Древостоев
Основными преимуществами биоиндикации по сравнению с методами физико-химического анализа состояния окружающей среды являются следующие:
- Непрерывность контроля за состоянием природной среды.
- Объективность и наглядность контроля за состоянием природной среды. Изменения, происходящие с популяциями-индикаторами, не могут быть скрыты от прямого наблюдения и при соответствующем количественном учете имеют большую доказательную силу.
- Относительная простота организации и возможность контроля больших территорий.
- Экономичность. Проведение контроля за состоянием окружающей природной среды методами биоиндикации не требует применения дорогостоящего оборудования, материалов, реактивов, высококвалифицированного персонала и т.д.
Важнейшие макроскопические (видимые) повреждения растений, находящие применение при организации мониторинга состояния лесов, следующие (Биоиндикация загрязнений...,1988; Биоиндикация...,1993).
1. Изменение окраски листьев или хвои. В большинстве случаев представляет собой неспецифическую реакцию на различные внешние воздействия, различают следующие основные виды:
Хлороз (бледная окраска листьев между жилками, например, у растений на отвалах, остающихся после добычи тяжелых металлов, или сосновой хвои при слабом воздействии различных вредных газов, иногда обратимая у молодых листьев).
Пожелтение краев или определенных участков листьев.
Покраснение (накопление антоциана в виде пятен на листьях некоторых растений, иногда связано с действием сернистого газа).
Побурение или побронзовение (у листьев деревьев часто начальная стадия тяжелых некротических повреждений; у ели и сосны служит для обнаружения зон повреждений, связанных с газовыми выбросами).
Изменения окраски, при которых листья производят впечатление как бы пропитанных водой (часто первые стадии некрозов, имеет сходство с повреждениями морозом), а также появление серебристой окраски поверхности листьев. Изменение цвета можно определять количественно по специальным таблицам.
2. Некрозы - отмирание ограниченных участков тканей листьев, хвои или репродуктивных органов представляют собой важные симптомы повреждений растений, иногда довольно специфичные (см. рис.1). Следует различать:
- точечные и пятнистые некрозы (отмирание тканей листовой пластинки в виде точек или пятен);
- межжилковые некрозы (отмирание листовой пластинки между боковыми жилками первого порядка, часто при воздействии сернистого газа);
- краевые некрозы;
- сочетание межжилковых и краевых некрозов приводит к появлению узора типа рыбьего скелета;
- верхушечные некрозы (в особенности у хвойных характерны темно-бурые, резко отграниченные некрозы кончиков хвои, например, у пихты и сосны после воздействия сернистого газа);
- некрозы околоплодника.
При развитии некрозов сначала наблюдаются изменения в окраске (при действии сернистого газа чаще всего образуются грязно-зеленые; пероксиацетилнитрата - пропитанные водой; озона - металлически блестящие пятна; хлоридов - хлорозы).
Рис.1 Основные типы некрозов листьев и хвои (по Биоиндикация загрязнений..., 1988. С.53)
3. Опадение листвы (дефолиация) в большинстве случаев наблюдается после появления некрозов или хлорозов. Примерами служат уменьшение продолжительности жизни хвои, ее осыпание у ели и сосны. Дефолиация приводит к сокращению ассимилирующей площади, а следовательно, к сокращению прироста, а иногда к растормаживанию почек и преждевременному образованию новых побегов.
4. Изменение размеров органов по большей части неспецифично. Так, в окрестностях предприятий, производящих удобрения, у сосен хвоя удлиняется под действием нитрата и укорачивается под действием сернистого газа (хорошая корреляция отсутствует, так как при слабом загрязнении атмосферы вначале наблюдается даже удлинение).
5. Изменение формы, количества и положения органов. Аномальная конфигурация отмечена, например, у лиственных деревьев после радиоактивного облучения, в результате локальных некрозов возникает уродливая деформация, перетягивание, вздувание или искривление листовой пластинки.
6. Изменение направления, формы роста и ветвления. Примерами являются образование стелящихся побегов и ветвления, кустовидная и подушечная форма роста деревьев, например лип, при устойчивом сильном загрязнении атмосферы сернистым газом, изреживание кроны у поврежденных газовыми выбросами хвойных пород.
7. Изменения прироста по большей части неспецифичны, однако широко применяются для индикации, так как являются более чувствительным параметром, чем некрозы, и позволяют непосредственно определять снижение продуктивности используемых человеком растений.
8. Изменение интенсивности образования генеративных органов. В качестве примера можно назвать уменьшение интенсивности образования шишек у елей, плодовых тел у лишайников и грибов в загрязненной газообразными выбросами атмосфере.