5 Стандартизация индикаторных и аккумулирующих растений. Контроль в биоиндикации
Стандартизация аккумулирующих и индикаторных видов растений является чрезвычайно важным этапом, позволяющим уменьшить влияние побочных эффектов на результаты исследования воздействия загрязнений на растения. Так как эффекты зависят не только от уровня загрязняющих веществ и продолжительности воздействия, но и от вида растения, стадии его развития и физиологического состояния, от условий окружающей среды, основное значение имеет соблюдение правил выбора растений. В идеальном варианте растительный материал должен быть генетически однородным (клоны). На практике выбирают растения с оптимальными условиями роста, близкими во всех исследуемых районах.
Если при мониторинге испытываются растения, произрастающие в разных районах с различным состоянием почвы, результаты исследований можно признать только с большими поправками.
При сравнении уровня загрязнения сред в различных районах не следует исключать из расследования различия климатических условий, уровень которых измеряется на местах и учитывается при сравнении результатов наблюдений. Влияние патогенных микроорганизмов, паразитов на растения должно быть минимизировано или исключено за счет специальной обработки, если это невозможно, влияние этих факторов должно быть точно оценено. В случае выбора определенного вида растений условия, при которых проводятся наблюдения, должны соответствовать цели исследования. Если известен тип вещества, первым этапом получения адекватных результатов должен быть выбор растения, обладающего особой чувствительностью к этому веществу. Если состав загрязнения не известен, последовательно используют различные виды растений, обладающих специфической чувствительностью к одному из предполагаемых загрязнителей.
Для оценки возможного влияния биотических или абиотических факторов, таких, как вирусы, бактерии, грибы, насекомые, морозы на состояние растений следует проводить параллельные опыты на одном из подвидов индикаторного вида растений, который обладает высокой толерантностью к воздействию загрязняющих веществ.
Контроль – определенный вид функциональной зависимости, отклонение от которой рассматривается как нарушение, например, появление на листьях растений некротических пятен, большой интервал формы и размера – всегда показатель изменения среды, поскольку в норме их быть не должно.
Отклонения характеристик биоиндикатора в нарушенной среде необходимо сравнить с нормой или контролем. В зависимости от ситуации используют разные подходы:
1. Сравнение с характеристиками объекта, находящегося вне зоны воздействия (например, чтобы выявить изменения растительности сообществ при промышленном загрязнении, их сравнивают с сообществами, расположенными вне зоны воздействия этих промышленных предприятий).
2. Сравнение с результатами эксперимента. В лабораторных опытах часть тест – организмов контактирует с загрязненной почвой, водой или воздухом, другая же часть (контроль) контактирует с чистыми субстратами.
Для тестирования воздуха, например, применяют специальные камеры с тест – растениями: через опытные камеры пропускают загрязненный воздух, а через контрольные – отфильтрованный с помощью активированного угля.
3. Сравнение с характеристиками объектов в прошлом, до воздействия человека (так называемые исторические стандарты). Некоторые типы экосистем, например, европейские степи, утратили свой первоначальный облик. В таких случаях о степени их разрушения можно судить по подробным научным описаниям, прошлых лет.
4. Выявление функциональных зависимостей от фактора, отклонение которого рассматривается как нарушение.
В исходных сообществах наблюдается множество видов с невысокой численностью и незначительное количество массовых видов, в нарушенных сообществах видов мало, но все они отличаются высокой численностью.
Ситуация усложняется, когда нормой является не одно конкретное состояние биоиндикатора, а целый набор. К таким показателям относятся:
– численность популяций;
– разнообразие сообществ;
– видовой состав сообществ.
Эти характеристики меняются по сезонам и годам, могут различаться в разных местообитаниях, из чего следует, что, чтобы установить норму для таких показателей, нужно располагать данными об их сезонной и многолетней динамике, их изменении по местообразованиям. Так, численность мелких почвенных членистоногих на одном и том же участке ненарушенного леса может меняться в течение года в 10 – 20 раз, а разнообразие сообществ – в 2 – 3 раза.