«Биоиндикация антропогенного загрязнения атмосферы с помощью лишайников»

автор: Гершон Александра Дмитриевна

Студент Руководитель: Каурова Злата Геннадьевна

доцент кафедры биологии, экологии, гистологии СПБГУВМ

«Биоиндикация антропогенного загрязнения атмосферы с помощью лишайников»

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКАЯ  ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ
ВЕТЕРИНАРНОЙ МЕДИЦИНЫ»

Кафедра биологии, экология и гистологии

Исследовательская работа на тему:

«Биоиндикация антропогенного загрязнения атмосферы

 с помощью лишайников»

Выполнила: 

Студентка 1 курса 

факультета БЭК

Гершон Александра Дмитриевна

Преподаватель:

Кандидат биологических наук,

доцент Каурова З. Г.

Санкт-Петербург, 2020 г.

Содержание

Краткая теория……………………………………………………………….3

Методика работы исследования ……………………………………………5

Результаты исследования……………………………………………………6

Вывод……………………………………………………………………….…8

Список литературных источников……………………………………………9

Приложения   …………………………………………………….…………..10

Введение

Биоиндикация – это оценка состояния окружающей среды по реакции живых организмов. Одним из перспективных объектов биоиндикации являются лишайники. 

Цель наблюдений за качеством среды – это не только ее оценка, но долговременный мониторинг и прогноз. Растения, используемые для биологической индикации состояния окружающей среды, должны быть не слишком чувствительны, и в то же время не слишком устойчивыми к загрязнению, иметь продолжительный жизненный цикл и повсеместное распространение. В настоящее время эти организмы считаются живыми показателями качества окружающей среды. А сам метод использования лишайников в качестве биоиндикаторов получил название лихеноиндикации. 

Лишайники – древняя группа, имеющая по самым скромным подсчетам 200 млн. лет эволюционного развития. И вся их эволюция была направлена на взаимное приспособление гриба и водоросли. В то же время они плохо приспособлены к различным проявлениям антропогенного воздействия. Именно поэтому они могут быть использованы для определения степени воздействия человека на биоценоз.

У лишайников отсутствует непроницаемая кутикула, и газообмен происходит свободно, через всю поверхность. Также всей поверхностью лишайники впитывают дождевую воду, где концентрируется много токсичных газов. Эти организмы сохраняют способность к росту при температуре чуть ниже 00 С. Но их первый враг – загрязненный воздух. При изучении лишайников многих городов были обнаружены общие закономерности: при повышении степени загрязненности воздуха первым исчезают кустистые лишайники, за ними листоватые и последними накипные.

В сильно загрязненном воздухе лишайники почти совсем отсутствуют – «лишайниковая пустыня»; средняя загрязненность воздуха – «зона соревнования» – флора лишайников бедна, виды с пониженной жизнеспособностью; «нормальная зона» — окраины, где встречаются многие виды лишайников. 

Свидетельство загрязненности воздуха – это не только отсутствие лишайников, но и их внешний вид. Слоевища угнетенных лишайников обильно покрыты соредиями – маленькими шаровидными тельцами. 

Цель исследования: оценка качества воздушной среды с помощью лишайников. 

Гипотеза: главным ограничивающим фактором для постоянного поселения большинства лишайников, а затем их дальнейшего нормального развития является атмосферное загрязнение. Чем сильнее загрязнен воздух, тем меньше встречается видов лишайников, тем меньшую площадь покрывают они на стволах деревьев и других субстратах и тем ниже их жизнеспособность. 

Методы исследования

 В работе были использованы  стандартные геоботанические методы. Проводилось изучение видового разнообразия, проводимое с учетом присутствия-отсутствия видов на учетных площадках, проективного покрытия, измерения размеров слоевища, жизненности, плодоношения, вегетативного размножения.

Качественная оценка загрязнения воздуха с помощью лишайников (лихеноиндикация)

Количественные исследования на пробных площадках проводились с использованием 5-бальной комбинированной шкалы покрытия встречаемости:

1. вид встречается очень редко и с очень низким покрытием,
2. редко или с низким покрытием,
3. редко или со средним покрытием на некоторых стволах,
4. часто или с высоким покрытием на некоторых стволах,
5. очень часто и с очень высоким покрытием на большинстве стволов.

Кроме того, на территории пробных площадок приводилась характеристика повреждения талломов лишайников с использованием шкалы витальности (классы витальности эпифитных лишайников):

1. Нормальные
2. Слегка поврежденные
3. Средне поврежденные
4. Сильно поврежденные
5. Мертвые.

В качестве индикаторных видов выбрала виды различной чувствительности к загрязнению, причем такие, повреждения которых хорошо видны (различные виды рода Parmelia, Hypogymnia, Physcia). Повреждения появляются в виде некротических пятен.

Результаты исследований

     1.Описание природных сообществ 

           Сбор полевого материала производился в трех природных сообществах: автодорога, река, самый густозаселенный район поселка. 

2.Видовой состав лишайников и их характеристика.

Все лишайники, встречающиеся на территории Шелково, относятся к самому многочисленному классу лишайников – сумчатых.

Эпифитные лишайники на коре деревьев очень многочисленны. Нередко они сплошь покрывают ствол дерева на большом протяжении. Мои наблюдения на территории поселка Шелково показывают, что на отдельных породах деревьев часто встречаются определенные группировки лишайников:

на клене, яблоне, тополе – ксантория настенная;

на березе – пармелиопсис бледнеющий;

на осине – фисция апполия. 

Для преобладающего расселения того или иного вида лишайников имеет значение строение коры. Приуроченность лишайников к определенным древесным породам зависит от климатических условий, в которых произрастает данная порода.

Распространено мнение, что эпифитные лишайники поселяются на старых, ослабленных деревьях. В ряде случаев это так, однако, лишайники часто растут и на молодых, хорошо развитых деревьях и кустарниках. Расселение лишайников на стволе зависит в основном от освещенности. Лишайники, приспособленные к существованию при малой освещенности, поселяются ближе к основанию ствола, а светолюбивые поднимаются по стволу. На основании ствола лишайники конкурируют со мхами.

3. Биоиндикация среды по лишайникам

Таблица № 1

Таблица № 2

Наличие листоватых и накипных лишайников говорит о слабом загрязнении воздуха территории. Деревья со стороны автодороги имеют меньшую степень покрытия древесного ствола лишайниками (клён -35%, ива-40%). Воздух в этом районе недостаточно чист. Самый чистый воздух в районе реки. 

Вывод

В результате практического исследования я пришла к следующим выводам:

1. Чем сильнее загрязнен воздух на определенной территории, тем меньше на ней встречаются различные виды лишайников, тем меньшую площадь покрывают они на стволах деревьев и других субстратах и тем ниже их жизнеспособность. 
2. С увеличением загрязнения резко уменьшаются размеры лишайников. На загрязненных участках средний диаметр не превышает 50 мкм.
3. На территории автодороги не встречаются совсем кустистые лишайники, редко — листоватые, чаще — накипные. Большая часть лишайников находится в угнетенном и деформированном состоянии. Степень загрязнения атмосферного воздуха по состоянию лишайников около автодороги средняя. 
4. На территории реки встречаются листовые и лишайники, причем их состояние хорошее: они крупные. Воздух – чист.
5. При повышении степени загрязненности воздуха первыми исчезают кустистые лишайники, за ними листоватые, и последними накипные.

Таким образом, разные стадии загрязненности атмосферного воздуха могут быть оценены по видовому составу лишайников, изменению проективного покрытия видов, по морфологическому состоянию лишайников.

Список литературных источников

1. Чеснокова С. М. Лихеноиндикация загрязнения окружающей среды: Практикум. — Владимир: Владим. гос. ун-т., 1999. — 38 с.
2. Лекция 6. Лихеноиндикация // https://studopedia.ru URL: https://studopedia.ru/3_54633_lektsiya—lihenoindikatsiya.html (дата обращения: 01.04.2020).
3. ЛИШАЙНИКИ // https://studopedia.ru URL: https://studopedia.ru/10_124091_gribi-zanesennie-v-krasnuyu-knigu.html (дата обращения: 01.04.2020).

Приложение 1

Итоговая таблица №3 (лихеноиндикация)