріне сәйкес келеді. Бұл мәселеге қолданбалы сулық экожүйеге осы монографияның 4 тарауының және 3 бөлімінің мтериалдары арналған.

Биоиндикацияның елеулі әдістемелік қиындықтары биоценоздың жағдайын белгілі экожүйеде түрлеріне қатысты іріктеу әдісімен бағалау барысында туындайды. Егер популяция түсінігін, ерекшеліктер жиынтығы ретінде қарайтын болсақ, онда біз алған ақпарат, іріктеу жүргізілген уақытша кезеңнің немесе станцияның (полигонның) шекарасынан тыс мүмкін. Экожүйе кеңістігінің қандай да бір нүктесінде ерекшеліктерінің орналасу мүмкіндігін бөлу үлгісі туралыақпаратты алу қажет. Табылған бөлу заңдылығына сүйеніп, интерполяцияның берілген нақтылығын қамтамасыз ететін қажетті сынамалар санын есептеуге болады. Мұндай қатынас кішігірім алаңдардағы, мысалы кішігірім тұйықталған таяз су қоймаларында популяцияның жағдайын бағалау үшін қолданылуы мүмкін. Ірі су қоймалары үшін іріктеу саны уақытпен шектеледі, онда сынамаларды төзімді жағдайларда алуға болады. Мониторингтік зерттеулер жүргізу барысында зоопланктонның кеңістіктік - уақыттық дифференциясын зерделеуге байланыстыпроблемалар, мысалы О. М. Кожованың және Павловтың (1986) үлкен тәжірибелік материалында көрсетілген.

Осылайша, биоиндикацияны, экожүйенің компоненттерін іздеуге арналған әдістемелер және критериилер жиынтығы ретінде анықтауға болады, олар болуы мүмкін:

Әсер етуші факторлардың сингеризмдік құбылыстарын ескере отырып, ластанудың кешенді сипатын қосқанда, ортаның әсер ету деңгейін адекватты көрсету;
Биотиптік бірлестіктердің анағұрлым сезімтал компоненттеріндегі ертерек болған бұзылыстарды диагностикалау және олардың маңыздылығын барлық экожүйе үшін жақын және алыс болашақта бағалау;

Биоиндикацияның жеке міндетін қараймыз, онда ортаның ерікті факторларының экожүйенің өлшенген көрсеткіштерінің кейбір жиынтығына әсер есту дәрежесі бағаланады. Егер оның формальді маңыздылығын қарасақ, онда екі веторлық ауыспалы байқалады: біреуі Ү - экологиялық нысанның жағдайын (өсімдік және гидробиологиялық бірлестік), екіншісіне Х - ортаның жағдайын (мысалы, судың немесе топырақтың) сипаттайды. Бұл екі ауыспалылар да номинальді болып табылады деп есептейміз, яғни кейбір реттелген шкалаларда өлшенген. Әр бір интервалға арналаған Х мәнінің у _і мәнінің р ₀ (х) мүмкіндігін бөлу тығыздығын бағалауға мүмкіндік береді. Егер экожүйенің параметрлер мүмкіндігін осы бойынша бөлуде фактордың мәне біркелкі болып табылса, онда параметр Х факторының индикаторы болып табылмайтыны туралы айтуға болады.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.