Лихеноиндикация: исторический обзор

Лишайники - одни из лучших природных индикаторов качества природной среды и удобные объекты для изучения атмосферных выпадений.

Их применение в качестве биомониторов с целью лихеноиндикации основано на существовании среди представителей лихенобиоты видов, отличающихся повышенной чувствительностью к загрязнению, строгой приуроченностью к определенным экологическим условиям среды, требовательностью к ее качеству. Это обусловлено также и биологическими особенностями лишайников. Многолетние, медленнорастущие организмы, не дифференцированные на органы и ткани, лишенные каких-либо возможностей для выведения загрязняющих веществ, поступающих из внешней среды, способны лишь аккумулировать их.

Лишайники на протяжении онтогенеза сохраняют довольно однообразное строение, не зависящее от сезона, и, кроме того, способны накапливать многие элементы до концентраций, которые намного превышают их физиологические потребности [53]. Поэтому применение лишайников в целях биоиндикации достаточно широко используется в настоящее время.

Наиболее часто для определения уровня загрязнения воздушной среды применяли методы аккумулятивной лихеноиндика-ции, основанные на количественном определении содержания загрязняющих веществ в слоевищах лишайников.

На основании преимущественно атмосферной стратегии питания способ количественного определения сульфат-ионов в слоевищах эпифитных лишайников был предложен в качестве теста на загрязнение воздуха соединениями серы [103, 113].

Метод определения уровня загрязнения воздушной среды соединениями серы был применен для характеристики окружающей среды в зонах влияния крупных промышленных центров [274]. Проведенные изыскания дали возможность разработать шкалу соответствия концентрации сульфат-ионов в слоевищах лихеноиндикатора (Hypogymnia physodes) и в окружающем воздухе. Кроме того, были показаны региональные различия при определении критических концентраций SO2 в воздухе, вызывающих отмирание Н. physodes [274].

Метод аккумулятивной лихеноиндикации успешно применялся при изучении рассеивания серосодержащих соединений и тяжелых металлов на территориях, прилегающих к ряду городов Беларуси и выделении зон с различной токсической нагрузкой [49, 50, 121, 207, 274].

Наиболее обстоятельное исследование по зонированию территории Беларуси относительно уровня загрязнения промышле-ными поллютантами на основе аккумулятивной лихеноиндикации представлено в коллективной монографии «Техногенное загрязнение лесных экосистем Беларуси», обобщившей результаты многолетних комплексных исследований по оценке экологической ситуации в республике, сложившейся в результате совместного воздействия техногенных и рекреационных нагрузок [235]. Фитоиндикация техногенного загрязнения лесных экосистем Беларуси серосодержащими поллютантами, основанная на проведении наблюдений в 560 пунктах контроля, позволила выделить

5 зон, характеризующихся различным содержанием серы в слоевищах Н. physodes [235, с. ПО]. Кроме того, на основании полученных данных была построена шкала, отражающая степень загрязнения сернистыми соединениями воздушного бассейна Беларуси по относительному накоплению общей серы в фитоиндикаторах (Н. physodes и Pinus sylvestris L.) [235, с. 119].

Фитоиндикационное картирование по уровню загрязнения металлсодержащими поллютантами позволило установить закономерности пространственного распределения тяжелых металлов (Pb, Cd, Ni, Cr, Sr, Cu, Zn, Мп, Co) в лесных экосистемах Беларуси. Было установлено, что очаги аномально высокого накопления отдельных поллютантов в слоевищах Н. physodes локолизованы на незначительных площадях. Однако на основании поликомпо-нентного характера загрязнения был сделан вывод о неудовлетворительном состоянии экологической ситуации в республике [235, с. 148].

Результаты изучения содержания нитратов и металлов в слоевищах напочвенных лишайников, широко распространенных в напочвенном покрове сосновых лесов, приведены в работе И. Д. Юркевича, Д. С. Голода и Н. И. Петручук «Бластомогены в лесных биогеоценозах» [278].

Методы аккумулятивной лихеноиндикации нашли применение и в исследованиях, направленных на оценку риска техногенного загрязнения и санитарного состояния лесных фитоценозов некоторых особо охраняемых природных территорий республики [205, 206].

Во второй половине 90-х годов XX в. Л. А. Кравчук в рамках диссертационного исследования был выполнен ряд работ, с целью лихеноиндикации загрязнения атмосферного воздуха городов Беларуси. Основным методологическим подходом в работах автора выступило лихеноиндикационное картографирование, опирающееся на описание структуры эпифитных лихеносинузий.

На основании выполненных исследований впервые в Беларуси предложен метод двухуровневого лихеноиндикационного мониторинга [129], позволивший выявить характер связи индикационных показателей лишайников с различными параметрами загрязнения воздуха основными (диоксид серы, диоксид азота, пыль, оксид углерода) и специфическими (сероводород, сероуглерод, фенол, бенз(а)пирен) поллютантами, суммарными показателями загрязнения воздуха [129, 130, 132-134, 340]. Л. А. Кравчук была установлена связь ранжированного ряда индекса полеото-лерантности с комплексными показателями степени загрязнения воздуха в республике [130, 132-134, 340]. Выявлены закономерности изменения лихеноиндикационных показателей в различных функциональных зонах урбанизированных территорий [129, 134]. Впервые составлены лихеноиндикационные картосхемы загрязнения атмосферного воздуха городов с развитой промышленностью (Могилев, Гомель) [132-134], а также на примере Минска и Светлогорска выявлены возможности лихеноиндика-ции динамики загрязнения воздуха в городах [131, 198].

В работе Ж. М. Анисовой и Б. И. Якушева, посвященной выяснению особенностей аккумуляции природного урана в органах и структурах древесных пород (Pinus sylvestris, Betula pendula Roth.) и растений-доминантов живого напочвенного покрова сосновых лесов центральной части Беларуси, приводятся сведения о его содержании в некоторых представителях лихенобиоты сосняков [2].

В последнее время А. Г. Цуриковым с целью эколого-биологической оценки проведено изучение биоиндикационных свойств листоватых и кустистых эпифитных лишайников как тест-объ-ектов качества городской среды [263, 271]. В ходе выполнения исследований, охватывающих период с 2003 по 2009 г., на основе анализа фактического материала автором установлено видовое разнообразие эпифитных макролишайников и выполнен разносторонний анализ лихенобиоты г. Гомеля [252-254, 257, 264], выявлены количественные характеристики распространения листоватых и кустистых эпифитных лишайников на территории города в зависимости от свойств субстрата и химических параметров окружающей среды [255, 256, 258, 259, 261, 262, 264, 266, 268,269, 271, 272], предложены виды лишайников для лихеномо-ниторинга города [258, 259].

Необходимо отметить, что с биологической точки зрения и с позиций охраны природы фактические концентрации загрязнителей в среде малоинформативны. Биологический эффект, проявляющийся в реакции лишайников, важнее многовариантного действия различных фитотоксикантов. Такое влияние, особенно кислотное загрязнение воздуха, с помощью лишайников обнаруживается очень рано и четко [52]. Поэтому при проведении экологического мониторинга, наряду с изучением химического состава лихеноиндикаторов, использовались также и такие лихе-ноиндикационные методы и показатели, как общее количество видов [145], исчезновение полеофобных видов (и наоборот -хорошее развитие и высокая частота встречаемости полеотоле-рантных) [114], изучение синузий лишайников и установление индексов, отражающих влияние техногенных поллютантов на ли-хенобиоту [130, 132-134, 276, 340], выявление морфологических и биохимических отклонений в условиях антропогенных нагрузок [60, 182, 183].

Гл а в а 2

УСЛОВИЯ, ОБЪЕКТЫ

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >