Біоіндикація як метод оцінки стану навколишнього середовища (стр. 5 из 7)
За останні 50 років, упродовж яких все більше активізується і розширюється використання нижчих рослин, особливо лишайників і мохів, в ролі індикаторів ступеня забрудненості атмосферного повітря, суттєво збагатився набір криптоіндикащйних методів. Якщо перші десятиріччя (20-ті-40-ві роки) головним методом було зональне картування поширення окремих видів лишайників у містах та їх околицях, то в 50-ті роки та пізніше з'явилося багато інших методів. Опубліковано ряд оглядових праць, присвячених теорії та практиці біологічної індикації за допомогою лишайників.
Оскільки всі згадані методи базуються на представленні даних у вигляді карт або картосхем, а також у зв'язку з тим, що при екологічній індикації найбільший інтерес являє просторовий розподіл явищ і розглянемо криптоіндикаційні методи з позиції можливості поданні результатів як криптоіндикаційних карт. За даними естонського вченого Ю.Л. Мартіна, на сьогодні за результатами ліхеноіндикаційних досліджень закартовано близько 200 міст і промислових районів у Західній пі, Японії, Новій Зеландії, Північній та Південній Америці, країнах колишнього Радянського Союзу. Тому зараз, як вважає автор, можна скласти цілий атлас або принаймні об'ємний каталог.
Картосхема, є практичним виходом індикаційних робіт, і особливо чіткого оформлення, точності, оскільки ця форма результатів передбачена головним чином для неспеціалістів в області ліхенології й екології.
На велику різноманітність карт і великі можливості їх складання й оформлення, розрізняють декілька типів карт і картосхем, і мають в основі однакові вихідні дані й однакову інформацію.
Перший тип карт відбиває відсутність або присутність видів на території, яка вивчається, причому відсутність виду несе таку інформацію як і його присутність (негативна і позитивна інформація). Подібні карти в принципі в принципі нічим не відрізняються від тих, що використовуються при флористичних і фітогеографічних дослідженнях. Детальність карти залежить від масштабу основи Такі карти поділяються на точкові, які відбивають конкретні місцезнаходження, і контурні, які дають інформацію про наявність певного виду на прийнятій одиниці площі.
Ці два типи карт за змістом дають якісну характеристику поширення виду. Іншими словами ця група карт відбиває якісні флористичні дослідження, пов'язані з описом поширення окремих видів під впливом промислових викидів і в умовах міських агломерацій. Об'єктами цієї групи криптоіндикаційних методів (флористично-аутекологічних методів, за Трассом, 1982) є вид, його популяція, певні групи і повні списки видів певних місцезростань, субстратів, територій.
Другу групу становлять ті карти, які дають і деяку кількісну інформацію про поширення виду, тобто для кожного місцезростання подані характеристики виду: покриття, трапляння, життєвість, плодоношення тощо.
Метод визначення проективного вкриття певної площі, наприклад, половини стовбура дерева певним видом, може бути використаний, особливо у районах із сильним забрудненням повітря, де трапляються лише окремі найбільш токситолерантні епіфіти (наприклад, лишайники Іесапоrа сопіzaaeoes або І. vаrіа). Перевагою даного методу є відсутність в ньому суб'єктивних оцінок, проте він потребує доброї спеціальної підготовки, відносно дорогої техніки фотографування.
До третьої групи належать карти, які відбивають кількість видів лишайників. Цей показник можна розрахувати на окремий стовбур дерева або як середнє на прийняту кількість форофітів (дерев одного , того ж виду і віку які зростають в однакових умовах), або ж як середню кількість виді лишайників на певній площі, що є одиницею картування. Звичайно, на карту наносять кількість епіфітннх видів, які трапляються на 1 км2 кожної досліджуваної ділянки. Наприклад, було показано, що кількість видів лишайників зростає зі збільшенням відстані від центра міста.
Це явище надалі отримало назву міського ефекту.
У всіх зазначених випадках можливі різновиди карт, які відбивають кореляцію характеру поширення видів з показниками забруднення повітря на даній території.
Складання карт криптограмної рослинності входить в комплекс екологічних і геоботанічних досліджень. Подібні роботи можливі лише при достатній вивченості певного регіону. Наявність на території Великобританії радіації S02 у повітрі дало змогу вченим Хоксворту та Роузу зіставити результати вивчення лишайникових угруповань з показниками приладів. На основі карти Джільберта, складеної на підставі вивчення лишайникових угруповань і корелюючої із середньорічними рівнями вмісту SO2, в цих зонах отримано 10-бальну індикаційну шкалу (шкала оцінки забруднення повітря SO2 за допомогою вивчення угруповань епіфітних лишайників). Фітоіндикаційні шкали для визначення середньорічного вмісту SO у повітрі за показаннями епіфітних лишайникових угруповань мають добру достовірність в області значень забруднювача від ЗО до 170 мкг/м3 повітря.
Краща кореляція існує між величиною значень зимових концентрацій. У районах Західної Європи, де зимові значення вмісту SO2 перевищують 170 мкг/м3, епіфітні лишайники відсутні. Необхідно брати до уваги, що застосування фітоіндикаційних шкал обмежене в основному районами, для яких вони розроблені. Тому в межах України використовувати ці шкали неможливо. Причому клімат Британських островів більш вологий і достатньо малих доз SO2 для загибелі лишайників. У більш континентальних районах така концентрація, мабуть, буде вищою.
Згідно з ЮЛ. Мартіном (1984), серед карт рослинності можна виділити, принаймні, три категорії.
1. Дрібномасштабні карти. Таких карт опубліковано небагато. Хокворт і Роуз (1970) склали карту, яка відбиває забруднення в Англії та Уельсі на основі епіфітних лишайників. Рао і Леблан (1967) подали карту, яка відбиває порушену рослинність бореальних лісів у Вейво, Онтаріо (Канада). До цієї групи карт також належить карта Баркмана (1958), яка висвітлює генералізовану картину поширення епіфітних пустель навколо міських агломерацій і промислових центрів у Голландії.
2. Середньомасштабні карти. Із карт, які належать до цієї категорії, заслуговує на увагу робота Джільберта (1965), де показана лишайникова пустеля с Тюн Веллі в Англії. Подібну карту підготував і Домроз (1965)для індустріального району Рейн-Вестфалія, яка грунтується на ступені покриття лишайникових угруповань.
3. Крутомасштабні карти. Правильно було б називати їх схемами картосхемами. Ці карти дають загальну картину зон епіфітної рослинності всередині і навколо міст та індустріальних центрі. Таких карт багато, мабуть, більша частина індикаційних карт (для Осло, Стокгольма, Хедьсіню, Цюріха, Дебрецена, Кракова, Монреаля, різних міст у Румунії, Будапешта). Безліч індикаційних карт, виконаних у багатьох країнах, ґрунтується на різних індексах, тобто на синтетичних показниках, які кількісно передають властивості лишайникових угруповань.
На цих картах не відбиваються якісні властивості угруповань, що вивчаються, і інформацію для створення ієрархії картуючих одиниць служать інтегральні кількісні показники. Мова, йде головним чином, про два найбільш поширені індекси та їх модифікації:
А) І.Р. - індекс політолерантності Трасса (1968), який має такий вигляд:
І.Р.=
де п - кількість видів у синузії; аі - ступінь політолерантності виду (екологічний індекс); сі - покриття виду; Сі - сумарне покриття видів, що утворюють синузію.
У формулі Трасса показники (класи) толерантності видів (аі) можуть мати значення від 1 до 10 і визначаються за результатами польових спотережень для кожного виду; покриття виду (сі) визначається за 10-6альною шкалою: 1 — покриття становить 1-3%; 2 - 3 5%; 3 - 5-10%; 4 - 10-20%; 5 - 20-30%; 6 - 30-40%; 7 - 40-50%; 8 - 50-60%; 9 - 60-80%; 10 - 80-100% площі квадрата (наводиться візуально або за допомогою сітки квадрата 20x20см).
Класом політолерантності (аі) даного виду вважають той, де вид найбільш часто спостерігся і має найвище покриття і життєздатність. Таких класів 10: від 1-го (природні ландшафти без антропогенного впливу) до 10-го (міські та індустріальні ландшафти з дуже сильним антропогенним впливом). Для того, щоб встановити місцеву незалежність виду до класу політолерантності , всі його місцезнаходження розподіляють за типами місцезростань, вимальовується крива локальної "поведінки" виду на узагальненій трансекті і в чистих до забруднених місцезростань. Така методика визначення класу політолерантності виду має, звичайно, деякі недоліки. Результати її застосування залежать від кількості матеріалу, від суб’єктивності визначення типів місцезростань, в яких були зібрані або описані зразки даного виду, від трапляння виду на території (рідкий чи звичайний).
Б) І.А.П. – індекс чистоти атмосфери де Слувера і Леблана, який математично є сумою добутків комбінованого показника трапляння-екологічного покриття й екологічного індексу, який відбиває чутливість до забрудненого повітря кожного з видів, що складають угрупування. Індекс чистоти має такий вигляд:
І.А.П.=
де Q- екологічний індекс кожного виду (ступень стійкості до забруднення); fі - комбінований показник частоти трапляння-покритгя кожного виду; n — кількість видів, які зростають у даному районі.
Екологічний індекс (Q) оцінюється від 1 до 30 і визначається за середнім значенням кількості видів, які траплялись в досліджуваному місце, зростанні; f - комбінований показник трапляння-покриття може мати значення від 1 до 5 і визначається візуально.