Jump to content

Водный биомониторинг

Бодо-Крик Эксперт по оценке воздействия на окружающую среду и биомониторингу вернулся из экспедиции по отбору проб в Бодо-Крик, месте, пострадавшем от разлива нефти.
Бодо-Крик, Нигерия. Ученый, занимающийся оценкой воздействия на окружающую среду и биомониторингом, возвращается из экспедиции по отбору проб на месте разлива нефти в ручье Бодо в дельте реки Нигер.

Водный биомониторинг — это наука , позволяющая сделать выводы об экологическом состоянии рек , озер , ручьев и водно-болотных угодий путем изучения обитающих там организмов (рыб, беспозвоночных, насекомых, растений и водорослей). Хотя водный биомониторинг является наиболее распространенной формой биомониторинга, любую экосистему таким образом можно изучать .

Строительство плотины Шаста, Калифорния, США Строительство и человеческое развитие могут повлиять на многие аспекты водных экосистем.
Шампань, Франция. Сельское хозяйство и сельское хозяйство могут сильно повлиять на близлежащие источники воды, как пресной, так и морской.

Водный биомониторинг является важным инструментом оценки водных форм жизни и среды их обитания. Он может выявить общее состояние здоровья и состояние экосистемы, выявить экологические тенденции и воздействие различных стрессоров, а также может использоваться для оценки воздействия различных видов деятельности человека на общее состояние водной среды. [1] [2] Загрязнение воды и общий стресс для водной флоры и фауны оказывают серьезное воздействие на окружающую среду. Основными источниками загрязнения океанов, рек и озер являются антропогенные события или деятельность, такие как сточные воды , разливы нефти , поверхностные стоки , засорение , добыча полезных ископаемых в океане и ядерные отходы .

Мониторинг водной жизни также может быть полезен для мониторинга и понимания прилегающих наземных экосистем. Быстрые изменения в окружающей среде, такие как загрязнение, могут изменить экосистемы и сообщества, а также поставить под угрозу виды, обитающие в воде или вблизи нее. Многие водные виды служат источником пищи для наземных видов, поэтому на них влияют размер и здоровье водных популяций.

Индикаторные организмы

[ редактировать ]
Шотландия, Великобритания. Ручейники летучие виды. личинки являются распространенным организмом-индикатором при определении здоровья пресных водоемов.
Хорошо развитый головастик лесной лягушки. Земноводные на всех этапах жизни являются значимыми организмами-индикаторами.

Водные беспозвоночные, чаще всего личинки ручейников , реагируют на изменение климата, низкий уровень загрязнения и изменение температуры. [3] [4] В результате они имеют самую долгую историю использования в программах биомониторинга. [5] Кроме того, макроскопические виды: лягушки, рыбы и некоторые виды растений, а также многие формы микроскопической жизни, такие как бактерии и простейшие, используются в качестве индикаторных организмов в различных приложениях, в том числе в ливневых стоках. [6]

Многие виды макроводорослей (включая цианобактерии , хотя технически это не настоящие водоросли). [7] ) также используются в биомониторинге как водной, так и морской среды, поскольку их короткий срок жизни делает их очень чувствительными к изменениям. [8] [9]

Общие методы

[ редактировать ]

Для оценки биомониторинга требуется базовый набор данных, который в идеале определяет окружающую среду в ее естественном состоянии или состоянии по умолчанию. [10] Затем это используется для сравнения с любыми последующими измерениями, чтобы оценить потенциальные изменения или тенденции.

В некоторых случаях эти наборы данных используются для создания стандартизированных инструментов для оценки качества воды с помощью данных биомониторинга, таких как Индекс удельного загрязнения (SPI) и Индекс южноафриканских диатомовых водорослей (SADI). [11]

Методы водного биомониторинга

[ редактировать ]
  • мониторинг и оценка водных видов (включая растения, животных и бактерии)
  • мониторинг поведения определенных водных видов и оценка любых изменений в поведении видов
  • анализ биохимического состава водоема и его потенциального влияния на виды, которые от него зависят. [12]

Общие инструменты экологических и биологических оценок

[ редактировать ]

Учитываемые переменные

[ редактировать ]

Качество воды

[ редактировать ]

Качество воды оценивается как по внешнему виду, например: прозрачная, мутная, насыщенная водорослями, так и по химическому составу. [16] Определение конкретных уровней ферментов , бактерий, металлов и минералов, содержащихся в воде, чрезвычайно важно. Некоторые загрязнители, такие как металлы и некоторые органические отходы, могут быть смертельными для отдельных существ и, таким образом, в конечном итоге привести к исчезновению определенных видов. [12] Это может повлиять как на водные, так и наземные экосистемы и вызвать нарушение других биомов и экосистем.

Температура воды

[ редактировать ]

Температура воды является одной из наиболее распространенных переменных, собираемых в ходе водного биомониторинга. Температуры на поверхности воды, в толще воды и на самых нижних уровнях водоема ( бентической зоне ) могут дать представление о различных аспектах водной экосистемы. Изменение климата напрямую влияет на температуру воды и может оказывать негативное воздействие на многие водные виды, такие как лосось. [17] [18] Нерест лосося зависит от температуры: существует порог накопления тепла, который должен быть достигнут, прежде чем произойдет вылупление. После вылупления лосось живет в воде в критическом диапазоне температур, а воздействие температур за пределами этого диапазона потенциально смертельно. [19] Эта чувствительность делает их полезными индикаторами изменений температуры воды, поэтому их используют в исследованиях изменения климата. Аналогичным образом, было доказано, что на популяции дафний негативно влияет изменение климата, поскольку более ранние весны привели к тому, что периоды вылупления были отделены от пикового окна доступности пищи. [20]

Сообщество макияжа

[ редактировать ]

Собрания видовых сообществ и изменения в них могут помочь исследователям сделать вывод об изменениях в состоянии экосистемы. В типичных незагрязненных водотоках умеренного пояса Европы и Северной Америки преобладают определенные таксоны насекомых. Подёнки ( Ephemeroptera ), ручейники ( Trichoptera ) и веснянки ( Plecoptera ) — наиболее распространенные насекомые в этих непотревоженных ручьях. Напротив, в реках, нарушенных урбанизацией , сельским хозяйством , лесным хозяйством и другими возмущениями, мухи ( Diptera ), и особенно мошки (семейство Chironomidae преобладают ).

Местная геология

[ редактировать ]

На поверхностные воды может влиять местная геология, поскольку минералы, выщелоченные из подземных пород, могут попасть в поверхностные водоемы и повлиять на химический состав воды. Примерами этого являются река Верии (Тиграй, Эфиопия), где повышенные концентрации тяжелых металлов связаны с подстилающим сланцем, а также питьевые колодцы в общинах коренных народов недалеко от Анкориджа, Аляска, где высокие концентрации мышьяка связаны с подстилающей породой Макхью. Сложная горная порода. [21]

Ограничения

[ редактировать ]
  • Зависимость от точной идентификации видов . При использовании визуальной идентификации в полевых условиях существует вероятность ошибочной идентификации видов, что может привести к неправильному анализу и выводам. Чтобы снизить вероятность таких ошибок, многие контролирующие организации используют лабораторную проверку образцов в целях контроля качества. [22]
  • Видоспецифичность . Сравнивать результаты может быть сложно, если в каждом исследовании не использовался один и тот же организм-индикатор, поскольку каждый вид имеет индивидуальную нишу и связанные с ней идеальные условия. Даже схожие виды (согласно таксономии или нише) могут иметь разные реакции и разные пороги изменений. [23]
  • Внешние воздействия . Изменения численности населения или здоровья, вызванные внешними факторами, могут быть неправильно истолкованы как результат изменений в окружающей среде. Например, сокращение численности населения, происходящее из-за болезни, но совпадающее с изменением условий окружающей среды, может быть ошибочно истолковано как результат последнего изменения.
  • Вводящие в заблуждение результаты . Выживание видов, обычно считающихся «чувствительными», может привести к выводу о незначительном изменении или загрязнении окружающей среды, что может быть неверным. Примером этого являются амфибии, которые традиционно считались высокочувствительным классом в отношении изменений окружающей среды, однако некоторые исследования показывают, что это может быть справедливо только для фенолов , причем амфибии имеют аналогичную чувствительность к другим загрязнителям (например, тяжелым металлам), как другие водные таксономические группы, такие как двустворчатые моллюски. [24]

См. также

[ редактировать ]
  1. ^ Вандевалле1 де Бело2 Берг3, M.1 F.2 MP3 (сентябрь 2010 г.). «Функциональные характеристики как индикаторы реакции биоразнообразия на изменения в землепользовании в экосистемах и организмах» (PDF) . Сохранение биодайверов . 19 (10): 2921–2947. дои : 10.1007/s10531-010-9798-9 . S2CID   9567019 . {{cite journal}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
  2. ^ «Почему биологический мониторинг?» . Мониторинг и оценка . Огаста, Мэн: Департамент охраны окружающей среды штата Мэн . Проверено 27 марта 2020 г.
  3. ^ Джастин Э. Лоуренс; Кевин Б. Лунде; Рафаэль Д. Мазор; Лия А. Беш; Эрик П. МакЭлрави; Винсент Х. Реш. «Долгосрочная реакция макробеспозвоночных на изменение климата: последствия для биологической оценки средиземноморско-климатических потоков». Журнал Североамериканского бентологического общества .
  4. ^ «Уязвимость речной биоты к изменению климата в средиземноморском климате: синтез экологических реакций и проблем сохранения». Гидробиология . дои : 10.1007/s10750-012-1244-4 . hdl : 2445/48186 . S2CID   17658477 .
  5. ^ Барбур1 Герритсен2 ​​Снайдер3 Стриблинг4, MT1 J.2 B.D3 J.B4 (1999). «Протоколы быстрой биооценки для использования в ручьях и реках, пригодных для перехода вброд: перифитон, донные макробеспозвоночные и рыбы» . Агентство по охране окружающей среды США (EPA); Управление воды . {{cite journal}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
  6. ^ Дженг1 Англия2 Брэдфорд3, Хуэйван К.1 Эндрю Дж.2 Генри Б.3 (2005). «Организмы-индикаторы, связанные с взвешенными частицами ливневых вод и отложениями эстуария». Журнал экологических наук и здоровья . 40 (4): 779–791. Бибкод : 2005JESHA..40..779J . дои : 10.1081/ESE-200048264 . ПМИД   15792299 . S2CID   217506461 . {{cite journal}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
  7. ^ Станье, РЮ; Кунисава, Р; Мандель, М; Коэн-Базир, Дж. (июнь 1971 г.). «Очистка и свойства одноклеточных сине-зеленых водорослей (отряда Chroococcales)» . Бактериологические обзоры . 35 (2): 171–205. дои : 10.1128/бр.35.2.171-205.1971 . ISSN   0005-3678 . ПМК   378380 . ПМИД   4998365 .
  8. ^ «Почему биологический мониторинг? - Мониторинг и оценка, Бюро качества земли и воды, Департамент охраны окружающей среды штата Мэн» . www.мэйн.gov . Проверено 24 февраля 2023 г.
  9. ^ Филлипс, Дэвид Дж. Х. (декабрь 1979 г.). «Использование биологических индикаторных организмов для мониторинга загрязнения микроэлементами в морской и устьевой среде - обзор». Загрязнение окружающей среды . 20 (4): 281–317. дои : 10.1016/0013-9327(77)90047-7 .
  10. ^ Берроуз, Джастин М.; Клоусон, Челси М. (сентябрь 2020 г.). Базовый водный биомониторинг на перспективных объектах Анарраак и Актигирук возле рудника Ред Дог, 2019 г. (PDF) (Отчет). Фэрбенкс, AK: Департамент рыболовства и дичи Аляски. Технический отчет № 20-06.
  11. ^ Хардинг, WR (2011). Южноафриканский индекс диатомовых водорослей (SADI): предварительный индекс для определения качества воды в реках и ручьях на юге Африки: отчет Комиссии по исследованию водных ресурсов . Джей Си Тейлор, Южная Африка. Комиссия по водным исследованиям. [Гезина]: Комиссия по исследованию водных ресурсов. ISBN  978-1-4312-0172-3 . OCLC   802315993 .
  12. ^ Jump up to: а б Бартрам, Джейми; Балланс, Ричард, ред. (1996). Мониторинг качества воды: Практическое руководство по разработке и реализации программ исследований и мониторинга качества пресной воды . ЦРК Пресс. ISBN  978-0419217305 .
  13. ^ Карр, Джеймс Р. (1981). «Оценка биотической целостности с использованием рыбных сообществ». Рыболовство . 6 (6). Американское общество рыболовства: 21–27. doi : 10.1577/1548-8446(1981)006<0021:AOBIUF>2.0.CO;2 .
  14. ^ Бургер, Джоанна; Снодграсс, Джоэл (июнь 2001 г.). «Уровень металла у южных леопардовых лягушек с участка реки Саванна: влияние местоположения и отсеков тела». Экологические исследования . 86 (2). Эльзевир: 157–166. Бибкод : 2001ER.....86..157B . дои : 10.1006/enrs.2001.4245 . ПМИД   11437462 .
  15. ^ «МоллюСкан Глаз» . Океаническая и континентальная среда и палеосреда .
  16. ^ «Биомониторинг» . Мониторинг и оценка качества воды . Трой, штат Нью-Йорк: Департамент охраны окружающей среды штата Нью-Йорк . Проверено 16 марта 2021 г.
  17. ^ Ван Влит, Мишель Т.Х.; Витце, HP Франссен; Годсли, Джон Р.; Людвиг, Фулько; Хадделанд, Ингьерд; Летенмайер, Деннис П.; Кабат, Павел (апрель 2013 г.). «Глобальный сток рек и температура воды в условиях изменения климата». Глобальное изменение климата . 23 (2). Эльзевир: 450–464. дои : 10.1016/j.gloenvcha.2012.11.002 .
  18. ^ Йонссон, Б.; Йонссон, Н. (январь 2010 г.). «Обзор вероятного воздействия изменения климата на анадромного атлантического лосося Salmo salar и кумжи Salmo trutta, с особым упором на температуру и поток воды». Журнал биологии рыб . 75 (10). Общество рыболовства Британских островов: 2381–2447. дои : 10.1111/j.1095-8649.2009.02380.x . ПМИД   20738500 .
  19. ^ Йонссон, Б.; Йонссон, Н. (декабрь 2009 г.). «Обзор вероятного воздействия изменения климата на анадромного атлантического лосося Salmo salar и кумжу Salmo trutta, с особым упором на температуру и поток воды» . Журнал биологии рыб . 75 (10): 2381–2447. дои : 10.1111/j.1095-8649.2009.02380.x . ПМИД   20738500 .
  20. ^ Уиндер, Моника; Шиндлер, Дэниел Э. (август 2004 г.). «Изменение климата разъединяет трофические взаимодействия в водной экосистеме» . Экология . 85 (8): 2100–2106. дои : 10.1890/04-0151 . ISSN   0012-9658 .
  21. ^ Хафту, Зелеалем; Эстифанос, Самуэль (12 мая 2020 г.). «Исследование физико-химических характеристик и концентрации тяжелых металлов, влияющих на влияние местной геологии на качество поверхностных вод водосборного бассейна Верии, Тыграй, Эфиопия» . EQA — Международный журнал качества окружающей среды . 40 : 11–18. дои : 10.6092/issn.2281-4485/10602 . ISSN   2281-4485 .
  22. ^ КАБИННЫЕ лабораторные методы: обработка, систематика и контроль качества проб донных макробеспозвоночных . Канада. Окружающая среда и изменение климата, Канада. Гатино, королевский адвокат. 2020. ISBN  978-0-660-37046-0 . OCLC   1231735778 . {{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка ) CS1 maint: другие ( ссылка )
  23. ^ Ландрес, Питер Б.; Вернер, Джаред; Томас, Джек Уорд (декабрь 1988 г.). «Экологическое использование видов-индикаторов позвоночных: критика» . Биология сохранения . 2 (4): 316–328. дои : 10.1111/j.1523-1739.1988.tb00195.x . ISSN   0888-8892 .
  24. ^ Керби, Джейкоб Л.; Ричардс-Хрдлика, Кэтрин Л.; Сторфер, Эндрю; Скелли, Дэвид К. (январь 2010 г.). «Исследование чувствительности земноводных к загрязнителям окружающей среды: действительно ли земноводные — плохие канарейки?» . Экологические письма . 13 (1): 60–67. дои : 10.1111/j.1461-0248.2009.01399.x . ПМИД   19845728 .
[ редактировать ]
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 9956566b02c361ece0827f527b352148__1702907220
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/99/48/9956566b02c361ece0827f527b352148.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Aquatic biomonitoring - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)