WYKŁAD 10. 7/14.12.2009r.

INDUKCYJNE METODY OCENY SIEDLISKA

BIOINDYKACJA

• sposób usystematyzowanego wykorzystania wiedzy ekologicznej w planowaniu ochrony przyrody

• rejestracja zmian zachodzących w środowisku (pod wpływem zanieczyszczeń) przy pomocy bioindykatorów

• określenie stanu środowiska lub natężenia czynników środowiskowych przy pomocy odpowiednio „wyskalowanych” bioindykatorów

• to wszystkie metody związane z odnajdywaniem organizmów żywych, obserwowaniem i określaniem ich stanu „In situ” - w efekcie czego możliwe jest określenie warunków środowiska, jego stanu, odkształceń i zanieczyszczeń

BIOINDYKATORY

• gatunki i zbiorowiska gatunków, których warunki życia są tak ściśle skorelowane z określonymi czynnikami siedliskowymi, że można je wykorzystać jako wskaźniki warunków siedliskowych

• gat., których obecność/ nieobecność/ reakcja wskazują na zaistnienie w danym miejscu pewnego typu czynnika(ów) ekologicznego o ściśle określonym, mieszczącym się w wąskim przedziale, natężeniu/ o odpowiedniej wartości progowej

• gat. o wąskim zakresie tolerancji (stenobiot) względem niewielkiej liczby czynników ograniczających. Stosuje się je do oznaczania stopnia zanieczyszczenia: powietrza (porosty), wody (wybrane gat. ryb, larwy niekt. owadów), zawartości różnych subst w glebie (gat. roślin) i innych. Większość z nich znajduje się pod ochroną prawną ze względu na znaczną degradacją środowiska.

Cechy dobrego bioindykatora

1. Ściśle określone występowanie

Wąski zakres tolerancji ekologicznej (Walencji ekologicznej); gat. stenotopowe, wysoce wyspecjalizowane, specyficzne.

2. Długi cykl życiowy

Długi czas przebywania w badanym środowisku.

3. Szerokie zastosowanie geograficzne

Gat. szeroko rozpowszechnione i pospolite, występujące w wielu krajach, uniwersalność.

4. Duża liczebność występowania

Łatwiej znaleźć w środowisku - tańsze, mniej pracochłonne, łatwiejsza masowa hodowla.

5. Łatwość oznaczania

Łatwo rozpoznać, zidentyfikować, oznaczyć.

Klasyfikacja bioindykatorów

1. Skala gatunków

Obecność/ brak gat. wrażliwych jest wskaźnikiem np. system saprobów w ekosystemach wodnych - wskaźnik zanieczyszczenia ściekami komunalnymi; skala porostowa w powietrzu.

2. Prawdziwy indykator (bioindykator czynny)

Gat. wskazujący rodzaj zanieczyszczenia przez zmianę morfologii organów np. nekrozy, chlorozy liści (lucerna CO₂, tytoń O₃) lub biotest stopnia skażenia lasów na podstawie zmian długości, kształtu i barwy igieł sosny, świerka i jodły

3. Akumulator (bioindykator bierny, tzw.monitor)

Gat. który kumuluje szkodliwe związki, np. metale ciężkie w porożu jeleniowatych (sarna)

4. Biomarkery (czasem nie uznawane)

Zmiany u organizmów na poziomie biochemicznym, modyfikacje DNA, zmiany immunologiczne - zachodzą bez istotnych zmian fizjologicznych i morfologicznych.

Kategorie bioindykatorów

1. Stanu biocenozy

1. Procesów zachodzących w biocenozie

2. Etapów rozwojowych ekosystemu w danym miejscu

3. Struktury biocenozy

2. Właściwości fizycznych i chemicznych środowiska

2.1. Naturalnych

2.2. Pochodzenia antropogenicznego

Typy bioindykacji

1. Testowanie (np. jakości wody pitnej przez skorupiaki i ryby)

2. Monitoring

• aktywny: jak zachowuje się wrażliwy gat. wprowadzony do warunków rosnącego stęż. czynnika X

• pasywny: jak żyje wrażliwy gat. w warunkach rosnącego czynnika X (rozwój porostów przy zwiększonym stężeniu SO₂).

3) Gatunki/ zespoły siedliskowe:

• Właściwości siedliska (przykład: system sapropobowy oceny jakości wód powierzchniowych, metoda Ellenberga)

• Struktura przestrzenna ekosystemów (fauna- ptaki, ssaki)

• Powiązania sieciowe (fauna)

• Natężenie antropopresji (hemerobia)

ZASTOSOWANIE METODY BIOINDYKATORÓW

Winno dostarczyć informacji o:

• Występowaniu ekosystemów

• Stanie biocenoz i zasięgu ich występowania

• Charakterystyce ważnych czynników siedliskowych badanych obszarów

• Przestrzenno-funkcjonalnych związkach istniejących między poszczególnymi ekosystemami

A ponadto:

• Pozwala na prognozowanie zmian powodowanych przez różne działania antropogeniczne

• Ułatwia opracowanie planów ochrony gatunków i ekosystemów

• Umożliwia prowadzenie monitoringu przyrodniczego

UWAGA!!! Brak ścisłego związku między występowaniem gat zwierząt a jednostkami fitosocjologicznymi!!!

Wiele gatunków fauny nie związanych jest z występowaniem określonych gat. Roślin, ale najczęściej z warunkami siedliskowymi, w których te gatunki występują.

Zwierzęta często potrzebują do życia róznych siedlisk (rozród, żywienie, przemieszczanie się).

Wykorzystanie bioindykatorów do celów planistycznych - w celach stworzenia najkorzystniejszej dla środowiska konstrukcji, np. budowy drogi z jakimiś tunelami dla wędrujących płazów.

[Metoda wskaźników ekologicznych Ellenberga - wskaźniki informują o zachowaniu gat. Roślin naczyniowych w zbiorowiskach, a nie o fizjologicznym gatunku. Stanowią wartości względne ilustrujące trend i nie są wynikami pomiarów lecz obserwacji.]

Porosty jako bioindykatory zanieczyszczeń powietrza

Porosty (glon+grzyb) wykazują się wybitną higroskopijnością plechy i całą powierzchnią pobierają wodę z atmosfery. Powoduje to ich dużą wrażliwość na zanieczyszczenie atmosfery - ich obserwacja pozwala określić ilość np. SO2 w powietrzu.

Występują skale porostowe od 3-7 stopni.

Przykład skali:

I - strefa bezporostowa (pustynia porostowa) o stężeniu ponad 0,1 μg SO₂/m³

II - strefa ograniczonej wegetacji (pnie pokryte <10%, brak w koronie porostów krzaczkowatych i listowatych)

III - strefa zubożała

IV - strefa czysta z pierwotną florą nadrzewną

WALORYZACJA ISTNIEJĄCYCH PARKÓW NARODOWYCH I REZERWATÓW PRZYRODY

Za Park Narodowy uważa się stosunkowo rozległy obszar, który odpowiada następującym wymaganiom:

1. Obejmuje jeden lub kilka ekosystemów mało lub zupełnie nie zmienionych wskutek eksploatacji lub osadnictwa człowieka, gdzie gatunki roślin i zwierząt, …. - dr Lewandowski wydrukuje resztę ponoć...

---