Индекс биологической целостности ( IBI ), также называемый индекс биотической целостности , является научным инструментом , как правило , используется для идентификации и классификации загрязнения воды проблем, хотя были некоторые попытки применить эту идею к наземной среде. [1] IBI связывает антропогенные воздействия на водоем с биологической активностью в водоеме и формулируется с использованием данных, полученных в результате биологических исследований . Биологическая целостность связана с тем, насколько «нетронутой» является окружающая среда и ее функция по отношению к потенциальному или исходному состоянию экосистемы до того, как были наложены изменения со стороны человека. [2]Биологическая целостность основана на предположении, что снижение ценности функций экосистемы в первую очередь вызвано деятельностью человека или его изменениями. Чем больше изменяется окружающая среда и ее исходные процессы, то по определению, тем меньше биологической целостности она сохраняет для сообщества в целом. Если бы эти процессы со временем изменялись естественным образом, без человеческого влияния, целостность экосистемы осталась бы нетронутой. Подобно концепции здоровья экосистемы , целостность экосистемы в значительной степени зависит от процессов, которые происходят в ней, потому что они определяют, какие организмы могут населять область и сложность их взаимодействия. Решение, какое из множества возможных состояний или условий экосистемы является подходящим или желательным, является политическим или политическим решением. [2]
Обзор
Для количественной оценки изменений в составе биологических сообществ разработаны IBI, которые точно отражают экологическую сложность на основе статистического анализа. Не существует единого универсального IBI, и разработка показателей, которые последовательно дают точную оценку наблюдаемой популяции, требует тщательного тестирования, чтобы подтвердить ее применимость для данного предмета. Часто IBI зависят от региона и требуют от опытных профессионалов предоставления достаточных качественных данных для правильной оценки баллов. Поскольку сообщества естественным образом различаются, как и выборки, собранные из более крупной совокупности, определение надежных статистических данных с приемлемыми отклонениями является областью активных и важных исследований.
Это может быть мощным инструментом для выявления системных воздействий на здоровье биологических систем. IBI все чаще участвуют в выявлении нарушений и подтверждении восстановления загрязненных вод в процессе общей максимальной суточной нагрузки, требуемой Законом о чистой воде в США.
В отличие от химического тестирования проб воды, которое дает краткие снимки концентраций химических веществ, IBI фиксирует комплексное чистое воздействие на структуру биологического сообщества. Хотя полное отсутствие, особенно внезапное исчезновение, наборов видов-индикаторов может служить убедительным доказательством наличия определенного загрязнителя или фактора стресса, IBI обычно не устраняет конкретную причину нарушения.
Концепция IBI была сформулирована Джеймс Карр в 1981 году [3] [4] дата Для IBIS были разработаны для рыб , водорослей , макробеспозвоночных , куколки экзувий (пролил шкуры хирономид ), сосудистых растений , а также их комбинаций. Сравнительно небольшая работа была проделана для разработки IBI для наземных экосистем.
Протоколы биологических исследований
Опубликованы протоколы биологических исследований для использования в различных типах водоемов и экорегионах. Одной из таких публикаций является Протокол быстрой биологической оценки ручьев и рек, выпущенный Агентством по охране окружающей среды США (EPA). [5] Такие протоколы обеспечивают структуру для разработки IBI, которая может включать такие показатели, как богатство таксонов (видов, родов и т. Д.) И доля устойчивых к загрязнению или нетерпимых к загрязнению таксонов.
Развитие с участием волонтеров и профессиональных сотрудников
Можно создать IBI для использования минимально обученным персоналом по мониторингу, однако достижимая точность ниже, чем у обученных профессионалов. Меры предосторожности, обеспечивающие надежность, несмотря на потенциальную ошибочную идентификацию или вариации протокола, требуют тщательного тестирования. Постоянный контроль качества со стороны признанных экспертов необходим для поддержания целостности данных, а анализ результатов IBI становится более сложным. Использование обученных волонтеров впервые используется правительственными агентствами, ответственными за мониторинг большого количества водных объектов с ограниченными ресурсами, такими как Агентство по контролю за загрязнением Миннесоты (MPCA) и местные программы мониторинга волонтерских потоков, поддерживаемые MPCA. [6] EPA опубликовало руководство для помощи волонтерским программам в формулировании IBI и связанных с ними выводов. [7] Хотя IBI из таких программ юридически приемлемы в судах США , отстаивать обоснованность выводов, основанных исключительно на таких результатах, вряд ли возможно.
Согласие между несколькими IBI на основе данных, собранных авторитетными профессионалами, может быть более убедительным. В данном случае речи явление , что поток IBI оценка указует значительное ухудшение или частичный экологический коллапс , где более 10 до 15 процентов от непосредственно окружающего водораздела является непроницаемыми из - за урбанизации . [8] Выявление причин такого ухудшения и возможных исключений из этих тенденций является серьезной исследовательской задачей для ученых, изучающих кумулятивное воздействие водоразделов и использование методов развития с низким уровнем воздействия для смягчения воздействия загрязнения ливневыми стоками .
Смотрите также
Рекомендации
- ^ Андреасен, Джеймс; О'Нил, Роберт; Носс, Рид; Слоссер, Николас (2001). «Соображения по разработке индекса экологической целостности суши». Экологические показатели . 1 (1): 21-35. DOI : 10.1016 / S1470-160X (01) 00007-3 .
- ^ а б Лаки, Роберт (2009). «Смещена ли наука в сторону естественного». Северо-западная наука . 83 (3): 291-293. DOI : 10.3955 / 046.083.0312 . S2CID 84582883 .
- ^ Карр, Джеймс Р. (1981). «Оценка биотической целостности с использованием рыбных сообществ». Рыболовство . 6 (6): 21–27. DOI : 10,1577 / 1548-8446 (1981) 006 <0021: AOBIUF> 2.0.CO; 2 . ISSN 1548-8446 .
- ^ Карр, Джеймс Р. 1991. "Биологическая целостность: давно игнорируемый аспект управления водными ресурсами". Архивировано 30 июля 2012 г.в archive.today Ecological Applications 1: 66–84.
- ^ Барбур, М. Т., Дж. Герритсен, Б. Д. Снайдер и Дж. Б. Стриблинг. «Протоколы быстрой биологической оценки для использования в ручьях и реках, в которые можно перебродить: перифитон, бентосные макробеспозвоночные и рыбы, второе издание». EPA, 1999. Документ № 841-B-99-002.
- ^ Например, см. Программу оценки состояния водно-болотных угодий (WHEP) в районе Большого Миннеаполиса .
- ^ Агентство по охране окружающей среды США (EPA). Вашингтон. «Мониторинг волонтерского потока: руководство по методам». Ноябрь 1997 г. Документ № EPA 841-B-97-003. Раздел 4.3.
- ^ Шулер, Томас Р. «Важность непроницаемости». Архивировано 27 февраля 2009 г. на Wayback Machine. Перепечатано в «Практике защиты водоразделов». Архивировано 23 декабря 2008 года на Wayback Machine 2000. Центр защиты водоразделов. Элликотт Сити, Мэриленд.
Внешние ссылки
- Бентический индекс биологической целостности (B-IBI) для низин Пьюджет-Саунд - SalmonWeb / Вашингтонский университет
- «Введение в Индекс биотической целостности» . Биологические индикаторы здоровья водосбора . EPA. Архивировано из оригинала на 2010-01-21.
- «Биологическая целостность» . Биологические индикаторы здоровья водосбора . Агентство по охране окружающей среды США (EPA). Архивировано из оригинала на 2012-10-22.