ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

Примеры биоиндикации на биоценотическом уровне

Примеры биоиндикации на популяционно-видовом уровне

Воздействие антропогенных стрессоров на популяции разных видов растений неоднозначно. Из факторов, которые сильно подвержены действию антропогенных стрессоров, выделяют:

Растения

1. Продуктивность. Ее величина многократно снижается, либо возрастает в результате ослабления конкурирующих видов.

2. Плотность – количество особей вида на единицу площади или объема. Биоиндикация основана на учете плотности популяции чувствительных к нарушениям видов, площади, покрытой лишайником леканора (Lecanora conizaeoides). Этот относительно дымостойкий лишайник встречается в Европе на всех древесно-кустарниковых породах, что позволяет произвести первую оценку интенсивности многолетнего загрязнения воздуха на данной территории. Площадь покрытия лишайника хорошо коррелирует с концентрацией сернистого газа в воздухе, причем в безлесных ландшафтах влияние последнего намного сильнее, чем в лесных. Увеличивать плотность могут популяции сорняков, галофитов и других устойчивых к антропогенному процессу видов, что также может служить целям биоиндикации.

3. Возрастная структура, т.е. процентная доля возрастных классов. При антропогенных нагрузках возрастная структура популяций изменяется не так сильно, как первые 3 признака, и является относительно стабильным популяционным показателем. В целом, чаще всего в результате антропогенного нарушения популяции растений омолаживаются, так как возрастает смертность на разных стадиях, и укорачиваются стадии развития.

4. Набор устойчивых экотипов. В природе виды характеризуются разнообразием экотипов, которые обеспечивают поддержание одинаковой продуктивности популяции при меняющихся условиях среды, в том числе и экотипы, устойчивые к разнообразным антропогенным нагрузкам. В случае интенсивного длительного воздействия какого-либо антропогенного фактора в популяциях растений наблюдается вытеснение из популяции чувствительных к этому фактору экотипов и увеличение доли устойчивых. Это приводит к обеднению экотипов в популяции.

5. Характер распространения. Вес виды антропогенного воздействия на ландшафты приводят к изменению мест обитания, что проявляется в распространении рудеральных сегетальных растений, увеличению в сообществах доли синантропных видов, видов, избирательно устойчивых к разным загрязнителям. Устранение экотонов (переходных между растительными формациями зон) приводит к обеднению флоры. В лесных экосистемах при антропогенных воздействиях изменяется пространственная структура, характер прироста отдельных видов. Решающую роль в изменении видового состава и характера распространения растительных видов играют процессы урбанизации и развитие транспортной сети.

6. Величина ареала. Ее флуктуации в ответ на антропогенное нарушение непредсказуемы, ареал может, как расширяться, так и сокращаться.

Изменение ареалов растений под влиянием антропогенного вмешательства

В глобальном масштабе происходит:

· Сокращение ареала лесных видов, особенно в тропиках;

· Распространение сорных рудеральных видов и галофитов. Засоление почвы происходит при орошении почвы в отсутствии достаточного дренажа. Например, Месопотмаская низменность сейчас представляет собой огромные солончаки. Вместо природных лесов здесь галофитная растительность, а также ивы и тополя.

Животные

1. Плотность популяций. Для биоиндикации важен выход этого показателя за пределы нормы:

a) сокращение популяций:

· Многочисленные примеры редких и вымирающих видов;

· Ртуть содержащие соединения, которыми протравливали посевной материал, вызвали массовые отравления зерноядных птиц и, соответственно, сокращение плотности популяций в Швеции в начале 50-х годов ХХ века;

· Хлорорганические соединения (ДДТ) привели к сокращению популяций дневных хищных птиц;

· Тяжелые металлы в сочетании с SO2 приводят к резкому сокращению численности дождевых червей – начало уменьшения численности наблюдается, когда фоновое загрязнение превышено в 2,0–2,3 раза, при 4,0–4,5 – кратном превышении черви исчезают;

Активный мониторинг:почвообитающих клещей-орибатидов (Humerobates rostrolamellatus) выдерживают в специальных камерах в течение недели в разных районах города. Существует корреляция между смертностью и концентрацией в воздухе сернистого газа;

б) рост популяций:

· Озерных чаек в Средней Европе обусловлен эвтрофизацией культурных ландшафтов;

· Короеда – типографа при действии газодымовых выбросов;

· Сосущих растительноядных насекомых (причины – уменьшение врагов, а также физиологические и биохимические изменения растений – хозяев под действием поллютантов).

2. Динамика популяций. Обычно возрастает амплитуда колебаний плотности популяций:

· Рудеральные, навозные и компостные виды коллембол в городе;

· Сезонные пики численности могут смещаться на иные сроки (в городе, где среднегодовая температура выше, чем в природе, на несколько градусов, коллемболы имеют ранневесенний пик, как в более южных зонах).

3. Пространственная структура. Распределение особей в пространстве обычно становится более мозаичным, поскольку животные концентрируют на менее нарушенных участках. С другой стороны, нарушается размещение особей, свойственное природным популяциям.

4. Изменение ареала. По антропогеннымтерриториям (полям, городам) южные виды распространяются далеко на север, за пределы своей зоны.

Примеры биоиндикации на биоценотическом уровне

Сообщества (или биоценозы) представляют собой совокупность видов растений. Животных, микроорганизмов и грибов определенного местообитания. Принято также говорить о сообществе птиц, почвенных членистоногих, растений и т.д.

Действие антропогенных стрессоров на динамику биоценозов проявляется в изменении основных структурных и функциональных параметров сообществ.

Виды могут реагировать на нарушение принципиально разным образом (как положительно, так и отрицательно). Реакция сообщества на стрессор определяется неодинаковым ответом на нарушение его элементов. Причем ключевое значение имеет фитосоставляющая сообщества, так как она обуславливает его пространственную структуру и определяет специфику местообитания для консументов.

При оценке реакции фитоценозов на антропогенные стрессоры обращают внимание на несколько параметров:

1) Параметры нарушения: вид, интенсивность и продолжительность действия, зависимость от параметров окружающей среды (климата, почвы, времени года и др.).

2) Параметры фитоценоза: специфические структурные признаки и чувствительность.

Для индикации состояния сообщества исследуются такие параметры, как:

• интенсивность физиологических процессов (изменение интенсивности транспирации, фотосинтеза, дыхания);

• структурные параметры (общее число видов, численность особей, биомасса, ритм продуктивности, экологические группы);

• популяционные характеристики (размеры популяций, плотность, возрастная структура).

Для описания сообществ используют такие показатели, как общая численность, видовое богатство и разнообразие, видовая структура, экологическая структура (спектры жизненных форм, биотопических групп), а также их изменения во времени. Отклонения этих показателей от нормы – симптом нарушений окружающей среды.

1. Общая численность. Обычно падает, а если повышается, то за счет численности очень немногих устойчивых к нарушениям видов. Например, в городе численность птиц поддерживают стаи голубе, воробьев, ворон. На полях высокая численность насекомых достигается за счет вспышек численности вредителей.

2. Видовой состав и разнообразие сообществ. При слабом нарушении среды (будь то загрязнение, рекреация или другие формы антропогенного воздействия) количество видов растет, так как сообщество становится «открытым» для видов других сообществ, больше становится рудеральных и синантропных видов. Дальнейшее усиление воздействия сопровождается выпадением редких и чувствительных к нарушению видов.

Таким образом, с ростом нарушения количество видов меняется нелинейно (гипотеза промежуточного нарушения Коннела).

3. Видовая структура. Все виды в сообществе можно разделить на 4 группы: 1) многочисленные – доминанты, 2) менее многочисленные – субдоминанты, 3) малочисленные и 4) редкие виды. Распределение видов по группам численности в природном и нарушенном сообществе четко различается. При нарушении в сообществе сокращается «запас прочности» – группы малочисленных и редких видов. Иногда для выделения этих групп используют не численность, а биомассу, встречаемость или проективное покрытие, как у растений, но закономерность сохраняется.

4. Спектр жизненных форм. При нарушениях наблюдается замещение одних жизненных форм другими. При реакции в сообществе коллембол начинают исчезать группы подстилочной жизненной формы, но сохраняются почвенная и поверхностно – обитающая группы.

5. Спектр биотических групп. Антропогенное воздействие любой природы сопровождается заменой специализированных видов сообщества на эврибионтные. Дальнейшее усиление нагрузки ведет к тому, что в сообществе сохраняются в основном рудеральные и синантропные виды.

6. Изменение во времени. При нарушении среды сообщества сильнее меняются по годам; первыми – доминирующие виды, жизненные формы, биотопические группы и т.д.

Методы оценки экологических условий по растительному покрову довольно интенсивно разрабатываются в индикационной геоботанике. Показателем изменения условий могут служить почвенная микрофлора, фауна почвенных беспозвоночных и другие группы живых организмов. На начальных стадиях процесса лучшими индикаторами будут редкие и немногочисленные виды. При индикации важно выяснить не только факт нарушения экосистем, но и установить, как изменились их важнейшие функции. Сделать это можно по балансу вещественно-энергетического обмена. В качестве эталонной модели используют признаки сбалансированных зрелых экосистем: замкнутость круговорота веществ, низкая скорость обмена биогенных веществ, значительная роль детритного цикла.

Особое значение для индикации нарушений имеет положение о том, что отношение валовой продукции к дыханию в сбалансированных экосистемах равно примерно единице. Для определения этого параметра оценивают интенсивность газообмена сообщества на протяжении периода вегетации и данные о валовой первичной продукции. Определить валовую продукцию можно только приблизительно, приняв во внимание, что чистая первичная продукция сообщества составляет от 30 до 70% от валовой (в среднем 50%).

Обусловленные нарушениями количественные и качественные изменения структуры фитоценоза относительно просто поддаются количественной оценке путем расчета структурных индексов. Коэффициент общности выражается следующим уравнением:

2а

КО = -------------х100%,

2а + в + с

а - виды, присутствующие в год наблюдений и в год, взятый для сравнения;

в - виды, присутствующие только в год наблюдений;

с - виды, присутствующие только в год, взятый для сравнения.

Основой для сравнения может служить как первый год в серии наблюдений, гак и год, предшествующий последнему наблюдению.