Здоров'я середовища

Історія розвитку життя на Землі супроводжується екологічними кризами й катастрофами. Деякі екологічні катастрофи цілком очевидні навіть для школярів: панування папоротевих лісів змінилося хвойними лісами, потім з'явилися покрытосеменные рослини; мільйони років царювали динозаври й вимерли. Насправді таких глобальних екологічних катастроф відбулося набагато більше, але це не викликало тривоги в людства - навпроти, розцінюється як закономірність що відбувається й називається прогресом. Чому ж зараз людина проявляє заклопотаність станом навколишнього середовища й можливістю виникнення екологічної кризи й катастроф? Тому що всі ці явища супроводжуються погіршенням умов існування або навіть повною ліквідацією домінуючих видів рослин і тварин. Саме тому, що зараз домінуючим видом є сама людина, терміни «екологічна криза» й «екологічна катастрофа» придбали негативну оцінку.

Сучасна біосфера створює умови існування людства, забезпечуючи: адекватне біологічне оточення, харчову й ресурсно-сырьевую базу, так називану здорове середовище, що визначає здоров'я самої людини.

Елементи сучасної біосфери необхідно зберігати, тому що вони:

1. Містять хазяйновито використовувані види рослин і тварин.
2. Містять види рослин і тварин, що формують сучасну якість середовища в цілому: рослини виділяють кисень, фитонциды, створюють мікроклімат; багато видів тварин визначають сучасні форми ландшафтів на територіях, не зайнятих господарською діяльністю; организмы-редуценты утилізують мертві тіла (і завдяки їм Земля не завалена мертвими тілами продуцентів і консументов); всі організми в тім або іншому ступені беруть участь у малому круговороті речовин, утримуючи біогенні елементи в межах локальних територій, стримуючи ерозію й деградацію земель.
3. Багато хто хазяйновито невикористовувані організми відіграють важливу роль самим фактом свого існування, збільшуючи биоразнообразие, що, як уже було відзначено, збільшує стійкість экосистем, знижує ризик їхньої катастрофічної деградації.

Гасло «стійкого розвитку», загальновизнаний зараз як загальне керівництво до дії, має на увазі розвиток економіки за умови збереження якості навколишнього середовища на певному припустимому рівні.

Індикаторами такої відповідності виступають:

1. Фізичні й хімічні нормативи якості й рівнів впливу на навколишнє середовище (ПДК, ПДВ, ОДУ, НРБ і т.п.)
2. Зміни ландшафтів й інші візуальні показники деградації середовища.
3. Рівень биоразнообразия. Міжнародна конвенція по збереженню биоразнообразия розглядається як основа для забезпечення стійкого розвитку.
4. Система показників «здоров'я середовища», що характеризують стабільність розвитку рослин і тварин.

Оцінюючи пріоритетність і значимість перерахованих індикаторів, можна відзначити, що всі вони можуть мати певні переваги або обмеження залежно від ситуації.

Для хімічних сполук і фізичних впливів перевищення норм повинне служити сигналом для вживання певних заходів, разом з тим повсюдні ситуації з таким перевищенням, економічна незабезпеченість всіх необхідних мір ставлять завдання вибору пріоритетів - тобто треба порівнювати за рівнем впливу, наприклад, шкода від важких металів або хлорорганических токсикантів. За винятком 5-6 випадків, практично немає відомостей про спільний вплив суми забруднюючих речовин на здоров'я середовища, а це важливо, тому що забруднення завжди відбувається комплексом інгредієнтів. Крім того, при сучасному рівні хімізації налічуються сотні тисяч видів забруднюючих речовин, причому для більшості з'єднань доступних методик визначення ні, не розроблені для них і ПДК. Навіть по існуючої ПДК і методиках контроль не завжди можливий через його високу вартість.

У зв'язку з інтенсивним освоєнням територій традиційною формою екологічного контролю є оцінка зміни ландшафту й деградації середовища.

Досвід розвинених країн показує, що поліпшення ситуації й виправлення вже зміненого ландшафту вимагають величезних зусиль і витрат, тому необхідно оцінювати потенційні наслідки до прояву явних змін ландшафту, оцінювати наслідку різних видів хімічного й фізичного забруднення на тлі зовні незміненої ландшафтної ситуації. Сучасний аналіз цієї проблеми з розробкою методів оцінки здоров'я середовища був виконаний В.М. Захаровим з колегами, і їхні підходи викладаються нижче.

Биоразнообразие. Якість середовища й ефективність мерла по збереженню биоразнообразия оцінюють по площі збережених місцеперебувань, видовій розмаїтості, чисельності окремих видів. Показник биоразнообразия, як і показник зміни ландшафтів, починає об'єктивно відбивати ситуацію тільки у випадку глибоких, найчастіше необоротних змін. Нерідко в екологічно несприятливих місцях хімічного або радіаційного забруднення биоразнообразие зберігається на колишньому рівні або навіть вище: види, що живуть тут, підтримують свою високу чисельність за рахунок інтенсивного розмноження, організми ослаблені (хворі), але вони (найчастіше) не можуть бути замінені іншими видами. Справа в тому, що скорочення чисельності певного виду або зміна биоразнообразия в цілому спостерігаються при фізичній зміні місцеперебування. Наприклад, при вирубці або оранці на зміну колишнім видам приходять інші. При забрудненні середовища звичайно не відбувається зміни видів у силу того, що ні для яких видів ці умови підвищеного рівня забруднення не є оптимальними. Проте вузько спеціалізовані вигляди-індикатори при деяких впливах зникають у першу чергу, але, з одного боку, нереально під кожен можливий вплив підібрати індивідуальний набір виглядів-індикаторів, а з іншого боку - навіть у досить забрудненому середовищі можна виявити такі широко відомі вигляди-індикатори, як раки, жаби.

Здоров'я середовища. Методів визначення запропоновано досить багато: биотестирование (застосовується в лабораторіях Госкомприроды для визначення токсичності вод по виживаності деяких видів дафній і водоростей, що вважаються чутливими), биоиндикация по співвідношенню (представленості) виглядів-індикаторів, оцінка мутагенного ефекту, імунного статусу й т.п.

Запропонована В.М. Захаровим спрощена інтегральна оцінка полягає в оцінці рівня асиметрії білатеральних морфологічних ознак.

1. Методика оцінки стабільності розвитку з використанням меристических (рахункових) ознак використається для таких об'єктів, як риби, жаби, ящірки й т.п. Зразок табличної форми розрахунку наведений у табл. 1.19.1:

Таблиця 1.19.1 Зразок заповнення таблиці й розрахунку показника асиметрії

У табл. 1.19. 1 використані позначення: п-л – значення ознаки праворуч і ліворуч; А – число асиметричних ознак (для кожного номера ознаки враховується не розмір асиметрії, а факт асиметрії, тобто для особини № 1 число випадків прояву асиметрії А дорівнює 2, для особини № 2 – відповідно 5 і т.п.); n – число врахованих ознак (у прикладі, наведеному в таблиці, дорівнює 6, а для якогось іншого тест-об'єкта число ознак, що враховують, може бути й менше, тоді для збереження статистично достовірного результату необхідно збільшити кількість досліджених особин, наприклад, не 20-30 тест-об'єктів, досліджуваних по 6 ознакам, а 40-60 тест-об'єктів, досліджуваних по трьох-чотирьох ознаках).

Приклади що враховують меристических (рахункових) ознак у тест-об'єктів:

Риби:

1) число променів у грудних плавцях; 2) число променів у черевних плавцях; 3) число променів у зябровій перегородці; 4) число зябрових тичинок на 1-й зябровій дузі; 5) число глоткових зубів (у плотви не враховується у зв'язку зі спрямованістю асиметрії за цією ознакою); 6) число чешуй у бічній лінії; 7) число чешуй у бічній лінії, прободенных сенсорними канальцами.

Земноводні:

1) число смуг на дорзальній стороні стегна; 2) число плям на дорзальній стороні стегна; 3) число смуг на дорзальній стороні гомілки; 4) число плям на дорзальній стороні гомілки; 5) число смуг на стопі; 6) число плям на стопі; 7) число плям на спині; 8) число білих плям на плантарной стороні другого пальця задньої кінцівки; 9) число білих плям на плантарной стороні третього пальця задньої кінцівки; 10) число білих плям на плантарной стороні четвертого пальця задньої кінцівки; 11) число пор на плантарной стороні четвертого пальця задньої кінцівки; 12) число зубів на межчелюстной кістки; 13) число зубів на сошнику.

За ознаками 1-10 не слід ураховувати дрібний крап; у зв'язку із труднощами отличения смуг від плям рекомендується смугою вважати елемент малюнка, у якого довжина більш ніж у два рази перевищує ширину; по ознаці 11 варто враховувати найбільш великі пори, який звичайно буває не більше 15; у зв'язку зі зміною зубів в амфібій одного або декількох зубів може не вистачати, що визначається по великій відстані між зубами - такий пропуск ураховується як зуб.

Оцінка здоров'я середовища залежно від показника стабільності розвитку: менш 0,30 (1 бал) - умовна норма; 0,30-0,34 (2 бали) - слабкий вплив несприятливих факторів; 0,35-0,39 (3 бали) і 0,40-0,44 (4 бали) - спостерігаються в забруднених районах; більше 0,44 (5 балів) - украй несприятливі екологічні умови, коли тест-об'єкти перебувають в пригнобленому стані (несприятливе, нездорове навколишнє середовище).

2. Методика оцінки стабільності розвитку з використанням пластичних (проміри листа) ознак використається на таких об'єктах, як листи рослин). Зразок табличної форми розрахунку приводиться в табл. 1.19.2.

У вираженні (L-R)/(L+R) для різниці (L-R) береться модуль значення, тобто позитивна величина. Величина асиметрії листа (колонка 17) обчислюється як середнє арифметичне колонок 4, 7, 10, 13, 16, наприклад, для листа 1: (0,052+0,015+0+0+0,042)/5 = 0,022. Величина асиметрії у вибірці (показник стабільності розвитку) Х обчислюється як середнє арифметичне значень стовпчика 17 для всіх листових пластин.

ПРОбъект дослідження стабільності розвитку - листові пластинки берези повислой (є приклади використання інших рослин з вираженою білатеральною симетрією листа). Рекомендується вибирати рослини, що досягли генеративного стани, що ростуть на відкритій місцевості, на галявинах, узліссях - для світлолюбних рослин. Час збору - після зупинки росту листів. Для берези - збір листів починаючи з липня з нижньої частини крони, з однакового типу пагонів (зокрема, листи з укорочених пагонів), розмір листів повинен бути подібним, середнім для даної рослини. Для консервації зібраних листів (якщо виміри відкладаються на невизначений час) їх складають пучками в 40-70%-ном спиртовому розчині з ярликом, що вказує номер дерева й місце збору, або гербаризують (гербаризація веде до певних перекручувань результатів). Рослини з ознаками міжвидової гібридизації переважно не використати.

Таблиця 1.19. 2 Оцінка стабільності розвитку з використанням пластичних (проміри листа) ознак (Зразок заповнення таблиці вихідних даних)

Система ознак для виміру листових пластинок берези:

1. ширина половинки листа (по середині листової пластинки), мм;
2. довжина другої від підстави листа жилки другого порядку, мм;
3. відстань між підставами першої й другої жилок другого порядку, мм;
4. відстань між кінцями цих жилок, мм;
5. кут між головною жилкою й другий від підстави листа жилкою другого порядку, градуси.

Для оцінки здоров'я середовища в конкретному місці обсяг вибірки повинен становити 100 листів, для берези - по 10 листів з 10 рослин.

Оцінка здоров'я середовища залежно від показника стабільності розвитку: менш 0,040 (1 бал) - умовна норма; 0,040-0,044 (2 бали) - слабкий вплив несприятливих факторів; 0,045-0,049 (3 бали) і 0,049-0,054 (4