Биотический индекс Вудивисса

Индекс Вудивисса учитывает сразу два параметра бентосного сообщества: общее разнообразие беспозвоночных и наличие в водоеме организмов, принадлежащих к "индикаторным" группам. При повышении степени загрязненности водоема представители этих групп исчезают из него примерно в том порядке, в каком они приведены в таблице 1.

Индекс используется только для исследования рек умеренного пояса и дает оценку их состояния по пятнадцатибалльной шкале. Методика непригодна для оценки состояния озер и прудов. Для оценки состояния водоема по методу Вудивисса нужно:

1. Выяснить, какие индикаторные группы имеются в исследуемом водоеме. Поиск начинают с наиболее чувствительных к загрязнению индикаторных групп: веснянок, затем поденок, ручейников и т.д. - именно в таком порядке индикаторные группы расположены в таблице. Если в исследуемом водоеме имеются личинки веснянок (Plecoptera) - самые "чуткие" организмы, то дальнейшая работа ведется по первой или второй строке таблицы. По первой - если найдено несколько видов веснянок, и по второй - если найден только один.

Если нимф веснянок в наших пробах нет - ищем в них личинок поденок (Ephemeroptera) - это следующая по чувствительности индикаторная группа. Если они найдены, работаем с третьей или четвертой строкой таблицы (опять же по количеству найденных видов). При отсутствии нимф поденок обращаем внимание на наличие личинок ручейников (Trichoptera), и т.д.

2. Оценить общее разнообразие бентосных организмов. Методика Вудивисса не требует определить всех пойманных животных с точностью до вида (это бывает трудно сделать даже профессионалу). Достаточно определить количество обнаруженных в пробах “групп” бентосных организмов. За "группу" принимается:

- любой вид плоских червей, моллюсков, пиявок, ракообразных, водяных клещей;

- любой вид веснянок, сетчатокрылых, жуков, любой вид личинок других летающих насекомых;

- класс малощетинковые черви;

- любой род поденок кроме Baetis rhodani;

- любое семейство ручейников;

- семейство комаров-звонцов (личинки) кроме вида Chironomus sp.;

- Chironomus sp.;

- личинки мошки (семейство Simuliidae).

Определив количество обнаруженных в пробе групп, находим соответствующий столбец таблицы.

ТАБЛИЦА 1. БИОТИЧЕСКИЙ ИНДЕКС ВУДИВИССА

* - кроме вида Baetis rhodani

3. На перекрестке найденных нами столбца и строки в таблице находим значение индекса Вудивисса, характеризующее исследуемый водоем.

Если водоем получает от 0 до 2 баллов - он сильно загрязнен, относится к полисапробной зоне, водное сообщество находится в сильно угнетенном состоянии. Оценка 3-5 баллов говорит о средней степени загрязненности (альфа-мезосапробный), а 6-7 баллов - о незначительном загрязнении водоема (бета-мезосапробный). Чистые (олигосапробные) реки обычно получают оценку 8-10 баллов, а особенно богатые водными обитателями участки могут быть оценены и более высокими значениями индекса.

Индекс Майера

Это более простая методика, основные преимущества которой: никаких беспозвоночных не нужно определять с точностью до вида; методика годиться для любых типов водоемов. Метод использует приуроченность различных групп водных беспозвоночных к водоемам с определенным уровнем загрязненности. Организмы-индикаторы отнесены к одному из трех разделов:

ТАБЛИЦА 2. ИНДЕКС МАЙЕРА

Нужно отметить, какие из приведенных в таблице индикаторных групп обнаружены в пробах. Количество обнаруженных групп из первого раздела таблицы необходимо умножить на 3, количество групп из второго раздела - на 2, а из третьего - на 1. Получившиеся цифры складывают. Значение суммы и характеризует степень загрязненности водоема.
Если сумма более 22 - вода относится к 1 классу качества. Значения суммы от 17 до 21 говорят о втором классе качества (как и в первом случае, водоем будет охарактеризован как олигосапробный). От 11 до 16 баллов - 3 класс качества (бета-мезосапробная зона). Все значения меньше 11 характеризуют водоем как грязный (альфа-мезосапробный или же полисапробный).

Сукцессии

Сукцессия -

проесс постепенного изменения состава, структуры и функции экологических систем (биогеоценозов) под влиянием внутренних или внешних факторов. Необратимость и направленность изменений отличает сукцессия от флуктуаций (см.Динамика экосистемы).

Теория сукцессии была подробно разработана в начале XX в. Ф. Клементсом, который создал систему представлений о сукцессия, начиная с возникновения фитоценозов до образования устойчивых, самовозобновляющихся растительных сообществ - климаксов. В России существенный вклад в развитие представлений о сукцессии внес В. Н. Сукачев.

сукцессия, происходящие под влиянием внутренних факторов, называются автогенными, или эндоэкогенетическими. Они могут быть первичными, если экосистема формируется в условиях, где до этого отсутствовали живые организмы (например, зарастание скал, отложений песка у русла реки, зарастание отвала пустой породы), или вторичными, восстановительными (например, зарастание вырубки лесом, зарастание рудеральными растениями участков, где была уничтожена растительность).

Вторичные сукцессии, как правило, протекают быстрее, т. к. после разрушения исходной экосистемы в почве могут сохраняться диаспоры растений (семена, споры, вегетативные зачатки), что ускоряет сукцессию. При вторичных сукцессиях смена сообществ идет в направлении состояния, близкого к исходному, существовавшему до нарушения, т. е. имеет место процесс демутации (термин Г. Н. Высоцкого). При этом постепенно восстанавливается растительность, характерная для данного района при отсутствии нарушений (например, еловый лес в тайге, широколиственный лес в зоне широколиственных лесов, степь в степной зоне ит. д.). Если в ходе сукцессии биологическая продукция и видовое богатство экосистем возрастают, такие сукцессия называются прогрессивными, если снижаются - регрессивными.

Сукцессии, которые возникают под влиянием внешних факторов, называются аллогенными, или экзогенными (например, деградация пастбищ в результате перевыпаса, деградация леса в результате техногенного загрязнения или высокой рекреационной нагрузки). В ходе аллогенной сукцессия при усилении влияния вызвавшего ее фактора происходит замена видов, составляющих естественную экосистему, видами с выраженными свойствами устойчивости к загрязнениям, выпасу, рекреационным нагрузкам и т. д. Если действие внешнего фактора, который вызвал сукцессию, прекратится, то прекращается и сукцессия, и начинается процесс восстановления экосистемы в результате вторичной сукцессии под влиянием внутренних факторов. Однако в ряде случаев сообщество не может самостоятельно восстановиться после аллогенной сукцессии, поскольку условия среды претерпели необратимые изменения или отсутствуют источники семян и спор позднее сукцессионных видов растений.

К аллогенным сукцессиям относятся антропогенные сукцессии деятельности человека - мощный фактор, воздействующий на состав, структуру и продуктивность экосистем, нередко вызывающий смены одних сообществ др. Антропогенные сукцессия вызываются либо постоянно действующими факторами (выпас, сенокошение, вытаптывание, загрязнение), либо возникают после однократных воздействий (осушение болот, рубка леса). В современном биогеоценотическом покрове Земли преобладают антропогенные сукцессии.

Различают также автотрофные сукцессии, в которых ведущую роль играют автотрофные организмы, и гетеротрофные сукцессия, связанные с деятельностью только гетеротрофных организмов. Гетеротрофная сукцессия возможна только в таких условиях, когда создается предварительный запас или происходит постоянное поступление органических веществ, за счет которых существует сообщество: в сильно загрязненных органическими веществами водоемах, в скоплениях разлагающейся растительной массы, в навозе, компостах и т. п. Гетеротрофные сукцессия -- важный элемент круговорота веществ в экосистемах.

В ходе сукцессии претерпевают изменения все компоненты биогеоценоза: фитоценоз, зооценоз, микробоценоз и почвы. Рассмотрим обобщенную схему вторичных сукцессий

восточно-европейских хвойно-широколиственных лесов, обратив основное внимание на изменения в синузии деревьев, обладающих выраженной средообразующей способностью и во многом определяющих изменения др. компонентов биогеоценоза. На ранних этапах сукцессии, после сильных нарушений, чаще всего формируются сообщества с доминированием или значительным участием ранне-сукцессионных видов деревьев. Это,

прежде всего, леса с доминированием берез и др. видов реактивной стратегии - сосны, серой ольхи, осины (см. Популяционная стратегия). При возможности инвазии позднее-сукцессионных видов (ель, липа, клен остролистный и др.) с первых лет участвуют в формировании сообщества, но по скорости роста отстают от ранне-сукцессионных видов, дольше находясь в ярусе подлеска или втором ярусе древостоя. Распад поколения ранне-сукцессионных видов деревьев обычно происходит относительно синхронно. Следующая стадия сукцессии - формирование сомкнутого леса из позднее-сукцессионных видов деревьев с выраженной ярусной структурой, иногда расцениваемое как завершение сукцессия. В этот период происходит уменьшение видового разнообразия даже лесных, относительно теневыносливых видов растений. Современное состояние большинства лесных сообществ Европейской России соответствует описанным выше стадиям, в которых популяции поздне-сукцессионных видов деревьев представляют собой первое поколение, сформировавшееся после сильных антропогенных нарушений. Примерами таких сообществ являются ельники, возникшие после интенсивной выборочной рубки соснового древостоя, широколиственные леса с деревьями порослевого происхождения, выросшими после сплошных рубок; лесные культуры. В зависимости от множества факторов (определяемых, в основном, характером предшествующих нарушений) распад первого поколения позднее-сукцессионных видов деревьев может быть как асинхронным, так и носить массовый, катастрофический характер. В первом случае начинает формироваться устойчивая мозаично ярусная структура сообщества, во втором случае время ее формирования задерживается. В дальнейшем формируется абсолютно разновозрастный полидоминантный лес с выраженной гэп мозаикой. Для формирования климакса требуется время, сопоставимое с временем жизни как минимум двух трех поколений позднее-сукцессионных видов деревьев. Часто происходят отклонения от описанной динамики, основными причинами их являются постоянные или частые внешние нарушения (например, пожары, выпас) и/или отсутствие заноса позднее-сукцессионных видов. В этом случае может формироваться субклимак с основными эдификаторами которого, первичные сукцессии на аллювиальных отложениях реки. Возобновление широколиственных пород под пологом. Ранне-сукцессионные виды деревьев (например, пирогенные разновозрастные сосновые леса).

Первичные

Широко известным примером первичной сукцессии является заселение застывшей лавы после извержения вулкана или склона после схода лавины, уничтожившей весь профиль почвы. Сейчас подобные явления редки, но каждый участок суши в какое-то время прошёл через первичную сукцессию.

Первичные сукцессии развиваются параллельно с почвообразованием под влиянием постоянного попадания извне семян, отмирания неустойчивых к экстремальным условиям сеянцев и лишь с определённого времени — под влиянием межвидовой конкуренции. Развитие того или иного серийного сообщества и его смена обусловлены в основном содержанием азота в почве и степенью разрушения её минеральной части.

Например, для горных участков Аляски выделяют следующие типичные стадии первичной сукцессии с характерными растениями-доминантами:

Лишайники разрушают породу и обогащают её азотом.

Мхи и ряд трав.

Кустарниковые сообщества с преобладанием ивы.

Кустарниковые сообщества с преобладанием ольхи.

Ельник, затем доминирование тсуги.

Вторичные

В качестве примера вторичной сукцессии обычно приводят ельник, уничтоженный после пожара. На занимаемой им ранее территории сохранилась почва и семена. Травяное сообщество образуется уже на следующий год. Дальше возможны варианты: во влажном климате доминирует ситник, затем он сменяется малиной, она — осиной; в сухом климате преобладает вейник, он сменяется шиповником, шиповник берёзой. Под покровом осинового или берёзового леса развиваются растения ели, со временем вытесняющие лиственные породы. Восстановление темнохвойного леса происходит примерно за 100 лет. Восстановление климаксных дубрав в Московской области обычно не происходит, поскольку лес вновь вырубается.

Сукцессии в микробиологии

В естественных (например, почвенных) микробных сообществах сукцессии обычно вызываются поступлением порции органического вещества той или иной формы. Поскольку различные микроорганизмы приспособлены либо к разрушению сложных полимеров, либо поглощению мономеров при их высокой концентрации, либо к существованию в условиях голода, по мере разрушения и использования органики происходят изменения в структуре сообщества.

В лесной подстилке, например, есть возможность изучать несколько стадий сукцессии одновременно, поскольку они сменяются при движении сверху вниз.

Помимо этого сукцессию могут вызывать изменения температуры, влажности, содержания газов или специфических веществ и т. п. Процесс почвообразования сопровождается продолжительной сукцессией как растительного, так и микробного сообщества.

проесс постепенного изменения состава, структуры и функции экологических систем (биогеоценозов) под влиянием внутренних или внешних факторов. Необратимость и направленность изменений отличает сукцессия от флуктуаций (см.Динамика экосистемы).

Теория сукцессии была подробно разработана в начале XX в. Ф. Клементсом, который создал систему представлений о сукцессия, начиная с возникновения фитоценозов до образования устойчивых, самовозобновляющихся растительных сообществ - климаксов. В России существенный вклад в развитие представлений о сукцессии внес В. Н. Сукачев.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: