Закономерности функционирования водных модельных экосистем при воздействии токсических факторов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.02.08, кандидат биологических наук Трофимчук, Михаил Михайлович

• Трофимчук, Михаил Михайлович
• кандидат биологических наук
• 2011

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Трофимчук, Михаил Михайлович

Введение.

Глава 1. Основные подходы к оценке состояния водных экосистем.

1.1 Биотестирование.

1.2 Биоиндикация.

1.3 Комплексные оценки.

1.4 Продукционно-энергетический подход в оценке состояния водных экосистем.

Глава 2. Современные концепции экологических систем.

2.1 Особенности функционирования и критерии эволюции открытых систем.

Глава 3. Натурное моделирование.

3.1 Материалы и методы исследования.

3.1.1 Мезокосмы.

3.1.2 Методика определения первичной продукции и деструкции органического вещества.

3.1.3 Выбор горизонта для измерения концентрации растворенного кислорода.

3.1.4 Выбор времени экспозиции.

3.1.5 Условия токсического воздействия.

3.1.6 Метод построения фазовых портретов.

Глава 4. Продукционно-деструкционные процессы в динамическом фазовом пространстве.

4.1 Материнские экосистемы.

4.2 Контрольные мезокосмы.

4.3 Импактные мезокосмы.

Глава 5. Продукционно-деструкционные процессы в параметрическом фазовом пространстве.

Глава 6. Трехмерное фазовое пространство для описания эволюции состояния водных экосистем.

Выводы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Закономерности функционирования водных модельных экосистем при воздействии токсических факторов»

Существующие в настоящее время подходы к оценке качества природных вод и базирующиеся на них системы контроля не способны справиться с тысячами новых загрязняющих веществ, поступающих в водные объекты и ведут природоохранные усилия специалистов в экологический тупик. Выходом из сложившейся ситуации может стать обоснование принципиально новой концепции построения нормативно - правовой базы для оценки антропогенного влияния на водные экосистемы. Она должна основываться на знании внутриводоемных процессов и реакций экосистем в целом на внешние воздействия (Никаноров, 2005). Одним из приоритетных и перспективных направлений исследования внутриводоемных процессов в Гидрохимическом институте было определено натурное моделирование. Изначально это направление рассматривалось, как основная методология для разработки новой концепции построения системы мониторинга качества поверхностных вод суши. С этой целью на протяжении многих лет, начиная с 1985 года, в Гидрохимическом институте проводились широкомасштабные физико-химические и гидробиологические исследования внутриводоемных процессов на водных объектах различной типологии и в различных географических зонах страны. С участием автора в 1987 - 1991 г.г. были проведены натурные эксперименты на р. Северский Донец по изучению влияния сточных вод завода «Краситель», фенола, метанола и других загрязняющих веществ в районе г. Рубежное в режиме планового и аварийного сбросов; натурные эксперименты по изучению влияния аварийного загрязнения р. Тузлов (приток второго порядка р. Дон) предприятиями химического комплекса г. Новочеркасска; моделирование с применением мезокосмов процессов загрязнения ртутью и нитратами в экспериментах на Исаковском водохранилище (Луганская область, Украина).

В рамках программы Советско-Венгерского сотрудничества в 1987 -1988 г.г. автор принимал участие в организации и проведении натурных экспериментов в Таганрогском заливе Азовского моря и на озере Кривом в пойме р. Дон. Для экспериментов был разработан комплекс мобильных технических средств для натурного моделирования.

В рамках совместных Советско-Американских исследований были проведены модельные эксперименты по изучению влияния на водные экосистемы пестицидов (хлорпирифоса и эсфенвалерита). Эксперименты проводились на оз. Кривом в 1988 и 1990 г.г. и небольшом озере близ г. Дулут, США в 1991г.

Акцент в исследованиях того периода делался на изучении скорости распада, процессов трансформации и миграции загрязняющих веществ, а также влияния токсикантов на отдельные биотические компоненты экосистем. В методологическом отношении преобладал редукционистский подход. Программы исследований предполагали сбор информации по максимально возможному количеству гидробиологических и гидрохимических показателей и выявлению неких обобщенных закономерностей путем последующих статистических манипуляций. При том, что в ходе этих многочисленных экспериментов было установлено множество частных закономерностей, касающихся трансформации загрязняющих веществ в конкретных водных объектах, отклика отдельных биотических структур на загрязнение, разработана критериальная база подобия модельных экосистем (Никаноров, 2005), обобщенных закономерностей и критериев эволюции состояния водных экосистем в целом при воздействии загрязняющих факторов выявлено не было, возможно потому, что такие задачи не ставились.

Однако именно эти обстоятельства и предшествующие восьмилетние исследования по показателям зообентоса в рамках программ биологического мониторинга качества вод рек Дон, Северский Донец, Калитва, Маныч,

Кундрючья, Сал, Мзымта, Лаура, Ачипсе, Терек, Сунжа, Кубань,

Цимлянского, Новотроицкого, Веселовского и Пролетарского водохранилищ, 4 оз. Кардывач и оз. Гусиное, Таганрогского залива Азовского моря, а также курирование биологического мониторинга Нижней Волги и Северного Каспия привели к пониманию необходимости исследования водных экосистем на основе физических подходов, способных выявить общее в необозримом многообразии частностей.

Начиная с 1992 года, исследования носили целенаправленный холистический характер, и основной акцент делался на изучении обобщенных экосистемных процессов - фотосинтетическом продуцировании и деструкции органического вещества, процессов, позволяющих обеспечить сопоставимость результатов по всему многообразию откликов и сценариев загрязнения для любых водных экосистем. В этот период было проведено более десяти серий натурных экспериментов, часть из которых легла в основу представленной работы. Материалом для обобщения в настоящей диссертации послужили результаты 6 серий натурных экспериментов, выполненных автором в период с 1992 по 2009г.г.

Актуальность исследования. Непрерывно возрастающее количество загрязняющих веществ, производимых промышленностью, трансформации которых при попадании в водные объекты, а, следовательно, и вызываемые ими негативные последствия невозможно предсказать вызвало необходимость оценки вредоносности загрязняющих веществ по отклику биотических компонентов водных экосистем: отдельных организмов, популяций, сообществ. Такой подход привел к созданию многочисленных методов биотестирования и биоиндикации, часть из которых положена в основу системы гидробиологического мониторинга поверхностных вод суши. Подобный подход корректен при решении специальных задач, связанных с оценкой токсичности и качества воды.

Под понятием «качество воды» подразумевают «характеристику состава и свойств воды, определяющую ее пригодность для конкретных видов водопользования» (ГОСТ 17.1.1.01-77, 1984). Иными словами, качество воды является категорией утилитарной. Каждый водопользователь вкладывает в 5 него свой смысл и соответственно предъявляет свои, подчас противоречащие друг другу, требования к качеству воды и использует свою критериальную базу оценки качества.

Не умаляя значения такого подхода при решении специальных задач, следует признать, что качество воды, прежде всего, должно соответствовать потребностям биотической составляющей экосистем, которая в свою очередь является одним из основных источников формирования качества воды в природных водных объектах (Вернадский, 1989, Горшков, Кондратьев и др., 2003). Поэтому представляется вполне закономерным для оценки качества водного объекта использовать комплексную иерархическую систему оценок, в которой приоритетной должна быть оценка состояния экосистемы водного объекта (Федоров, 1974, 1976, 1977, 1980, Форощук, 1988).

Проблему оценки состояния экосистемы, как целостной структуры, на протяжении многих лет пытаются решить, используя накопленный опыт в биотестировании, основанном на традиционных токсикологических принципах, и опыт в биоиндикации. При этом результаты отклика отдельных тест-объектов или природных популяций экстраполируют на экосистему в целом. В силу действия принципа эмерджентности свойства системы не являются простой суммой свойств элементов, составляющих ее. Соответственно, отклик системы на внешние воздействия не является простой суммой откликов элементов системы. Поэтому попытки создать некую интегральную систему оценки состояния экосистемы на основе откликов ее элементов - компонентов различных уровней организации, начиная с молекулярного (гидрохимический подход) и заканчивая уровнем сообществ (биоиндикационный подход), не принесли ожидаемых результатов (Шитиков, Розенберг, 3инченко,2003, Villeneuve, Garcia-Reyero,2011).

Критерии оценки экологического состояния водных объектов должны основываться на изучении фундаментальных закономерностей функционирования водных экосистем на основе обобщенных показателей, характеризующих внутриводоемные процессы. К ним относятся 6 фотосинтетическое продуцирование и деструкция органического вещества, отображающие все многообразие биотических связей и абиотических компонентов, образующих экосистему. При этом, экосистема представляется как открытая термодинамическая система, черпающая извне информационную и негэнтропийную подпитку для упорядочивания собственной структуры, а эволюция ее состояний — как последовательность неустойчивых структурообразующих и устойчивых преобразующих периодов (Моничев, Гелашвили, 2001). Иными словами, «эволюционные аспекты природы должны быть выражены в терминах фундаментальных законов физики» (Пригожин, 2000).

Маргалеф подчеркивал, что экосистемы обладают свойствами и направлениями развития физических систем и предлагал исследовать экосистемы на основе ограничений, предопределяемых законами термодинамики, полагая, что прогнозирование может быть основано только на термодинамических соображениях. «Стратегия развития вынуждена считаться с ограничениями физического мира, связанными со строением пространства и законами термодинамики. Однако на таких физических ограничениях основывается созидательная способность природы» (Маргалеф, 1992).

Таким образом, к настоящему времени сформировалось понимание того, что описание состояния сложных систем, какими являются водные экосистемы, невозможно без учета современных законов физики и новых вероятностных подходов, использующих не уравнения классической термодинамики, а концепцию второго закона термодинамики применительно к неравновесным системам, типичными представителями которых являются экосистемы поверхностных вод суши (Никаноров, 2009). При таком подходе водные экосистемы можно рассматривать, как частный случай диссипативных систем, основные закономерности функционирования которых и критерии эволюции состояний, в значительной мере известны (Розен, 1976, Зошн, 1980, Гапонов-Грехов, Рабинович, 1981, Зотан, 1982, Зошн, Зошна, 1987, Князева, Курдюмов,

1994, Климентович, 1996, Опригов, 1999, Ризниченко, Рубин, 2004, Николис, Пригожин, 2008, Малинецкий ГГ., Потапов А.Б., 2009; Трубецков, 2010).

В свою очередь продукционно-деструкционный подход позволяет описать состояние экосистем параметрами, выраженными в энергетических терминах, и дает возможность выявить в динамике экосистем особенности характерные для функционирования открытых самоорганизующихся систем вообще. Тем самым предоставляется возможность применить известные принципы и критерии эволюции из неравновесной термодинамики к описанию состояния экосистем, дать качественную оценку состояний, фиксировать переход из одного состояния в другое, определить меру устойчивости того или иного состояния. Иными словами, на основе системного подхода, продукционно-энергетической методологии изучения водных экосистем и термодинамической интерпретации данных, становится возможным производить оценку состояния водных экосистем как целостных биологических структур.

Цель работы и задачи исследования

Цель работы - на примере природных модельных экосистем установить основные закономерности динамики продукционно-деструкционных процессов водных экосистем в условиях токсического воздействия, выявить характерные особенности режимов функционирования водных экосистем, установить критерии, определяющие направление их развития и на этой основе разработать методологию оценки состояния водных экосистем.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Исследовать динамику продукционно-деструкционных процессов водных экосистем в условиях отсутствия выраженных антропогенных воздействий и при токсическом воздействии методом натурного моделирования.

2. С использованием фазового пространства выявить в динамике продукционно-деструкционных процессов водных экосистем закономерности и режимы, характерные для функционирования 8 самоорганизующихся открытых физических систем (диссипативных структур).

3.Определить характер зависимости фазовых портретов от величины токсического воздействия.

4.Определить зависимость реакции водных экосистем от их состояния в момент воздействия.

5.Установить зависимость продукционно-деструкционных параметров водных экосистем от природы внешнего воздействия (тяжелые металлы, СПАВ, водообмен). Научная новизна работы

На основе изучения динамики продукционно-деструкционных процессов водных экосистем в натурных экспериментах под воздействием токсических факторов показана применимость основных закономерностей функционирования открытых физических систем (диссипативных структур) для описания качественного состояния водных экосистем.

Впервые для анализа динамики продукционно-деструкционных процессов водных экосистем использована методика исследования трехмерного фазового пространства/] V\; R/P; А (R/P) At'}.

Установлено, что для водных экосистем характерно функционирование с регулярной сменой режимов: стационарные состояния, характеризуемые минимальными значениями скорости изменения отношения деструкции к продукции (A(R/P) At'1), перемежаются нестационарными режимами с резким возрастанием величины A(R/P) At'1.

Определено, что экосистемы, выведенные из стационарного состояния под воздействием внешних факторов, стремятся к возврату в состояние с минимальной скоростью изменения отношения R к Р.

Выявлено, что переход экосистем из одного состояния в другое происходит не плавно, а скачкообразно в моменты бифуркации, где скорость изменения RJP минимальна или близка к нулю, при этом резко изменяются направления фазовых траекторий.

Определено, что устойчивые стационарные состояния водных экосистем вероятны в довольно узких пределах значений отношения деструкции к продукции, а именно в области аттракторов.

Установлено, что под воздействием внешних факторов фазовое пространство, ограниченное циклическими траекториями стационарных состояний экосистем уплотняется и, в случае превышения уровня воздействия выше критической величины, предельные циклы - аттракторы, формируются в другой области фазового пространства. При этом плотность фазового пространства циклической области тем больше, чем больше величина воздействия.

Показано, что реакция экосистем на внешние воздействия имеет нелинейный характер и существенным образом зависит не только от величины и периодичности воздействия, но также от состояния (режима функционирования) экосистем в момент воздействия.

Практическая значимость работы

Разработана методология оценки состояния водных экосистем на основе продукционно-деструкционных параметров их функционирования. Предложенная методология может быть использована при экологическом мониторинге поверхностных вод суши, для разработки экологических нормативов предельно допустимых нагрузок при антропогенном воздействии и установления оптимального режима эксплуатации водных экосистем, минимизирующего негативное влияние внешних воздействий. Предложенная методика и полученные данные были использованы при подготовке учебно-методических пособий и чтении лекций по спецкурсу для студентов ЮФУ.

Апробация диссертационной работы

Основные материалы диссертационной работы докладывались на III

Всероссийской конференции по водной токсикологии. (Борок, 11-16 ноября

2008 г.); научно-практической конференции «Современные фундаментальные проблемы гидрохимии и мониторинга качества поверхностных вод России» (г.

Азов, 8-10 июня 2009г.); научной конференции (с международным участием)

10

Современные проблемы гидрохимии и формирования качества вод» (г. Азов, 27 - 28 мая 2010г.); на итоговых сессиях Ученого совета Гидрохимического института (2009, 2010), на Всероссийской научной конференции «Устойчивость водных объектов, водосборных и прибрежных территорий; риски их использования» (Калининград, 25 - 30 июля 2011 г.); на VII Международной научно-практической конференции «Экологическая безопасность: проблемы и пути решения» (Алушта, 12-16 сентября, 2011 г.); на IV Всероссийской конференции по водной экотоксикологии «Антропогенное влияние на водные организмы и экосистемы» (Борок, 24 - 29 сентября 2011 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 работ, 3 из которых в реферируемых журналах из списка ВАК Министерства образования и науки России. Основные результаты работ изложены в публикациях (Трофимчук, 2008, Трофимчук, 2009, Трофимчук, 2010, Трофимчук, Сухоруков, Бакаева, 2010, Никаноров A.M., Трофимчук М.М., 2010, 2011).

Основные положения, выносимые для защиты

1. Для экосистем свойственны режимы, характерные для функционирования открытых физических систем (диссипативных систем): чередование стационарных и нестационарных состояний, смена режимов в точках бифуркации, возврат после возмущения в стационарное состояние, характеризуемое минимальной скоростью изменения отношения R/P, уплотнение фазового пространства при деградации системы, наличие аттракторов.

2. Разнообразные по физической природе внешние воздействия (тяжелые металлы, СПАВ, скорость водообмена), оказываемые на экосистемы, проявляются неспецифическими откликами, заключающимися в изменении балансового соотношения - R/P, скорости его изменения -A(R/P) At'1, и интенсивности продукционно-деструкционных процессов

- И

3. Реакция экосистемы на токсическое воздействие зависит от состояния (режима функционирования) экосистемы в момент воздействия, величины токсического воздействия и периодичности воздействия.

4. Анализ динамики продукционно-деструкционных процессов в трехмерном фазовом пространстве позволяет регистрировать смену состояний экосистем, как ненарушенных, так и подверженных антропогенному воздействию, дать им качественную характеристику и оценить предельный уровень воздействия.

Структура и объем работы

Диссертация изложена на 150 страницах. Состоит из введения, шести глав, выводов, списка литературы и приложения. Включает в себя 7 таблиц, 24 рисунка. Список литературы содержит 125 отечественных и иностранных источников.

Заключение диссертации по теме «Экология (по отраслям)», Трофимчук, Михаил Михайлович

Выводы

Исследование динамики продукционно-деструкционных процессов водных экосистем в условиях отсутствия выраженных антропогенных воздействий и при токсическом воздействии методом натурного моделирования в предложенном трехмерном фазовом пространстве позволяет сделать следующие выводы:

1. Для водных экосистем характерно функционирование с регулярной сменой режимов: стационарные состояния, характеризуемые минимальными значениями скорости изменения отношения деструкции к продукции, перемежаются нестационарными режимами с резким возрастанием величины A(R/P) At'. Поскольку смена режимов характерна для функционирования экосистем и в ненарушенном состоянии, необходимо различать норму функционирования и оптимум функционирования экосистем, имея в виду, что норма включает в себя оптимум.

2. Переход экосистем из одного состояния в другое происходит не плавно, а скачкообразно в моменты бифуркации при резком изменении направления фазовой траектории, благодаря чему появляется возможность надежно отделить одно состояние от другого.

3. Под воздействием внешних факторов фазовое пространство, ограниченное циклическими областями стационарных состояний экосистем уплотняется и, в случае превышения уровня воздействия выше критической величины, происходит изменение режима функционирования экосистем, а аттракторы формируются в другой области фазового пространства, при этом плотность циклической области тем выше, чем больше величина воздействия.

4. Устойчивые стационарные состояния водных экосистем вероятны в довольно узких пределах оптимальных значений отношения деструкции к продукции. Области фазового пространства, лежащие в этих пределах, выступают в качестве аттракторов оптимального состояния экосистем.

5. Реакция экосистем на внешние воздействия зависит от величины и периодичности воздействия, а также от состояния (режима функционирования) экосистем в момент воздействия.

6. Установлена зависимость устойчивости режимов функционирования экосистем от их метаболической мощности.

7. Единообразие реакций экосистем на разнообразные по природе факторы внешнего воздействия, как природного происхождения, так и антропогенные (тяжелые металлы, ОТАВ, водообмен), в том числе токсические, свидетельствует как о неспецифичности метода, так и системности отклика.

8. Динамика состояния экосистем, описываемая величинами первичной продукции и деструкции, как термодинамическими параметрами состояния экосистемы, соответствует общим закономерностям эволюции состояний диссипашвных систем.

9. На основании многочисленных натурных экспериментов разработана методология оценки состояния водных экосистем по динамике продукционно-деструкционных процессов.

Список литературы диссертационного исследования кандидат биологических наук Трофимчук, Михаил Михайлович, 2011 год

1. Абакумов В. А. Контроль качества вод по гидробиологическим показателям в системе Гидрометеорологической службы СССР // Научные основы контроля качества поверхностных вод по гидробиологическим показателям. Л., Гидрометеоиздат, 1977. с. 93 99.

2. Абакумов В.А. Продукционные аспекты биомониторинга пресноводных экосистем // Продукционно-гидробиологические исследования водных экосистем., Л., Наука. 1987. с. 51 61.

3. Абакумов В.А., Сущеня Л.М. Гидробиологический мониторинг пресноводных экосистем и пути его совершенствования // Экологические модификации и критерии экологического нормирования, Л., Гидрометеоиздат, 1991, с.41 51

4. Алимов А.Ф. Общие основы учения о биологической продуктивности водоемов // Гидробиол. журн.1988.т.24.№ 3. С. 40 63.

5. Алимов А.Ф.Введение в продукционную гидробиологию. Л.: Гидрометеоиздат, 1989. 152 с.

6. Бакаева E.H., Макаров Э.В. Эколого биологические основы жизнедеятельности коловраток в норме и в условиях антропогенной нагрузки. Ростов н/Д: Изд - во СКНЦ ВШ, 1999. 206 с.

7. Бакаева E.H., Никаноров A.M. Гидробионты в оценке качества вод суши. М.: Наука,2006. 239 с.

8. Баканов А.И. Использование зообентоса для мониторинга пресноводных водоемов (обзор) // Биология внутренних вод. 2000. - №1. - С. 68 - 82.

9. Баканов А.И. О некоторых методологических вопросах применения системного подхода для изучения структур водных экосистем // Биология внутренних вод.- 2000. №2. - С. 5 - 19

10. Биоиндикация в мониторинге пресноводных экосистем. Сборник материалов международной конференции. Санкт-Петербург: ЛЕМА, 2007. -338 с.

11. Биологический контроль окружающей среды: биоиндикация и биотестирование. М.: Издательский центр «Академия», 2007. - 288 с.

12. Блюменфельд Л.А. Решаемые и нерешаемые проблемы биологической физики. М.: Едиториал УРСС, 2002. 160 с.

13. Брагинский Л.П. Экологические подходы к исследованию механизмов действия токсикантов в водной среде // Формирование и контроль качества поверхностных вод. В.1, Киев, «Наукова думка», 1975. С. 5-15

14. Брагинский Л.П., Бескаравайная С.Д. Кислородный метод изучения первичной продукции и деструкции как биотест на присутствие токсикантов // Теоретические вопросы биотестирования, Волгоград, 1983, С. 145 152.

15. Брагинский Л.П., Величко И.М., Щербань Э. П. Пресноводный планктон в токсической среде. Киев: Наука, 1987. -179 с.

16. Булгаков Н.Г. Индикация состояния природных экосистем и нормирования факторов окружающей среды. Обзор существующих подходов. Успехи современной биологии, 2002, т. 122, №2, С. 115 135.

17. Бульон В.В. Первичная продукция планктона внутренних водоемов. Л.: Наука, 1983. 150 с.

18. Вернадский В.И. Биосфера и ноосфера. М.: Наука, 1989. 261 с.

19. Верниченко A.A. Классификации поверхностных вод, основывающиеся на оценке их качественного состояния // Комплексные оценки качества поверхностных вод. Л.: Гидрометеоиздат, 1984. С. 14 24.

20. Винберг Г.Г. Первичная продукция водоемов. Минск, Издательство Академии Наук БССР, 1960. 330 с.

21. Винберг Г.Г. Некоторые итоги практики применения продукционногидробиологических методов // Продукция популяций и сообществ водных131организмов и методы ее изучения. Свердловск: УНЦ АН СССР, 1985. С. 3 -18.

22. Виноградов М.Е., Э.А. Шушкина. Функционирование планктонных сообществ эпипелагиали океана. М.: Наука, 1987. 240 с.

23. Волькенштейн М.В. Биофизика. М.: Наука, 1988. 592 с.

24. Гапонов Грехов A.B., Рабинович М.И. Хаотическая динамика простых систем. Природа. 1981.№2. С. 54-65.

25. Гленсдорф П.,Пригожин И. Термодинамическая теория структуры, устойчивости и флуктуаций. М.:Мир, 1973. 280 с.

26. Горшков В.Г. Физические и биологические основы устойчивости жизни. М.: ВИНИТИ. XXXVIII. 472 с.

27. ГОСТ 17.1.1.01-77 Охрана природы. Использование и охрана вод. Основные термины и определения. М.: Изд-во стандартов, 1984. 13 с.

28. Гутельмахер Б. Д. Понимание комплексности гидробиологических исследований // Продукционно-гидробиологические исследования водных экосистем., Л., Наука, 1987. С. 61 68.

29. Дзюбан А.Н. Определение деструкции органического вещества в донных отложениях водоемов // Гидробиол. журн. 1987. т.23. №2. С. 30 35.

30. Заика В.Е. Сравнительная продуктивность гидробионтов. Киев: Наукова думка, 1983. 208 с.

31. Зотин А.И. Термодинамика и кинетика биологических процессов. М.: Наука, 1980. 148 с.

32. Зотин А. И. Термодинамика старения // Биология старения. (Руководство по физиологии). Д.: Наука, 1982, с. 116-129.

33. Зотин А.И., Зотина P.C. Термодинамические критерии устойчивости и надежности биологических систем и процессов развития // Надежность и гомеостаз биологических систем. Киев: Наукова думка, 1987. С. 26-34.

34. Израэль Ю.А. Концепция мониторинга состояния биосферы // Мониторинг состояния окружающей природной среды: Труды 1 советско -английского симпозиума, JL: Гидрометеоиздат, 1977. С. 10-25.

35. Кабанов Н.М. Определение фотосинтеза и биомасс при санитарных исследованиях водоемов // Первичная продукция морей и внутренних вод, Минск, 1961, с. 350-355

36. Камшилов М.М. Экологические аспекты загрязнения водных объектов и принципиальные пути борьбы с ними. Гидробиол. ж., 1979, № 1, с.

37. Климонтович Ю.Л. Введение в физику открытых систем // Соросовский образовательный журнал, № 8, 1996 г. С. 109 116.

38. Князева E.H., Курдюмов С.П. Законы эволюции и самоорганизации сложных систем. М.:Наука,1994. 240 с.

39. Коган А.Б. Биологическая кибернетика, М.: Высшая школа, 1977, 408 с.

40. Кондратьев К.Я., Лосев К.С., Ананичева М.Д., Чеснокова И.В. Естественнонаучные основы устойчивости жизни. М., ЦС АГО, 2003, 240 с.

41. Лейбниц Г. Новые опыты о человеческом разуме. М., 1936.

42. Лозано С. Использование мезокосмов для оценки санитарного состояния водных экосистем // Защита речных вод, озер и эстуариев от загрязнения. М., Гидрометеоиздат, 1989, С. 133 147.

43. Лозанский В.Р.Проблема комплексных оценок качества поверхностных вод и пути ее решения // Комплексные оценки качества поверхностных вод. Л.: Гидрометеоиздат, 1984, С. 6- 14.

44. Лоскутов А.Ю., Михайлов A.C. Введение в синергетику. М.: Наука, 1990. 272 с.

45. Макаров Л.М. Телемедицина. Основы построения диагностических решений. 2005

46. Макрушин A.B. Биологический анализ качества вод. Л.: ЗИН АН СССР, 1974.-60 с.

47. Макрушин A.B. Биоиндикация загрязнений внутренних водоемов // Биологические методы оценки природной среды. М.:Наука, 1978. С. 123 — 137.

48. Малинецкий Г.Г., Потапов А.Б. Нелинейная динамика и хаос: Основные понятия. Изд. 2-е. М.: КомКнига, 2009. - 240 с.

49. Маргалеф Р. Облик биосферы. М.: Наука, 1992. - 215 с.

50. Меншуткин В.В. Искусство моделирования (экология, физиология, эволюция). Петрозаводск - Санкт - Петербург. 2010. 419 е..

51. Методика изучения биогеоценозов внутренних водоемов. М.: Наука, 1975.-240 с.

52. Методы биоиндикации и биотестирования природных вод, вып. 2, Л.:Гидрометеоиздат, 1989, 276 с.

53. Михайловский Т.Е. Специфика экологических систем и проблемы их изучения // Журн. общ. биол. 1984. - Т. 45, № 1. - С. 66-77.

54. Михайловский Г.Е. Описание и оценка состояний планктонных сообществ. М., Наука, 1988. 216 с.

55. Моничев А .Я., Гелашвили Д.Б. Энтропия и информация: экологический аспект. // Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского. Серия Биология. 2001. Вып. 1(2). С. 52-59.

56. Мур Дж. В., Рамамурти С. Тяжелые металлы в природных водах. Контроль и оценка влияния. М.: Мир, 1987. - 286 с.

57. Научные основы контроля качества поверхностных вод по гидробиологическим показателям. Труды Советско Английского семинара, Л., Гидрометеоиздат, 1977.

58. Научные основы контроля качества поверхностных вод по гидробиологическим показателям. Труды 2 -го Советско Английского семинара, Д., Гидрометеоиздат, 1981.

59. Никаноров A.M., Жулидов A.B. Биомониторинг металлов в пресноводных экосистемах. Л.: Гидрометеоиздат, 1991, 312 с.

60. Никаноров A.M. Научные основы мониторинга качества вод. СПб.: Гидрометеоиздат. 2005. 576 с.

61. Никаноров A.M. О некоторых фундаментальных понятиях теоретической гидрохимии // Доклады РАН, 2009, т. 429, №5, С.

62. Никаноров A.M., Трофимчук М.М. Особенности термодинамики внутриводоемных процессов в пресноводных экосистемах при антропогенном воздействии. Доклады РАН, 2010, т. 433, №2, с. 254 256.

63. Никаноров A.M., Трофимчук М.М. Термодинамика внутриводоемных процессов в пресноводных экосистемах при антропогенном воздействии. Водные ресурсы, 2011, т. 38, № 4, с. 454 463.

64. Николис Г., Пригожин И. Познание сложного. М.: Издательство ЛКИ, 2008. 352 с.69.0дум Ю. Основы экологии. М.: Мир, 1975. 740 с.70.0притов В.А. Энтропия биосистем // Сорос, образоват. журн. 1999. - № 6. -С. 33-38.

65. Печуркин Н.С. Энергетические аспекты развития надорганизменных систем. Новосибирск: Наука, 1982, 113с.

66. Печуркин Н.С. Некоторые задачи мониторинга в связи с развитием экологически обоснованных технологий // Проблемы экологического мониторинга и моделирования экосистем, т.8, Л., Гидрометеоиздат, 1985, С.117-120.

67. Печуркин Н.С. Энергия и жизнь. Новосибирск: Наука, 1988, 190с.

68. Попченко В.И. Экологические модификации сообществ зообентоса в условиях загрязнения водных экосистем // Экологические модификации икритерии экологического нормирования, Л., Гидрометеоиздат, 1991. С. 144- 151.

69. Пригожин И. Введение в термодинамику необратимых процессов. М.: Изд-во иностр. Лит-ры, 1960. 160 с.

70. Пригожин И. Философия нестабильности // Вопросы философии, 1991, № 6, С.46-57.

71. Пригожин. Конец неопределенности. Время, хаос и новые законы природы.- Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика». 2000. 208 с.

72. Пригожин И., Стенгерс И. Порядок из хаоса. Новый диалог человека с природой. М.: Прогресс, 1986. 432 с.

73. РД 52.24.309-2011. Методические указания. Охрана природы. Гидросфера. Организация и проведение режимных наблюдений за загрязнением поверхностных вод суши на сети Роскомгидромета.

74. Р 52.24.662-2004. Оценка токсического загрязнения природных вод и донных отложений пресноводных экосистем методами биотестирования с использованием коловраток. СПб.: Гидрометеоиздат, 2006. 56 с.

75. Разумовский О.С. Закономерности оптимизации в науке и практике. -Новосибирск: Наука, 1990. 176 с.

76. Ризниченко Г.Ю. Лекции по математическим моделям в биологии. Ч. 1. -Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2003. 232 с.

77. Ризниченко Г.Ю., Рубин А.Б. Биофизическая динамика продукционных процессов. Москва Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2004. 464 с.

78. Розен Р. Принцип оптимальности в биологии. М.: Наука, 1976. 232 с.

79. Розенберг Г.С. О системной экологии // Журн. Общ. Биол. 1988. - т. 49, №5.-с. 580-591.

80. Розенберг Г.С., Шитиков В.К., Брусиловский П.М. Экологическое прогнозирование (Функциональные предикторы временных рядов). -Тольятти: ИЭВБ РАН, 1994. 185 с.

81. Розенберг Г.С., Смелянский И.Э. Экологический маятник (смена парадигм в современной экологии) // Журн. Общ. Биол. 1997. - т. 58, № 4. С. 5 - 19.

82. Розенберг Г.С., Мозговой Д.П., Гелашвили Д.Б. Экология. Элементы теоретических конструкций современной экологии. Самара: Самарский научный центр РАН, 2000. - 396 с.

83. Романенко В.И., Кузнецов С.И. Экология микроорганизмов пресных водоемов. JL: Наука, 1974. 194 с

84. Рубин А.Б. Биофизика. -М.: Высшая школа, 1987. кн.1. 319с

85. Руководство по гидробиологическому мониторингу пресноводных экосистем. С-Пб.: Гидрометеоиздат, 1992. 240 с.

86. Рыбин И.А. Лекции по биофизике. Свердловск, Изд во Уральского университета, 1990. 240 с.

87. Самоочищение и биоиндикация загрязненных вод. М.,Наука, 1980. 278 с.

88. Свирежев Ю.М., Логофет Д.О. Устойчивость биологических сообществ. М, Наука, 1978.352 с.

89. Семенченко В.П. Принципы и системы биоиндикации текучих вод. Минск, «Орех», 2004 г.

90. Смирнов Е.С. Таксономический анализ. М.: МГУ, 1969. - 188 с.

91. Смоляков Б.С., Белеванцев В.И. и др. Натурное моделирование загрязнения пресного водоема некоторыми металлами // Водные ресурсы, 2000, том 27, №5. С. 594-599.

92. Современные проблемы гидроэкологии // Тезисы докладов 4-й Международной научной конференции, посвященной памяти профессора Г.Г. Винберга 11-15 октября 2010 г. Россия, Санкт-Петербург др.

93. IX Съезд Гидробиологического общества РАН (г.Тольятти, Россия, 18-22 сентября 2006 г.), тезисы докладов, // Отв. ред. академик РАН, д.б.н. А.Ф. Алимов, чл.-корр. РАН, д.б.н.Г.С. Розенберг. Тольятти: ИЭВБ РАН, 2006. -281 с.

94. X Съезд Гидробиологического общества при РАН. Тезисы докладов (г. Владивосток, 28 сентября 2 октября 2009 г.) // Отв. ред. Алимов А.Ф., Адрианов A.B. - Владивосток: Дальнаука, 2009. - 495 с.

95. Терещенко В.Г., Вербицкий В.Б. Метод фазовых портретов для анализа динамики структуры сообществ гидробионтов // Биология внутренних вод. 1997.-№ 1.-С. 23-31.

96. Трофимчук М.М. Оценка состояния модельных экосистем в фазовом пространстве «продукция-деструкция» в натурном эксперименте.// Материалы 3 Всероссийской конференции по водной токсикологии. Борок 2008 г. 4 2. С.337 342.

97. Трофимчук М.М. Термодинамический критерий эволюции состояния экосистем.//Материалы XXXVII конференции «Математическое моделирование в проблемах рационального природопользования», Ростов -на Дону, 2009. С. 65 - 66.

98. Трофимчук М.М. Особенности термодинамики водных экосистем в натурном эксперименте.//Материалы научной конференции (с международным участием) «Современные проблемы гидрохимии и формирования качества вод». Ростов на Дону, 2010. С. 53 - 60.

99. Трофимчук М.М, Сухоруков Б.Л., Бакаева E.H. Фазовые портреты водных объектов при натурном моделировании экосистемных процессов // Вестник ЮНЦ РАН, 2010, № 2. С.28-37.

100. Трубецков Д.И. Введение в синергетику: Хаос и структуры. Изд. 3-е. -М.: Едиториал УРСС, 2010. 240 с.

101. Унифицированные методы исследования качества вод, ч.З, Методы биологического анализа вод. М.: Изд-во СЭВ, 1983. 371 с.

102. Федоров В.Д. Концепция устойчивости экологических систем // Всесторонний анализ окружающей природной среды. Труды советвко -американского симпозиума, Тбилиси, 25 29 марта 1974 г., JL: Гидрометеоиздат, 1975. С. 207 - 217.

103. Федоров В.Д. Проблема предельно допустимых воздействий антропогенного фактора с позиции эколога // Всесторонний анализ окружающей природной среды. Тр. 2 Сов.-Ам. Симп. Л, 1976. С. 192-211

104. Федоров В.Д. Проблема оценки нормы и патологии состояния экосистем // Научные основы контроля качества поверхностных вод по гидробиологическим показателям. Труды Советско Английского семинара, Л., Гидромтеоиздат, 1977. С. 6 - 12.

105. Федоров В.Д. Загрязнение водных экосистем (принципы изучения и оценка действия) // Самоочищение и биоиндикация загрязненных вод, М.:Наука, 1980. С. 21-38.

106. Филенко О.Ф. Взаимосвязь биотестирования с нормированием и токсикологическим контролем загрязнения водоемов // Водн. Ресурсы -1985, №3.C.130- 134.

107. Флейшман Б.С. Основы системологии. М.: Радио и связь, 1982. - 368 с.

108. Форощук В.П. Водоохранная деятельность и экологическое нормирование качества водной среды // Гидробиол. журн. 1988.т.25.№ 1. С. 36-41.

109. Шитиков В.К., Розенберг Г.С., Зинченко Т.Д. Количественная гидроэкология. Методы системной идентификации. Тольятти: ИЭВБ РАН, 2003.-463 с.

110. Шелюк Ю.С. Соотношение продукционно деструкционных процессов как показатель сукцессионного состояния планктонных сообществ экосистемы зарегулированной реки (на примере р. Тетерев) // Гидробиологический журнал. - 2009. - т. 45, №1, с. 37 - 46.

111. Шредингер Э. Что такое жизнь? С точки зрения физика. М.: Атомиздат, 1972. 88 с.

112. Cairns J.Jr. Are single species toxicity tests alone adequate for estimating environmental hazard? // Environmental Monitoring and Assessment, 1984, 4, pp. 259-273.

113. Elmgrem R., Frthen J.B. The use of experimental ecosystems for evaluating the environmental impact of pollutants//Mar. Mesocosms, New York e. al., 1982, pp. 153- 165/

114. Giesy J.P. Microcosms in Ecological Research. Dept. of Energy, Symp. №52, Springfield, Va., National Inform. Center, 1980, 1110 p.

115. Grice G.D., Reeve M.R. Introduction and description of experimental ecosystems//Mar. mesocosms, New York etc., 1982, pp. 1 9.

116. Heidegger M. The question Concerning Technology. N.Y.: Harper & Row, 1977, p. 20.( цитировано по Пригожин. Порядок из xaoca.c.76)

117. Menzel D.W. and Case J. Concept and design: Controlled ecosystem pollution experiment//Bulletin Mar. Science, 1977, 27(1), pp. 1 7.

118. Villeneuve, Garcia-Reyero Predictive Ecotoxicology in the 21th Century // Environmental Toxicology and Chemistry, Vol. 30. № 1, January 2011.