БИОЛОГИЯ Том 2 - руководство по общей биологии - 2004

11. КОЛИЧЕСТВЕННАЯ ЭКОЛОГИЯ

11.2. Анализ биоты

11.2.4. Биотические индексы

В некоторых ситуациях о качестве среды обитания позволяют довольно точно судить населяющие ее организмы. Например, лишайники служат надежными индикаторами чистоты (загрязнения) воздуха, а беспозвоночные — рек. Качество воды в водоеме можно оценивать также по встречающимся в нем диатомовым водорослям и растениям.

Оценка качества воды по фауне беспозвоночных применяется сейчас очень широко. Она основана на присутствии—отсутствии на дне определенных «ключевых» таксонов. Для этого предложены разные схемы, в общем аналогичные простейшей пятибалльной системе, проиллюстрированной в табл. 11.4. Они дают цифровые индексы, которые в Британии регулярно предоставляет руководству водного хозяйства Рабочая группа по биомониторингу (РГБМ). Ниже рассмотрен ход определения биотического индекса Трента (БИТ) — первого официального показателя такого рода, послужившего основой для разработки остальных методов.

Таблица 11.4. Пятибалльная шкала оценки загрязнения воды по присутствию-отсутствию индикаторных видов

Уровень	Концентрация	Индикаторные
загрязнения	кислорода	организмы
А. Чистая вода или очень слабое загрязнение Б. Слабое загрязнение В. Сильное загрязнение Г. Очень сильное загрязнение Д. Экстремальное загрязнение	Кислорода нет	Нимфы веснянок и поденок Личинки ручейников, бокоплавы Водяные ослики, «мотыль» (личинки звонцов) Трубочники, «крыски» (личинки ильниц) Животных незаметно
Эта схема использована в наборах для оценки загрязнения воды фирм Philip Harris и Griffin. В набор Philip Harris включены цветные фотографии ключевых индикаторных видов. Ко второму набору прилагаются отличные черно-белые рисунки множества индикаторных организмов, а также инструкции по расчету биотического индекса Трента и определению других простых показателей загрязнения.

Метод определения биотического индекса Трента (БИТ)

ПРИНЦИПЫ. Метод основан на «двумерной» классификации, учитывающей как общее число определенных таксонов беспозвоночных, так и присутствие—отсутствие шести ключевых индикаторных организмов. Пределы идентификации выбраны так, что могут быть достигнуты без применения трудоемких методик. Например моллюсков и ракообразных определяют до видового уровня, а личинок поденок — только до родового (см. табл. 11.5). Важным исключением служит лишь поденка Baetis rhodani, которую определяют особо, поскольку она более устойчива к загрязнению воды, чем остальные виды поденок, и соответствует по данному признаку личинкам ручейников.

Схема определения БИТ представлена в табл. 11.5. Сочетание общего числа обнаруженных групп и «высшего» (наиболее чувствительного к загрязнению) индикаторного организма дает балл: от 0 (сильное загрязнение) до 10 (очень чистая вода с богатой фауной беспозвоночных, включающей несколько видов веснянок). В приведенном там же примере высшими индикаторными организмами являются личинки ручейников (более одного вида). Всего обнаружены представители 7 групп. «Пересечение» этих параметров дает БИТ, соответствующий 6. Если бы ручейников было не более одного вида, то БИТ понизился бы до 5.

Материалы и оборудование

Водонепроницаемая обувь (резиновые сапоги)

Водонепроницаемые перчатки

Белый лоток для образцов

Жесткая щетка

Лупы (х10)

Сачок для «кошения» (см. табл. 11.3)

Определитель водных беспозвоночных

МЕТОДИКА. Взмучивая донные осадки и водя сачком ниже по течению, наловите беспозвоночных. Высыпьте улов в лоток — для определения. Запишите все обнаруженные группы и индикаторные организмы. Завершив идентификацию, выпустите беспозвоночных обратно в водоем. Используя табл. 11.5, определите БИТ.

Таблица 11.5. Биотический индекс Трента (БИТ)

Сводная таблица

Максимальное значение равно 10. Нуль соответствует практически безжизненным, сильно загрязненным водам.

Индикаторные виды				Общее число представленных групп
				0-1	2-5	6-10	11-15		16⁺
				Биотический индекс Трента
Чисто		Нимфы веснянок	Более одного вида Только один вид	_ _	7 6	8 7	9 8	10 9
Порядок исчезновения организмов по мере усиления загрязнения		Нимфы поденок	Более одного вида* Только один вид*	_ _	6 5	7 6	8 7	9 8
		Личинки ручейников	Более одного вида Только один вид	_ 4	5 4	6 5	7 6	8 7
		Gammarus	Все перечисленные выше животные отсутствуют	3	4	5	6	7
		Asellus	Все перечисленные выше животные отсутствуют	2	3	4	5	6
		Трубочники и(или) «мотыль»	Все перечисленные выше животные отсутствуют	1	2	3	4	_
		Все перечисленные выше животные отсутствуют	Могут встречаться некоторые организмы, не требующие растворенного кислород, например Eristalis tenax	0	1	2	_	_
Сильное загрязнение
* Не считая Baetis rhodani. ** Поденка Baetis rhodani условно включается в эту группу. Группы, использованные для расчета БИТ Под термином «группа» условно понимается любой из организмов, перечисленных ниже
Любой известный вид плоских червей (Platyhelminthes) Кольчатые черви (Annelida) кроме рода Nais Кольчатые черви рода Nais Любой известный вид пиявок (Hirudinae) Любой известный вид моллюсков (Mollusca) Любой известный вид ракообразных (Crustacea) Любой известный вид веснянок (Plecoptera) Любой известный род поденок (Ephemeroptera) кроме Baetis rhodani				Поденка Baetis rhodani Любое семейство ручейников (Trichoptera) Любой вид вислокрылок (Neuroptera) Личинки звонцов (Chironomidae), кроме Chironomus thummi Личинки Chironomus thummi («мотыль») Личинки мошки (Simulidae) Личинки любого известного вида других двукрылых Любой известный вид жуков (Coleoptera) Любой известный вид водяных клещей (Hydracarina)
Ход работы (см. также текст)
1. 2. 3.	Сортируют отловленных животных по группам (см. список выше); подсчитывают общее число групп Отмечают присутствующие индикаторные виды, начиная с верхней строчки сводной таблицы Чтобы определить БИТ, берут «высшие» для данной пробы индикаторные виды (например, личинки ручейников) и общее число групп. Находят, где эти показатели «пересекаются» в таблице
	ПРИМЕР: «Высшая» индикаторная группа Число ее видов Общее число групп			Ручейники Более одного 7
БИТ				6
(Источник: Тест-набор для оценки загрязнения фирмы Griffin, инструкция для пользователей.)

Чтобы сравнивать разные реки или участки одной и той же реки, важно стандартизировать время взмучивания донного осадка. Рекомендуется делать это в течение 3 мин. Следует также посмотреть под камнями и жесткой щеткой выгнать забившихся в щели животных. Стандартное время таких поисков — 1 мин.

БИТ критикуют за то, что он не учитывает обилия организмов. Это может привести к погрешностям в классификации обследуемых участков. Например, после сильного ливня одну личинку веснянки может смыть вниз по течению — из чистого места в загрязненное. Она вряд ли там выживет, но, если собирать материал вскоре после этого ливня, обнаружится в выборке и исказит результат своим случайным присутствием.

Критикуют БИТ также за таксономическую непоследовательность. Другими словами, за то, что одни организмы определяются до видового уровня (например В. rhodani), а другие — только до рода или до семейства.

Для преодоления этих недостатков предложены альтернативные подходы. Рабочая группа по биомониторингу (РГБМ) собирается ввести по всей Британии строгую универсальную схему, которая уже широко применяется. Аналогичные схемы используются в других странах. Оценка баллов по схема РГБМ, подробное обсуждение которой выходит за рамки нашей книги, требует гораздо большей таксономической подготовки, чем более простое определение БИТ.