СТРУКТУРА КУРСА Биоиндикация Биотестирование Радиационные аварии и защита окружающей среды Семинары: Основы биометрии (стат.оценивание в биологии и экологии)
Cлайд 3
Лекция 1: БИОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ
Cлайд 4
ОБЩИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О МОНИТОРИНГЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ 1968 г. – Доклады Римского клуба «Трудности человечества» 1972 г. - Стокгольмская конференция ООН по окружающей среде День охраны окружающей среды 2012 год — «Зелёная экономика: а ты её часть?» 2011 год — «Леса: используя услуги природы» 2010 г.: "Множество видов. Одна планета, Одно будущее".
Cлайд 5
Экологический мониторинг (мониторинг окружающей среды) — это комплексная система наблюдений за состоянием окружающей среды, оценки и прогноза изменений состояния окружающей среды под воздействием природных и антропогенных факторов
Cлайд 6
Классификации мониторинга пространственный охват; • объект наблюдения; • методы; • тип воздействия; • цель
Cлайд 7
Cлайд 8
Экологический мониторинг включает в себя как биологический, так и геофизический аспекты, а его основной задачей является информационное обеспечение и поддержка процедур принятия решений в области природоохранной деятельности и экологической безопасности Экологический мониторинг Биологический мониторинг Мониторинг загрязняющих веществ Наблюдение, оценка и прогноз уровней загрязнения Оценка ответных реакций биологических объектов
Cлайд 9
Почему недостаточен мониторинг загрязняющих веществ? Все ли можно измерить? Биологический смысл Комбинированное действие Критика ПДК
Cлайд 10
БИОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ система наблюдений, оценки и прогноза любых изменений в биотических компонентах, вызванных факторами антропогенного происхождения и проявляемых на организменном, популяционном или экосистемном уровнях Основные методы биологического мониторинга биоиндикация биотестирование
Cлайд 11
Основные принципы организации биологического мониторинга 1. иерархический подход - структура биологического мониторинга должна соответствовать иерархической организации живой материи
Cлайд 12
Молекулярно-клеточный уровень мутации, изменение концентрации внутриклеточных метаболитов, мутации, трансформации, гибель клеток Ионизирующее излучение ДНК Популяции изменение половозрастной и генетической структуры популяции репродуктивной способности, радиоадаптация Организменный уровень выживаемость, заболеваемость, морфологические аномалии, наследственные эффекты Экосистемы продуктивность ценоза, обилие, видовое разнообразие, трофическая структура, выпадение чувствительных видов годы дни и месяцы десятки и сотни лет минуты и часы ВРЕМЯ
Cлайд 13
Взаимосвязь процессов на всех уровнях организации живого апоптоз
Cлайд 14
Биологический мониторинг и уровни биологической организации Уровень организации Показатели Способы защиты Молекулярно-клеточный Генные, хромосомные и геномные мутации, интенсивность свободнорадикальных реакций, изменение концентрации внутриклеточных метаболитов (металлотионеины, БТШ, антиоксиданты, Ca2+ и др.) Репарация, синтез защитных веществ Тканевый Пролиферативная активность, повреждение и гибель клеток Репопуляция Организменный Рост, развитие и фотосинтетическая активность растений, аномалии скелета, морфологические отклонения, частота новообразований, изменения иммунной реакции и состава крови, поведен-ческие реакции, выживаемость, стерильность Регенерация Популяционный Посевные качества семян, показатели роста, воспроизводства и половозрастной структуры популяции Изменение возрастной, половой и генетической структуры популяции Биоценотический Биомасса (продуктивность ценоза), обилие, видовое разнообразие, трофическая структура, перераспределение популяций по степени доминирования Изменение видового состава, структуры и продуктивности биоценоза
Cлайд 15
Наиболее ранние изменения можно зафиксировать на молекулярно-клеточном уровне организации живой материи До высших уровней биологической организации стрессовые воздействия чаще всего доходят с запаздыванием и в значительно смягченной, косвенной форме Хотя может быть и «эффект бабочки»…
Cлайд 16
Основные принципы организации биологического мониторинга 1. иерархический подход - структура биологического мониторинга должна соответствовать иерархической организации живой материи 2. интеграция методов аналитического и биологического контроля - желательно одновременно регистрировать и уровни загрязнения, и ответную реакцию биоты по всей совокупности показателей живых систем
Cлайд 17
Преимущества и недостатки оценки состояния окружающей среды по абиотическим и биотическим показателям преимущества недостатки Мониторинг загрязняющих веществ Биологический мониторинг
Cлайд 18
Преимущества и недостатки оценки состояния окружающей среды по абиотическим и биотическим показателям преимущества недостатки Мониторинг загрязняющих веществ Исчерпывающие данные об абиотических факторах (температура, влажность, концентрации,…) Легко использовать в регулировании и управлении (ПДК и т.д.) Вклад отдельных источников и факторов в загрязнение легко выделить Трудоемкость и дороговизна Невозможно отследить все факторы Действие на живые организмы нельзя предсказать (есть ли опасность?) Эффекты комбинированного действия нельзя оценить Биологический мониторинг
Cлайд 19
Преимущества и недостатки оценки состояния окружающей среды по абиотическим и биотическим показателям преимущества недостатки Мониторинг загрязняющих веществ Исчерпывающие данные об абиотических факторах (температура, влажность, концентрации,…) Легко использовать в регулировании и управлении (ПДК и т.д.) Вклад отдельных источников и факторов в загрязнение легко выделить Трудоемкость и дороговизна Невозможно отследить все факторы Действие на живые организмы нельзя предсказать (есть ли опасность?) Эффекты комбинированного действия нельзя оценить Биологический мониторинг Экспрессность Дешевизна Контроль качества среды в непрерывном режиме Прямая информация об опасности загрязнения Интегральная оценка всех факторов Оценка взаимодействия факторов Сложно идентифицировать источники и действующие факторы Отсутствуют экологические нормативы
Cлайд 20
Регистрация биологических эффектов у живых организмов - в естественных условиях - в лабораторных условиях Только часть информации, необходимой для оценки повреждающего действия поллютантов Аналитические отбор проб воды, воздуха, почвы; анализ в лаборатории с использованием химико-физических методов Особенно полезны при оценке неизвестных соединений, комбинированного загрязнения (отходы) Методы оценки качества окружающей среды Оба вида мониторинга, отражая разные стороны единого процесса, лишь в совокупности способны дать объективную и адекватную оценку экологической ситуации
Cлайд 21
Основные принципы организации биологического мониторинга 1. иерархический подход - структура биологического мониторинга должна соответствовать иерархической организации живой материи 2. интеграция методов аналитического и биологического контроля - желательно одновременно регистрировать и уровни загрязнения, и ответную реакцию биоты по всей совокупности показателей живых систем 3. принцип слабого звена - биологический мониторинг должен в первую очередь осуществляться за наиболее чувствительными или наиболее уязвимыми видами и тест-организмами, при этом нужно отслеживать наиболее чувствительные показатели
Cлайд 22
Принцип слабого звена Уровень организации «слабое звено» примеры ландшафтный (геосистемный) зоны вторичного накопления загрязняющих веществ (депо) Почва, донные отложения экосистемный виды-биоиндикаторы (тест-объекты) Сосна, млекопитающие, дождевые черви организменный критические органы (тест-системы) Внешнее излучение – гонады Sr-90 – скелет Двуокись серы - фотосинтез
Cлайд 23
Что такое биологический мониторинг? Его место в системе экологического мониторинга Принципы организации биологического мониторинга Преимущества и недостатки оценки состояния окружающей среды по абиотическим и биотическим показателям