Индекс биологической целостности

Индекс биологической целостности ( IBI ), также называемый индексом биотической целостности , представляет собой научный инструмент, обычно используемый для выявления и классификации проблем загрязнения воды , хотя были предприняты некоторые попытки применить эту идею к наземной среде. ^[1] IBI связывает антропогенное воздействие на водный объект с биологической активностью в водном объекте и формулируется с использованием данных, полученных в результате биообследований . Биологическая целостность связана с тем, насколько «нетронутой» является окружающая среда и ее функция относительно потенциального или исходного состояния экосистемы до того, как были внесены изменения со стороны человека. ^[2] Биологическая целостность строится на предположении, что снижение ценности функций экосистемы вызвано в первую очередь деятельностью человека или изменениями. Чем больше изменяются окружающая среда и ее первоначальные процессы, тем меньше биологической целостности она сохраняет для сообщества в целом по определению. Если бы эти процессы со временем менялись естественным путем, без влияния человека, целостность экосистемы осталась бы нетронутой. Подобно концепции здоровья экосистемы , целостность экосистемы во многом зависит от процессов, происходящих внутри нее, поскольку именно они определяют, какие организмы могут населять территорию, а также сложность их взаимодействия. Решение о том, какое из многих возможных состояний или состояний экосистемы является подходящим или желательным, является политическим или политическим решением. ^[2]

Обзор

Для количественной оценки изменений в составе биологических сообществ разрабатываются IBI, которые точно отражают экологическую сложность на основе статистического анализа. Не существует единого универсального IBI, и разработка показателей, которые последовательно дают точную оценку наблюдаемой популяции, требует тщательного тестирования для подтверждения их достоверности для данного субъекта. Часто IBI зависят от региона и требуют от опытных специалистов предоставления достаточных качественных данных для правильной оценки балла. Поскольку сообщества естественным образом различаются, как и выборки, собранные из более крупной популяции, выявление надежных статистических данных с приемлемой дисперсией является областью активных и важных исследований.

Это может стать мощным инструментом для выявления системного воздействия на здоровье биологических систем. IBI все чаще участвуют в выявлении нарушений и подтверждении восстановления загрязненных вод в процессе общей максимальной суточной нагрузки , требуемой Законом о чистой воде в США.

В отличие от химического анализа проб воды, который дает краткие снимки химических концентраций, IBI фиксирует комплексное суммарное воздействие на структуру биологического сообщества. Хотя полное отсутствие, особенно внезапное исчезновение, наборов видов-индикаторов может служить убедительным доказательством наличия конкретного загрязнителя или фактора стресса, IBI обычно не устраняет конкретную причину ухудшения состояния.

Концепция IBI была сформулирована Джеймсом Карром в 1981 году. ^[3]^[4] На сегодняшний день IBI разработаны для рыб , водорослей , макробеспозвоночных , эксувий куколок (сбрасывающих кожу хирономид ), сосудистых растений и их комбинаций. Сравнительно мало работы было сделано для разработки IBI для наземных экосистем.

Протоколы биоисследований

Протоколы биоисследований были опубликованы для использования в различных типах водоемов и экорегионах. Одной из таких публикаций является Протокол быстрой биооценки ручьев и рек, выпущенный Агентством по охране окружающей среды США (EPA). ^[5] Такие протоколы обеспечивают структуру для разработки IBI, которая может включать такие показатели, как богатство таксонов (видов, родов и т. д.) и доля таксонов, устойчивых или нетерпимых к загрязнению.

Развитие с участием волонтеров и профессиональных сотрудников

Можно создать IBI для использования минимально подготовленным персоналом по мониторингу, однако получаемая точность ниже, чем у обученных специалистов. Меры предосторожности, обеспечивающие надежность, несмотря на возможные ошибки идентификации или изменения протокола , требуют тщательного тестирования. постоянный контроль качества необходим Для поддержания целостности данных со стороны авторитетных экспертов , а анализ результатов IBI становится более сложным. Впервые использование обученных добровольцев осуществляется государственными агентствами, ответственными за мониторинг большого количества водных объектов с ограниченными ресурсами, такими как Агентство по контролю за загрязнением Миннесоты (MPCA) и местными волонтерскими программами мониторинга водотоков, поддерживаемыми MPCA. ^[6] Агентство по охране окружающей среды опубликовало руководство, помогающее волонтерским программам формулировать IBI и соответствующие выводы. ^[7] Хотя IBI из таких программ юридически допустимы в судах США , защита обоснованности выводов, основанных исключительно на таких результатах, вряд ли будет осуществима.

Соглашение между несколькими IBI на основе данных, собранных признанными профессионалами, может быть более убедительным. В качестве примера можно привести феномен, заключающийся в том, что показатели потока IBI указывают на значительное ухудшение или частичный экологический коллапс , когда более 10–15 процентов непосредственно окружающего водораздела становятся непроницаемыми из-за урбанизации . ^[8] Выявление причин таких нарушений и возможных исключений из этих тенденций является серьезной исследовательской задачей для ученых, изучающих кумулятивные эффекты водораздела, а также использование методов разработки с низким уровнем воздействия для смягчения воздействия загрязнения ливневыми стоками .

См. также

Ссылки

^ Андреасен, Джеймс; О'Нил, Роберт; Носс, Рид; Слоссер, Николас (2001). «Соображения по разработке наземного индекса экологической целостности». Экологические показатели . 1 (1): 21-35. Бибкод : 2001EcInd...1...21A . дои : 10.1016/S1470-160X(01)00007-3 .
^ Jump up to: ^а ^б Лакей, Роберт (2009). «Склонна ли наука к естественному» . Северо-западная наука . 83 (3): 291–293. дои : 10.3955/046.083.0312 . S2CID 84582883 .
^ Карр, Джеймс Р. (1981). «Оценка биотической целостности с использованием рыбных сообществ». Рыболовство . 6 (6): 21–27. Бибкод : 1981Fish....6f..21K . doi : 10.1577/1548-8446(1981)006<0021:AOBIUF>2.0.CO;2 . ISSN 1548-8446 .
^ Карр, Джеймс Р. 1991. «Биологическая целостность: давно игнорируемый аспект управления водными ресурсами». Архивировано 30 июля 2012 г. в archive.today Ecoological Applications 1:66–84.
^ Барбур, М.Т., Дж. Герритсен, Б.Д. Снайдер и Дж.Б. Стриблинг. «Протоколы быстрой биооценки для использования в ручьях и реках, пригодных для перехода вброд: перифитон, донные макробеспозвоночные и рыбы, второе издание». Агентство по охране окружающей среды, 1999. Документ № 841-В-99-002.
^ Например, см. Программу оценки здоровья водно-болотных угодий (WHEP) в районе Большого Миннеаполиса .
^ Агентство по охране окружающей среды США (EPA). Вашингтон, округ Колумбия. «Мониторинг волонтерского потока: методическое руководство». Ноябрь 1997 г. Документ № EPA 841-B-97-003. Раздел 4.3.
^ Шулер, Томас Р. «Важность непроницаемости». Архивировано 27 февраля 2009 г. в Wayback Machine . Перепечатано в журнале «Практика защиты водоразделов». Архивировано 23 декабря 2008 г. в Wayback Machine 2000. Центр защиты водоразделов. Элликотт-Сити, Мэриленд.

Внешние ссылки

Бентический индекс биологической целостности (B-IBI) для низменностей Пьюджет-Саунд - SalmonWeb / Вашингтонский университет
«Введение в индекс биотической целостности» . Биологические индикаторы здоровья водосборов . Агентство по охране окружающей среды. Архивировано из оригинала 21 января 2010 г.
«Биологическая целостность» . Биологические индикаторы здоровья водосборов . Агентство по охране окружающей среды США (EPA). Архивировано из оригинала 22 октября 2012 г.

[1] Андреасен, Джеймс; О'Нил, Роберт; Носс, Рид; Слоссер, Николас (2001). «Соображения по разработке наземного индекса экологической целостности». Экологические показатели . 1 (1): 21-35. Бибкод : 2001EcInd...1...21A . дои : 10.1016/S1470-160X(01)00007-3 .

[Lackey_-_2009-2] Jump up to: ^а ^б Лакей, Роберт (2009). «Склонна ли наука к естественному» . Северо-западная наука . 83 (3): 291–293. дои : 10.3955/046.083.0312 . S2CID 84582883 .

[3] Карр, Джеймс Р. (1981). «Оценка биотической целостности с использованием рыбных сообществ». Рыболовство . 6 (6): 21–27. Бибкод : 1981Fish....6f..21K . doi : 10.1577/1548-8446(1981)006<0021:AOBIUF>2.0.CO;2 . ISSN 1548-8446 .

[4] Карр, Джеймс Р. 1991. «Биологическая целостность: давно игнорируемый аспект управления водными ресурсами». Архивировано 30 июля 2012 г. в archive.today Ecoological Applications 1:66–84.

[5] Барбур, М.Т., Дж. Герритсен, Б.Д. Снайдер и Дж.Б. Стриблинг. «Протоколы быстрой биооценки для использования в ручьях и реках, пригодных для перехода вброд: перифитон, донные макробеспозвоночные и рыбы, второе издание». Агентство по охране окружающей среды, 1999. Документ № 841-В-99-002.

[6] Например, см. Программу оценки здоровья водно-болотных угодий (WHEP) в районе Большого Миннеаполиса .

[7] Агентство по охране окружающей среды США (EPA). Вашингтон, округ Колумбия. «Мониторинг волонтерского потока: методическое руководство». Ноябрь 1997 г. Документ № EPA 841-B-97-003. Раздел 4.3.

[8] Шулер, Томас Р. «Важность непроницаемости». Архивировано 27 февраля 2009 г. в Wayback Machine . Перепечатано в журнале «Практика защиты водоразделов». Архивировано 23 декабря 2008 г. в Wayback Machine 2000. Центр защиты водоразделов. Элликотт-Сити, Мэриленд.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]