Продуктивність біосистем у токсичному середовищі - Автореферат

Подальший розвиток теорії функціювання екосистем за умов різного ступеня антропогенного навантаження значною мірою залежить від успішного розвязання проблеми взаємозвязку між рівнем забруднення середовища і продуктивністю біологічних систем (організмів, популяцій, угруповань). Вирішення цілої низки проблем - діагностики стану довкілля, визначення ємності екосистем до окремих токсичних компонентів і їхнього комплексу в цілому, зясування ступеня змін стану середовища тощо гальмується відсутністю адекватних науково обґрунтованих підходів до кількісної оцінки стану якості середовища та „патології” екосистем. Враховуючи величезну кількість чинників, що впливають на якість середовища (лише полютантів відомо близько 150 тисяч, із яких до водойм потрапляє до 40 тисяч (Ласкорин, Лукьяненко, 1991), найдоцільніше її оцінювати за станом самих біосистем, що найповніше віддзеркалюватиме ступінь адекватності середовища особливостям живої матерії. “Водна політика і водогосподарська діяльність повинні базуватися на екосистемному підході” - така рекомендація урядам країн Європейської економічної комісії (ЄЕК) ООН була прийнята старшими радниками урядів ЄЕК з проблем довкілля і водних ресурсів ще в березні 1992 р. і підтверджена в грудні 1996 р. у проекті “Основної (рамкової) Директиви ЄС по воді (4.12.96)”. Водночас слід підкреслити, що майже вся ця величезна інформація одержана без будь-якого урахування екотоксикологічного стану і якості середовища в цілому (Брагинский, 1988), що не дозволяло адекватно прогнозувати біопродуктивність екосистем за певної токсикологічної ситуації, кількісно оцінювати рівень забруднення та якість середовища в цілому та прогнозувати напрямки, масштаби та наслідки токсичного забруднення екосистем.У токсичному середовищі істотно змінюється характер біопродукційних процесів, що обумовлено суттєвими зрушеннями структури енергетичного балансу біологічних систем, спрямованими на підтримання певного рівня їх функціональної активності. У залежності від рівня токсичності середовища встановлені три стадії розвитку токсичного ефекту: 1 - незначні відхилення середніх значень біопродукційних показників від контролю на тлі істотного зростання амплітуди їх коливань при суттєвому зростанні енерговитрат на підтримання життєдіяльності; 2 - затухання коливань і зниження значень біопродукційних показників, що повязано зі згасанням функціональної активності біосистем; 3 - різке зниження інтенсивності біопродукційного процесу до його припинення з наступним летальним завершенням. За рівня важких металів у середовищі 0,1 - 10,0 ГДК середні значення більшості досліджених біопродукційних показників у гідромакрофітів, риб і личинок амфібій вірогідно не відрізняються від контролю, проте істотно зростає амплітуда коливань їхніх значень, що свідчить про наявність токсичного ефекту та ступінчастий характер пристосувань до токсичного середовища. За концентрацій йонів важких металів у середовищі від 0,1 до 10,0 ГДК істотно зростають енерговитрати на підтримання життєдіяльності, що призводить до зниження ефективності трансформації речовини і енергії. За чутливістю до рівня токсичності середовища досліджені організми розташовані у такому порядку: інфузорії - церіодафнії - дафнії - гідри - гідромакрофіти - личинки жаб - риби За рівня токсичності середовища від 0,1 до 10,0 ГДК середні значення біопродукційних показників у гідромакрофітів, риб і личинок жаб суттєво не відрізняються від контролю, проте характеризуються істотним зростанням амплітуди коливань, що свідчить про наявність токсичного ефекту.