RU2732100C1 - Система интегральной оценки качества среды и биоты моря по комплексным исследованиям состояния локального биоценоза стационарных биостанций. - Google Patents
Система интегральной оценки качества среды и биоты моря по комплексным исследованиям состояния локального биоценоза стационарных биостанций. Download PDFInfo
- Publication number
- RU2732100C1 RU2732100C1 RU2019144263A RU2019144263A RU2732100C1 RU 2732100 C1 RU2732100 C1 RU 2732100C1 RU 2019144263 A RU2019144263 A RU 2019144263A RU 2019144263 A RU2019144263 A RU 2019144263A RU 2732100 C1 RU2732100 C1 RU 2732100C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- points
- environment
- state
- biota
- assessment
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING
- B63B35/00—Vessels or similar floating structures specially adapted for specific purposes and not otherwise provided for
- B63B35/32—Vessels or similar floating structures specially adapted for specific purposes and not otherwise provided for for collecting pollution from open water
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/18—Water
Abstract
Изобретение относится к области экологии и охране окружающей среды и может быть использовано для контроля природных процессов в экологически уязвимых районах акваторий с использованием биологических индикаторов. Система интегральной оценки качества среды и биоты моря по комплексным исследованиям состояния локального биоценоза стационарных биостанций состоит из элементов для обследования спектра методических компонентов: гидробиологический компонент, физиологический компонент, токсикологический компонент. При этом для мониторинга и интегральной оценки состояния морской среды в качестве стационарных биостанций производственного экологического мониторинга используют искусственные биотопы или искусственные рифы для комплексного анализа состояния биологических сообществ, сформированных на искусственно созданных субстратах биостанций производственного экологического мониторинга. По их состоянию оценивают качество окружающей среды, выявляют градиентные изменения экологической ситуации в районах техногенной нагрузки с описанием критериев для интерпретации данных мониторинга и базовой системы статистических оценок, причем в рамках производственного экологического мониторинга для охвата всех областей объекта исследования, для получения объективного, достоверного и научно-обоснованного материала необходимо использовать ряд биостанций в зависимости от объема объекта мониторинга. Достигается комплексная интегральная оценка качества морской среды по результатам детального исследования биоты моря. 10 з.п. ф-лы, 1 табл.
Description
Оценка экологической обстановки в ходе формирования эффективной системы государственного экологического мониторинга невозможна без использования методов биодиагностики качества окружающей среды. Оценивать качество окружающей среды, степень её благоприятности для человечества необходимо, прежде всего, в целях:
• определения состояния природных ресурсов;
• разработки стратегии рационального использования региона;
• определения предельно допустимых нагрузок для любого региона;
• решение судьбы районов интенсивного промышленного и сельскохозяйственного использования, загрязненных территорий и т.д.;
• решения вопроса о строительстве, пуске или остановке определённого предприятия;
• оценки эффективности природоохранных мероприятий, введения очистных сооружений, модернизации производства и т.д.;
• введения новых химикатов и оборудования;
• создания рекреационных и заповедных территорий.
Ни один из этих вопросов не может быть объективно решён лишь на уровне рассмотрения формальных показателей, а требует проведения специальной разносторонней оценки качества среды обитания, т.е. необходима интегральная характеристика её состояния, биологическая оценка. [1].
Известны способы оценки загрязненности акваторий по энергетическому балансу клеток [2], уровню гистопатологий мидий [3] и стабильности мембран лизосом [4].
В известных исследованиях «Обзор методов биоиндикации и биотестирования для оценки состояния окружающей среды» все перечисленные изобретения для определения токсичности среды используют различные методы, в зависимости от среды, которую нужно проверить. Каждый метод использует свой тест-объект. У каждого метода есть свои особенности, отличающиеся видами используемых тест-объектов и способами анализа их реакций на загрязнение природной среды. [5]
Известно изобретение «Способ интегральной оценки состояния загрязнения морской и пресной воды» № 2 396 353. Опубликовано: 2010.08.10 [6]
Способ интегральной оценки состояния загрязнения морской и пресной воды, предусматривающий введение в тестируемую пробу щелочной фосфатазы, выделенной из яйцеклеток или эмбрионов морского ежа, предварительную инкубацию тестируемой пробы в течение 10-15 мин при комнатной температуре и введение субстрата n-нитрофенилфосфата натрия, последующую инкубацию в течение 30 мин при температуре 25°С или 37°С, после чего оценивают степень ингибирования фермента по величине оптической плотности продукта гидролиза субстрата при длине волны 400 нм с помощью ультрафиолетового ридера, используя 96-луночные планшеты, и по величине значения которой оценивают состояние загрязнения морской и пресной воды.
Однако, система биологического мониторинга включает в себя набор подходов, охватывающих разные стороны индивидуального развития организма, обеспечивает разностороннюю интегральную оценку состояния живых организмов и качества среды в целом. Применение различных методов в отношении широкого спектра живых организмов позволяет дать реальную оценку воздействия на окружающую среду [7].
Известен труд «Мониторинг состояния биоты особо охраняемых территорий Свердловской области» Российская академия наук. Уральское отделение Институт экологии растений и животных 2017г. [8]
В работе за четыре года исследований состояния природной среды при-родных парков парки «Оленьи ручьи», «Река Чусовая», «Бажовские места», природно- минералогического заказника «Режевской» (2012–2015) были получены детальные сведения о составе наблюдаемых объектов, определенных в качестве биоиндикаторов: растительные сообщества, сообщества дереворазрушающих грибов, население птиц, население наземных беспозвоночных (на примере индикаторной группы рыжих лесных муравьев), сообщество донных беспозвоночных (макрозообентос). Составлены видовые списки исследованных сообществ различных типичных биогеоценозов, определены основные динамические тренды наблюдаемых объектов. Результаты этих наблюдений позволили оценить текущее состояние природных комплексов этих охраняемых территорий в целом.
Описанный подход к вопросам экологического мониторинга близок по сути к предлагаемому изобретению. Отличие заключается в изучаемых биоценозах и, как следствие, в методических подходах к выбору и исследованию наблюдаемых объектов. Наша разработка означает комплексную интегральную оценку качества морской среды по детальному исследованию биоты моря с учетом индивидуальных физиологических особенностей гидробионтов, обитающих на стационарных биостанциях.
Предлагаемое изобретение «Система интегральной оценки качества среды и биоты моря по комплексным исследованиям состояния локального биоценоза стационарных биостанций» относится к области экологии и охране окружающей среды и может быть использовано для контроля природных процессов в экологически уязвимых районах акваторий с использованием всего спектра организмов - индикаторов, являющихся тест-объектами, населяющих стационарные биостанции.
Технической задачей предлагаемого изобретения является создание системы интегральной оценки состояния среды и биоты моря, содержащей методы анализа, сравнения, обобщения, технологию комплексных исследований локального биоценоза, сформированного на конструкциях искусственных рифов/биотопах, используемых в качестве стационарных биостанций в рамках производственного экологического мониторинга для оценки экологического состояния морской среды.
Решение задачи заключается в предлагаемой разработанной «Системе интегральной оценки качества среды и биоты моря по комплексным исследованиям состояния локального биоценоза стационарных биостанций» с использованием для исследований информационного поля всего спектра гидробионтов-индикаторов, являющихся тест-объектами, обитающих на искусственно созданных субстратах биостанций в рамках производственного экологического мониторинга для оценки экологического состояния морской среды и выявления градиентных изменений экологической ситуации в районах техногенной нагрузки.
Но пространственно-временная структура морских сообществ наталкивается на их высокую изменчивость. В многолетних рядах наблюдений обилие фитопланктона в одни и те же сроки варьирует в пределах трёх порядков величин, обилие зоопланктона - в пределах двух порядков величин. Информативным объектом мониторинга оказывается бентос: он стабилен во времени, характеризует локальную ситуацию в пространстве, способен представить изменения экосистемы в ретроспективе [9,10.11]. Однако и для этой группы организмов известны факты значительного варьирования, вызванного методическими или естественно-природными факторами. Причины расхождения данных, полученных в одно время (или в сходных условиях), могут быть различными [12].
Создание более благоприятных, чем фоновые условия обитания для различных групп животных и растений в морской среде позволяет сформировать устойчивую локальную экосистему, привязанную к биотопам универсального субстрата биостанций, стационарно помещенной в ту или иную точку наблюдений на шельфе моря и использовать данные, полученные в результате исследования локальных экосистем на субстратах биостанций, обеспечивающих условия обитания и развития всех уровней индикаторного сообщества, по состоянию которых оценивается качество окружающей среды в данной точке наблюдений.
Локальное сообщество такой станции накапливает информацию о качестве окружающей среды, которую можно использовать в рамках производственного экологического мониторинга для оценки экологического состояния морской среды в данной точке наблюдений. В рамках производственного экологического мониторинга для охвата всех областей объекта исследования, для получения объективного, достоверного и научно-обоснованного материала необходимо использовать ряд биостанций в зависимости от объема объекта мониторинга.
Система интегральной оценки качества среды и биоты моря по комплексным исследованиям состояния локального биоценоза стационарных биостанций представляет собой комплекс экологических исследований с использованием информационного поля локальных экосистем на субстратах биостанций , включающих методы анализа, сравнения, обобщения, технику комплексных исследований обязательного спектра методических гидробиологических, физиологического и токсикологического компонентов, развивающихся на стационарных биостанциях, на основе анализа которого дается интегральная оценка экологической обстановки среды и биоты в каждой точке наблюдений с описанием критериев для интерпретации данных мониторинга и базовой системы статистических оценок.
1. Гидробиологический компонент. Зообентос.
В качестве основы для методического компонента используются данные по численности, биомассе и биологическому разнообразию сообществ донных животных, а также соотношения индикаторных групп в составе зообентоса. Так выделено соотношение массовых представителей отряда Amphipoda и класса Oligochaeta (A/O), ракообразных (Crustaceans) и червей (Vermes)(C/V), отношение численности амфипод (Amphipods) к численности макрозообентоса (Macrozoobenthos) (A/M).Колебания этих показателей служат основой шкалирования в условных баллах, где
Подобный подход известен для оценки состояния речных водных систем [13,14].
2. Гидробиологический компонент. Микрофлора.
Наиболее информативным показателем по данным проведенных исследований является индекс Ки. Определяемое им соотношение общего числа микроорганизмов к сапрофитной микрофлоре использовано в качестве основы методического компонента по микробиологическим показателям.
Отмечено, что в зоне высокого антропогенного воздействия данные группы микроорганизмов можно использовать в качестве индикаторов на загрязнение среды нефтью и нефтепродуктами, хотя не всегда их высокая численность соответствует такой же высокой концентрации углеводородов [15]. Резкий размах колебаний Ки в исследуемой акватории, предполагает наличие антропогенного влияния.
Величина Ки может характеризовать физиологическое состояние микробиоценоза в исследуемый период времени, определяющееся конкретной гидролого-гидрохимической ситуацией. Высокая величина индекса Ки тесно связанного с условиями среды обитания микроорганизмов, по мнению некоторых исследователей, соответствует состоянию «молодой» экосистемы и свидетельствует о высоких темпах размножения гетеротрофных бактерий, что имеет место при благоприятных условиях для их развития и, в первую очередь, обилии лабильного органического вещества в водной среде [16]. В акваториях, менее подверженных антропогенному влиянию, размах колебаний Ки меньше, и колебания не такие резкие.
Для методического шкалирования приняты следующие интервалы: 4 балла – значение индекса Ки менее 3,5, 3 балла – 3,5 – 7,5, 2 балла – 7,6 – 10 и более 10 – 1 балл.
3. Гидробиологический компонент. Микрофитобентос.
Настоящий алгоритм, построенный на использовании индикаторных групп микрофитов, применим для оценки присутствия и сравнительной степени органического загрязнения, в т.ч. эмульгирующего, на поверхности донных отложений. Сравнительная оценка степени органического загрязнения производится с учётом данных о количественной структуре микрофитобентоса (далее – количественный метод). Оценка присутствия органического загрязнения на поверхности грунта производится с учётом качественных данных (по присутствию/отсутствию видов) о составе ценозов микрофитобентоса (далее – качественный метод).
Оба подхода строятся на использовании данных об актуальной микрофитной флоре донных ценозов.
3.1. Количественный метод.
В основе предлагаемого метода лежит сравнительная оценка нескольких интегральных экологических параметров, характеризующих ценоз микрофитобентоса по актуальной флоре. Речь идёт о соотношении показателей разнообразия, выравненности видовой структуры ценоза (степени сглаженности структуры доминирования), вероятности межвидовых встреч и видового богатства актуальной флоры, а также индикаторных групп микрофитов в её составе, по-разному реагирующих на присутствие органического загрязнения на поверхности дна.
Таким образом, используя различное отношение микрофитов к органическому загрязнению, в т.ч. эмульгирующему поверхность частичек донного осадка, и размерно-экологические характеристики самих микрофитов, выделяется группа индикаторов: а) органического загрязнения поверхности дна и б) чистой поверхности донных отложений. Первые хорошо развиваются при загрязнении, либо используя его как источник энергии, либо – зачастую попутно – не воспринимая его механически. Вторые от загрязнения гибнут.
Третья группа может быть признана условно-нейтральной по отношению к означенным типам загрязнения. Данные размерно-экологических группы относительно нейтрально реагируют на те формы и дозы воздействия поллютантов, при которых происходит смещение баланса в составе и структуре индикаторных групп.
По соотношению суммарных обилий индикаторных групп в структуре актуальной флоры микрофитного ценоза, делается вывод о степени загрязнения поверхности дна. Выражение Σpi Mon / Σpi Bcl представляет соотношение суммарного процента индикаторов органического загрязнения, в т.ч. эмульгирующего, к суммарному проценту индикаторов чистой поверхности частичек осадка (обозначение Bcl введено по основной индикаторной группе чистой поверхности – диатомеям, Bacillariophyta; обозначение Mon – по монадам, как основной жизненной форме индицирующей группы органического загрязнения).
Если Σpi Mon / Σpi Bcl ≤ 0,5±0,05, то можно говорить о количественном (по потенциальной продуктивности) преобладании в ценозе индикаторов чистой поверхности. Это соответствует чистым местообитаниям. 4 балла
При Σpi Mon / Σpi Bcl ≈ 1 мы можем констатировать органическое, но не эмульгирующее загрязнение. 3 балла.
В ситуации, когда 1≤ Σpi Mon / Σpi Bcl ≤ 2, мы констатируем повышенный риск органического, в т.ч. эмульгирующего загрязнения. При этом высокие значения видового богатства, разнообразия и выравненности зачастую бывают обусловлены гетеротрофной флорой. 2 балла.
Наконец, в ситуации, когда Σpi Mon / Σpi Bcl > 2, видовое богатство ниже среднего по выборке, H`<2-3, J`<7, PIE<7-8, то у нас есть основания констатировать высокую степень органического, зачастую в этих случаях эмульгирующего загрязнения. 1 балл.
3.2. Качественный метод
Используется соотношение видового богатства индикаторных таксонов. Ключевой формулой метода является соотношение Ʃ tax Mon/ Ʃ tax Bcl, где в левой части выражения суммируются все виды из числа таксономических групп, индицирующих присутствие органического загрязнения, а в правой части – все виды из числа бентических и бенто-планктонных диатомей, а также Borealis Mokievskyi.
При использовании данной формулы в рамках выборки проб микрофитобентоса мы оцениваем потенциально возможное присутствие органических поллютантов по 3-м градациям:
a) taxMon/taxBcl больше или сильно больше 1 – органическое загрязнение присутствует с высокой степенью вероятности.
b) taxMon/taxBcl меньше или сильно меньше 1 – органическое загрязнение присутствует с низкой или незначительной степенью вероятности.
c) taxMon/taxBcl = 1 – органическое загрязнение присутствует с низкой степенью вероятности.
Для удобства методического шкалирования принимаем следующие интервалы: 4 балла - < 0,8, 3 балла – 0,81 – 1,2, 2 балла – 1,21 – 1,6, 1 балл - > 1,6.
4. Гидробиологический компонент. Макрофитобентос
В качестве индикаторов используются 4 вида водорослей: из красных лауренсия и полисифония, их зеленых энтероморфа и кладофора. В системе оценки биомассы пробы 4-х бальная шкала: 4 балла - лауренсия>полисифонии; 3 балла - полисифония и лауренсия>кладофора и энтероморфа ; 2 балла - кладофора и энтероморфа>полисифонии и лауренсии; 1 балл - энтероморфа>кладофора.
5. Физиологический компонент.
В качестве животных-индикаторов для изучения возможного влияния на биологические объекты экосистем экспериментальных полигонов, с расположенными на нем биостанциями использовались бычковые рыбы. Они наилучшим образом в силу своих биологических особенностей подходят как тест-объекты для оценки состояния локальной экосистемы, каким является полигон с расположенными на нём биостанциями. Физиологическое состояние бычков в силу их биологических особенностей, зависит только от экологической ситуации, складывающейся в районе исследования. Низкая миграционная способность и некоторые особенности поведенческих реакций даёт возможность оценивать воздействия на них загрязняющих веществ, локализованных не только в водной среде, но и в грунтах.
Для интегральной оценки хронических эффектов у тест-объектов был выбран уровень нарушений печени. В качестве индикатора острых воздействий выбран уровень перекисного окисления липидов.
6. Токсикологический компонент.
Важнейшим показателем благополучия морской среды является уровень накопления токсикантов в тканях гидробионтов. При этом далеко не все виды или группы живых организмов подходят в качестве индикаторов при анализе уровня загрязнения биотического компонента морских экосистем. Виды, подходящие для этого должны соответствовать нескольким критериям: во-первых, обладать продолжительным, не менее одного года, жизненным циклом, во время которого возможно накопление полютантов в тканях; во-вторых, виды должны иметь как можно более плотный контакт с элементами среды, являющейся источником загрязнителей; в-третьих, индикаторные виды должны быть малоподвижными или прикрепленными на протяжении большей части жизни бля привязки их состояния к конкретной акватории. Не менее важным является сама предрасположенность к накоплению загрязняющих веществ, например, фильтрационный тип питания или обитание в толще грунта. В условиях Каспийского моря всем перечисленным выше критериям отвечают моллюски класса Bivalvia. Наиболее распространенными и, следовательно, наиболее подходящими для исследований токсического фона биотического компонента экосистемы являются представители родов Mytilaster, Dreissena, Didacna, Monodacna, Adacna, Abra. Все эти виды способны к аккумуляции в своих тканях нефтяных углеводородов и тяжелых металлов.
В качестве индикаторного критерия токсикологического компонента морской среды предлагается использовать уровень превышения фоновых концентраций нефтяных углеводородов и тяжелых металлов в тканях моллюсков, обитающих на импактных, подверженных загрязнению акваториях. Соответствие (т.е. не превышение) фоновым значениям можно принимать как показатель благополучия биотической среды (4 балла). Уровень превышения фоновых значений не более чем в 1,5 раза можно принять как удовлетворительное состояние (3 балла), от 1,5 до 2 – показатель неблагополучия среды обитания гидробионтов (2 балла), более чем 2-х кратное превышение будет указывать на негативный токсикологический фон (1 балл).
При методической реализации рассматриваемого компонента системы оценки качества морской среды стоит выбирать фоновые участки заведомо не подверженные действию токсикантов или с наименьшей антропогенной трансформацией. Это позволит наиболее точно определить уровень соответствия токсикологического компонента экосистемы на импактном участке фоновому, не нарушенному состоянию. Так же стоит помнить, что концентрация загрязняющих веществ в тканях гидробионтов является интегральным показателем, достигнутым за весь период жизни организма. Для исключения методических ошибок и корректности получаемых результатов необходимо анализировать аналогичные размерно-вестовые группы (а соответственно и одновозрастные) индикаторных организмов на фоновых и импактных участках.
По каждому из приведенных методических компонентов вычисляется средний балл. Сумма баллов по всем компонентам характеризует экологическую обстановку среды и биоты в каждой точке наблюдений.
В качестве примера представляются материалы исследований в составе экологического мониторинга ООО «ИПРОКАМ», полученные с сетки стационарных биостанций полигона исследований площадью 25 км2, 2018г.
Сводные баллы результатов исследований
| Биостанции | Макрозообентос | Микрофитобентос | Макрофитобентос | Микробиоценоз | Физиология | Токсикология | Сумма |
| К 1 | 2,2 | 4 | 2 | 4 | 1,5 | 4 | 17,7 |
| К2 | 2,5 | 4 | 2 | 4 | 1,5 | 4 | 18 |
| К3 | 2,8 | 4 | 2 | 4 | 1 | 4 | 17,8 |
| К4 | 3,2 | 4 | 2 | 4 | 2 | 4 | 19,2 |
| К5 | 2,5 | 4 | 3 | 2 | 1,5 | 4 | 17 |
| К6 | 2,8 | 4 | 3 | 1 | 1,5 | 4 | 15,3 |
| К7 | 3,0 | 3 | 3 | 3 | 1,5 | 4 | 17,5 |
| К8 | 2,7 | 2 | 2 | 4 | 3 | 4 | 16,7 |
| К9 | 2,5 | 3,5 | 3 | 1 | 1,5 | 4 | 15,5 |
| К11 | 1,8 | 4 | 3 | 2 | 2 | 4 | 16,8 |
| К12 | 3,0 | 4 | 3 | 2 | 2 | 4 | 17 |
| К13 | 2,7 | 4 | 3 | 1 | 3 | 4 | 17,7 |
Интегральная карта состояния морской среды в районе морской ледостойкой стационарной платформы в Северном Каспии
Результаты анализов материалов по изучению локальных сообществ, населяющих искусственные биотопы и рифовые конструкции, показали, что видовой состав ценозов в различных районах моря изменяется незначительно и в целом состоит из нескольких основныхгрупп организмов [17].
Таким образом, система интегральной оценки состояния среды и биоты моря по комплексу данных, полученных с информационного поля стационарных биостанций состоит из комплексных интегральных экологических исследований, обеспечивающих контроль за качеством окружающей среды методами и подходами, обеспечивающими выявление организмами-индикаторами, являющимися тест-объектами, состояние окружающей среды и которые отражают изменения, связанные с воздействием загрязнителей, что позволяет проанализировать процессы их биотрансформации и повысить практическую ценность получаемой информации для решения задач, связанных с управлением качеством окружающей среды.
Литература.
1. Биологические методы контроля окружающей среды https://studopedia.ru/16_46932_biologicheskie-metodi-kontrolya-okruzhayushchey-sredi.html
2. Thebault, M.T., Rafflin, J.P., Picado, A.M. et al. 2000. Coordinated changes of adenylate energy charge and ATP/ADP: use in ecotoxicology studies. Ecotoxicol. Environ. Saf. 46, 23-28.
3. Sunila I. Histopathologycal effects of environmental pollutants on the common mussel, Mytilus edulis L. (Baltic Sea), and their application in marine monitoring. Helsinki, 1987. Thesis of PhD.
4. Lowe D. Lisosomal membrane impairment in blood cells of Perna viridis: An invitro marker of contaminant induced damage. // Res. Bull. Phuket Mar. Biol. Cent. 1995. V.60. P.79-82.
5. «Обзор методов биоиндикации и биотестирования для оценки состояния окружающей среды». Еремеева А. С., Донченко М. И., Бучельников В. С., Перегудина Е. В., Азарова С. В. Молодой ученый. 2015. №11. С. 537-540. URL
6. Изобретение «Способ интегральной оценки состояния загрязнения морской и пресной воды» № 2 396 353. Опубликовано: 2010.08.10
7. http://files.lib.sfukras.ru/ebibl/umkd/1301/u_presentation. Мониторинг состояния биоты особо охраняемых территорий Свердловской области» Российская академия наук.Уральское отделение Институт экологии растений и животных 2017г.
8. Погребов В.Б., Шилин М.Б. Экологический мониторинг прибрежной зоны арктических морей. Санкт-Петербург: Гидрометеоиздат, 2001 96 с.
9. Погребов В.Б., Шилин М.Б. Экологический мониторинг береговой зоны //Основные концепции современного берегопользования. Т.1 СПб: изд-во РГГМУ, 2009 С. 95-123. ISBN 978-5-86813-247-6.
10. Pogrebov V.B. Trends and results of biological studies carried out in thePechora Bay // Barents Sea Impact Study. Proceedings of the First International BASIS Conference. - Munster, Germany, 1999 P. 445- 446. Pogrebov V.B., Fokin S.I., Galtsova V.V., Ivanov G.I.
Benthic communities as influenced by nuclear testing and radioactive waste disposal off Novaya Zemlya in the Russian Arctic // Marine PollutionBulletin. 1997 Vol. 35,No. 7-12.
P.333-339. ISSN / ISBN 0025- 326X.
11. Погребов В.Б. Изменчивость “нормы” и интерпретация результатов экологического мониторинга – анализ динамики артефактов? // Теория и практика комплексных морских исследований в интересах экономики и безопасности Российского Севера: Тезисы докладов. - Мурманск -Апатиты, 2005 С. 124-126.
12. Караева Н.И. совм. с колл. "Диатомовые водоросли СССР", т. II, в. 1. Л., Изд. "Наука", 1988, 114 с..
13. Караева Н.И. Методика ботанического мониторинга Каспийского моря. Баку, 2002, с. 1-19.
14. Рубцова С.И. Общее количество нефтяных углеводородов и нефтеокисляющих микроорганизмов в морской воде в присутствии взвеси // Экология моря, 2000. – Вып. 52. – С. 75-78.
15. Богданова О.Ю. Пространственно-временная изменчивость гетеротрофных бактериальных сообществ воды литорали Кольского залива: дис.. канд. биол. наук. – М., 2003. – 150 с.
16. «Биологические основы и практические результаты разработки системы защиты биологического разнообразия Каспийского моря от нефтяного загрязнения». А.Ф.Сокольский, Н.В. Попова, Е.В.Колмыков, А.А.Курапов, 2005г.
Claims (26)
1. Система интегральной оценки качества среды и биоты моря по комплексным исследованиям состояния локального биоценоза стационарных биостанций, состоящая из обследования следующего спектра методических компонентов:
- гидробиологический компонент зообентос;
- гидробиологический компонент микрофлора;
- гидробиологический компонент микрофитобентос;
- гидробиологический компонент макрофитобентос;
- физиологический компонент;
- токсикологический компонент,
отличающаяся тем, что для мониторинга и интегральной оценки состояния морской среды в качестве стационарных биостанций производственного экологического мониторинга используют искусственные биотопы или искусственные рифы для комплексного анализа состояния биологических сообществ, сформированных на искусственно созданных субстратах биостанций производственного экологического мониторинга, по состоянию которых оценивают качество окружающей среды, выявляют градиентные изменения экологической ситуации в районах техногенной нагрузки с описанием критериев для интерпретации данных мониторинга и базовой системы статистических оценок, причем в рамках производственного экологического мониторинга для охвата всех областей объекта исследования, для получения объективного, достоверного и научно-обоснованного материала необходимо использовать ряд биостанций в зависимости от объема объекта мониторинга.
2. Система интегральной оценки состояния среды и биоты моря по п. 1, отличающаяся тем, что для гидробиологического компонента зообентоса в качестве основы используют данные по численности, биомассе и биологическому разнообразию сообществ донных животных, заселяющих биостанции, а также соотношения индикаторных групп в составе зообентоса, выделяют соотношение массовых представителей отряда Amphipoda и класса Oligochaeta (A/О), ракообразных (Crustaceans) и червей (Vermes)(C/V), отношение численности амфипод (Amphipods) к численности макрозообентоса (Macrozoobenthos) (A/M), при этом колебания этих показателей служат основой шкалирования в условных баллах, где
3. Система интегральной оценки состояния среды и биоты моря по п. 1, отличающаяся тем, что компонент микрофлора наиболее информативен по показателю индекса Ки, где определяемое им соотношение общего числа микроорганизмов к сапрофитной микрофлоре используют в качестве основы методического компонента по микробиологическим показателям, при этом для методического шкалирования принимают следующие интервалы: 4 балла - значение индекса Ки менее 3,5, 3 балла - 3,5-7,5, 2 балла - 7,6-10 и более 10 - 1 балл.
4. Система интегральной оценки состояния среды и биоты моря по п. 1, отличающаяся тем, что для гидробиологического компонента микрофитобентоса использован алгоритм оценки присутствия и сравнительной степени органического загрязнения, в т.ч. эмульгирующего, на поверхности донных отложений и построен на использовании индикаторных групп, где сравнительную оценку степени органического загрязнения производят с учётом данных о количественной структуре микрофитобентоса (далее - количественный метод), а оценку присутствия органического загрязнения на поверхности грунта производят с учётом качественных данных (по присутствию/отсутствию видов) о составе ценозов микрофитобентоса (далее - качественный метод).
5. Система интегральной оценки состояния среды и биоты моря по п.4, отличающаяся тем, что в основе количественного метода применяют сравнительную оценку нескольких интегральных экологических параметров, характеризующих ценоз микрофитобентоса по актуальной флоре, соотношении показателей разнообразия, выравненности видовой структуры ценоза (степени сглаженности структуры доминирования), вероятности межвидовых встреч и видового богатства актуальной флоры, а также индикаторных групп микрофитов в её составе, по-разному реагирующих на присутствие органического загрязнения на поверхности дна, причем выражение Σpi Mon / Σpi Bcl представляет соотношение суммарного процента индикаторов органического загрязнения, в т.ч. эмульгирующего, к суммарному проценту индикаторов чистой поверхности частичек осадка (обозначение Bcl вводят по основной индикаторной группе чистой поверхности - диатомеям, Bacillariophyta; обозначение Mon - по монадам, как основной жизненной форме индицирующей группы органического загрязнения).
6. Система интегральной оценки состояния среды и биоты моря по п.5, отличающаяся тем, что если:
- Σpi Mon / Σpi Bcl ≤ 0,5±0,05, то говорят о количественном (по потенциальной продуктивности) преобладании в ценозе индикаторов чистой поверхности, что соответствует чистым местообитаниям, равным 4 баллам;
- Σpi Mon / Σpi Bcl ≈ 1 констатируют органическое, но не эмульгирующее загрязнение, равное 3 баллам;
- 1≤ Σpi Mon / Σpi Bcl ≤ 2, констатируют повышенный риск органического, в т.ч. эмульгирующего загрязнения в 2 балла;
- Σpi Mon / Σpi Bcl > 2, видовое богатство ниже среднего по выборке, H`<2-3, J`<7, PIE<7-8, то констатируют высокую степень органического эмульгирующего загрязнения в 1 балл.
7. Система интегральной оценки состояния среды и биоты моря по п. 4, отличающаяся тем, что в качественном методе используют соотношение видового богатства индикаторных таксонов, при этом ключевой формулой метода является соотношение Ʃ tax Mon/ Ʃ tax Bcl, где в левой части выражения суммируют все виды из числа таксономических групп, индицирующих присутствие органического загрязнения, а в правой части - все виды из числа бентических и бенто-планктонных диатомей, а также Borealis Mokievskyi, при этом при использовании данной формулы в рамках выборки проб микрофитобентоса оценивают потенциально возможное присутствие органических поллютантов по 3-м градациям:
a) taxMon/taxBcl больше 1 - органическое загрязнение присутствует с высокой степенью вероятности;
b) taxMon/taxBcl меньше 1 - органическое загрязнение присутствует с низкой степенью вероятности,
c) taxMon/taxBcl = 1 - органическое загрязнение присутствует с низкой степенью вероятности, и для методического шкалирования принимают следующие интервалы: 4 балла - < 0,8; 3 балла - 0,81-1,2; 2 балла - 1,21-1,6; 1 балл - > 1,6.
8. Система интегральной оценки состояния среды и биоты моря по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве индикаторов по макрофитобентосу используют 4 вида водорослей: из красных лауренсия и полисифония, из зеленых энтероморфа и кладофора, при этом в системе оценки биомассы пробы 4-бальная шкала: 4 балла - лауренсия>полисифонии; 3 балла - полисифония и лауренсия>кладофора и энтероморфа ; 2 балла - кладофора и энтероморфа>полисифонии и лауренсии; 1 балл - энтероморфа>кладофора.
9. Система интегральной оценки состояния среды и биоты моря по п. 1, отличающаяся тем, что в физиологическом компоненте в качестве животных-индикаторов для изучения влияния на биологические объекты экосистем экспериментальных полигонов, с расположенными на нем биостанциями, используют бычковые рыбы, причем для интегральной оценки хронических эффектов у тест-объектов выбирают уровень нарушений печени, а в качестве индикатора острых воздействий выбирают уровень перекисного окисления липидов, при этом показателям 1 балл, 2 балла, 3 балла и 4 балла соответствуют значения уровня нарушений печени в баллах > 3; 2,4-3; 1,7-2,3; 1-1,6 соответственно и уровню перекисного окисления липидов (Мср) - 400, 300-400, 200-300, < 200 соответственно.
10. Система интегральной оценки состояния среды и биоты моря по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве индикаторного критерия токсикологического компонента морской среды используют уровень превышения фоновых концентраций нефтяных углеводородов и тяжелых металлов в тканях моллюсков, обитающих на импактных, подверженных загрязнению акваториях, где не превышение фоновым значениям можно принимать как показатель благополучия биотической среды (4 балла), уровень превышения фоновых значений не более чем в 1,5 раза принимают как удовлетворительное состояние (3 балла), от 1,5 до 2 - показатель неблагополучия среды обитания гидробионтов (2 балла), более чем 2-кратное превышение будет указывать на негативный токсикологический фон (1 балл).
11. Система интегральной оценки состояния среды и биоты моря по п. 1, отличающаяся тем, что по каждому методическому компоненту вычисляется средний балл и по сумме баллов по всем компонентам характеризуют экологическую обстановку среды и биоты в каждой точке наблюдений.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019144263A RU2732100C1 (ru) | 2019-12-26 | 2019-12-26 | Система интегральной оценки качества среды и биоты моря по комплексным исследованиям состояния локального биоценоза стационарных биостанций. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019144263A RU2732100C1 (ru) | 2019-12-26 | 2019-12-26 | Система интегральной оценки качества среды и биоты моря по комплексным исследованиям состояния локального биоценоза стационарных биостанций. |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2732100C1 true RU2732100C1 (ru) | 2020-09-11 |
Family
ID=72516377
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019144263A RU2732100C1 (ru) | 2019-12-26 | 2019-12-26 | Система интегральной оценки качества среды и биоты моря по комплексным исследованиям состояния локального биоценоза стационарных биостанций. |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2732100C1 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113658640A (zh) * | 2021-07-14 | 2021-11-16 | 北京大学 | 一种淡水生态系统健康评价方法 |
| CN113740511A (zh) * | 2021-09-06 | 2021-12-03 | 宁波大学 | 农田土壤健康诊断的土壤动物活性生物传感器的获得方法 |
| CN115575363A (zh) * | 2022-09-27 | 2023-01-06 | 北京航空航天大学 | 一种获取生态影响机制的方法及系统 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2215290C2 (ru) * | 2001-12-19 | 2003-10-27 | Государственное унитарное предприятие Тихоокеанский научно-исследовательский рыбохозяйственный центр | Способ оценки токсичности загрязнителей вод дальневосточных морей |
| RU93773U1 (ru) * | 2009-11-10 | 2010-05-10 | Никита Борисович Водовский | Рифовый модуль |
| CN203072655U (zh) * | 2013-01-21 | 2013-07-24 | 天津市水产研究所 | 一种适于贝藻附着的生态型人工鱼礁 |
| RU2563283C2 (ru) * | 2013-12-03 | 2015-09-20 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Азовский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства" (ФГБНУ "АзНИИРХ") | Способ оценки токсичности загрязнителей вод азово-черноморского бассейна |
| RU2648005C1 (ru) * | 2016-12-19 | 2018-03-21 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Мурманский морской биологический институт Кольского научного центра Российской академии наук (ММБИ КНЦ РАН) | Способ построения карт уязвимости прибрежно-морских зон от нефти, нефтепродуктов и других химических веществ на основе расчетов с метрическими величинами |
| RU179174U1 (ru) * | 2017-10-02 | 2018-05-03 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки институт океанологии им. П.П. Ширшова Российской академии наук | Донно-пелагический рифовый модуль |
| RU193968U1 (ru) * | 2019-06-28 | 2019-11-21 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "Институт биологии южных морей имени А.О. Ковалевского РАН" (ФИЦ ИнБЮМ) | Устройство для восстановления донных биоценозов |
-
2019
- 2019-12-26 RU RU2019144263A patent/RU2732100C1/ru active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2215290C2 (ru) * | 2001-12-19 | 2003-10-27 | Государственное унитарное предприятие Тихоокеанский научно-исследовательский рыбохозяйственный центр | Способ оценки токсичности загрязнителей вод дальневосточных морей |
| RU93773U1 (ru) * | 2009-11-10 | 2010-05-10 | Никита Борисович Водовский | Рифовый модуль |
| CN203072655U (zh) * | 2013-01-21 | 2013-07-24 | 天津市水产研究所 | 一种适于贝藻附着的生态型人工鱼礁 |
| RU2563283C2 (ru) * | 2013-12-03 | 2015-09-20 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Азовский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства" (ФГБНУ "АзНИИРХ") | Способ оценки токсичности загрязнителей вод азово-черноморского бассейна |
| RU2648005C1 (ru) * | 2016-12-19 | 2018-03-21 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Мурманский морской биологический институт Кольского научного центра Российской академии наук (ММБИ КНЦ РАН) | Способ построения карт уязвимости прибрежно-морских зон от нефти, нефтепродуктов и других химических веществ на основе расчетов с метрическими величинами |
| RU179174U1 (ru) * | 2017-10-02 | 2018-05-03 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки институт океанологии им. П.П. Ширшова Российской академии наук | Донно-пелагический рифовый модуль |
| RU193968U1 (ru) * | 2019-06-28 | 2019-11-21 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "Институт биологии южных морей имени А.О. Ковалевского РАН" (ФИЦ ИнБЮМ) | Устройство для восстановления донных биоценозов |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| НЕВРОВА Е.Л. и др. Руководство по изучению морского микрофитобентоса и его применению для оценки качества среды, Севастополь-Симферополь, 2015, с. 5-9 (введение) * |
| РУБЦОВА С.И. Гетеротрофные бактерии - показатели загрязнения и самоочищения морской среды. Экология моря, Севастополь,т. 62, 2002, с. 81-85. * |
| РУБЦОВА С.И. Гетеротрофные бактерии - показатели загрязнения и самоочищения морской среды. Экология моря, Севастополь,т. 62, 2002, с. 81-85. НЕВРОВА Е.Л. и др. Руководство по изучению морского микрофитобентоса и его применению для оценки качества среды, Севастополь-Симферополь, 2015, с. 5-9 (введение). * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113658640A (zh) * | 2021-07-14 | 2021-11-16 | 北京大学 | 一种淡水生态系统健康评价方法 |
| CN113658640B (zh) * | 2021-07-14 | 2023-07-28 | 北京大学 | 一种淡水生态系统健康评价方法 |
| CN113740511A (zh) * | 2021-09-06 | 2021-12-03 | 宁波大学 | 农田土壤健康诊断的土壤动物活性生物传感器的获得方法 |
| CN113740511B (zh) * | 2021-09-06 | 2023-09-08 | 宁波大学 | 农田土壤健康诊断的土壤动物活性生物传感器的获得方法 |
| CN115575363A (zh) * | 2022-09-27 | 2023-01-06 | 北京航空航天大学 | 一种获取生态影响机制的方法及系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Boon et al. | Developing a standard approach for monitoring freshwater pearl mussel (Margaritifera margaritifera) populations in European rivers | |
| RU2732100C1 (ru) | Система интегральной оценки качества среды и биоты моря по комплексным исследованиям состояния локального биоценоза стационарных биостанций. | |
| Brauns et al. | Human lakeshore development alters the structure and trophic basis of littoral food webs | |
| Murray et al. | Waterbird use of artificial wetlands in an Australian urban landscape | |
| Vad et al. | Wartime scars or reservoirs of biodiversity? The value of bomb crater ponds in aquatic conservation | |
| Cabaço et al. | Effects of nutrient enrichment on seagrass population dynamics: evidence and synthesis from the biomass–density relationships | |
| Schlacher et al. | Estuarine fish health assessment: evidence of wastewater impacts based on nitrogen isotopes and histopathology | |
| Benejam et al. | Assessing fish metrics and biotic indices in a Mediterranean stream: effects of uncertain native status of fish | |
| Ding et al. | Effects of riparian land use on water quality and fish communities in the headwater stream of the Taizi River in China | |
| Hartikainen et al. | Bryozoan populations reflect nutrient enrichment and productivity gradients in rivers | |
| Degerman et al. | Predicting population status of freshwater pearl mussel (Margaritifera margaritifera, L.) in central Sweden using instream and riparian zone land‐use data | |
| Strecker et al. | Increased habitat connectivity homogenizes freshwater communities: historical and landscape perspectives | |
| Murray et al. | What can a database compiled over 22 years tell us about the use of different types of wetlands by waterfowl in south-eastern Australian summers? | |
| Song et al. | Parasite prevalence in intermediate hosts increases with waterbody age and abundance of final hosts | |
| Prato et al. | Ecotoxicological evaluation of sediments by battery bioassays: application and comparison of two integrated classification systems | |
| Collier et al. | Spatial variation of structural and functional indicators in a large New Zealand river | |
| Smokorowski et al. | Wood removals from lakes may not necessarily elicit fish population responses | |
| Weber et al. | Restoration of eutrophic lakes in Iowa, USA | |
| Gilligan | Fish communities of the lower Murray-Darling catchment: status and trends | |
| RU2726128C1 (ru) | Методика организации экологических исследований морской среды с использованием системы стационарных биостанций в рамках производственного экологического мониторинга | |
| Chakraborty et al. | Methodologies for the assessment of river ecosystem in Southern West Bengal, India | |
| Beltrami et al. | Assessing the impact of artificial summer drainage on the benthic macroinvertebrates in a freshwater wetland in northeast Italy | |
| Maceda-Veiga et al. | Congruence in riverine conditions and associations between native fish and several species of amphibians in a region prone to fish invasions | |
| Stryszowska et al. | Evaluating Beneficial Use Impairments in Wetlands of the Massena Area of Concern using biotic, water quality, and landscape indicators | |
| Dinger | Aquatic invertebrates of Cuatro Ciénegas, Coahuila, México and effects of fish on stromatolite invertebrate assemblages |