Теоретичне обґрунтування екологічного нормування антропогенних навантажень

Процеси пристосування (адаптації) живих організмів до несприятливого впливу навколишнього середовища та їх нормування вивчають у біології та враховують у токсикології при оцінці допустимих рівнів впливу різноманітних екологічних факторів на людину. Найбільш характерним показником норми біологічних систем є їх здатність змінювати функціональні параметри для пристосування до умов існування та підтримки системи в умовах оптимуму. Норма не може бути зведена до простої сукупності середньостатистичних величин, які характеризують основні функціональні параметри. Стан норми визначають за допомогою комплексу найбільш інформативних показників: істотна варіабельність, різномасштабність динаміки і періодична зміна напрямків у межах еволюційного, історичного та актуального масштабів часу. Для повноцінного визначення норми необхідно провести ряд спостережень, вивести середні параметри за цей період та зробити аналіз матеріалу тимчасового ряду з виділенням відхилень різного рівня та спрямованості. Антропогенна дія може бути визнана неістотною лише в тому випадку, коли викликані нею зміни не виходять за межі коливань статистичної норми.

Існують три рівні адаптації біологічних систем.

Поріг індивідуальної толерантності організмів. Він визначається за ступенем зниження репродуктивних функцій, підвищення захворюваності або смертності.

Пристосувальні реакції надорганізменого характеру. Вони є типовими для природних систем, які в межах одного або декількох компонентів зазнали впливу шкідливих факторів.

Процес адаптивної мікроеволюції. При довготривалій дії на популяцію шкідливих факторів (десятки та сотні поколінь) завдяки великому резерву спадкової мінливості популяція у результаті відбору проходить ряд етапів зниження та відновлення чисельності. Формуються нові популяційні параметри та нова адаптаційна норма.

У реальних умовах різні рівні та етапи адаптаційного процесу доповнюють один одного. При нормуванні зовнішнього впливу важливо знати, на якому рівні та етапі адаптації перебуває популяція, вибрана індикатором такого впливу.

Реакція природних систем надорганізменого рівня на дію антропогенних факторів має неспецифічний характер. Ця неспецифічність відповіді ускладнює ідентифікацію конкретного фактору, тому що та сама реакція системи може бути обумовлена дією декількох факторів, в тому числі і природних. Попередня оцінка конкретної ситуації у ландшафтно-географічному районі, яка включає інвентаризацію джерел техногенної дії та об'єми токсичних викидів, а також визначення кількості окремих екосистем, найбільш критичних з точки зору їх толерантності до конкретного виду дії, дозволяє виділити відокремлену їх кількість, по відношенню до якої необхідна регламентація рівня дії. Визначення допустимих антропогенних навантажень на певну екосистему, яку прийняли за критичну, пов'язане з можливістю виділення обмеженої кількості інтегральних показників, які відображають з максимальною повнотою властивості екосистеми. Для здійснення оперативного контролю показників, а також нормування навантаження на окремі популяції рослин і тварин важливою умовою є забезпечення спеціальною апаратурою та необхідними методиками.

Важливе завдання екологічного нормування - визначення допустимих границь варіації параметрів популяції, які не загрожують її благополуччю. Для екологічного нормування використовують як морфологічні параметри популяції, які визначають за допомогою традиційних статистичних тестів, так і генетико-статистичні показники. Можливі генетичні зміни у рослинному та тваринному світі, викликані дією антропогенних факторів, можна виявити за наступними ознаками:*

порушення субпопуляційної структури у результаті безпосереднього знищення, яке супроводжується зсувом генних частот, вилученням малопристосованих генотипів та порушенням адаптивних генних комплексів;*

збільшення швидкості мутагенного процесу під дією хімічних агентів та зростання генотоксичного тягаря, які супроводжуються зменшенням пристосованості.

Основою екологічного нормування є показники біологічного різноманіття:

Внутрішньовидове різноманіття (перш за все, генетична та екологічна мінливість, внутрішньопопуляційна структура і міжпопуляційна диференціація у різноманітних умовах середовища як результат пристосування за час існування виду). Оцінками внутрішньо- та міжпопуляційного різноманіття є параметри розподілів: середні значення, коефіцієнти варіації, параметри дисперсії тощо.

Видове різноманіття (флора і фауна ландшафтно-географічних районів як результат видоутворення та історії розвитку видів у конкретних умовах регіону). Зміни видового різноманіття в системах, які виділяють у процесі моніторингу, також враховують в екологічному нормуванні.

Екосистемне різноманіття будь-якого регіону, безумовно, сприяє стабілізації кругообігу речовин і енергії, поява нових ландшафтів руйнує їх. У результаті такі "нові" екосистеми використовують ресурси сусідніх ландшафтів і спустошують їх. Наслідком цих процесів є те, що біологічне різноманіття скорочується на всіх рівнях організації, включаючи екосистемне.

Важливим фактором в екологічному нормуванні є визначення виду індикатора. Принципи відбору видів-індикаторів: це повинні бути масові види, добре представлені в даній екосистемі та на суміжних територіях; крім того, відібрані види повинні бути видами-едифікаторами, які створюють основу екосистеми і відіграють головну роль в її утворенні.