Indeks społeczności makrobezkręgowców
Macroinvertebrate Community Index (MCI) to wskaźnik używany w Nowej Zelandii do pomiaru jakości wody w strumieniach słodkiej wody. Obecność lub brak makrobezkręgowców, takich jak owady, robaki i ślimaki w rzece lub strumieniu, może stanowić biologiczny wskaźnik stanu tej drogi wodnej. MCI przypisuje numer każdemu gatunkowi makrobezkręgowców na podstawie wrażliwości tego gatunku na zanieczyszczenia . Następnie indeks oblicza średni wynik. Wyższy wynik na MCI ogólnie wskazuje na zdrowszy strumień.
MCI (Indeks społeczności makrobezkręgowców) opiera się na przydzielaniu punktów makrobezkręgowcom słodkowodnym na podstawie ich tolerancji na zanieczyszczenia. Makrobezkręgowce słodkowodne występujące w dziewiczych warunkach uzyskałyby wyższe wyniki niż te znalezione na obszarach zanieczyszczonych. Wartości MCI można obliczyć na podstawie danych dotyczących obecności i nieobecności makrobezkręgowców przy użyciu następującego równania:
MCI = [(wynik miejsca)/(liczba ocenianych taksonów)]*20
Poprzednie oceny jakości wody opierały się zarówno na analizie chemicznej, jak i analizie siedliskowej, jednak metody te okazały się niewystarczające ze względu na zanieczyszczenie ze źródeł niepunktowych. Gatunki żyjące w środowisku wodnym mogą być najlepszym naturalnym wskaźnikiem jakości środowiska i ujawniać skutki wszelkich zmian w siedlisku lub zanieczyszczenia, a także okazały się reagować na szeroki zakres stresorów, takich jak sedymentacja , urbanizacja , rolnictwo praktyki i efekty pozyskiwania lasów. Wszelkie zmiany, które mogą wystąpić w zbiorowiskach makrobezkręgowców, prowadzące do zmniejszenia różnorodności, zwiększają dominację bezkręgowców tolerujących zanieczyszczenia, takich jak skąposzczety i ochotkowate . Tak więc brak różnorodności gatunkowej i niskie biotyczne zamieszkujących je makrobezkręgowców mogą być wskaźnikiem złej jakości wody. Ryzyko degradacji jakości wody jest największe na obszarach położonych nisko nad poziomem morza, gdzie dominują rolnictwo o wysokiej intensywności i rozwój miast.
Zbiorowiska makrobezkręgowców są preferowanymi wskaźnikami stanu ekosystemów wodnych , ponieważ są bardzo łatwe zarówno do zbierania, jak i identyfikacji, a także mają krótką długość życia, dzięki czemu bardzo szybko reagują na zmiany w swoim środowisku. Metody MCI wykorzystujące zbiorowiska makrobezkręgowców do oceny ogólnego stanu zdrowia środowiska wodnego są nadal najbardziej niezawodną, stosowalną i powszechnie uznaną metodą na całym świecie.
Wariacje na temat MCI
Oprócz zdefiniowanego powyżej indeksu MCI istnieją również dwie inne odmiany MCI. QMCI (ilościowy indeks społeczności makrobezkręgowców) i SQMCI (półilościowy indeks społeczności makrobezkręgowców). Zarówno MCI, jak i QMCI są szeroko stosowane w krajach takich jak Nowa Zelandia. Połączenie powszechnego stosowania i dobrych wyników MCI i QMCI w wykrywaniu jakości wody w ekosystemach wodnych wzbudziło zainteresowanie dalszym udoskonalaniem metod w Nowej Zelandii. QMCI, podobnie jak MCI, został pierwotnie zaprojektowany do oceny wzbogacenia organicznego w ekosystemach wodnych. Trzeci indeks, SQMCI, został stworzony w celu zmniejszenia nakładów pracy związanych z próbkowaniem i przetwarzaniem wymaganych dla QMCI. SQMCI odpowie w podobnej sprawie do QMCI w dominacji społeczności, jednak będzie wymagać mniejszej liczby próbek, aby osiągnąć tę samą precyzję. SQMCI daje ocenę porównawczą QMCI z wynikiem poniżej 40%. wysiłek , w okolicznościach, w których zagęszczenie makrobezkręgowców nie jest wymagane. Zmniejsza to wydatki, a także zwiększa logiczną solidność projektów biomonitoringu. Zarówno QMCI, jak i SQMCI są podobne do MCI w sposobie, w jaki są oceniane w skali od 1 (wyjątkowo tolerancyjny) do 10 (wysoce nietolerancyjny). Różnią się jednak sposobem obliczania MCI na podstawie danych dotyczących obecności i nieobecności, podczas gdy QMCI wykorzystuje dane ilościowe lub procentowe. Posiadanie jakościowej, ilościowej i półilościowej wersji tego samego indeksu zrodziło pewne pytania, czy to dobrze, czy nie. Wszystkie trzy wskaźniki mają ten sam cel, którym jest pomiar jakości ekosystemu wodnego, jednak nie ma jasnych zaleceń dotyczących tego, kiedy każdy z nich jest najbardziej odpowiedni do użycia. W badaniu przeprowadzonym na 88 rzekach Scarsbrook i in. (2000) stwierdzili, że MCI jest bardziej przydatny niż QMCI do rozpoznawania zmian jakości wody strumienia w czasie. Posiadanie trzech form podobnego indeksu może skłaniać do różnych wniosków, a także otwiera drogę do specyficznego wykorzystania każdego z akt w celu ukierunkowania określonego stanowiska lub stanowiska zajmowanego przez specjalistę. W sierpniu 2019 r. Ministerstwo Środowiska opublikowało projekt Deklaracji krajowej polityki gospodarowania wodami słodkimi oraz raport Naukowo-Technicznej Grupy Doradczej, w którym zalecono włączenie trzech różnych miar: MCI, QMCI i Średnia ocena na metrykę (ASPM).
Wartości QMCI można obliczyć za pomocą: QMCI = Σ_(i=1)^(i=s)▒(n_i*a_i)/N
Wartości SQMCI można obliczyć podobnie jak w przypadku QMCI, z wyjątkiem tego, że zakodowane obfitości są zastępowane rzeczywistymi zliczeniami. Przykład:
SQMCI = Σ_(i=1)^(i=s)▒(n_i*a_i)/N
Czynniki wpływające na MCI Istnieje kilka czynników, które mogą wpływać na gromadzenie danych MCI podczas oceny jakości wody w ekosystemie wodnym. Kanały z twardym i miękkim dnem mogą często dawać różne wyniki, a wielu badaczy używa dwóch różnych wersji MCI. Na przykład w badaniu przeprowadzonym przez Starka i Mallarda (2007) dyskutują, że kanały o twardym i miękkim dnie mają oddzielne wersje MCI i tych dwóch wersji nie można połączyć w jeden zestaw danych ze względu na różnice w taksonach i wartościach tolerancji .
Zmienność przestrzenna jest również interesująca pod względem wpływu na dane pozyskiwane za pomocą MCI. Witryny, które są stopniowo w dół, często mają niższą wartość MCI. Mogą również występować mylące wpływy między karabinami, biegami lub basenami o zasięgu jednego strumienia.
Głębokość i prędkość również zostały poruszone jako problem w odniesieniu do wyników, jednak Stark (1993) zbadał wpływ metody pobierania próbek, głębokości wody, prędkości prądu i podłoża na wyniki i stwierdził, że zarówno MCI, jak i QMCI są niezależne od głębokości , prędkość i podłoże z próbek makrobezkręgowców pobranych z kamiennych karabinów. To odkrycie jest korzystne dla oceny zanieczyszczenia wody.
Przeprowadzono kilka badań nad zmiennością sezonową, która została uznana za główny czynnik wpływający na ocenę jakości wody. Stwierdzono, że wszystkie modele powinny testować dane zebrane w sezonie jako dane referencyjne, które są wykorzystywane.
Istnieje kilka innych czynników, takich jak temperatura wody, historia życia bezkręgowców i poziomy rozpuszczonego tlenu, które zostały wyjaśnione jako przyczyny sezonowej zmienności. Cieplejsze pory roku mają wskaźniki biotyczne, które wskazują na gorszy stan strumienia. Cieplejsze pory roku, takie jak lato, powodowałyby wzrost temperatury, a tym samym wzrost temperatury wody i spadek ilości rozpuszczonego tlenu w wodzie, co czyniłoby środowisko mniej idealnym dla makrobezkręgowców wodnych. W zamian wpływa to na zagęszczenie populacji makrobezkręgowców i zmienia wyniki wskaźników.