Индекс сообщества макробеспозвоночных
Индекс сообщества макробеспозвоночных (MCI) — это индекс, используемый в Новой Зеландии для измерения качества воды в ручьях с пресной водой. [1] Присутствие или отсутствие макробеспозвоночных, таких как насекомые, черви и улитки, в реке или ручье может служить биологическим индикатором состояния этого водного пути. [2] MCI присваивает номер каждому виду макробеспозвоночных на основе чувствительности этого вида к загрязнению . Затем индекс вычисляет средний балл. [1] Более высокий балл по MCI обычно указывает на более здоровый поток. [2]
MCI (Индекс сообщества макробеспозвоночных) основан на присвоении баллов пресноводным макробеспозвоночным на основе их устойчивости к загрязнению. Пресноводные макробеспозвоночные, обитающие в нетронутых условиях, получат более высокие оценки, чем те, что обитают в загрязненных районах. [3] Значения MCI можно рассчитать с использованием данных о присутствии-отсутствии макробеспозвоночных с использованием этого уравнения: [3]
MCI = [(оценка участка)/(количество оцениваемых таксонов)]*20
Предыдущие оценки качества воды основывались как на химическом анализе, так и на анализе среды обитания, однако оказалось, что эти методы недостаточны из-за загрязнения из неточечных источников. [4] Виды, живущие в водной среде, могут быть лучшим естественным индикатором качества окружающей среды и выявить последствия любого изменения или загрязнения среды обитания. [4] и доказали свою способность реагировать на широкий спектр стрессовых факторов, таких как отложения осадков , урбанизация , методы ведения сельского хозяйства и последствия вырубки леса. [5] Любые изменения, которые могут произойти в сообществах макробеспозвоночных и которые приводят к сокращению разнообразия, увеличивают доминирование устойчивых к загрязнению беспозвоночных, таких как олигохеты и хирономиды . [6] Таким образом, отсутствие видового разнообразия и низкие показатели биотического индекса обитающих в нем макробеспозвоночных могут быть индикатором плохого качества воды. [7] Риск ухудшения качества воды является наибольшим в низинных районах, где преобладающими видами землепользования являются высокоинтенсивное сельское хозяйство и городское развитие. [8]
Сообщества макробеспозвоночных являются предпочтительными индикаторами здоровья водных экосистем , поскольку их очень легко собирать и идентифицировать, и они имеют короткую продолжительность жизни, что позволяет очень быстро реагировать на изменения в окружающей среде. [5] Методы MCI по использованию сообществ макробеспозвоночных для оценки общего состояния водной среды продолжают оставаться наиболее надежным, применимым и широко признанным методом во всем мире. [9]
Вариации на тему MCI
Помимо индексированного MCI, определенного выше, существуют еще два варианта MCI. QMCI (Количественный индекс сообщества макробеспозвоночных) и SQMCI (Полуколичественный индекс сообщества макробеспозвоночных). И MCI, и QMCI широко используются в таких странах, как Новая Зеландия. Сочетание широкого использования и хороших результатов MCI и QMCI при определении качества воды в водных экосистемах вызвало интерес к дальнейшему совершенствованию методов в Новой Зеландии. [10] QMCI, как и MCI, изначально был разработан для оценки органического обогащения водных экосистем. Третий индекс, SQMCI, был создан для сокращения усилий по выборке и обработке, необходимых для QMCI. [11] SQMCI будет действовать аналогично QMCI, доминирующему в сообществе, однако для достижения той же точности потребуется меньше образцов. SQMCI дает сравнительную оценку QMCI с нагрузкой менее 40% в обстоятельствах, когда плотность макробеспозвоночных не требуется. Это снижает затраты, а также повышает логическую обоснованность проектов биомониторинга. [10] И QMCI, и SQMCI аналогичны MCI в том смысле, что они оцениваются по шкале от 1 (чрезвычайно толерантный) до 10 (крайняя непереносимость). Однако они различаются способом расчета MCI с использованием данных о присутствии-отсутствии, тогда как QMCI использует количественные или процентные данные. [11] Наличие качественной, количественной и полуколичественной версии одного и того же индекса вызывает некоторые вопросы относительно того, хорошо это или нет. Все три индекса имеют одну и ту же цель: измерить качество водной экосистемы, однако не существует четких рекомендаций относительно того, когда каждый из них наиболее подходит для использования. В исследовании, проведенном на 88 реках, Скарсбрук и др. (2000) пришли к выводу, что MCI более полезен, чем QMCI, для распознавания изменений качества речной воды с течением времени. Наличие трех форм одинакового указателя может подтолкнуть к различным выводам, а также открывает путь для конкретного использования любого файла для придания предвзятости определенной позиции или позиции, занимаемой специалистом. [11] В августе 2019 года Министерство окружающей среды опубликовало проект заявления о национальной политике в области управления пресной водой и отчет Научно-технической консультативной группы, в котором рекомендовано включить три различных показателя: MCI, QMCI и средний балл по показателю (ASPM). [12]
Значения QMCI можно рассчитать с помощью:
QMCI = Σ_(i=1)^(i=s)▒(n_i*a_i)/N
Значения SQMCI можно рассчитать аналогично QMCI, за исключением того, что фактические значения заменяются кодированными значениями численности. Пример:
SQMCI = Σ_(i=1)^(i=s)▒(n_i*a_i)/N
Факторы, влияющие на MCI Существует несколько факторов, которые могут повлиять на сбор данных MCI при оценке качества воды водной экосистемы. Каналы с твердым и мягким дном часто могут давать разные результаты, и многие исследователи используют две разные версии MCI. Например, в исследовании Stark & Mallard (2007) они обсуждают, что каналы с твердым и мягким дном имеют отдельные версии MCI, и эти две версии не могут быть объединены в один набор данных из-за различий в таксонах и значениях толерантности. [8]
Пространственная изменчивость также представляет интерес с точки зрения влияния на данные, полученные с помощью MCI. Сайты, которые постепенно продвигаются вниз по течению, часто имеют тенденцию давать более низкое значение MCI. Также может иметь место мешающее влияние между перекатами, спусками или водоемами с одним течением ручья. [13]
Глубина и скорость также вызывали обеспокоенность с точки зрения влияния на результаты, однако Старк (1993) исследовал влияние метода отбора проб, глубины воды, скорости течения и субстрата на результаты и обнаружил, что как MCI, так и QMCI не зависят от глубины. , скорость и субстрат из проб макробеспозвоночных, собранных с каменистых перекатов. [10] Этот вывод является преимуществом для оценки загрязнения воды.
Было проведено несколько исследований сезонной изменчивости, которая считается основным фактором, влияющим на оценку качества воды. Был сделан вывод, что все модели должны проверять данные, собранные в течение сезона, в качестве справочных данных, которые и используются. [13]
Было несколько других факторов, таких как температура воды, история жизни беспозвоночных и уровень растворенного кислорода, которые были объяснены как причины сезонной изменчивости. В более теплые сезоны есть биотические показатели, которые указывают на ухудшение здоровья рек. [13] В более теплые сезоны, такие как лето, температура будет повышаться, что приведет к увеличению температуры воды и уменьшению количества растворенного кислорода в воде, что сделает окружающую среду менее идеальной для водных макробеспозвоночных. В свою очередь это влияет на плотность популяции макробеспозвоночных и меняет результаты индексов.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б «Индекс сообщества макробеспозвоночных» . www.lawa.org.nz. Земля Воздух Вода Аотерароа . Проверено 24 августа 2016 г.
- ^ Jump up to: а б «Состав сообщества макробеспозвоночных (MCI)» . Министерство окружающей среды . Правительство Новой Зеландии . Проверено 24 августа 2016 г.
- ^ Jump up to: а б Старк, Дж. Д. (1993) Эффективность индекса сообщества макробеспозвоночных: влияние метода отбора проб, репликации выборки, глубины воды, скорости течения и субстрата на значения индекса. Новозеландский журнал исследований морской и пресной воды 27:4, 463-478.
- ^ Jump up to: а б Беннетт, Х.Х., М.В. Маллен, П.М. Стюарт, Дж.А. Сойер и ECW (2004) Разработка индекса сообщества беспозвоночных для водораздела прибрежной равнины Алабамы. Журнал Американской ассоциации водных ресурсов, 40:1, 43-51.
- ^ Jump up to: а б Коллиер, К.Дж. (2014) Скорость гниения древесины и структура сообщества макробеспозвоночных в условиях контрастных градиентов антропогенного давления (Вайкато, Новая Зеландия), Новозеландский журнал морских и пресноводных исследований, 48:1, 97-111
- ^ Холл, М.Дж., Г.П. Клосс и Р.Х. Райли. (2001) Взаимосвязь между землепользованием и структурой сообщества речных беспозвоночных на Южном острове, Новая Зеландия, прибрежный водосборный бассейн. Новозеландский журнал исследований морской и пресной воды, 35:3, 591-603.
- ^ Коллинз, CL, М.В. Маллен, премьер-министр Стюарт и EC Уэббер. (2008) Валидация индекса сообщества беспозвоночных для городских ручьев для водораздела прибрежных равнин Алабамы. Журнал Американской ассоциации водных ресурсов, 44 (3), 663–669.
- ^ Jump up to: а б Ларнед, С.Т., Т. Снелдер, М.Дж. Анвин и Г.Б. Макбрайд. (2016) Качество воды в реках Новой Зеландии: современное состояние и тенденции. Новозеландский журнал исследований морской и пресной воды, 50:3, 389-417.
- ^ Оломукоро, Д.О. и А. Дирису. (2014)Сообщество макробеспозвоночных и индекс толерантности к загрязнению в реках Эдион и Омодо на производных водно-болотных угодьях саванны в Южной Нигерии. Иорданский журнал биологических наук, 7:1, 19–24.
- ^ Jump up to: а б с Старк, JD (1998) SQMCI: Биотический индекс для данных о закодированной численности пресноводных макробеспозвоночных. Новозеландский журнал исследований морской и пресноводной воды, 32:1, 55-66.
- ^ Jump up to: а б с Райт-Стоу, А.Э. и Уинтерборн, М.Дж. (2003) Насколько хорошо соответствуют индикаторы мониторинга рек Новой Зеландии, индекс сообщества макробеспозвоночных и его количественный вариант? Новозеландский журнал исследований морской и пресной воды, 37:2, 461-470.
- ^ МФЭ (сентябрь 2019 г.). «План действий по оздоровлению водных путей» . Министерство по . Министерство окружающей среды.
- ^ Jump up to: а б с Старк, Дж. Д. и Н. Филлипс. (2009) Сезонная изменчивость индекса сообщества макробеспозвоночных: требуются ли сезонные поправочные коэффициенты? Новозеландский журнал исследований морской и пресной воды, 43:4, 867-882.