Сравнительный анализ некоторых биологических параметров и методов их обработки применительно к системе биомониторинга

• Автор: Шпынов, Андрей Викторович
• Шифр специальности: 03.00.29
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Калуга
• Количество страниц: 154 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
1. Основные биологические параметры, используемые при оценке состояния
среды обитания живых организмов (обзор литературы)
1.1. Параметры отклика биологических систем на внешние воздействия
1.1.1. Биохимические и физиологические реакции на антропогенные стрессоры (субклеточный и клеточный уровни)
1.1.2. Морфологические, биоритмические и поведенческие отклонения от нормы у организмов под действием антропогенных стрессоров (организ-менный уровень)
1.1.3. Хорологические и популяционно-динамические изменения (популяционный уровень)
1.1.4. Влияние антропогенных стрессоров на биоценозы (биоценозный уровень)
1.2. Методы оценки состояния биологических систем
2. Материал и методы
2.1. Материал
2.2. Методы
2.2.1. Методы сбора и первичной обработки материала
2.2.2. Оценка состояния биоценоза по видовой структуре
2.2.3. Оценка фено-генетической структуры популяции
2.2.4. Оценка стабильности гомеостаза развития организма по флуктуирующей асимметрии
2.2.5. Компьютерная обработка данных
3. Сравнительный анализ биологических методов оценки окружающей среды
3.1. Видо-численный анализ
3.2. Фенетические методы (популяционный морфо-генетический подход)
3.2.1. Описания фенофондов анализируемых видов
3.2.2. Популяция как единица фенетического исследования
3.2.3. Линейный анализ местности фенетическими методами
3.3. Флуктуирующая асимметрия как метод биоиндикации
3.3.1. Методика оценки состояния среды по гомеостазу развития организмов
3.3.2. Вопросы шкалирования и бальной оценки коэффициента флуктуирующей асимметрии
3.3.3. Возможность применения показателя флуктуирующей асимметрии для биоиндикационных работ
4. Картографический анализ биоиндикационных данных
4.1. Площадной метод анализа биологических данных
4.2. Анализ территории по видо-численным параметрам
4.3. Анализ территории по фенетическим параметрам
4.4. Анализ территории по величине флуктуирующей асимметрии
4.5. Практическое применение биоиндикационных карт в экологической ГИС
Заключение
Выводы
Литература

ВВЕДЕНИЕ
Большинство оценок состояния среды обитания живых организмов базируется на исследовании интенсивности отдельных первичных химических и физических факторов воздействия и сопоставлении с принятыми значениями допустимых уровней напряженности (Васильевская, 1994; Мотузова, 1994; Орлов, Суханова, 1994; Афанасьев, Фомин, 1998; и др.). При таком подходе нельзя предугадать, как будут суммарно воздействовать на живой организм факторы даже малой интенсивности, безвредные по одиночке. Незначительные отклонения нескольких факторов вместе могут привести к непредсказуемым результатам (Вишаренко, Толоконцев, 1982; Степанов, 1985). Другой недостаток такого подхода заключается в том, что все измерения проводятся с какой-то периодичностью, и можно пропустить одиночный, даже значительный скачек одного из факторов. К тому же информация о загрязнении среды может оказаться недостоверной в случаях, когда загрязнители (например, хлорорганические пестициды) не обнаруживаются в абиотической среде, но находятся в значительных количествах в биологических компонентах (Ильичев, Галушин, 1978; Воронова, Денисова, Пушкарь, 1985). Кроме того, трудоемкость и дороговизна определений загрязняющих факторов не дает возможности осуществлять оценку состояния среды на значительных площадях.
Другим уровнем оценки экологического состояния среды является анализ ответной реакции живых организмов. Биологические объекты содержат в себе информацию о результатах первичных воздействий, например: накопление тяжелых металлов, разнообразные специфические физиологические реакции; изменение генофонда, вследствие мутаций, вызванных различными мутагенами; распределение видов и их численности, в зависимости от пригодности условий существования и др. Живые организмы несут больше информации об окружающей их среде обитания, кроме того, они не могут пропустить даже самых кратковременных всплесков значений действующих факторов, и отклик у них формируется в ответ на все присутствующие воздействия и на каждое из них.

Критерий соответствия эмпирических частот К. Пирсона (х ) (Плохин-ский, 1970; Терентьев, Ростова, 1977;Лакин, 1980):
%2 = J_yhElZJhEiL
плп2 р] + р2
где, iii и П) - объемы сравниваемых выборок, распределенные в вариационные ряды, pi и р2 - частоты первого и второго рядов распределения.
При оценке отличий выборок между собой часто возникает вопрос: достоверно ли они отличаются друг от друга или это лишь ошибка вычисления, или сбора материала. Эту проблему помогает разрешить метод х Метод основан на оценке так называемой "нулевой гипотезы" в зависимости от уровней значимости. Нулевая гипотеза сводится к предположению, что расхождения между эмпирическими частотами признаков сравниваемых выборок случайны. Т.е. сравниваемые выборки взяты из одной и той же генеральной совокупности.
2.2.5. Компьютерная обработка данных
Полученные в результате полевых исследований данные заносятся в реляционную базу данных, выполненную на основе программы Microsoft Access ver. 8. Структура базы имеет следующий вид:
Базовая информация

2. объект

Рис. 3. Схема реляционной базы биологических данных.