<<
>>

Лишайники

Среди растений самыми чувствительными индикаторами общего загрязнения воздуха являются лишайники. К следующей группе хороших биоиндикаторов чистоты воздуха относятся мхи и голосеменные, в частности, хвойные (ель, сосна), затем идут цветковые растения.

Древесные цветковые менее устойчивы к загрязнению, по сравнению с многолетними и особенно однолетними травами. Это в значительной степени связано с размерами и продолжительностью жизни зеленых частей растений. При небольших размерах, лишайники живут десятки лет, хвоя сосны - до 5-6, ели 15-16 лет. Цветковые древесные растения ежегодно с наступлением неблагоприятного периода года сбрасывают листья, а вместе с ними и значительное количество накопленных за сезон вегетации загрязняющих веществ. У многолетних трав ежегодно происходит возобновление и отмирание большей части надземных органов. Это повышает их устойчивость к токсикантам.

К лишайникам относятся живые организмы, тело которых образовано грибом (мико- бионтом) и водорослью (фикобионтом), находящимся в симбиотических отношениях. В роли фикобионта кроме зеленых и желтозеленых водорослей могут выступать синезеленые водоросли и фототрофные простейшие. Микобионты лишайников - грибы, принадлежащие к классам сумчатых (аскомицетов) и реже базидиомицетов. Гриб получает от водоросли или фототрофного простейшего органические вещества, снабжая их водой и растворенными минеральными солями, предоставляя им среду обитания, защищая от пересыхания. Лишайники получают питание из почвы, воздуха, атмосферных осадков, влаги росы и туманов, частиц пыли оседающей на слоевищах, поэтому крайне чувствительны к любым изменениям среды обитания. Растут лишайники очень медленно, их прирост составляет от 1 до 8 мм в год. Средний возраст лишайников от 30 до 80 лет, отдельные лишайники доживают до нескольких сот лет. Описано более 26 тыс. видов лишайников. Среди них наибольшее видовое разнообразие отмечается у эпифитных лишайников, поселяющихся на коре деревьев.

Эпифитные лишайники широко используются в качестве биоиндикаторов загрязнений воздуха.

Основные причины низкой устойчивости лишайников к атмосферному загрязнению следующие: высокая чувствительность водорослевого компонента лишайников, пигменты которого под действием загрязнителей быстро разрушаются; отсутствие защитных покровов и связанное с этим беспрепятственное поглощение газов слоевищами лишайников; повышенная требовательность к кислотности субстрата, изменение которой сверх определенного предела приводит к гибели лишайников, небольшие размеры их тела и значительная продолжительность жизни. Аккумулируя загрязняющие вещества из атмосферы, лишайники гибнут при хроническом воздействии даже их низких концентраций. Лишайники нормально растут и обильны на стволах деревьев при концентрации окислов серы 3-7 мкг/м3. При концентрации сернистого ангидрида (З03) 30 мкг/м3 исчезают эпифитные лишайники родов иэпеа, 1-оЬапа, ЯатаНпа, С1ас1оп1а, Нуродутта. У лишайников наиболее чувствительны к БО? фиксация углекислого газа и нарушение целостности мембран, измеряемое по выходу калия из таллома. Высокая летальность лишайников при фумигации 302обусловлена их слабыми защитными возможностями. Летальная доза 302 для многих лишайников составляет в среднем около 52 мкг/м3.

Лишайники как индикаторы загрязнений воздуха широко используются в Эстонии, Канаде, Великобритании, Германии. С этой целью по степени влияния антропогенных факторов на различные виды лишайников было выделено 10 классов их полеотолерантности. Вид относится к тому классу полеотолерантности, при антропогенных условиях которого он наиболее часто встречается, имеет наивысшие показатели покрытия и жизненности. Иными словами, он является индикатором этих условий (Трасс, 1985). К первому классу относятся естественные местообитания практически без антропогенного влияния, а к десятому городские и индустриальные условия обитания с сильным антропогенным влиянием и среднегодовым содержанием в02 в воздухе более 150 мкг/м3 (табл.

17). Как видно из данных табл. 17, видовой состав лишайников индикаторов степени загрязнения воздуха, относящихся к одному классу полеотолерантности, в разных природных условиях существенно различается, хотя имеются и широкораспространенные индикаторы. В частности, индикаторами очень сильно и сильно измененных местообитаний (9, 10 классы полеотоле-

82

рантности) в Эстонии и Прибайкалье являются лишайники Lepraria incana, Xanthoria parietana Англии и Эстонии Lecanora conizaeoides', умеренно и сильно антропогенно измененныgt; местообитаний (7 класс) в Англии, Эстонии и Прибайкалье - Physcia ascendens, Эстонии v Прибайкалье Candelariella vitellina; естественных и антропогенно умеренно измененныgt; местообитаний (6 класс) в Англии, Эстонии и Прибайкалье - Hypogymnia physodes, Англии v Эстонии - Evernia prumastri, Англии и Прибайкалье - Ra- malina farinacea\ естественных, слабо и умеренно измененных местообитаний (4 класс) в Англии и Эстонии Physcia aipolia; естественных и антропогенно слабоизмененных местообитаний (2 и 3 классы) в Эстонии и Прибайкалье - Bryoria fuscescens, Ramalina calicaris; естественных местообитаний без ощутимого антропогенного влияния повсеместно виды рода Usnea. Некоторые лишайники не образуют плодовых тел при сильном загрязнении воздуха, однако способны размножаться вегетативно (Lecanora muralis, Bacidia rubella, Mycoblastus sanguinarius и др.).

В Германии и Эстонии в целях лихенодиагностики пространственного распределения загрязнения воздуха применялось картирование распространения лишайников-инди- каторов по мере удаления от источников загрязнений. По уменьшению обилия лишайников можно судить о повышении стресса на сильно загрязненных территориях. Степень покрытия коры деревьев лишайниками уменьшается по мере увеличения концентрации S02 в воздухе.

В конце 60-х годов XX века в Эстонии и Канаде были разработаны методы лихеноин- дикационного картирования загрязненности атмосферного воздуха на основе изучения эпифитных лишайниковых группировок и вычисления средних индексов полеотолерант- ности (ИП) по формуле:

ип = У

i_t сп

i =1

где п — число видов на площадке описания, ai — класс полеотолерантности вида, с; — покрытие вида, сп — суммарное покрытие видов. С этой целыо на стволе однсго дерева у его основания и на высоте 1,4-1,6 м в двух экспозициях (в направлении источника загрязнения и с противоположной стороны) проводится учет лишайников на небольших площадках (40 х 40 см)(Трасс, 1987). Оценка покрытия коры лишайниками дается по 10-бальной шкале:

Балл

1

2

3

4

5

6

т

8

9

10

Покрытие, %

1-3

3-5

5-10

10-20

20-30

30-40

40-50

50-60

60-80

80-100

В одном местообитании берется не менее 20 деревьев одного вида. Для каждого дерева и местообитания в целом вычисляются средние значения ИП, которые колеблются от 0 до 10. Чем больше ИП, тем более загрязнен воздух в соответствующем местообитании. В зависимости от точности работы на инду кационных картах можно выделить несколько зон, различных по уровню загрязнения.

Значения ИП соответствуют следующим среднегодовым показателям содержания 302 в воздухе (мкг/м3):

ИП

1-2

2-5

5-7

7-10

Среднегодовая концентрация S02 (мкг/м3)

0

10-30

30-80

100-300

Лишайники аккумулируют также значительное количество тяжелых металлов. Их высокие дозы изменяют мембранную проницаемость для катионов калия, влияют на скорость фотосинтеза, свойства хлорофилла лишайников. Содержание многих тяжелых металлов в лишайниках сравнительно адекватно отражает их распределение в приземном слой атмосферы (кроме марганца).

Классы полеотолерантности и типы местообитаний эпифитных лишайников (по: Трасс, 1985)

Классы

полеото

леран

тности

Типы местообитаний по степени влияния антропогенных факторов и встречаемость в них видов Среднее

содержание 302 в воздухе, мкг/м3 (зимние месяцы) Виды

лишайников

Великобритания

Эстония

Прибайкалье

На коре деревьев с умеренно кислой реакцией (Quercus, Fraxinus)

На коре деревьев с нейтральной реакцией (Ulmus)

1

2

3

4

5

6

7

I

Естественные местообитания без ощутимого антропогенного влияния

Практически отсутствует

Lobaria amplissima, L. scrobiculata, Sticta limbata, виды Pannaria, Usnea articulata, U. filipendula,

Teloschistes flavicans местами обильны

Появляются Ramalina calicaris, R. fraxinea, R. subfarinacea, Physcia leptalea, Caloplaca aurantiaca, C. cerina

Lecanactis abietina, Lobaria scrobiculata, Menegazzia terebrata, Mycoblastus sanguinar- ius, виды родов Pannaria, Parmeliella, самые чувствительные виды рода Usnea

Bryoria bicolor, B. nadvorni- kiana, B. erubescens, Leptogium cyanescens, Lobaria isdidiophora, L. orientalis, Parmelia sinuosa, Usnea caucasica, Pseude- verni a furfuracea

II

Естественные (часто)и антропогенно слабоиз- мененные местообитания (редко)

30

Встречаются Lobaria pulmonaria, L. amplissima, Pachyphiale cornea, Dimerelia lutea, Usnea florida; если последние отсутствуют, развивается обильная флора (часто более 25 видов на дереве) накипных лишайников

Появляются Ramalina calicaris, R. fraxinea, R. subfarinacea, Physcia leptalea, Caloplaca aurantiaca, C. cerina

Bryoria chalybeiformis, Evernia divaricata, Cyalecta ulmi, Lecano- ra coilocarpa, Ochro- lechia androgyna, Parmeliopsis aleurites, Ramalina calicaris

Bacidia rosella, Bryoria capillaris, B. lanestris, B. trichodes, D. vrangiana, Buellia disciformis, Cetrelia cetrarioides, Hypogymnia bitteriana, Lecanora chlo- roplria, Leptogium pulmonaria, Nephroma bellum, Opegrapha lichenoides, Pertusaria leioplaca, Platis- matia interrupta, Ramalina thrausta, Varicellaria rhodocarpa

Продолжение таблицы 17

1

2

3

4

5

6

7

III

Естественные (часто)и антропогенно слабоиз- мененные местообитания (часто)

35

Появляются Usnea cerati- па, U. rubiginea, Parmelia perlata, P. reticulata,

Rinodina roboris, Norman - dina pulchella

Physcia aipolia обильна; Anaptychia ciliaris с апотециями,появляются Parmelia perlata, P. reticulata, Gyalecta flotowii, Ramalina optusata, R. pollinaria, Desmazieria evernioides

Bryoria fuscescens,

Cetraria chlorophylla, Hypogymnia tubulosa, Lecidea tenebricosa, Opegrapha pulicaris, Pertusaria pertusa, Usnea subfloridana

Arthonia radiata, Bryoria furcellata, B. fuscescens, Buellia griseovirens, Hypogymnia vitata, Lecanora pallida, Parmeliopsis hyper- opta, Mycoblastus alpinus, W. sanguinarius, Mycomi- crothelia a tom aria, Nephroma helveticum, Ochrople- chia arborea, Opegrapha diaphora, Ramalina roesleri

IV

Естественные (часто), слабо- (часто)и умеренно (редко) измененные местообитания

40

Parmelia caper at a. P revolute, P. tiliacea, P exasperatula на стволах; появляются Usnea sub- floridana, Pertusaria hemisphaerica, Rinodina roboris, Arthonia impolita

Появляются Physcia aipolia, Anaptychia ciiiaris, Bacidia rubella, Ramalina fastigiata, Candelaria concolor, Arthopyrenia biformis

Bryoria implexa, Cetraria pinastri, Graphis scripta, Lecanora leptyrodes, Lobaria pulmonaria, Opegrapha diaphora, Parmelia subaurifera, Parmeliop- sis ambigua, Pertusaria coccodes, Pseudever- nia furfuraceae, Usnea filipendula

Bryoria chalybeiformis, B. implexa, Calicium viride, Cetraria chlorophylla, Lecanora subrugosa, L. subfuscata, Evernia prunas- tri, Graphis scripta, Hae- matomma ochroleucum, Hypogymnia bitteri, Parmeli- opsis aleurites, Lepraria chlorina, Nephroma palle- scens, Ochrolechia palle- scens, Rinodina sophodes, Pertusaria multipuncta, Phaeophyscia kairamoi, Physcia aipolia, Platismatia glauca

Продолжение таблицы 17

1

2

3

4

5

6

7

V

Естественные, антропогенно слабо- и умеренно измененные местообитания(с равной встречаемостью)

50

Parmelia caperata на основаниях стволов; много видов Pertusaria; появляется Graphis ele- gans; в горах Pseudever- nia furfuracea, Alectoria fuscescens

Появляются Pertusaria albescens, Physcvonia puverulacea, Physciop- sis adglutinata, rthopy- renia gemmata, Ca- loplaca luteoalba, Xanthoria polycarpa, Lecania cyrtella, Phy- sconia grisea, Phaeo- physcia orbicularis; Opegraphia varia, O. vulgata становятся обычными

Caloplaca pyracea, Lecania cyrtella, Lecanora chlarotera, L. rugosa, L. subfuscata, L. subrugosa, Lecidea glomerulosa, Parmelia exasperata, P. olivacea, Physcia aipolia, Ramalina farinacea

Anaptychia ciliaris, Lecanora summicta, Heterodermia speciosa, Lecanora coilo- carpa, Parmeliopsis ambigua, Leptogium saturninum, Parmelia olivacea, P. saxatilis, Rinodina cine-reovirens, Pertusaria amara, P. coc- codes, Phlyctis agelaea

VI

Естественные (сравнительно редко) и антропогенно умеренно (часто) измененные местообитания

60

Hypogymnia physodes

или Parmelia saxatilis на стволах до 2,5 м или больше; встречаются Р. glabratula, Р Sub-rudecta, Parmeliopsis ambigua, Lecanora chlarotera; Calicium viride, Lepraria candelaris, Pertusaria amara могут встречаться; Ramalina farinacea, Evernia prunastri на основаниях стволов; Platismatia glauca может встречаться и на ветвях

Появляются Physconia grisea, P farrea, Buellia alboatra, Phaeophyscia orbicularis, Physcia tenella, Ramalina arinacea, Haematomma och- roleucum var porphyri- um, Schismatomma recolorans, Xanthoria candelaria, Opegrapha varia, O. vulgata, Buellia canescens и Xanthoria parietana обильные

Arthonia radiata, Caloplaca aurantiaca, Evernia prunastri, Hypogymnia physodes, Lecanora allo- phana, L. carpinea, L. chlarona, L. pallida, L. symmictera, Parmelia acetabulum, P. subar- gentifera, P. exasperat- ula, Pertusaria dis- coidea, Hypocenomyce scalaris, Ramalina fraxinea, Rinodina exigua, Usnea hirta

Lecanora varia, Collema nigrescens, Hypogymnia physodes, Lecanora carpinea, L. pulicaris, Parmelia caperata, P. subargentifera, Phaeophyscia ciliata, Physcia stellaris, Ph. tenella, Physconia enteroxantha, Ph. pulverulacea, Ramalina farinacea

Продолжение таблицы 17

1

2

3

4

5

6

7

V

Естественные, антропогенно слабо- и умеренно измененные местообитания(с равной встречаемостью)

50

Parmelia caperata на основаниях стволов; много видов Pertusaria; появляется Graphis ele- gans; в горах Pseudever- nia furfuracea, Alectoria fuscescens

Появляются Pertusaria albescens, Physcvonia puverulacea, Physciop- sis adglutinata, rthopy- renia gemmata, Caloplaca luteoalba, Xanthoria polycarpa, Lecania cyrtella, Phy- sconia grisea, Phaeo- physcia orbicularis; Opegraphia varia, 0. vulgata становятся обычными

Caloplaca pyracea, Lecania cyrtella, Lecanora chlarotera, L. rugosa, L. subfuscata, L. subrugosa, Lecidea glomerulosa, Parmelia exasperate, P. olivacea, Physcia aipolia, Ramalina farinacea

Anaptychia ciliaris, Lecanora summicta, Heterodermia speciosa, Lecanora coilo- carpa, Parmeliopsis ambigua, Leptogium saturninum, Parmelia olivacea, P. saxatilis, Rinodina cine-reovirens, Pertusaria amara, P. coc- codes, Phlyctis agelaea

VI

Естественные (сравнительно редко)и антропогенно умеренно (часто) измененные местообитания

60

Hypogymnia physodes

или Parmelia saxatilis на стволах до 2,5 м или больше; встречаются Р. glabratula, Р Sub-rudecta, Parmeliopsis ambigua, Lecanora chlarotera; Calicium viride, Lepraria candelaris, Pertusaria amara могут встречаться; Ramalina farinacea, Evernia prunastri на основаниях стволов; Platismatia glauca может встречаться и на ветвях

Появляются Physconia grisea, P farrea, Buellia alboatra, Phaeophyscia orbicularis, Physcia tenella, Ramalina arinacea, Haematomma och- roleucum var porphyri- um, Schismatomma recolor ans, Xanthoria candelaria, Opegrapha varia, 0. vulgata, Buellia canescens и Xanthoria parietana обильные

Arthonia radiata, Caloplaca aurantiaca, Evernia prunastri, Hypogymnia physodes, Lecanora allo- phana, L. carpinea, L. chlarona, L. pallida, L. symmictera, Parmelia acetabulum, P. subar- gentifera, P. exasperat- ula, Pertusaria dis- coidea, Hypocenomyce scalaris, Ramalina fraxinea, Rinodina exigua, Usnea hirta

Lecanora varia, Collema nigrescens, Hypogymnia physodes, Lecanora carpinea, L. pulicaris, Parmelia caperata, P. subargentifera, Phaeophyscia ciliata, Physcia stellaris, Ph. tenella, Physconia enteroxantha, Ph. pulverulacea, Ramalina farinacea

Продолжение таблицы 17

1

2

3

4

5

6

7

VII

Умеренно (часто) и сильно (редко)антропогенно измененные местообитания

70

Hypogymnia physodes и/или Parmelia saxatilis или P. sulcata появляются на основаниях стволов, Psora scalaris, Lecanora expallens, Chaenotheca ferruginea встречаются часто

Buellia canescens обильна; Physcia ascendens, Xanthoria parietana на основаниях стволов; появляется Physcia tribacea

Caloplaca vitellina, Canelariella vitellina,

C. xanthostig-ma, Lecanora varia, Parmelia conspurcata, P. sulcata, P. verruculifera, Pertusaria amara, Phaeophyscia nigricans, Phlyctis agelaea, Physcia ascendens, Ph. stellaris, Ph. tenella, Physconia pulverulacea, Xanthoria polycarpa

Caloplaca cetrina, Candelaria concolor, Candelariella vitellina, Lecidella euphoria, Hypocenomyce scalaris, Lecanora allophana, L. chlarotera, Physcia ascendens, Rinodina archaea, Xanthoria candelaria

VIII

Умеренно и сильно антропогенно измененные местообитания (с равной встречаемостью)

125

Lecanora conizaeoides на стволах, Lepraria incana на основаниях стволов

Lecanora expallens, Buellia punctata обильны, В. canescens появляется

Caloplaca cerina, Candelaria concolor, Phlyctis argena, Physconia grisea, Ph. exteroxantha, Ramalina pollinaria, Xanthoria candelaria

Parmelia exasperatula

IX

Сильно антропогенно измененные местообитания (часто)

150

Водоросли Pleurococcus viridis на стволах, Lecanora conizaeoides на основаниях стволов

Lecanora conizaeoides обильна; L. expallens на основаниях стволов

Buellia punctata, Lecanora expallens, Phaeophyscia orbicularis, Xanthoria parietina

Xanthoria parietina

X

Очень сильно антропогенно измененные местообитания (встречаемость и жизненность видов низкие)

170

Водоросли Pleurococcus viridis на основаниях стволов

Водоросли Pleurococcus viridis на стволах

Lecanora conizaeoides, L. hageni, Lepraria incana,

Scoliciosporum chloro- coccum

Lepraria incana, Phaeophyscia orbicularis

Хорошими индикаторами загрязнений окружающей среды являются биохимические, физиологические и морфологические микроскопические изменения на молекулярном, субклеточном, клеточном уровнях и макроскопические изменения на организменном уровне, происходящие у семенных растений под влиянием токсических веществ.

<< | >>
Источник: Каплин В.Г.. Биоиндикация состояния экосистем. Учеб. пособие для студентов биол. специальностей ун-тов и с.-х. вузов/ Самарская ГСХА. - Самара. - 143 с.. 2001

Еще по теме Лишайники:

  1. ЛИШАЙНИКИ И КРУГОВОРОТ СЕРЫ В УСЛОВИЯХ ПРОМЫШЛЕННОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ /Лишайники и качество окружающей среды/ Ю.Л. М а р ти н, Л.Н. М а р ти н
  2. Глава 6. ЛИШАЙНИКИ И ВЫСШИЕ РАСТЕНИЯ КАК ИНДИКАТОРЫ ЗАГРЯЗНЕНИЙ НАЗЕМНЫХ ЭКОСИСТЕМ
  3. Тема № 2. Инвентаризация природы заповедника
  4. Индикация природных процессов
  5. Факторы, нарушающие равновесное состояние генов в генофонде популяции
  6. Фосфор
  7. Понятие о видообразовании
  8. ТИПЫ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ РАЙОНОВ
  9. Индикаторы глубины залегания и минерализации грунтовых вод, снежного покрова, вечной мерзлоты
  10. 4.1 ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ, ВСТРЕЧАЮЩИЕСЯ ПРИ ОЦЕНКЕ КАЧЕСТВА ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ
  11. Индикаторы богатства, увлажнения, кислотности и засоления почв
  12. Микроскопические изменения
  13. Макроскопические изменения
  14. Заболевания нижних дыхательных путей, простуда, пневмония