Метод Зелинки и Марваиа

Следующим шагом в совершенствовании биоиндикации были дифференциация характерности показательных организмов и учёт их численности на единицу пространства. Многие виды-индикаторы встречаются в водах двух или даже трёх зонах сапробности, что является причиной неточности при установлении средней сапробности биоценоза. Чтобы уточнить результаты биологического анализа Зелинка и Марван в 1961 г. ввели понятие сапробной валентности вида, которая показывает, в какой мере он характерен для той или иной степени сапробности. Сапробные валентности выражаются одной или несколькими цифрами, сумма которых для вида равна 10. Сапробные валентности установлены авторами в течение многолетних сборов проб и сравнения их с химическими анализами и с литературными данными. Чтобы при оценке степени загрязнения повысить роль видов, присутствие которых характерно для определённой ступени сапробности, по сравнению с видами, встречающимися в разной сапробности, Зелинка и Марван вводят понятие индикаторного веса (7), который оценивается для каждого вида в балах от 1 до 5, и который показывает насколько высоко индикаторное значение того или иного вида (табл. 13). Кроме того, индикаторы сапробности иногда характеризуются индексом сапробности по Пантле и Букку (Sladecek, 1973).

Таблица 13

Часть списка видов-индикаторов сапробности Зелинки и Марвана.

При расчёте показателей загрязнения учитывается также количество особей показательных видов, которое может быть выражено в абсолютном числе особей, условных баллах или в процентных отношениях. Для определения степени сапробности всего биоценоза рассчитываются средневзвешенные сапробные валентности для каждой зоны (ступени) по формулам:

где h. — величина, характеризующая количество особей /-го вида; У — индикаторный вес /-го вида; а., Ь., и т. д. — сапробные валентности вида /'.

Величины сапробной валентности и индикаторного веса находят по справочной таблице. Полученные величины (А, В, С, D, Е) являются средневзвешенными валентностями биоценоза. Соотношение этих величин следует понимать как картину сапробных условий в биоценозе. Положение наивысшего значения в этом ряду определяет к какой ступени сапробности следует отнести изучаемый биоценоз. Средние величины позволяют судить о том, в какую сторону возможны отклонения.

Зелинка и Марван создали список индикаторов сапробности с указанием сапробных валентностей и индикаторного веса видов (Приложение 2). Позже количество видов, индикаторный вес и сапробные валентности, которых известны, было расширено работами Зелинки и Сладечека (Zelinka, Sladecek, 1964), Сладечковой и Сладечека (Sladcekova und Sladecek, 1966; Sladecek, 1969), Бикка и Кунце (Bick und Kunze, 1871). Этот метод является наиболее усовершенствованной модификацией системы Кольквитца и Марссона, однако, возможность его широкого применения ограничена тем, что некоторые исследователи (Липеровская, Пчёлкина, 1972; Elster, 1962, 1966; Wetzel, 1969; Furahoiski, 1978) считают недостаточно надёжными показатели сапробной валентности и индикаторного веса, так как сапробные валентности и индикаторный вес могут быть разными в разных районах. Эльстер (1962) считал недостаточно надёжными цифрами, характеризующие сапробные валентности. Ветцель (Wetzel, 1969) отмечал трудоёмкость этого метода.

Ротшайн (Rotschein, 1959, 1962) предложил индекс сапробности, аналогичный индексу Пантле и Букка. При расчёте этого индекса учитываются сапробные валентности и индикаторный вес показательных организмов по Зелинке и Марвану (Zelinka, Marvan 1961).

Каждой ступени сапробности придаётся определённое числовое значение:

• • ксеносапробная ступень — S_x= 90, олигосапробная ступень — 5_о = 70;
• • а-мезосапробная ступень — S = 50, p-мезосапробная ступень — 5 = 30;
• • полисапробная ступень — S_p = 10.

Для отдельных ступеней сапробности подсчитывают, как при расчёте средневзвешенных сапробных валентностей по Зелинке и Марвану, суммы Р (IP), являющиеся произведением частоты встречаемости видов, их сапробной валентности и индикаторного веса. Наибольшая IP и две соседних с ней IP для ступеней сапробности умножают на соответствующие значения S_x … S_p, полученные три произведения складывают и делят на сумму трех соответствующих IP.

Индекс Ротшайна равен:

где: 1Р₂ — наивысшая IP.

Полученные значения индекса S истолковывают следующим образом:

• • ксеносапробная ступень — 90−80;
• • олигосапробная ступень — 80−60;
• • р-мсзосапробная ступень — 60−40;
• • а-мезосапробная ступень — 40−20;
• • полисапробная ступень — 20−10.

При расчете индекса Ротшайна (в противоположность индексу Пантле и Букка) принимают во внимание не все виды показательных организмов, а только те, которые относятся к ступени с наибольшей IP и к двум соседним к ней. В том случае, если наибольшая IP приходится на одну из крайних ступеней сапробности (ксеносапробную или полисапробную), при расчёте индекса учитывается не две, а одна соседняя ступень. Если две IP равны, то также принимаются во внимание только две ступени сапробности.

Биологический анализ качества воды, основанный на использовании индикаторов сапробности, проводимый совместно с химическим и бактериологическим анализом, позволяет решать множество разнообразных задач санитарии воды и промышленного водоснабжения (табл. 14).

Таблица 14

Ориентировочное сравнение некоторых бактериологических и химических показателей с отдельными ступенями сапробности (по Сладечеку, 1967,1969).

Однако система сапробности Кольквитца-Марссона и её модификации разработаны применительно к водоёмам, загрязнённым органическим веществом биогенного происхождения. При наличии в составе сточных вод промышленных стоков использование системы сапробности часто затруднено, а для оценки степени загрязнения вод веществами химического происхождения она непригодна.