Различные биологические методы оценки состояния водных экосистем

В последние годы разработана современная экспертная система оценок, основанная на методе экологических модификаций (Абакумов, 1991). Метод включает следующие градации оценки состояния экосистем: фоновое состояние, состояние антропогенного экологического напряжения, состояние антропогенного экологического регресса и состояние антропогенного метаболического регресса. При фоновом состоянии возможны перестройки биоценоза, не ведущие к усложнению или упрощению его структуры, то есть нс изменяющие общего уровня организации входящих в него сообществ. Состояние экологического напряжения выражается в увеличении разнообразия биоценоза (увеличении общего числа видов, уменьшении энтропии (что выражается, например, в снижении индекса Шеннона), усложнении межвидовых взаимодействий, увеличении пространственно-временной гетерогенности, усложнении пищевой цепи). Состояние экологического регресса характеризуется уменьшением разнообразия и пространственновременной гетерогенности, увеличением энтропии, упрощением межвидовых взаимодействий, трофических цепей. Состояние метаболического регресса соответствует снижению активности биоценоза по сумме всех процессов образования и разрушения органического вещества фитопланктона, перифитона, бактерий и консументов.

Один из методов применения экологических модификаций основывается на определении изменений интенсивности общего метаболизма биоценоза, оцениваемых через продукционные характеристики фитопланктона (Сиренко, 1991). В качестве характеристик интенсивности метаболизма использовали отношение продукции и деструкции фитопланктона, а также характер вертикального распределения хлорофилла, определяемый по его нативной флуоресценции, в том числе и дистанционными методами анализа.

Ряд исследований посвящён оценке антропогенных экологических модификаций сообщества макрозообентоса (Попчснко, 1991; Раддэм, Казаков, Вышковская, 1991). Большой вклад в теоретическую и практическую разработку проблемы внесли работы В. И. Попчснко, который предлагает оценивать экологические модификации биоценоза посредством его функциональных характеристик. В качестве таковых предлагается отношение общего дыхания сообществ водных беспозвоночных к его суммарной биомассе, отношение продукции к биомассе, а также отношение продукции к энергии, рассеиваемой популяцией в пространство. Позднее В. И. Попченко была разработана и предложена схема общих критериальных тестов инвариантных состояний сообщества зообентоса.

Другим способом выявления экологической модификаций сообщества макрозообентоса является расчёт индекса Раддэма (Раддэм, Казаков, Вышковская, 1991). Группы и виды макрозообентоса распределяются по различным классам в соответствии с их устойчивостью к закислению, причём границы между классами выбраны таким образом, чтобы каждый класс соответствовал определённой экологической модификации.

Применение метода экологических модификаций фитопланктона и зообентоса на Горьковском водохранилище показало, что в начале периода исследований сообщество фитопланктона находилось в состоянии экологического напряжения, а сообщество макрозообентоса — в состоянии экологического регресса (Дмитриева, Обридко, 1999). В дальнейшем наблюдали улучшение экологической ситуации, связанное со снижением уровня антропогенной нагрузки.

Экологические модификации сообщества перифитона исследовались в работе В. Н. Тальских (1998).