Водный биомониторинг - Aquatic biomonitoring

Бодо-Крик Эксперт по оценке воздействия на окружающую среду и биомониторингу, вернувшийся из экспедиции по отбору проб в Бодо-Крик, место, где произошел разлив нефти.
Бодо-Крик, Нигерия. Ученый, занимающийся оценкой воздействия на окружающую среду и биомониторингом, вернулся из экспедиции по отбору проб на месте разлива нефти на ручье Бодо в дельте реки Нигер.

Водный биомониторинг это наука вывода экологический состояние реки, озера, потоки, и водно-болотные угодья изучив организмы (рыбы, беспозвоночные, насекомые, растения и водоросли), которые там обитают. Хотя водный биомониторинг является наиболее распространенной формой биомониторинга, любой экосистема можно изучить таким образом.

Цель

Строительство плотины Шаста, Калифорния, США. Строительство и человеческое развитие могут повлиять на многие аспекты водных экосистем.
Шампанское, Франция. Сельское хозяйство и сельское хозяйство могут сильно повлиять на близлежащие источники воды, как пресные, так и морские.

Водный биомониторинг - важный инструмент для оценки водная жизнь формы и их экосистемы. Мониторинг водной флоры и фауны также может быть полезным для понимания экосистем суши.[1][2]

Водный биомониторинг может выявить общее состояние и состояние окружающей среды, выявить экологические тенденции и то, как различные факторы стресса повлияют на эти тенденции, а также может использоваться для оценки воздействия различных экологических мероприятий на общее состояние окружающей среды.[3] Загрязнение и общие стрессы для водной флоры и фауны имеют большое влияние на окружающую среду. Основными источниками загрязнения океанов, рек и озер являются антропогенные события или деятельность, такие как: сточные воды, разливы нефти, сток земли, мусор, добыча в океане, и ядерные отходы. Быстрые изменения окружающей среды, например, загрязнение, могут изменить экосистемы и сообщества и поставить под угрозу виды, которые живут в воде или вблизи нее. Многие водные виды также служат источником пищи для наземных видов. Таким образом, водные экосистемы взаимосвязаны с прилегающими к ним наземными экосистемами.

Задача водного биомониторинга, как и во многих областях науки, состоит в том, чтобы упростить данные, облегчая понимание и взаимосвязь данных для всех, включая широкую общественность.[3]

Индикаторные организмы

Шотландия, Великобритания. Caddis fly spp. личинки являются обычным организмом-индикатором при определении здоровья пресноводного водоема.
Хорошо развитый головастик древесной лягушки. Земноводные на всех этапах жизни являются существенными организмами-индикаторами.

Водные беспозвоночные, чаще всего личинки ручейники sp., реагируют на изменение климата, низкий уровень загрязнения и изменение температуры.[4] [5]В результате они имеют самую долгую историю использования в программах биомониторинга.[6] Кроме того, макроскопические виды: лягушки, рыбы и некоторые виды растений, а также многие формы микроскопической жизни, такие как бактерии и простейшие, используются в качестве индикаторных организмов в различных областях, в том числе в ливневых стоках.[7] Многие виды макроводорослей используются в биомониторинге как водной, так и морской среды. [8]

Общие методы

Оценка биомониторинга обычно требует двух или более наборов данных. Во-первых, базовый набор данных, который в идеале определяет среду в ее естественном состоянии или состоянии по умолчанию.[9] Это используется для сравнения с любыми последующими наборами данных.

Методы, используемые в водном биомониторинге:

  • мониторинг и оценка водных видов (включая растения, животных и бактерии),
  • мониторинг поведения определенных водных видов и оценка любых изменений в поведении видов, а также
  • анализ биохимического состава водоема и его потенциального влияния на виды, которые от него зависят.[10]

Несколько общих инструментов экологической и биологической оценки для использования в водном биомониторинге:

  • Биотесты , где тестовые организмы подвергаются воздействию окружающей среды и измеряется их реакция. Типичные организмы, используемые в биологических исследованиях, - это определенные виды растений, бактерии, рыбы, водяные блохи (Дафния ), и лягушки.
  • Оценки сообщества, также называемый биологические исследования, где весь сообщество организмов отбирается, чтобы увидеть, какие типы таксоны оставаться. В водные экосистемы эти оценки часто фокусируются на беспозвоночные, водоросли, макрофиты (водные растения), рыба или амфибии.[11] [12]Редко другие крупные позвоночные (рептилии, птицы, и млекопитающие ) можно рассмотреть.
  • Устройства онлайн-биомониторинга , примером является использование хеморецептор клетки моллюсков и подобных животных для наблюдения за их прибрежными и пресноводными местообитаниями. Для этого используются разные виды животных либо в лаборатории, либо в поле. Изучение открывающей и закрывающей активности моллюски 'клапаны - это пример одного из возможных способов контроля на месте качество пресных и прибрежных вод.[13]

Учитываемые переменные

Качество воды

Качество воды оценивается как по внешнему виду, например: прозрачная, мутная, полная водорослей, так и по химическому составу.[14] Определение конкретных уровней ферменты, бактерии, металлы и минералы, содержащиеся в воде, чрезвычайно важны. Некоторые загрязнители, такие как металлы и некоторые органические отходы, могут быть смертельными для отдельных существ и, таким образом, в конечном итоге могут привести к исчезновению определенных видов.[10] Это может повлиять как на водные, так и на наземные экосистемы и вызвать нарушение в других биомах и экосистемах.

Температура воды

Температура водного тела - одна из самых распространенных переменных, собираемых при водном биомониторинге. Температуры на поверхности воды, в толще воды и на дне водоемов могут дать представление о различных аспектах водной экосистемы. Изменение климата напрямую влияет на температуру воды и может иметь негативные последствия для многих водных видов (например, лосося).[15][16]

Макияж сообщества

Сообщества видов и изменения в них могут помочь исследователям сделать выводы об изменениях в состоянии экосистемы. В типичных незагрязненных умеренных потоках Европа и Северная Америка преобладают некоторые таксоны насекомых. Поденок (Ephemeroptera ), ручейники (Трихоптера ) и веснянки (Plecoptera ) - самые обычные насекомые в этих нетронутых ручьях. Напротив, в реках, нарушенных урбанизация, сельское хозяйство, лесное хозяйство, и другие возмущения, мухи (Двукрылые ), и особенно мошек (семейный Chironomidae ) преобладают.

Местный геология

Местная геология может оказывать влияние на подповерхностные воды. Например, металлическое загрязнение.[17]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Vandewalle1 de Belo2 Berg3, M.1 F.2 M.P.3 (сентябрь 2010 г.). «Функциональные характеристики как индикаторы реакции биоразнообразия на изменения в землепользовании экосистем и организмов». Biodivers Conserv.
  2. ^ "Почему биологический мониторинг?".
  3. ^ а б «Биомониторинг».
  4. ^ Lawrence1, Lunde2, Mazor3, Bêche4, McElravy5, Resh6, J.E.1, K.B.2, R.D.3, L.A.4, E.P.5, V.H.6. «Долгосрочная реакция макробеспозвоночных на изменение климата: последствия для биологической оценки в средиземноморских климатических потоках». Журнал Североамериканского бентологического общества.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  5. ^ «Уязвимость речной биоты к изменению климата в средиземноморском климате: синтез экологических ответов и проблем сохранения». Гидробиология. Дои:10.1007 / s10750-012-1244-4. HDL:2445/48186. S2CID  17658477.
  6. ^ Барбур1 Герритсен2 ​​Снайдер3 Стриблинг4, M.T.1 J.2 B.D3 J.B4 (1999). «Протоколы быстрой биологической оценки для использования в ручьях и реках, в которые можно перебродить: перифитон, бентосные макробеспозвоночные и рыба». Агентство по охране окружающей среды США (EPA); Управление воды.
  7. ^ Дженг1 Англия2 Брэдфорд3, Хуэйван С.1 Эндрю Дж.2 Генри Б.3 (2005). «Индикаторы, ассоциированные с взвешенными частицами ливневой воды и эстуарными осадками». Журнал экологической науки и здоровья. 40 (4): 779–791. Дои:10.1081 / ESE-200048264. PMID  15792299 - через https://www.tandfonline.com/action/journalInformation?journalCode=lesa20.
  8. ^ Филлипс, Дэвид Дж. Х. «ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОРГАНИЗМОВ БИОЛОГИЧЕСКИХ ИНДИКАТОРОВ ДЛЯ МОНИТОРИНГА ЗАГРЯЗНЕНИЯ МЕТАЛЛАМИ В МОРСКОЙ И ЭСТУАРСКОЙ СРЕДЕ - ОБЗОР». Зоологический университет, Упсала, Швеция - через Elsevier.
  9. ^ Burrow1, Clawson2, Justin M.1 Chelsea M.2 (сентябрь 2020 г.). Базовый водный биомониторинг для перспективных объектов Анарраак и Актигирук вблизи шахты Ред Дог, 2019 г.. https://www.waterfowl.adfg.alaska.gov/static/home/library/pdfs/habitat/20_06.pdf: Департамент рыбы и дичи Аляски.CS1 maint: location (связь)
  10. ^ а б Мониторинг качества воды: практическое руководство по разработке и реализации программ исследований и мониторинга качества пресной воды.
  11. ^ Керр, Джеймс Р. (1981). «Оценка биотической целостности с использованием сообществ рыб». Журнал рыболовства. 6 (6): 21–27. Дои:10.1577 / 1548-8446 (1981) 006 <0021: AOBIUF> 2.0.CO; 2.
  12. ^ Burger1, Snodgrass2, Joanna1, Joel2 (июнь 2001 г.). «Уровни металлов в южных лягушках леопарда с участка реки Саванна: влияние расположения и отделения тела» (PDF). Экологические исследования. 86:2 (2): 157–166. Bibcode:2001ER ..... 86..157B. Дои:10.1006 / enrs.2001.4245. PMID  11437462 - через Elsevier.
  13. ^ «МоллюСкан Глаз». Среды и палеоокружения Océaniques et Continentaux.
  14. ^ «Биомониторинг».
  15. ^ «Глобальный сток рек и температура воды в условиях изменения климата» (PDF). Глобальное изменение климата.
  16. ^ [www.interscience.wiley.com «Обзор возможных последствий изменения климата для проходного атлантического лосося Salmo salar и кумжи Salmo trutta, с особым упором на температуру воды и поток»] Проверять | url = ценить (помощь). Журнал биологии рыб. 2009.
  17. ^ Роулс III, Хоссейн, Аггарвал, Кириситс, Салех, Льюис Стетсон, Ариб И., Сриджан, Мэри Джо, Навид Б. (2020). «Качество воды и соответствующая микробная экология в отдельных общинах коренных жителей Аляски: проблемы автономного водоснабжения». Наука об окружающей среде в целом. 711: 134450. Bibcode:2020ScTEn.711m4450R. Дои:10.1016 / j.scitotenv.2019.134450. PMID  31812391.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)

внешняя ссылка