Изучение экологических особенностей биологического мониторинга Калужской области по стабильности развития берёзы повислой

ВВЕДЕНИЕ

В современной практике экологических обследований чрезвычайно редко встречаются случаи влияния на окружающую среду лишь одного действующего фактора. При этом хорошо известно, что различные воздействия могут: взаимно ослаблять действие друг друга, в разной степени обезвреживаться средой в процессе самоочищения, создавать новые, вторичные, факторы воздействия,

усиливать воздействие друг друга на живые объекты (синэргетный эффект).

Следовательно, для объективного заключения о качестве среды, необходима интегральная характеристика ее состояния.

Именно живые организмы несут наибольшее количество информации об окружающей их среде обитания, и отклик у них формируется в ответ на весь комплекс присутствующих воздействий, а не на каждое из них в отдельности.

Реакция живого организма позволяет оценить антропогенное воздействие на среду обитания в показателях, имеющих биологический смысл. (Захаров, Крысанов, 1996). Видами–биоиндикаторами называют виды по наличию, состоянию или поведению которых судят об изменениях в окружающей среде или ее характерных особенностях (Бурдин, 1985).

Одним из перспективных подходов для интегральной биоиндикационной характеристики качества среды является оценка состояния живых организмов по стабильности развития (гомеостазу развития). Снижение эффективности данных механизмов приводит к появлению незначительных, ненаправленных отклонений от нормального строения различных морфологических признаков, обусловленных нарушениями развития. Оценить такие изменения можно на основании анализа уровня флуктуирующей асимметрии (Waddington, 1957; Van Valen, 1962; Астауров, 1978; Захаров, 1987; Струнников, 1991; Захаров, 2001).

Среди всех биоиндикаторов растения наиболее удобны, т.к. они - основные продуценты, находятся на границе двух сред - почвы и воздуха, ведут прикрепленный образ жизни, доступны и удобны в сборе материала. Для биоиндикационной характеристики больших территорий лучше использовать древесные растения, так как травянистые растения в большей степени отражают микробиотопические условия (Захаров др., 2000а).

В качестве объекта исследования в данной работе использовалась берёза повислая (Betula pendula Roth.). Этот вид достаточно давно и успешно используется как вид-биоиндикатор качества среды (Чистякова, 1997; Константинов, Стрельцов, 1999; Захаров и др., 2000а,б); массовый и распространенный; входит в состав разнообразных биотопов (экосистем), его ареал включает степные и лесостепные зоны в Скандинавии, в Средней и Атлантической Европе, в Средиземноморье, на Балканах, Западной Сибири и на Алтае. Поднимается до высоты 2100-2500м.; обладает четкими и удобно учитываемыми признаками (Чистякова, 1997).

Необходимо учитывать, что использование березы в качестве вида-биоиндикатора полностью отражает только комплекс факторов наземных экосистем. Хотя исследования в Калужской области (Стрельцов и др., 1998;Стрельцов и др, 2000б) и в г. Каланинграде (Московской обл.) (Барсук и др.,1996) обнаружили тесную взаимозависимость экологического состояния рек и прилегающих наземных участков, необходимо учитывать специфику обследования и оценки водной среды, выбирая другие виды индикаторов.

Однако, целый ряд вопросов использования березы как вида-биоиндикатора остается нераскрытым. Недостаточно сведений о нарушении стабильности развития на экологической периферии ареала. Не изучены закономерности пространственного площадного распределения коэффициента асимметрии этого вида. Работы в этом направлении крайне малочисленны, особенно с использованием ГИС-технологий.

Учитывая, что биологическая система любого уровня организации является динамичной структурой во времени, а проведение биоиндикационных исследований позволяет провести лишь рекогносцировочную оценку, отражающую ситуацию в конкретный отрезок времени, то важное теоретическое и практическое значение имеют периодические наблюдения за изменением качества природной среды (биомониторинговые наблюдения) с оценкой именно биологических параметров. (Николаевский, 1981; Бурдин, 1985).

Биологический мониторинг, с точки зрения методологии, играет главенствующую роль среди всех типов экологического мониторинга, т.к. возникновение самой биосферы на Земле, ее развитие, устойчивость, возможность продолжения цивилизации зависят от деятельности биоты. В.И. Вернадский (1967)в учении о биосфере обосновал важное для мониторинга положение о том, что биота в процессе жизнедеятельности создает те биогеохимические круговороты материи и превращения энергии, благодаря которым обеспечиваются, с одной стороны, необходимые условия для жизни, с другой - автоматизм работы систем саморегуляции биосферы, обеспечивающих в конечном счете поддержание условий для продолжения жизни на Земле.

Крайне интересным и перспективным методом интерпретации биоиндикационных данных является применение ГИС-технологий. Работы в этом направлении крайне малочисленны, и тем более это относится к работам с использованием березы повислой (Шестакова и др., 1998; Шпынов, 1998; Емельянова, 2000; Стрельцов и др., 2001).

Актуальностью данных вопросов определена цель дипломной работы: используя биоиндикационный метод оценить качество среды территории Калужской области.

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

1. Провести биомониторинг территории Калужской области по стабильности развития Березы повислой.

2. На основе полученных результатов оценить качество окружающей среды.

3. Выявить тенденции по изменению качества окружающей среды.

Актуальность темы

Рост численности населения и развитие техносферы существенно расширили область взаимодействия человека и природы. Действуя, не считаясь с законами живой природы и нарушая экологическое равновесие для удовлетворения своих потребностей, человечество, в конечном итоге, поставило себя в еще большую зависимость от состояния окружающей среды. Для выживания и дальнейшего развития человечества необходимы изучение Земли как целостной системы и формирование банка данных и знаний о процессах и элементах природной среды и общества в широком спектре их взаимодействия, анализ, оценка и прогнозирование динамики явлений и процессов, происходящих в окружающем мире с целью принятия экологически грамотных решений в сфере взаимодействия природы и общества (Экоинформатика, 1992).

В последние годы биологическая наука начинает занимать важное место в системе представлений о мониторинге состояния окружающей среды (Бурдин, 1985). Многие разделы биологии, и в первую оче­редь экология и физиология, используются для разработки тео­ретических и практических основ наблюдения за состоянием биологической компоненты окружающей среды. Усилия пред­ставителей разных биологических специальностей направлены на разработку организационных, пространственных и временных связей главных подсистем структуры биологического монито­ринга как части единой информационно-оперативной службы управления качеством окружающей среды.

 Скачать реферат