Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

BIOINDYKACJA - PRAKTYCZNE WYKORZYSTANIE TOLERANCJI EKOLOGICZNEJ.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "BIOINDYKACJA - PRAKTYCZNE WYKORZYSTANIE TOLERANCJI EKOLOGICZNEJ."— Zapis prezentacji:

1 BIOINDYKACJA - PRAKTYCZNE WYKORZYSTANIE TOLERANCJI EKOLOGICZNEJ

2 Pojęcia: tolerancji, biowskaźnika, biotestu, biomonitoringu §Tolerancja - zdolność organizmu do przystosowania się do zmiany danego czynnika ekologicznego (np.: temperatury, światła, wilgotności, zasolenia, itp.) §Zakresem tolerancji organizmu nazywamy przedział wartości czynnika, w którym organizm jest zdolny utrzymać procesy życiowe.

3 Liczba osobników Wartości temperatury minimumoptimummaksimum 2022 A B C D

4 Możliwości bytowania organizmów określają dwie skrajne wartości (tzw. ekstrema) działającego czynnika: minimum i maksimum. Prawo tolerancji Shelforda Stenobionty - organizmy o wąskim zakresie tolerancji Eurybionty - organizmy o szerokim zakresie tolerancji Gatunki o wąskim zakresie tolerancji na określone warunki środowiska to gatunki wskaźnikowe (biowskaźniki lub bioindykatory)

5 Organizmy wskaźnikowe powinny spełniać następujące kryteria: mieć wąski oraz specyficzny zakres wymagań ekologicznych posiadać szerokie rozmieszczenie geograficzne występować w środowisku w dużych liczebnie populacjach mieć długi cykl życiowy lub kilkanaście pokoleń następujących jedno po drugim w ciągu roku być łatwo rozpoznawalnymi i mieć ograniczony poziom zmienności osobniczej utrudniającej ewentualną weryfikację ……. gatunki mogą pełnić rolę wskaźników biologicznych jeśli ich autekologia: rozwój osobniczy, dynamika populacji są dobrze poznane. Wiegleb (2002)

6 Eksperymenty, w których do oceny efektu działania różnych substancji lub czynników środowiska są użyte organizmy lub ich części, nazywamy biotestami. Ocena elementów środowiska przy pomocy biotestów, to biomonitoring.

7 Historia bioindykacji XVIII w - Karol Linneusz - zegar słoneczny w Ogrodzie Botanicznym w Uppsali - otwieranie się kwiatów o różnych porach dnia) -Alphonse de Candolle (odkrył powiązania pomiędzy roślinami i czynnikami klimatycznymi) XVIII/XIX w - William Smith wykorzystał szczątki roślin i zwierząt w geologii jako skamieniałości przewodnie do określania wieku skał W. Nylander i S. Arnold [Belg i Niemiec] niezależnie prowadzili badania nad wrażliwością porostów i mchów na zanieczyszczenia powietrza

8 XX w (1968 Vageningen) - Pierwszy Europejski Kongres nt. Wpływu zanieczyszczeń powietrza na rośliny i zwierzęta (prezentacja metody transplantacyjnej porostów i mszaków) od roku 68 roku określanie wpływu zanieczyszczeń powietrza, wody i gleby na organizmy stało się przedmiotem badań na całym świecie. W trakcie wieloletnich badań wyodrębniono gatunki sygnalizujące występowanie w środowisku określonych warunków (np.: brak wody, obecność soli mineralnych lub czynników zagrażających). Nazwano je gatunkami wskaźnikowymi (wskaźnikami, indykatorami, biowskaźnikami lub bioindykatorami)

9 W Polsce przy pomocy gatunków wskaźnikowych przebadano wiele obszarów zagrożonych klęską ekologiczną (m. in. Górny Śląsk, aglomerację krakowską, Legnicko-Głogowski Okręg Miedziowy i in.) Twórcą definicji bioindykacji w Polsce jest profesor M. Górny:Bioindykacja to metoda za pomocą której, dzięki stosowanym żywym organizmom, na różnych poziomach ich organizacji, określa się kierunek i stopień nasilenia zmian w środowisku ich życia

10 Przykłady gatunków wskaźnikowych: 1. wskaźniki siedlisk zacienione: szczawik zajęczy, bluszcz pospolity, konwalijka dwulistna, młode jodły, paprocie (narecznice); - stale wilgotne: jaskier rozłogowy, jasnota purpurowa, ostrożeń polny, niezapominajka polna, iglica pospolita, przetaczniki; - kwaśne: wrzos, borówka czernica, orlica pospolita, kłosówka miękka, śmiałek pogięty; - zasadowe: obrazki plamiste, wilczomlecz migdałolistny, szczyr trwały, żankiel zwyczajny;

11 - bogate w azot: pokrzywa zwyczajna, łopiany, czosnaczek pospolity; - ubogie w azot: koniczyna polna, lucerna sierpowata, wiosnówka pospolita; -zasobne w wapń: aster gawędka, ożanka właściwa, szałwia okółkowa, modrzew europejski (reakcja ujemna); - zasobne w sól (NaCl): mlecznik nadmorski, soliród zielny, solanka kolczysta, sarsazan (Azja); - zasobne w miedź: Yanaka rouchsa (Zair).

12 2. Wskaźniki zanieczyszczeń (zagrożeń): Znajomość wymagań życiowych grzybów, roślin i zwierząt oraz ich tolerancji na różne wartości czynników środowiska pozwala wykorzystywać je do testowania stanu środowiska jako bioindykatory zanieczyszczeń GLONY - nadmierny rozwój sinic i zielenic (zwłaszcza nitkowatych) wskazuje na eutrofizację wód (strefy poli i alfamezosaprobowe) - obecność okrzemek kolonijnych wskazuje brak lub niegroźne zanieczyszczenie wody (strefy betamezo i oligosaprobowa), - eugleniny wskazują strefy większego i średniego zanieczyszczenia wody, - krasnorosty – wskazują wody czyste,

13 GRZYBY – wodne wskazują strefy alfamezosaprobowe, lądowe wykorzystuje się do oceny akumulacji metali ciężkich, POROSTY - (epifityczne) do oceny stopnia zanieczyszczenia powietrza SO 2, MCHY - do oceny akumulacji metali ciężkich (śl.Cd, Cu, Ni, Pb,Zn, Co, Cr), wodne wskazują wody czyste. Reakcja jest różna: grzyby i mchy są odporne na działanie zanieczyszczeń - nie umierają, porosty zamierają pod wpływem określonego stężenia SO 2 w powietrzu (najbardziej wrażliwe są porosty krzaczkowate).

14 Własności wskaźnikowe grzybów Wiele różnych gatunków grzybów kumuluje w owocnikach metale ciężkie. Ich zawartość w plesze owocnika bywa czasami znacznie wyższa niż w otaczającym środowisku. Przykłady kumulatorów metali ciężkich: kurzawka ołowiana (Bovista plumbea) – Pb, Cd, (Hg) pieczarka polna (Agricus bisporus) – Cd, (Pb, Hg) czernidlak pospolity (Coprinus atramentarius) i borowik szlachetny (Boletus edulis) – Hg (Cd, Pb)

15 NAGONASIENNE - jodła, świerk, sosna zwyczajna (kw.opady), sosna żółta, daglezja (F, HF, PAN- peroxyacetyl azotu), modrzew europejski (-Ca) - jako wskaźniki zanieczyszczenia powietrza i gleby, Obserwując wygląd i zachowanie drzew ustala się strefy i drogi skażeń emisjami przemysłowymi Reagują coraz młodsze rośliny: ! Coraz krótsze igły, coraz częściej zrzucane, ! Żółte lub brązowiejące przebarwienia, ! Utrata elastyczności kory i zmiana barwy, ! Konary skrócone, nieforemne, ! Zamieranie korzeni.

16 OKRYTONASIENNE - buk, jawor, jarząb pospolity, klon zwyczajny, jesion wyniosły, dziki bez czarny, dąb szypułkowy, morela zwyczajna, tytoń szlachetny, fasola zwyczajna, goździki, frezje, storczyki, sałata siewna, burak zwyczajny, ogórki, pomidory - wrażliwe na zanieczyszczenia powietrza i gleby;

17 Buk jako pierwsze liściaste drzewo zaczęło wykazywać wyraźne objawy choroby: ! Żółknięcie i przedwczesne opadanie liści, ! Zwijanie się wzdłuż nerwu, ! Kruchość i łamliwość pędów, ! Odpadanie płatów kory. Podobne objawy obserwuje się u jaworu, jarzębiny, klonu zwyczajnego, jesionu wyniosłego i dzikiego bzu czarnego. W 81 r. Do listy gatunków zagrożonych emisjami dołączył dąb szypułkowy.

18 morela zwyczajna, mieczyk, tulipan, frezja - bardzo wrażliwe na fluor i (HF). Można je transplantować z miejsca na miejsce, stąd łatwość konstruowania systemów ostrzegania przed fluorem (Holandia, Francja), tytoń szlachetny, fasola zwyczajna, szpinak - wyraźnie reagują na działanie ozonu. Rośliny o szerokich blaszkach liściowych, bardzo wyraźnie informują - wykorzystywane na całym świecie do monitorowania powietrza, goździki, storczyk katleja, ogórek, pomidor - wrażliwe na etylen. sałata siewna, burak zwyczajny, pokrzywa - wrażliwe na fotoutleniacze (PAN).

19 WICIOWCE i ORZĘSKI – wskaźniki wód zanieczyszczonych, GĄBKI, WIRKI, JĘTKI, CHRUŚCIKI, SKORUPIAKI – wskaźniki wód czystych, PIERŚCIENICE i MIĘCZAKI – wskaźniki zanieczyszczenia gleby i wody, OWADY - wskaźniki zanieczyszczenia gleby i wody, PŁAZY, RYBY, SSAKI - wskaźniki zanieczyszczeń wody, powietrza i gleby.

20 Do badania stanu czystości wód stosuje się gatunki roślin i zwierząt różniące się tolerancją na rodzaj i stopień koncentracji zanieczyszczeń. W wodach silnie zanieczyszczonych żyją polisaprobionty, np.:wirczyk, euglena, larwy ochotkowatych, rurecznik, larwy muchówek, W wodach czystych występują oligosaprobionty, np.: okrzemki, larwy jętek i widelnic, wypławek kątogłowy, lin, Wody b. czyste zamieszkują ksenosaprobionty, np.: pstrąg.

21

22

23

24

25 Pierwszy system saprobowy został opublikowany przez Kolkwitza i Marssona w 1902 roku. Autorzy wydzielili trzy główne strefy: 1.polisaprobową najbardziej zanieczyszczoną 2.mezosaprobową strefę wód nieznacznie zanieczyszczonych 3.oligosaprobową strefę wód czystych Każdej z tych stref odpowiadały właściwe im organizmy wskaźnikowe. Obecnie w Polsce do oceny jakości wód stosowany jest system saprobowy, określający stopień zanieczyszczenia organicznego. Celem analizy biologicznej jest określenie składu biocenoz w wodach zanieczyszczonych i ustalenie zmian jakościowych i ilościowych, jakie zaszły w tym składzie pod wpływem określonych ścieków. System saprobowy opiera się na tolerancji gatunków wskaźnikowych z wielu grup m.in. bakterii, glonów, pierwotniaków i wrotków, chociaż brane są pod uwagę także rośliny naczyniowe makrobezkręgowce i ryby. Wynikiem tej analizy jest indeks saprobowy, który opiera się na obecności gatunków wskaźnikowych, z których każdy ma przypisaną wartość saprobowości, w zależności od tolerancji na zanieczyszczenia: S=sh/h S – indeks saprobowości s– wartość saprobowa dla każdego gatunku wskaźnikowego h – częstotliwość występowania każdego gatunku (1- rzadki, 3- częsty, 5- liczny )

26 Zarzuty stawiane systemowi saprobów, w tym także indeksowi saprobowości: ogromna liczba gatunków wskaźnikowych do pełnej analizy biologicznej wymagane jest pobranie licznych prób z trzech podzespołów: sestonu, bentosu i peryfitonu system ten nie może być stosowany do wszelkich zanieczyszczeń, np. organicznych i nieorganicznych, radioaktywnych i nieradioaktywnych, ulegających i nie ulegających rozkładowi lista gatunków i ich saprobowe wartości nie mogą być stosowane do wód z różnych stref geograficznych.

27 Metod oceny jakości wód rzecznych jest tak wiele jak wiele jest krajów. Niemal każdy kraj stosuje własne systemy wypracowane przez swoich naukowców. Polska: Rozporządzenie Ministra Środowiska z 11 lutego 2004 roku w sprawie klasyfikacji wód powierzchniowych, dostosowujące przepisy krajowe do wymogów Dyrektywy Wodnej UE, przewiduje określanie wartości indeksu saprobowości fitoplanktonu i peryfitonu, a w przypadku zoobentosu indeksu bioróżnorodności oraz indeksu biotycznego. Nie precyzuje natomiast, które z wielu dostępnych wskaźników powinny być stosowane. Wskaźnikami, które najlepiej się sprawdzają w polskich warunkach są BMWP-PL (Biological Monitoring Working Party -PL) Polski Indeks Biotyczny oparty ona zróżnicowaniu makrobezkręgowców oraz wskaźnik różnorodności gatunkowej.

28 Do bioindykacji wód w Polsce często wykorzystuje się skorupiaki z rodzaju rozwielitka, glony z rodzaju Chlorella, pałkę szerokolistną i p. wąskolistną, a z ryb - gupika.

29 W celu ujednolicenia badań w skali światowej organizacje międzynarodowe ustalają zasady postępowania przy badaniu toksyczności oraz podają wykazy organizmów wskaźnikowych. Dla kontroli stanu wód w Europie Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) zaleca stosowanie ryb bardzo wrażliwych na zanieczyszczenia, np.: pstrąga potokowego, płoci, sandacza oraz ryb średnio wrażliwych, np.: okonia, karpia, uklei.

30 Aby ocenić stopień toksyczności wód, prowadzi się hodowlę ryb przez dni i określa się poziom śmiertelności, bada przebieg procesów biochemicznych i fizjologicznych oraz zmiany w sposobie poruszania się i w zachowaniu osobników.

31 Stosując w praktyce wiedzę o tolerancji organizmów, należy mieć świadomość, że stosowanie tylko jednej metody do diagnozowania stanu środowiska, np.: biotestów, może okazać się niewystarczające. Dla całościowej i pełnej oceny stanu i funkcjonowania środowiska należy stosować kilka metod jednocześnie i niezależnie.

32 Waloryzacyjne znaczenie roślinności Zespoły roślinne wykorzystuje się do oceny i waloryzacji terenów. Naturalna roślinność rzeczywista informuje o potencjalnych możliwościach siedlisk. Im bardziej naturalne zbiorowiska roślinne, tym lepiej można ocenić przydatność siedliska do zagospodarowania (rolnictwo, leśnictwo, rekreacja, turystyka, zabudowa). Roślinność potencjalna może także wskazywać błędy w gospodarowaniu terenem

33 Mapy roślinności rzeczywistej i potencjalnej wykorzystuje się obecnie w planowaniu przestrzennym i zagospodarowaniu terenów. Służą one do korygowania wątpliwych rozwiązań planistycznych i podejmowania bardziej racjonalnych decyzji, zgodnych z naturalnymi własnościami siedlisk.

34 Zainteresowanym polecam do przeczytania - Jankowski W. 1994, Zastosowanie bioindykacji w praktyce monitoringu środowiska na przykładzie Północno – Wschodniej Polski. PIOŚ, Biblioteka Monitoringu Środowiska, Warszawa


Pobierz ppt "BIOINDYKACJA - PRAKTYCZNE WYKORZYSTANIE TOLERANCJI EKOLOGICZNEJ."

Podobne prezentacje


Reklamy Google