Мутовка; Г - боковые побеги; Д-почки

Г. Вычисляют массу 1000 штук абсолютно сухих хвоинок. Для этого отсчитывают 2 раза по 500 штук хвоинок, их высушивают в термостате до абсолютно-сухо­го состояния и взвешивают.

Д. Сближенность хвоинок. В результате ухудшения роста побе­га в загрязненной зоне пучки хво­инок более сближены и на 10см побега их больше, чем в чистой зоне. Отмеряют 10 см побега про­шлого года и подсчитывают чис­ло хвоинок.

Если побег меньше 10 см, подсчет ведется по существующей длине и переводится на 10 см.

Во всех случаях измерений выводится среднее.

Схема записи результатов измерений хвои

2. Изучение побегов

А. Измеряют длину прироста каждого года, начиная от пос­леднего, двигаясь последовательно по междоузлиям от года к году.

Б. Устанавливают толщину осевого побега (на примере двух­летнего).

В. В местах мутовок подсчитывают ветвление, выводится среднее.

Г. На побегах устанавливают наличие некрозов (точечное или другой формы отмирание коры).

3. Изучение почек

А. Подсчитывают число сформировавшихся почек, вычисляют среднее.

Б. Измеряют длину и толщину почек измерительной лупой.

Схема записи результатов измерений побегов и почек

Примечание. Для построения карты состояния среды на опреде­ленной территории по реакциям хвойных все биометрические по­казатели выражаются в баллах (самый высокий балл - 5 - в чистой зоне) и наносятся на карту, а затем контурными линиями выделя­ются зоны разной степени загрязнения.

Опыт 2. Оценка состояния окружающей среды по наличию, обилию и разнообразию видов лишайников (лихеноиндикация)

Очень информативными биоиндикаторами состояния воздушной среды и ее изменения являются низшие растения: мхи и лишайники, которые накапливают в своем слоевище (талломе) многие загрязнители (серу, фтор, радиоактивные вещества, тяжелые металлы). Лишайники очень нетребовательны к факторам внешней среды, они поселяются на голых скалах, бедной почве, стволах деревьев, мертвой древесине, однако для своего нормального функционирования они нуждаются в чистом воздухе. Особенно они чувствительны к сернистому газу. Малейшее загрязнение атмосферы, не влияющее на большинство растений, вызывает массовую гибель чувствительных видов лишайников. Они исчезают, как только концентрация сернистого газа достигнет 35 млрд^-1, а среднее его содержание в атмосфере крупных городов свыше 100 млрд^-1. Не удивительно поэтому, что большинство лишайников уже исчезло из центральных зон городов.

Научное направление биомониторинга (т.е. слежения) за состоянием воздушной среды при помощи лишайников,

В отличие от цветковых растений лишайники способны избавляться от пораженных токсическими веществами частей своего таллома каждый год. В городах с загрязненной атмосферой они редки, главный враг лишайников в городах – сернистый газ. Установлено, что чем выше уровень загрязнения природной среды сернистым газом, тем больше серы накапливается в слоевище лишайников, причем живое слоевище аккумулирует серу из среды интенсивнее, чем мертвое. Особенно удобны лишайники в качестве индикаторов небольшого загрязнения окружающей среды. Наиболее чувствительным симбионтом в талломе лишайников является водоросль.

В мире насчитывается около 26 тысяч видов лишайников. Они различаются по зонам произрастания (тундра, лесная зона и т.д.), видам субстрата (камни, скалы, стволы и ветви деревьев, почва). У лишайников, растущих на деревьях, видовой состав различается в зависимости от рН коры. Лишайники исчезают в первую очередь с деревьев, имеющих кислую кору (береза, хвойные), затем с нейтральных (дуб, клен) и позже всего – с деревьев, имеющих слабощелочную кору (вяз мелколистный, акация желтая). В лишайниковых типах леса доминируют кустистые лишайники (кладония, цетрария), длинными бородами с ветвей деревьев свивает уснея, которая является наиболее чувствительным видом и растет в лесах только с чистой атмосферой.

Среди жизненных форм лишайников различают:

1) накипные (слоевище имеет вид корочек) – например, бацидиум фисция);

2) листоватые (слоевище имеет вид пластинок) – например, пармелия, степная золотянка, гипогимния;

3) кустистые (слоевище имеет вид кустиков или свисающих «бород», иногда до 1-2- м длиной) – например, уснея, бриория, клафония, цетрария.

Рис. 4.2. Строение лишайника

Практикуется и более дробное деление жизненных форм лишайников:

1) накипные – порошкообразные, слабо структурированные;

2) корковые – коркообразные, плотно прилегают к субстрату;

3) чешуйчатые – коркообразные, края таллома приподняты;

4) пластинчатые – коркообразные, края бороздчатые и образуют лопасти;

5) листоватые – таллом листообразный с четкой нижней коркой;

6) кустистые – прямые волосовидные или кустарниковой формы.

Наиболее чувствительны к загрязнению воздушной среды кустистые и листоватые лишайники (исчезают полностью), наименее – накипные.

Лишайники (особенно бриория, пармелия, уснея) являются пищей ряда животных (косуль, оленей), а кладония – основная пища северного оленя. Разрушение и исчезновение лишайникового покрова в связи с загрязнением территории (например, в условиях Севера под влиянием промышленности и транспорта) нарушает основные пищевые цепи и приводит к исчезновению ряда животных (особенно оленей), которые являются источником пищи и одежды для ряда северных народов.

Ход работы

Биоиндикация территории с помощью лишайников может быть организована по-разному. Обычно трансекту длиной в 2-3 км удобно разместить перпендикулярно насыщенной автотранспортом загородной дороге, примыкающей к лесному массиву, состоящему из небольшого разнообразия древесных видов (например, сосна с примесью березы или дубовое насаждение с примесью клена).

В другом случае трансекта располагается в зависимости от расстояния до центра города (центральные улицы, на некотором расстоянии от центра, окраинные улицы, загородные территории). Такая трансекта может продолжаться на 20-50 км и переходить в зеленую зону города.

Первая трансекта разбивается на ряд участков: 1) возле дороги, 2) в 100 м, 3) в 300м, 4) в 500 м, 5) в 1000 м, 6) в 2000-3000 м от дороги. На каждом участке закладываются пробные площади размером 20Х20 м, 50Х50 м, 100Х100 м (в зависимости от цели исследования и разреженности насаждения).

На каждой пробной площади учитываются следующие параметры:

А)общее число видов лишайников;

Б)степень покрытия слоевищами лишайников каждого дерева;

В)частота (встречаемость) каждого вида;

Г)обилие каждого вида.

При этом используются следующие градации(табл. 4.1):

Таблица 4.1

Насчитываются тысячи видов лишайников. Только в бассейне реки Дона в пределах Воронежской области их обнаружено 243 вида, а на окраинах города Воронежа и в окрестностях – 91 вид. Для оценки загрязнения воздушной среды проводится определение общего количества видов и степени покрытия деревьев.

Таблица 4.2

Влияние загрязнения среды на встречаемость лишайников

Задания

1. Изучить и зарисовать внешний вид лишайников.
2. Изучить методику оценки загрязнения воздушной среды с помощью лишайников.
3. Ответить на вопросы для самоподготовки.

Контрольные вопросы

1. Назовите и охарактеризуйте биологические методы мониторинга.
2. В чем сходство и различия биотестирования и биоиндикации?
3. Что используется в качестве тест-объектов и биоиндикаторов?
4. Что такое метод комплексной биоиндикации?
5. Почему лишайники чувствительны к загрязнению окружающей среды?
6. Какова методика определения загрязнения воздуха с помощью лишайников?