|
Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес
оригинального документа
: http://herba.msu.ru/journalsplus/Herba/algae/3.html
Дата изменения: Mon Nov 2 16:31:41 2015 Дата индексирования: Sun Apr 10 08:00:43 2016 Кодировка: koi8-r |
СУЩЕСТВУЮЩИЕ ПОДХОДЫ К ОЦЕНКЕ СОСТОЯНИЯ ВОДНЫХ ЭКОСИСТЕМ
Водная экосистема это природный объект, который является единством взаимозависимых среды и обитающей в ней биоты. Поэтому, для того, чтобы охарактеризовать состояние водной экосистемы, необходимо знать показатели воды как среды обитания и показатели биотической (организменной) части экосистемы.
Каждая водная экосистема находится в определенном состоянии, которое выражается в определенном сочетании показателей средовой и организменной составляющих водной экосистемы. Конкретному состоянию водной экосистемы соответствует определенный уровень способности к самоочищению, который может быть охарактеризован сочетанием показателей среды и биоты, а набор и величины их могут быть выражены в интервалах значений.
Способность экосистем поверхностных водных объектов к самоочищению эксплуатируется при антропогенной деятельности как механизм утилизации сточных вод. Поэтому возникает необходимость адекватно ее оценивать, что невозможно сделать без экосистемного подхода к водному объекту.
На способность к самоочищению, а, следовательно, на состояние водной экосистемы, влияет ряд факторов как внешнего воздействия на водный объект, так и внутренних закономерностей саморазвития его водной экосистемы.
Формирование водной экосистемы происходит под действием и в результате процессов, протекающих на бассейне водосбора и на протяжении всего русла реки. Даже весьма подробный химический анализ, оценивая среду обитания, лишь косвенно может указывать факторы, оказывающие влияние на экосистему или являющиеся результатом ее жизнедеятельности. С помощью химических оценок можно определить трофическую базу для развития биоты - формы азота и фосфора, растворенные в воде. Таким образом, мы видим, что для оценки состояния водной экосистемы необходимо знать не только ее гидрохимические параметры, но и параметры ее биотической части.
При оценке состояния биоты на экосистемном уровне наряду с интегральными показателями, характеризующими экосистему как самостоятельную единицу иерархической структуры всего живого, довольно часто приходится выделять показатели функциональных элементов, разделяя ее биотическую часть на составные части, такие как продуценты, консументы и редуценты и нередко в каждой из них отыскивать наиболее чувствительные звенья, по которым можно судить о состоянии всей экосистемы (Малышев, 1998).
На популяционно-биоценотическом уровне для характеристики состояния автотрофного звена экосистемы используются как структурные, так и функциональные показатели. К структурным показателям, характеризующим состояние продуцентов относятся: число особей, список видов в сообществе, биотическое разнообразие, содержание фотосинтетических пигментов, биомасса и их изменчивость в пространстве и во времени.
Биотическая часть экосистемы организована в виде трофической пирамиды, основу которой составляют первичные продуценты. В водной экосистеме это водоросли, которые дают органическое вещество для формирования второго трофического уровня - беспозвоночных консументов, которые, в свою очередь, являются базисом для рыб - верхнего звена трофической пирамиды в водных объектах (Алимов, 1989).
Зная состояние первого трофического уровня, можно предполагать состояние всей трофической пирамиды, что подтверждается нашими многолетними исследованиями (Баринова, 1992, 1995а,б, 1998; Баринова, Карлсен, 1998; Баринова, Медведева, 1998; Комплексная..., 1999), а также литературными данными (Еременко, Кулумбаева, Фолиян, и др., 1986; Левич, 1989; Баканов, Флеров, 1998; Wielgosz, 1974; Stц cker, 1977; Bradshaw, 1987; Van Donk et al., 1988; Reynolds, 1998). Таким образом, по состоянию первого трофического звена возможна оценка состояния всей биотической составляющей водной экосистемы. Способность поверхностных вод к самоочищению также определяется эффективностью функционирования биотической составляющей экосистемы.
Оценка состояния первого трофического звена возможна с помощью показателей численности и биомассы, биохимического потребления кислорода (БПК), насыщенности воды кислородом, прозрачности воды и связанной с прозрачностью первичной продукции, а также индекса сапробности. Эти показатели меняются в экосистеме поверхностных вод закономерно и могут быть проклассифицированы по системе В. Сладечека (1967). Однако, монотонность изменения гидрохимических показателей с ростом классности воды не дает возможности выделить какие-либо критические уровни, значения, интервалы, что подтверждает необходимость привлечения показателей, более тесно связанных с биотической частью экосистемы.
Одним из компонентов в оценке состояния водных экосистем является совокупность организмов и результатов проявления их жизнедеятельности. Качество вод по обитающим в них организмам определяется уже в течение сотни лет и метод носит название - биоиндикация. Его следует отличать от биотестирования как метода оценки реакции тест-организма на среду, в которую его поместили.
Систем биоиндикации разработано множество. С помощью этого метода оцениваются различные характеристики водных экосистем. Наиболее широка применимость его для оценки качества вод (Чухлебова, Догадина, 1975; Абакумов, 1978; Гавришова, 1981; Осаму, 1975; Vanlandingham, 1976), но индицируются также тяжелые металлы по тератологии (Saboski, 1977), мутагенность (Sharma, 1989), токсичность (Брагинский, 1981), типологические уровни систем (Leynaud, 1975), местообитание и специфическое загрязнение (Whitton, 1975). Используется индикация к виду пользования (Гурарий, Шайн, 1974), интенсивности самоочищения от пестицидов (Краноперова, 1994; Мингазова, Закиров, Деревенская и др., 1994; Abd El-Magid, 1986) и от меди (Sathya, 1988), проводится палеоиндикация температурных условий и химизма вод (Зубович, 1989). Определяется по индикаторам санитарно-биологическое состояние водоема (Vб ncsa, 1984) и даже оценка водных экосистем (Константинов, 1978; Гавришова, 1981), которая при разборе оказывается оценкой качества воды. Индикация рекомендуется как основа для контроля качества среды и системы принятия решений (Siepel, 1996). Во всех проанализированных работах биоиндикационные методы используются не системно, хотя и в связи с отдельными факторами среды, поэтому считаем частные подходы не имеющими перспективы для оценки состояния водных экосистем.
Наиболее близко к проблеме оценке состояния водных экосистем подошел В.А. Абакумов и коллектив его единомышленников (Абакумов, 1978). Его представления о водной экосистеме включают показатели среды, показатели биоты и данные биоиндикации. Состояние водной экосистемы определяется по соотношению экологического и метаболического прогресса и/или регресса. Видно, что применяемые для оценок четыре комбинации этих показателей охватывают экосистемы в максимальных пределах показателей, однако эта система дает только оценки в качественных классах "хорошо"-"плохо", и не дает возможности установить какие либо пределы или конкретные пороговые величины показателей водной экосистемы, которые можно было бы использовать для разработки новой системы оценки состояния.
Ряд исследователей затрагивает проблемы жесткости (Holling, 1973) и устойчивости (Амбразене, 1979; Брагинский, 1979; Трофимов и др., 1998; Holling, 1973; Jones, 1973) экосистем, что наиболее близко к разрабатываемой проблеме, однако, формируются такие представления только на отдельно взятых примерах и не носят системного характера, поэтому в наших целях их использовать затруднительно.
Отечественные и зарубежные исследователи отмечают необходимость создания единой системы как биоиндикации (Винберг, Алимов, Балушкина и др., 1977; Верниченко, 1979), так и экосистемных оценок на основе комплексного подхода (Гавришова, Кошелева, Мартынова и др., 1979; Черкашин, Кандинский, 1985; Питьева, Разумовский, Фокина, 1996; Jones, 1973; Fialkowski, 1979; Reynolds, 1998), причем в последнее время все больший акцент ставится на значимость биотической части экосистемы и закономерностей ее функционирования в целом.
Из всего сказанного можно заключить, что пока нет представления о едином механизме функционирования водной экосистемы, а для оценки ее состояния необходимо понимание функционирования экосистемы в целом как взаимозависимого единства среды и обитающей в ней биоты и выявление тех показателей, которые изменяются не монотонно и позволяют определить емкость экосистемы и пределы ее восстановительных способностей.