Біоіндикація

Із кожним роком у системі оцінки стану середовища і екосистем в ці­лому все частіше використовують методи біологічної індикації. Хоч витоки спостережень за індикаторними властивостями біологічних об’єктів можна знайти у працях природодослідників самої глибокої давнини, до цих пір відсутня струнка теорія і адекватні методи біоіндикації.

Відносно благополучно тут з описовим поясненням термінів. Напри- І клад, згідно визначення Н.Ф. Реймерса (1990): «Біоіндикатор - група осо­бин одного виду або угруповання, за наявністю, станом і поведінкою яких судять про зміни в середовищі, зокрема про присутність і концентрацію І забруднень... Угруповання індикаторне - угруповання, за швидкістю роз­витку, структурою і благополуччям окремих популяцій мікроорганізмів, грибів, рослин і тварин якого можна зробити висновок про загальний стан середовища, включаючи його природні і штучні зміни».

Безумовно, об’єктивні факти свідчать про існування тісного впливу факторів середовища на біологічні процеси екосистеми (щільність популя­цій, динаміку видової структури, особливості поведінки). Такі фактори се­редовища як світло, температура, водний режим, біогенні елементи (макро- і мікроелементи), солоність та інші функційно важливі для організмів на всіх основних етапах життєвого циклу. Проте можна використовувати і зворотну закономірність, тобто за видовим складом організмів, їх чисель­ністю, біомасою тощо визначати тип фізичного середовища. Тому «біоін- дикація - це визначення біологічно вагомих навантажень на основі реакцій на них живих організмів та їх угруповань. Повною мірою це стосується всіх видів антропогенних забруднень» (Криволуцкий и др., 1988).

Головним завданням біоіндикації є розробка методів і критеріїв, які спроможні адекватно відображувати рівень антропогенних впливів з ура­хуванням комплексного характеру забруднення і діагностувати ранні по­рушення в найбільш чутливих компонентах біотичних угруповань.

Вважається, що використання методу біоіндикації дозволяє вирішу­вати задачі екологічного моніторингу в тих випадках, коли сукупність фа­кторів антропогенного тиску на біоценози важко або незручно вимірювати безпосередньо. На жаль, сучасна практика біоіндикації має значною мірою феноменологічний характер, виражений в об'ємному викладенні підміче­них дослідником фактів поведінки різних видів організмів у конкретних умовах середовища. Інколи ці описи супроводжуються не завжди обґрун­тованими висновками, які мають, як правило, суто оціночний характер (типу «добре / погано», «чисто / брудно» тощо), причому вони базуються на виключно візуальних методах порівняння чи використанні недостатньо вірогідних індексів. Найчастіше такий «прогноз» робиться, коли «громад­ська» думка щодо кінцевого результату оцінки стану екосистеми вже зав­часно відома, наприклад, за безпосередніми чи опосередкованими параме­трами середовища. В результаті цього роль біоіндикації виявилася зведе­ною до наступної сукупності дій, що технологічно співпадає з біомоніто- рингом:

• виділяється один чи кілька факторів середовища, які досліджу­ються (за літературними даними чи у зв’язку з наявною програмою мо- ніторингових досліджень);

• збираються польові й експериментальні дані, що характеризу­ють біотичні процеси в досліджуваній екосистемі, причому теоретично

ці дані повинні вимірюватися в широкому діапазоні варіювання дослі­джуваного фактора (наприклад, в умовно-чистих і в умовно-брудних районах);

• певним чином (шляхом простого візуального порівняння, з ви­користанням системи попередньо розрахованих оціночних коефіцієнтів чи із застосуванням математичних методів первинної обробки даних) робить­ся висновок про індикаторну значимість якогось виду чи групи видів.

У поодиноких випадках здійснюються практичні спроби оцінити лі­мітуючий рівень досліджуваного фактора забруднення, тобто виконати так званий «аналіз біологічно значимих навантажень».

Значною мірою теоретична і практична неповнота робіт у галузі біо- індикації пов’язана з об’єктивними методологічними труднощами відо­браження і моделювання предметної сфери. Оцінка антропогенного впливу на біотичні компоненти екосистем значною мірою ускладнюється просто­рово-часовою диференціацією видової структури, оскільки ценопопуляції одного й того ж виду, що входять до різних угруповань організмів, харак­теризуються різноманітними екологічними умовами мешкання та їх реакції на дію чинника можуть істотно відрізнятися. У видів зі слабко вираженими механізмами популяційного гомеостазу ці реакції завжди достатньо чітко виражені у зниженні фізіологічної стійкості частини особин до дії антро­погенних чинників і, насамкінець, у порушені процесів репродукції. Проте для більшості видів реагування на будь-який техногенний вплив (якщо тільки він не має катастрофічного характеру) принципово не відрізняється від вироблених в ході еволюції тривіальних реакцій на коливальні зміни середовища. В процесі адаптації біоценозу до умов, що змінюються, вклю­чаються компенсаційні механізми і, за помірних впливів, у популяціях встановлюється деякий середній, генетично обумовлений рівень інтенсив­ності відтворення за рахунок «перерозподілу факторів смертності» (Север- цов, 1941). І лише у тому випадку, коли тиск антропогенних чинників ви­водить екосистему за рамки природної мінливості, відбувається порушен­ня динамічної стабілізації популяційних зв’язків, змінюється генетичний склад і відбувається пригнічення найбільш генералізованої властивості по­пуляції - відтворювального процесу.

Необхідною умовою для встановлення якісних порушень біотичних процесів, що відбуваються в екосистемах під впливом антропогенних фак- 222

торів, є знання діапазону природної мінливості біоценозів, тобто побудова простору стану популяцій (Шмальгаузен, 1968; Тимофеев-Рессовский и др., 1973). У зв’язку з цим виникає необхідність визначення тих парамет­рів, які дозволять із заданою детальністю і точністю оцінити стан біоцено­зу, виокремити зміни, викликані дією антропогенних факторів і отримати необхідну та достатню інформацію для прогнозу можливих змін стану еко­системи. Проте для отримання такого «динамічно достатнього опису» (те­рмін Б.К. Павлова (Методология оценки..., 2000) необхідне знання «пра­вил» внутрішнього перетворення популяцій внаслідок дії певних чинників. Проте ми не можемо сформулювати ці "правила" до того часу, поки не ви­значимо низку необхідних і достатніх параметрів опису стану популяцій, достатньо чутливих, інформативних і таких, які мають достатню селектив­ність у рамках поставленої задачі. Тому всі дослідження популяцій і угру­повань принципово проміжні (тобто не кінцеві) і необхідне постійне нако­пичення інформації, її аналіз і синтез, у процесі яких структурно-функцій- ний опис біоценозів і «правила» їх перетворення приводяться у відповід­ність одне з одним. Таким чином, біоіндикацію можна визначити як суку­пність методів і критеріїв, призначених для пошуку інформативних компо­нентів екосистем, які спроможні:

• адекватно відображувати рівень впливу середовища, включаю­чи комплексний характер забруднення з урахуванням явищ синергізму чинних факторів;

• здійснювати діагностику ранніх порушень у найбільш чутли­вих компонентах біотичних угруповань і оцінювати їхню значимість для всієї екосистеми як в найближчому, так і у віддаленому майбутньо­му.

11.4.