Лихеноиндикация качества воздуха (стр. 3 из 5)
Существует довольно много методов оценки чувствительности эпифитных мхов и лишайников к воздействию SO2 в естественных и лабораторных условиях. Универсального критерия оценки не существует, и в естественных условиях часто используются следующие показатели: 1) общее количество видов, 2) степень покрытия каждого вида, 3) частота (встречаемости) каждою вида, 4) максимальная численность каждого вида.
Кроме этих показателей можно использовать изменение видового состава и морфологическое состояние.
Таблица 2 - Шкала изменения видового состава
| Содержание SO2 в воздухе, мг/м3 | Характеристика лихенофлоры |
| 0,05 | Наличие листоватых и кустистых лишайников |
| 0,05 – 0,3 | Увеличение числа особей накипных лишайников и листоватых |
| 0,3 | Практически полное отсутствие лишайников, одиночные экземпляры |
Морфологические нарушения слоевищ и их изменения в росте.
Вдали от источников загрязнения многие лишайники ярко окрашены. По мере приближения к источнику загрязнения цвет лишайников тускнеет, в нем появляются серые, коричневые или фиолетовые тона. Вблизи «лишайниковой пустыни» у листоватых лишайников по краям лопастей появляются каемки беловатого налета. В промышленных зонах слоевища имеют более плотную структуру плодовых тел. Вместо округлой слоевище приобретает форму полумесяца, т.к. центральные части отмирают и уже не восстанавливаются. Заметно снижается скорость роста лишайников, особенно кустистых.
В таблице 3 показан порядок исчезновения под действием SO2 лишайников, растущих на коре, с оснований и стволов деревьев. Некоторые исследователи проследили подобные изменения рН коры деревьев в естественных условиях. Мы объединили данные своих наблюдений с данными о концентрациях SO2 полученными с помощью приборного мониторинга, для создания карт районов с повышенным содержанием SO2.
Таблица 3 – Последовательность исчезновения корковых лишайников с коры оснований и стволов деревьев при умеренном загрязнении SO2 [5].
| Первый этап Лишайники исчезают с деревьев с кислой корой и низкой буферной способностью (например, береза и хвойные) |
| Второй этап Чувствительные виды лишайников исчезают с коры промежуточных видов деревьев (например, дуб и платан) По мере закисления коры флора лишайников будет меняться в сторону видов, устойчивых к воздействию SO2 |
| Третий этап Лишайники исчезают с деревьев со щелочной корой и низкой буферной способностью (например, вяз) |
В основу методики оценки относительной численности эпифитных лишайников был положен метод линейных пересечений. Он заключается в наложении гибкой ленты с миллиметровыми делениями на поверхности ствола дерева с фиксированием всех пересечений ее со слоевищами лишайников. В качестве ленты использовался "портняжный метр" с миллиметровыми делениями.
Для исследования использовали достаточно старые прямостоящие деревья клена ясенелистного или американского. Было определено 5 площадок: 2 площадки в Левобережной; 3 площадки - в Правобережной части города.
После выбора модельного дерева определяли на стволе точку, находящуюся на высоте 1,5 м. от комля с северной стороны. Затем на ствол накладывалась мерная лента с делениями таким образом, чтобы ноль шкалы ленты совпадал с выбранной точкой, а возрастание чисел на шкале соответствовало движению по часовой стрелки (с севера на восток). После полного оборота ствола лента закреплялась на стволе булавкой в нулевой точке. Совмещая последнее деление и ноль ленты, определяли длину окружности ствола. Ее при дальнейших измерениях принимали за 100%.
После каждого измерения, фиксировали начало и конец каждого пересечения ленты с талломами лишайников. Измерения проводились с точностью до 1 мм.
По завершении измерений, проводился расчет проективного покрытия лишайников на основе линейных пересечений, который определил отношение "заросшей" лишайниками части ствола к общей поверхности. Зная общую длину окружности ствола и принимая ее за 100%, рассчитывали проективное покрытие лишайников. Например, длина окружности ствола на 3 площадке 85 см. (850 мм). Пересечения ленты с талломами наблюдались на отметках: 3,1-3,2 см.; 74,1-75 см. Общая сумма "протяженности" лишайников составляет 1,0 см (0,1+0,9). По пропорции 85см. - 100% 1,0см - Х%, (1,0/85*100), находим величину проективного покрытия = 1,2%.
Проективное покрытие определялось для всех видов лишайников в сумме. С каждого дерева лишайники собирались отдельно и каждый образец упаковывался в отдельный конверт.
Видовая принадлежность лишайников определялась в камеральных условиях по определителю [6].
2.3 Трансплантация лишайников как основной метод лихеноиндикации
Трансплантацией называют перенос организма с его местообитания в место, где он необходим для какой-либо цели, например, для мониторинга загрязнения окружающей среды. Лихеноиндикация предполагает использование лишайников в качестве биоиндикаторов состояния окружающей среды, в частности загрязнения воздуха. Наблюдение за состоянием трансплантированных лишайников с целью лихеноиндикации называют активным мониторингом, а наблюдение за состоянием представителей естественно произрастающих в данной местности лишайников – пассивным мониторингом.
Основными достоинствами использования трансплантатов для мониторинга качества воздуха считают:
– возможность размещения слоевищ лишайников во всех местах, где желателен мониторинг качества воздуха, в том числе и там, где лишайники по тем или иным причинам отсутствуют;
– возможность использования в каждой местности достаточного количества образцов массовых видов лишайников, чтобы обеспечить требуемую точность исследования и полноту охвата территории;
– возможность размещения в тестируемых точках сравнительно однородного материала, собранного в местах с известными условиями существования, что облегчает интерпретацию результатов;
– возможность выбора конкретных представителей тех или иных видов лишайников из определенных местообитаний;
– возможность определения темпов роста загрязнений, вызывающих повреждения лишайников.
Недостатками пересадки являются, с одной стороны, частые случаи уничтожения трансплантатов местным населением, с другой – перемещение организмов из привычной для них среды обитания в новые условия, приводящее к тому, что реакция трансплантатов на загрязнения может не всегда совпадать с реакцией постоянно растущих здесь особей того же вида.
Для изучения экологии и физиологии лишайников трансплантаты начали применять в 1950–1960-е гг. Первые методически корректные лихеноиндикационные исследования с использованием трансплантатов были проведены в США и Германии.
Для трансплантации чаще всего используют эпифитные (т.е. растущие на деревьях) лишайники. Их слоевища вместе с субстратом специальными бурами в виде дисков отделяют от деревьев. Затем эти диски тем или иным способом размещают на обследуемой территории. Если предполагается оценка загрязнения тяжелыми металлами, то при отборе образцов для пересаживания и их подготовке к трансплантации не рекомендуют пользоваться металлическими предметами.
Для трансплантации выбирают виды, талломы которых легко собрать и за которыми просто наблюдать.
а)
б) 
в) 
Рисунок 2 – виды лишайников, используемые в лихеноиндикации:
а – пармелия, б – гипогимния, в - эверния
В качестве критерия действия загрязнителя предлагается использовать долю поврежденной части экспонированного слоевища от его общей поверхности за период наблюдения. Отмершие части лишайника лишены зеленых и сине-зеленых пигментов; соответственно, они отличаются характерной белой и серой окраской. Измерения проводят по фотоснимкам слоевищ, сделанным до и после периода экспонирования.
Лишайники для экспонирования отбирают вместе с их субстратом стандартным ручным буром (диаметр 40 мм) с упавших старых деревьев одной породы (такие деревья, как правило, ищут зимой). Вырезанные шайбы должны быть по меньшей мере на 2/3 покрыты хорошо развитыми экземплярами лишайника (по возможности одно слоевище на куске коры). Только в исключительных случаях могут отбираться лишайники с растущих деревьев; возникающие при этом раны должны быть залечены.
Лишайники из различных местообитаний могут неодинаково реагировать на новые для них условия среды. Поэтому в каждой серии измерений экспонируемые лишайники должны быть из одного строго ограниченного района с возможно более сходными микроклиматическими условиями (например, должны расти на определенном отрезке ствола дерева). Остающиеся различия выравнивают акклиматизацией слоевищ перед экспонированием в течение определенного времени (до 4–5 мес.) в условиях местного микроклимата.
Такая процедура обязательна, если место отбора образцов и область экспонирования климатически сильно различаются. Проводится она в стандартных условиях. Для этого слоевища лишайника с субстратом приклеивают древесной замазкой на стеллажи из необработанной древесины, где все экземпляры имеют равные условия освещения и вентилирования. Воздух места акклиматизации должен быть чистым, а его климатические показатели должны быть сходны с таковыми места будущего экспонирования.