Непосредственное влияние на лишайники оказывает освещенность, температура, физические и химические свойства субстрата и особенно состав воздуха. В чем причина повышенной чувствительности этих организмов к составу атмосферы? У лишайников отсутствует непроницаемая кутикула, и газообмен происходит свободно - через всю поверхность.
Также всей поверхностью лишайники впитывают дождевую воду, где концентрируется много токсических газов. Эти организмы сохраняют способность к росту при температурах чуть ниже 0 градусов. Наиболее опасны для лишайников оксиды азота, угарный газ, соединения фтора. Также опасны и соединения серы, особенно сернистый газ, который уже в концентрации 0,08 - 0,1 мг/м угнетает большинство лишайников. Сернистый газ выделяется в атмосферу в результате переработки и сжигании органических веществ (кокс, бурый уголь, нефть и нефтепродукты, древесина). Его выбрасываю ТЭЦ, предприятия черной и цветной металлургии, нефтеперегонные заводы, заводы деревообрабатывающей промышленности, аммиачные производства. Загрязнители нарушают пигментную систему фотосинтеза, окисляя хлорофилл. При повышении уровня загрязненности первыми исчезают кустистые формы лишайников, затем листовые и, наконец более устойчивые - накипные.
Степень загрязненности воздуха можно определить по следующим показателям:
- Лишайниковая пустыня - полное отсутствие лишайников.
- Зона соревнования - лишайниковая зона бедна.
- Нормальная зона - встречаются разные виды лишайников.
Практическая часть
Ход работы
1. Мы выбрали районы, в которых будут проводиться исследовная.
2. Разбили выбранную территорию на квадраты.
3. В каждом квадрате мы выбрали по 20 отдельно стоящих старых, но здоровых, растущих вертикально деревьев.
4. На каждом дереве мы подсчитали количество видов лишайников. Для наиболее лучшего подсчета мы использовали лупу. Лишайники подсчитали на стволах и ветвях деревьев на доступной (до 2м) высоте.
При анализе образцов мы использовали следующие показатели:
- присутствие - отсутствие видов,
- комбинированный показатель встречаемости - обилия,
- размеры лишайников,
- морфологически выраженные деформации слоевищ.
5. Мы провели оценку степени покрытия древесного ствола. Также исследовали нарастания лишайников на камнях, стенах домов.
Таким образом, при повышении степени загрязненности воздуха первыми исчезают кустистые лишайники, за ними - листоватые и последними - накипные.
Как известно, все виды лишайников разделяют на 4 основные экологические группы - в зависимости от типа предпочитаемого ими субстрата:
- эпифитные - растущие на коре деревьев и кустарников
- эпиксильные - растущие на обнаженной древесине (стволах без коры, деревянных строениях и т.д.)
- эпигейные - растущие на почве
- эпилитные - растущие на камнях.
Начиная свою работу, мы первым делом изучили видовой состав лишайников, произрастающих в нашей местности. Мы выяснили, что преобладающими лишайниками являются представители рода Пармелия и Ксантория.
Выполняя практическую часть, мы изучили распространение лишайников в местах с различным загрязнением атмосферы: вдоль автомобильной трассы, вблизи железной дороги, лесная территория приблизительно в 1,5 - 2 километрах от поселка, территория поселка. Для получения более объективных результатов подсчитывали распространение лишайников не менее чем на 20 отдельно стоящих деревьях.
При исследовании мы использовали так же глазомерную оценку проективного покрытия, т.е покрытие каждого вида на стволе дерева может быть представлено в качестве визуальной оценки.
Для определения проективного покрытия использовали балльную шкалу, объединяющую покрытие и обилие.
1 - индивидуумов много, степень покрытия мала или особи разрежены, но площадь покрытия большая.
2 - индивидуумов много, степень покрытия не менее 10%, но не более 25%.
3 - любое количество индивидуумов, степень покрытия 25-50%.
4 - любое количество индивидуумов, степень покрытия 50-75%.
5 - любое количество индивидуумов, степень покрытия более 75%.
Данный метод используется при широкомасштабных биоиндикационных исследованиях.
Результаты исследования
1. В ходе нашего исследования мы встретили такие лишайники, как оранжевая ксантория, серо-зеленая пармелия, пепельно-серая гипогимния.
2. При изучении распространении лишайников на стволах деревьев, растущих у автотрассы мы встретили 2 вида лишайников. Это серо-зеленая пармелия (она встречается на 4 деревьях из 20) и оранжевая ксантория (на данной территории преобладающий вид). Наше наблюдение показало, что вдоль автомобильной дороги из 20 деревьев 16 заселены лишайниками ксантория с обширной площадью покрытия ствола, примерно 50% (от основания ствола). При визуальном изучении видно, что лишайник находится в угнетенном состоянии: уплощенное слоевище грязно-зеленовато-серого цвета. В норме цвет у ксантории оранжевый, а при затемнении серовато-зеленый. Это объясняется близостью автотрассы, ведь автомобильные выбросы содержат оксиды азота, углерода, серы.
3. При исследовании деревьев, произрастающих вдоль железной дороги мы увидели, что кора деревьев покрыта лишь одним видом лишайников - ксанторией оранжевой. Она встречается на 15 деревьях из 20. Площадь покрытия около 30%. Также в нижней части ствола мы встретили зеленые водоросли.
4. На участке в глубине леса площадь покрытия коры деревьев лишайниками обширная - 75-85%. Лишайники присутствуют на коре 19 из 20 деревьев. Здесь встречаются все 3 вида лишайников. Преобладающим видом в данном месте является серо-зеленая пармелия. Этот лишайник наиболее чувствителен к загрязнении воздуха. Также на коре мы заметили и зеленые водоросли.
5. На территории поселка стволы деревьев также обильно покрыты лишайниками. На 17 из 20 исследуемых нами деревьях мы обнаружили их. Встречаются также все 3 вида. Преобладающим видом является ксантория. Серо-зеленая пармелия встречается реже. Это можно объяснить тем, что недалеко от поселка проходит автомобильная и железная дороги (Приложение1).
Выводы
1. Изучение литературы доказало, что лишайники являются организмами, которые можно использовать в качестве индикаторов загрязнения воздуха.
2. Теоретические выводы дали нам возможность предположить, то ограничивающим фактором жизнедеятельности лишайников является загрязнение атмосферы.
Для подтверждения гипотезы и уточнения полученных выводов мы провели практическое исследование, в результате которого пришли 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, тем ниже их жизнеспособность.
2. С увеличением загрязнения уменьшаются размеры лишайников и площадь покрытия ими деревьев.
3. Изучение видового разнообразия и степени покрытия поверхности лишайниками позволило выделить 2 экологические зоны чистоты. Местность в глубине леса и территорию поселка можно отнести к достаточно чистой экологической зоне (слабое загрязнение атмосферного воздуха). Районы вблизи автомобильной и железной дорог к зоне, в которой наблюдается среднее загрязнение атмосферы. Причем, самым неблагоприятным участком стал участок вдоль железной дороги.
Таким образом, разные стадии загрязнения атмосферного воздуха могут быть оценены по видовому составу лишайников, изменению проективного покрытия видов, по морфологическому состоянию лишайников.