Розділ 1. ТЕОРЕТИЧНІ ОСНОВИ БІОІНДИКАЦІЇ
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
Національний технічній університет України
“Київський політехнічний інститут”
Інститут енергозбереження та енергоменеджменту
Кафедра інженерної екології
БІОІНДИКАЦІЯ ТА БІОМЕТРІЯ ЕКОСИСТЕМ
Навчальний посібник
Київ
НТУУ «КПІ»
2016
УДК 57.084: 504.064
Біоіндикація та біометрія екосистем. Навчальний посібник.– К.: НТУУ «КПІ», 2016.- 138 с.
Автори Дичко А.О., Кудрявська Т.Б., Лемешко О.Г., Євтєєва Л.І.
У посібнику викладено теоретичні основи та методологія діагностики навколишнього середовища за допомогою біологічних об’єктів. Розглянуті основні поняття біометрії, параметричні і непараметричні методи перевірки статистичних гіпотез, методи біометрії за допомогою дисперсійного, кореляційного та регресійного аналізу.
Наведені в посібнику лабораторні роботи містять сучасні та доступні методи біоіндикації та біотестування, виконання яких дозволить студентам сформувати вміння планувати та організовувати експеримент та набути практичних навичок у проведені біоіндикаційних досліджень.
Контрольні питання з вивченого матеріалу та наведений список рекомендованої літератури допоможе студентам краще орієнтуватися у науково-технічній інформації, присвяченій питанням біоіндикації та біометрії екосистем.
Для студентів вищих навчальних закладів.
|
|
|
Н а в ч а л ь н е в и д а н н я
НАВЧАЛЬНИЙ ПОСІБНИК
БІОІНДИКАЦІЯ ТА БІОМЕТРІЯ ЕКОСИСТЕМ
Укладачі Дичко А.О., канд. техн. наук, доцент
Кудрявська Т.Б., Лемешко О.Г., Євтєєва Л.І.
Відповідальний редактор:
В.Д. Воробйов, д-р техн. наук, проф.
Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут»
Рецензенти: І.С. Єремєєв, д-р техн. наук, проф., Академія муніципального управління
С.П. Шевчук, д-р техн. наук, проф., ІЕЕ НТУУ “КПІ”
Ухвалено на засіданні кафедри інженерної екології 27.11.2015, протокол № 9.
© Дичко А.О., Кудрявська Т.Б., Лемешко О.Г., Євтєєва Л.І., 2016
© НТУУ «КПІ», 2016
ЗМІСТ
ЧАСТИНА І. 9
Розділ 1. ТЕОРЕТИЧНІ ОСНОВИ БІОІНДИКАЦІЇ. 9
1.1. Історія біоіндикації 9
1.2. Екологічні основи біоіндикації 11
1.3.Антропогенні фактори, які викликають стрес. 16
Розділ 2. БІОІНДИКАЦІЯ ТА ЇЇ ЗАСТОСУВАННЯ В БІОЛОГІЧНОМУ МОНІТОРИНГУ.. 19
2.1. Види, переваги та основні принципи застосування біоіндикації 19
2.2. Доцільність біоіндикації, абсолютні та відносні калібрувальні стандарти 22
2.3. Рівні біоіндикації та принципи відбору біологічних показників для біоіндикації 23
|
|
|
Розділ 3. ЗАГАЛЬНІ ПРИНЦИПИ ВИКОРИСТАННЯ БІОІНДИКАТОРІВ 26
3.1 Поняття біоіндикатора та їх види. 26
3.2.Чутливість і достовірність біоіндикаторів. 29
3.3.Вимоги до біоіндикаторів. 32
Розділ 4. ОЦІНКА СТАНУ АТМОСФЕРНОГО ПОВІТРЯ МЕТОДАМИ БІОІНДИКАЦІЇ ТА БІОТЕСТУВАННЯ.. 34
4.1.Біоіндикація забруднення атмосфери за допомогою рослин. 34
4.2. Газостійкість і газочутливість рослин. 37
4.3. Пилоосаджуюча здатність рослин. 39
4.4. Рослини-індикатори та рослини-монітори. 41
4.5. Оцінка реакції рослин на забруднення. 43
4.6. Відбір і підготовка біологічних матеріалів для біоіндикації 45
Розділ 5. БІОІНДИКАЦІЯ ЗАБРУДНЕННЯ ҐРУНТІВ ТА ЇХ РОДЮЧІСТЬ 49
5.1.Теоретичні основи біоіндикації ґрунтів. 49
5.2.Фітоіндикатори забруднення ґрунтів та їх родючості 50
5.3. Зооіндикатори забруднення ґрунтів та їх родючості 53
Розділ 6. ОЦІНКА СТАНУ ВОДОЙМ МЕТОДОМ БІОІНДИКАЦІЇ. 56
6.1.Теоретичні основи біоіндикації водойм.. 56
6.2.Особливості біоіндикації за макрофітами. 57
6.3. Оцінка екологічного стану водойм за макрозообентосом.. 60
ЧАСТИНА ІІ. 64
Розділ 7. ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ БІОМЕТРІЇ. 64
7.1. Історія біометрії 64
7.2. Предмет і основні поняття біометрії 66
7.3. Класифікація ознак і їх властивості 67
7.4. Способи групування первинних даних. 69
|
|
|
Розділ 8. КРИТЕРІЇ ДОСТОВІРНОСТІ ОЦІНОК.. 71
8.1. Статистичні гіпотези та їх перевірка. 71
8.2. Параметричні критерії 72
8.3. Непараметричні критерії 76
Розділ 9. ДИСПЕРСІЙНИЙ АНАЛІЗ. 78
9.1. Дисперсія як критерій порівняльної оцінки варіаційних рядів. 78
9.2. Алгоритм проведення дисперсійного аналізу. 82
Розділ 10. ОСОБЛИВОСТІ КОРЕЛЯЦІЙНОГО ТА РЕГРЕСІЙНОГО АНАЛІЗУ В БІОМЕТРІЇ. 84
10.1. Сутність кореляційного аналізу. 84
10.2. Завдання регресійного аналізу в екологічних дослідженнях. 87
ЧАСТИНА ІІІ. 91
ЛАБОРАТОРНИЙ ПРАКТИКУМ... 91
Робота 1.Обстеження стану придорожніх посадок деревних рослин на центральних вулицях міста. 91
Робота 2. Оцінка якості повітря методом флуктуаційної асиметрії 94
Робота 3. Оцінка стану території міста за типом життєвої стратегії популяцій жовтцю їдкого. 99
Робота 4. Оцінка антропогенного впливу за площею та за шкалою крайових некрозів листових пластин. 103
Робота 5. визначення стану навколишнього середовища за комплексом ознак у хвойних. 107
Робота 6. Біомоніторинг методом ліхеноіндикації 109
Робота 7. Оцінка токсичності ґрунтів за допомогою "Ростового тесту" 114
Робота 8. Визначення родючості ґрунту методом біотестування. 117
|
|
|
Робота 9. Біоіндикація якості води з використанням безхребетних тварин 120
Робота 10. Визначення кислотності та токсичності опадів. 121
Робота 11. Оцінка токсичності снігу. 123
Робота 12.Біотестування якості води методом накраплювання. 124
Список рекомендованої літератури. 127
ВСТУП
Дисципліна „ Біоіндикація та біометрія екосистем ” відноситься до циклу дисциплін професійної та практичної підготовки магістрів зі спеціальності „ Екологія та охорона навколишнього середовища ”.
Значимість курсу полягає у тому, що він дає цілісне уявлення про моніторинг довкілля на основі спостережень за біологічними об’єктами, а також формує практичні навички щодо оцінки біологічних ефектів від впливу забруднення навколишнього середовища, їх просторового розподілу, накопичення на значних територіях тощо.
Вивчення матеріалу, наведеного І та ІІ частині посібника, допомагає закріпити та поглибити знання, отриманні на лекційних заняттях. Посібник дозволяє сформувати у студентів основні теоретичні знання, пов’язані з розглядом змін, які відбуваються в навколишньому середовищі за допомогою біологічних систем та їх реакцією.
В процесі виконання практичних робіт, наведених в ІІІ частині, студенти здобувають навики практичного застосування методів біоіндикації біометрії для оцінки стану довкілля, навчаються планувати експеримент, а також аналізувати, статистично обробляти отримані результати, системно використовувати сучасні інформаційно-комп’ютерні технології.
Навчальний посібник призначений для студентів напряму підготовки «Екологія, охорона навколишнього середовища та збалансоване природокористування», а також студентів інших напрямів підготовки з дисциплін, пов’язаних з екологічною безпекою довкілля.
ЧАСТИНА І
Розділ 1. ТЕОРЕТИЧНІ ОСНОВИ БІОІНДИКАЦІЇ
Історія біоіндикації
Біоіндикаційні дослідження мають довгу історію все починалося, коли пошук чи вирощування якоїсь рослини людина пов’язувала з певними екологічними умовами. Так наприклад, Римський інженер Вітрувій (I ст до н. е.) визначав за рослинами (очерет, вільха, плющ і інші) ознаки присутності води в земних породах. Вивчення поширення рослин у природі привело до висновку, що кожен вид зростає у певних екологічних умовах. Природним чином звідси виникає і зворотне запитання: наскільки рослини відображають своїми показниками характер екологічних умов, як, якими чином і на основі яких ознак можна оцінити ці умови? Саме на ці питання дає відповідь біоіндикація.
Розвиток індикаційного методу пройшов уже декілька етапів. Спочатку індикаторами виступали окремі рослини, потім фітоценози, тепер для цього використовують сукупність особливостей ландшафту. Завдяки працям учених біоіндикація широко застосовується в дослідженні і збереженні природних ресурсів.
Перший період (ХІХ століття) характеризувався зародженням і розвитком наукових засад екології видів. Початок їх ведеться від робіт Гумбольдта, які встановили закономірності, що зв’язують рослинний покрив і найважливіші екологічні чинники. Крім того, ним було встановлені також важливі кількісні закономірності розподілу окремих таксономічних груп рослин в різних зонах. Вже на початку ХХ століття американський вчений Г. Клаус на основі дослідження закономірностей між зміною рослинного покриву і температурою, вологістю повітря дійшов висновку про два екологічні рівні взаємозв’язків: регіональний і локальний. У Росії, завдяки різноманітності природних умов, велися широкі дослідження змін рослинного покриву в залежності від факторів середовища.
В цей період підхід більшості вчених був широким, охоплював значне коло питань, а спеціалізовані напрямки в біоіндикації майже не визначалися.
Другий період розвитку біоіндикації пов’язаний з формуванням таких наукових дисциплін як геоботаніка, ґрунтознавство, ландшафтознавство, геохімія. Вчення про біосферу та їх окремих напрямків триває від 10 – до кінця 40-х років ХХ століття. Поряд з розробкою теоретичних питань, в цей період зароджуються і набувають широкого практичного використання цілий ряд напрямків, пов’язаних з біоіндикацією окремих екологічних чинників.
Третій період розпочався у 40-х роках і триває до наших днів. Специфіка його полягає у виділенні біоіндикації як самостійного наукового напрямку та подальшій його диференціації, узагальненні матеріалів біоіндикації, розробці різноманітних екологічних шкал, нових методів дослідження і оцінки екологічних факторів та їх динаміки, що дозволяє індикувати більш складні закономірності не тільки локального, але ландшафтного, регіонального і навіть глобального рівня.
Тепер рослини-індикатори використовують геологи, гідрогеологи, геоморфологи, ґрунтознавці, кліматологи, лісоводи і, звичайно, екологи. І фіто-, і фауноіндикація стрімко розвиваються, знаходять все нові і нові сфери застосування.
Дата добавления: 2019-02-13; просмотров: 807; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!