Биоиндикационные методы экологического мониторинга

История биоиндикационных исследований

О возможности использования живых организмов в качестве показателей определенных природных условий писали еше ученые Древнего Рима и Греции. В России в рукописях XV и XVI вв. уже упоминались такие понятия, как «лес пашенный» и «лес непашенный», т. е. участки леса, пригодные для его сведения под пашню и непригодные.

В трудах М.В. Ломоносова и А.Н. Адищева есть упоминания о растениях — указателях особенностей почв, горных пород, подземных вод.

В XIX в. с развитием экологии растений была показана связь растений с факторами окружающей среды. О возможности растительной биоиндикации писал геолог А.М. Карпинский. Другой геолог — П.А. Ососков — использовал характер распределения растительных сообществ для составления геологических карт, а почвовед С.К. Чаянов — почвенных карт. Большой вклад в развитие биоиндикации внес русский ученый-почвовед В. В. Докучаев.

В начале XX в., в период, когда началось освоение окраин нашей страны, биоиндикационные исследования стали развиваться особенно интенсивно. Под биоиндикацией в эти годы в основном понимали регистрацию наличия или отсутствия того или иного явления (природного или антропогенного фактора среды), отмечая в терминах «есть» — «нет». К концу XX в. биоиндикационные закономерности претерпели качественный скачок. В настоящее время для целого класса индикаторных видов растений и животных целесообразно говорить не только о наличии или отсутствии фактора, но и о степени его влияния на природный комплекс. Разные степени влияния на окружающую природную среду, регистрируемые с помощью этих видов, позволяют ввести шкалу воздействий (например, нет воздействия — слабое — среднее — сильное). Наличие шкалы экологического фактора позволяет намного более верно оценивать исследуемую территорию. В таком случае следует говорить не о биоиндикации, а о биодиагностике территорий — методе количественной оценки степени воздействия экологического фактора на окружающую среду.

Биоиндикация и ее виды

По современным представлениям, биоиндикаторы — организмы, присутствие, количество или особенности развития которых служат показателями естественных процессов, условий или антропогенных изменений среды обитания. Биоиндикация — метод, который позволяет судить о состоянии окружающей среды по факту встречи, отсутствия, особенностям развития организмов-биоиндикаторов.

Условия, определяемые с помощью биоиндикаторов, называются объектами биоиндикации. Ими могут быть как определенные типы природных объектов (почва, вода, воздух), так и различные свойства этих объектов (механический, химический состав и др.) и определенные процессы, протекающие в окружающей среде (эрозия, дефляция, заболачивание и т. п.), в том числе происходящие под влиянием человека.

При выборе биоиндикаторов один из крупнейших американских экологов Ю. Одум предлагает учитывать следующие соображения.

• • Стенотопные виды (то есть виды, приспособленные к существованию в строго определенных условиях), более редкие в сообществах, как правило, являются лучшими индикаторами, нежели эвритопные (широко распространенные, обладающие широким диапазоном экологической выносливости).
• • Более крупные виды являются обычно лучшими индикаторами, чем мелкие, так как скорость оборота последних в биоценозах выше и они могут не попасть в пробу в момент исследований (при наблюдениях с длительной периодичностью).
• • При выделении вида (или группы видов), используемого в качестве индикатора воздействия того или иного фактора, необходимо иметь полевые и экспериментальные сведения о лимитирующих значениях данного фактора с учетом возможных компенсаторных реакций организма и толерантности вида (группы видов).
• • Численное соотношение разных видов (популяций или сообществ) более показательно и является более надежным индикатором, нежели численность одного вида («целое лучше, чем часть, отражает общую сумму условий»),

Биоиндикационные исследования подразделяются на два уровня: видовой и биоценотический. Видовой уровень включает в себя констатацию присутствия организма, учет частоты его встречаемости, изучение его анатомо-морфологических, физиолого-биохимических свойств. При биоценотическом мониторинге учитываются различные показатели разнообразия видов, продуктивность данного сообщества.

Существуют два основных вида биоиндикации:

• • неспецифическая;
• • специфическая.

Если одна и та же реакция вызывается различными факторами, то говорят о неспецифической биоиндикации. Если же те или иные происходящие изменения можно связать только с одним фактором, то речь идет о специфической биоиндикации. Например, лишайники и хвойные деревья могут характеризовать чистоту воздуха и наличие промышленных загрязнений в местах их произрастания. Видовой состав животных и низших растений, обитающих в почвах, является специфическим для различных почвенных комплексов, поэтому изменения этих группировок и численности видов в них могут свидетельствовать о загрязнении почв химическими веществами или изменении структуры почв под влиянием хозяйственной деятельности.

Биоиндикационные методы

Методы биоиндикации подразделяются на два основных метода: регистрирующая биоиндикация и аккумулирующая биоиндикация. Регистрирующая биоиндикация позволяет судить о воздействии факторов среды по состоянию особей вида или популяции, а аккумулирующая биоиндикация использует свойство растений и животных накапливать те или иные химические вещества (например, содержание свинца в печени рыб, находящихся на конце пищевой цепочки, может достигать 100—300 ПДК). В соответствии с этими методами различают регистрирующие и накапливающие индикаторы.

Регистрирующие биоиндикаторы реагируют на изменения состояния окружающей среды изменением численности, фенооблика, повреждением тканей, соматическими проявлениями (в том числе уродливостью), изменением скорости роста и другими хорошо заметными признаками. В качестве примера регистрирующих биоиндикаторов можно назвать лишайники, хвою деревьев (хлороз, некроз) и их сухо-вершинность. Однако с помощью регистрирующих биоиндикаторов не всегда возможно установить причины изменений, то есть факторы, определившие численность, распространение, конечный облик или форму биоиндикатора. Это один из основных недостатков биоиндикации, поскольку наблюдаемый эффект может порождаться разными причинами или их комплексом.

Накапливающие индикаторы концентрируют загрязняющие вещества в своих тканях, определенных органах и частях тела, которые в последующем используются для выяснения степени загрязнения окружающей среды при помощи химического анализа. Примером подобных индикаторов могут служить хитиновые панцири ракообразных и личинок насекомых, обитающих в воде, мозг, почки, селезенка, печень млекопитающих, раковины моллюсков, мхи.

Достоинства и недостатки биоиндикационных методов

Какой бы современной ни была аппаратура для контроля загрязнения и определения вредных примесей в окружающей среде, она не может сравниться со сложно устроенным «живым прибором». Правда, у живых приборов есть серьезный недостаток: они не могут установить концентрацию какого-либо вещества в многокомпонентной смеси, реагируя сразу на весь комплекс веществ. В то же время физические и химические методы дают количественные и качественные характеристики фактора, но позволяют лишь косвенно судить о его биологическом действии. С помощью биоиндикаторов можно получить информацию о биологических последствиях и сделать только косвенные выводы об особенностях самого фактора.

Мониторинг с применением накапливающих биоиндикаторов зачастую требует применения сложных и дорогостоящих приборов, оборудования, трудоемких методик, что под силу только специальным лабораториям. Но в основном методы биоиндикации не требуют значительных затрат труда, сложного и дорогостоящего оборудования, а потому могут широко использоваться в школьном экомониторинге.

Наиболее конструктивно использовать биоиндикаторы одновременно с инструментальным контролем за состоянием окружающей природной среды, применяемым при локальном мониторинге источников или объектов загрязнения.

Биоиндикационные методы мониторинга почвы

Биоиндикационными методами можно дать характеристику как воздушной и водной средам, так и почве.

Растения — биоиндикаторы плодородия почв

Полный анализ почвы требует много времени и труда. Однако многие особенности почвы, в том числе и плодородие, можно определить но населяющим ее растениям — биоиндикаторам.

О высоком плодородии почв свидетельствуют растения: малина, крапива, Иван-чай, таволга, сныть, чистотел, копытень, кислица, валериана.

Индикаторами умеренного плодородия почвы являются: медуница, дудник, грушанка, овсяница луговая.

О низком плодородии свидетельствуют сфагновые (торфяные) мхи, наземные лишайники , брусника клюква, кошачья лапка.

Кроме плодородия почвы, можно выяснить обеспеченность почвы определенными элементами. Например, о высоком содержании азота свидетельствуют растения-нитрофилы: иван-чай, малина, крапива; на лугах и пашне — разрастания пырея, гусиной лапчатки, спорыша (горца птичьего). При хорошем обеспечении азотом растения имеют интенсивно-зеленую окраску.

Наоборот, недостаток азота проявляется бледно-зеленой окраской растений, уменьшением ветвистости и числа листьев.

Высокую обеспеченность кальцием показывают кальциефилы: многие бобовые (например, люцерна серповидная), лиственница сибирская.

При недостатке кальция господствуют кальциефобы — растения кислых почв: белоус, щучка (луговик дернистый), щавелек, сфагнум и др. Эти растения устойчивы к вредному действию ионов железа, марганца, алюминия.

Растения — индикаторы водного режима почв

Индикаторами разного водного режима почв являются растения-гигрофиты, мезофиты, ксерофиты.

Гигрофиты — влаголюбивые растения — обитатели влажных, иногда заболоченных почв: голубика, багульник, морошка, селезеночник очередно-листный, белозор, калужница, герань луговая, камыш лесной, сабельник болотный, таволга вязолистная, горец змеиный, мята полевая, чистец болотный.

Мезофиты — растения достаточно обеспеченных влагой мест, но не сырых и не заболоченных. Это большая часть луговых трав: тимофеевка, лисохвост луговой, пырей ползучий, ежа сборная, клевер луговой, горошек мышиный, чина луговая, василек фригийский. В лесу это брусника, костяника, копытень, золотая розга, плауны.

Ксерофиты — растения сухих местообитаний: кошачья лапка, яст-ребинка волосистая, очитки (едкий, пурпурный, большой), ковыль перистый, толокнянка, полевица белая, наземные лишайники.

Растения — индикаторы глубины залегания грунтовых вод Установление показателей глубины залегания грунтовых вод имеет значение для уточнения свойств почв и для выработки рекомендаций по их мелиорации. Для индикации глубины залегания грунтовых вод можно использовать группы видов травянистых растений (индикаторные группы). Для луговых почв выделяется 5 групп индикаторных видов (табл. 10).

Таблица 10. Индикаторные группы растений — указатели глубины грунтовых вод на лугах (по Г.Л. Ремезовой, 1976)

Помимо названных групп растений, есть переходные виды, которые могут выполнять индикаторные функции, например, мятлик луговой может быть включен как в первую, так и во вторую группы. Он указывает залегание воды на глубине от 100 до более 150 см. Хвощ болотный — от 10 до 100 см и калужница болотная — от 0 до 50 см.

В качестве биоиндикатора может быть использован и один вид, если этот вид имеет массовое развитие в конкретном местообитании.

Растения — индикаторы кислотности почв

Кислотность — одно из характерных свойств почвы лесной зоны. Повышенная кислотность отрицательно сказывается на росте и развитии ряда видов растений. Это происходит из-за появления в кислых почвах вредных для растений веществ, например растворимого алюминия или избытка марганца. Они нарушают углеводный и белковый обмен в растениях, задерживают образование генеративных органов и приводят к нарушению семенного размножения, а иногда вызывают гибель растений.

Повышенная кислотность почв подавляет жизнедеятельность почвенных бактерий, участвующих в разложении органики и высвобождении питательных веществ, необходимых растениям.

В лабораторных условиях кислотность почв можно определить универсальной индикаторной бумагой, набором Алямовского, рН-метром, а в полевых условиях — при помощи растений-индикаторов. В процессе эволюции сформировались три группы растений:

• • ацидофилы — растения кислых почв,
• • нейтрофилы — обитатели нейтральных почв,
• • базифилы — растут на щелочных почвах.

Зная растения каждой группы, в полевых условиях можно приблизительно определить кислотность почвы (табл. 11).

Таблица 11. Растения — индикаторы кислотности почв

Методы биоиндикации, позволяющие изучать влияние техногенных загрязнителей на растительные и животные организмы, на неживую природу, являются наиболее доступными. Для практической оценки воздушной среды биоиндикационными методами представлена лабораторная работа.

Лабораторная работа 8

БИОИНДИКАЦИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОЗДУХА

Цель работы, оценить состояние воздушной среды при помощи различных биоиндикаторов.

Сильнейшее антропогенное воздействие на фитоценозы оказывают загрязняющие вещества в окружающем воздухе, такие как диоксид серы, оксиды азота, углеводороды. Среди них наиболее типичным является диоксид серы, образующийся при сгорании серосодержащего топлива (работа предприятий теплоэнергетики, котельных, отопительных печей населения, а также транспорта, особенно дизельного).

Устойчивость растений к диоксиду серы различна. Даже незначительное наличие диоксида серы в воздухе хорошо диагностируется лишайниками — сначала кустистые, потом листоватые и, наконец, накипные формы. Наиболее информативными по загрязнению диоксидом серы являются различные виды лишайников: Lecanora, Usnea, Alectoria, Cetraria.

Из высших растений повышенную чувствительность к S0₂ имеют хвойные (кедр, ель, сосна). Устойчивы к загрязнению бересклет, бирючина, клен ясенелистный.

Для ряда растений установлены границы их жизнедеятельности и предельно допустимые концентрации (ПДК) диоксида серы в воздухе. Величины ПДК (мг/м³): для тимофеевки луговой, сирени обыкновенной — 0,2; барбариса — 0,5; овсяницы луговой, смородины золотистой — 1,0; клена ясенелистного — 2,0.

Чувствительны к содержанию в воздухе других загрязнителей (например, хлороводорода, фтороводорода) такие растения, как пшеница, кукуруза, пихта, ель, земляника садовая, береза бородавчатая.

Стойкими к содержанию фтороводорода в воздухе являются хлопчатник, одуванчик, картофель, роза, томаты, виноград, а к хло-роводороду — крестоцветные, зонтичные, тыквенные, гераниевые, гвоздичные, вересковые, сложноцветные.

Задание 1. Определение загрязнения воздуха по состоянию хвои сосны.

Считается, что для условий лесной полосы России наиболее чувствительны к загрязнению воздуха сосновые леса. Это обусловливает выбор сосны как важнейшего индикатора антропогенного влияния, принимаемого в настоящее время за «эталон биодиагностики». Информативными по техногенному загрязнению являются морфологические и анатомические изменения, которые проявляются в виде:

• • хлороза — это бледная или светлая окраска хвои или листьев;
• • некроза — это потемнение и отмирание частей хвои или листьев;
• • дефолиации — это опадение хвои или листьев, а также продолжительность жизни хвои.

При хроническом загрязнении лесов диоксидом серы наблюдаются повреждения и преждевременное опадение хвои сосны. В зоне техногенного загрязнения отмечается снижение массы хвои на 30—60 % в сравнении с контрольными участками.

В незагрязненных лесных экосистемах основная масса хвои сосны здорова, не имеет повреждений и лишь малая часть хвоинок имеет светло-зеленые пятна и некротические точки микроскопических размеров, равномерно рассеянные по всей поверхности. В загрязненной атмосфере появляются повреждения и снижается продолжительность жизни хвои сосны.

Методика эксперимента

Определение состояния хвои сосны

Выберите ключевые участки с различной степенью загрязнения воздуха (3—5 участков: вдоль дороги, возле промышленных предприятий, в парке, в лесу, возле своего дома). На каждом ключевом участке выберите 5—10 деревьев сосны в 15—20-летнем возрасте. С различных боковых побегов в средней части кроны отберите 200—300 пар хвоинок второго и третьего года жизни.

Анализ хвои проводят в лаборатории. Вся хвоя делится на три части (неповрежденная, с пятнами и с признаками усыхания), и подсчитывается количество хвоинок в каждой группе. Данные заносятся в рабочую таблицу (табл. 12) с указанием даты отбора проб на каждом ключевом участке. Обработанные данные заносятся в табл. 13 экопаспорта.

Полученные результаты сравниваются с результатами прошлых лет по данным экопаспорта. Делается вывод об изменении уровня загрязнения атмосферы.

Определение загрязненности атмосферы по состоянию генеративных органов сосны (обследование шишек сосны).

Под действием загрязнителей происходит подавление репродуктивной деятельности сосны. Число шишек на дереве снижается,

Таблица 12. Определение состояния хвои сосны обыкновенной для оценки загрязненности атмосферы (измеряемые показатели — количество хвоинок)

Таблица 13. Экопаспорт биодиагностики чистоты воздуха по состоянию сосны обыкновенной

уменьшается число нормально развитых семян в шишках, заметно изменяются размеры женских шишек (до 15—20 %).

Для проведения исследования в осеннее или зимнее время на ключевых участках отбирают 100—200 шишек с 10—20 деревьев 30—40-летнего возраста и определяют их линейные размеры штангенциркулем, мерной лентой или полоской миллиметровой бумаги.

Полученные данные вносят в рабочую тетрадь, подсчитывают средние для ключевого участка длину и диаметр шишек и заносят данные в табл. 14.

Таблица 14. Определение состояния генеративных органов

сосны обыкновенной (измеряемые показатели — размеры шишек сосны)

Полученные результаты вносятся в табл. 13 экопаспорта и сравниваются с результатами прошлых лет. Делается вывод об изменении степени загрязнения атмосферы.

Определение загрязненности атмосферы по состоянию прироста деревьев последних лет.

Биоиндикатором загрязненности атмосферы может служить ежегодный прирост деревьев по высоте, который на загрязненных участках может быть на 20—60 % ниже, чем на контрольных.

Для индикации состояния атмосферы этим методом в сентябре следует визуально осмотреть на ключевых участках сосновый древостой возраста 10—15 лет. На исследуемом участке выбрать направление (например, с севера на юг), вдоль которого подсчитать все деревья подряд, кроме тех, у которых поврежден главный побег. Чтобы измерения были более точными, необходимо обследовать не менее 100 деревьев, находящихся по возможности в разных местах исследуемого участка для исключения случайных факторов, например вредителей (хруш, пилильщик, сосновая совка). На каждом дереве измерить длину центрального побега между двумя верхними мутовками (т. е. прирост последнего года) и определить среднюю величину прироста. Полученные данные занести в табл. 13 экопаспорта.

Определение загрязненности атмосферы по продолжительности жизни хвои.

Информативной по техногенному загрязнению является продолжительность жизни хвои сосны (от 1 года до 4—5 и более лет).

С целью определения продолжительности жизни хвои на каждом участке необходимо осмотреть не менее 100—200 деревьев. Для удобства проведения исследования методом визуального осмотра выбираются невысокие деревья (в возрасте 10—15 лет). Результаты осмотра заносят в табл. 15.

Таблица 15. Определение оценки загрязненности атмосферы по продолжительности жизни хвои (измеряемый показатель — количество деревьев)

По данным таблицы рассчитывают индекс продолжительности ЖИЗНИ ХВОИ СОСНЫ О по формуле

3 В + 2 • В2 + 1 ?

/?і + В~) +

где В, В₂, В₃ — количество осмотренных деревьев с данной продолжительностью жизни хвои.

Чем выше индекс (?, тем больше продолжительность жизни хвои сосны, а значит, и чище воздух.

Затем проводят расчет средней продолжительности жизни хвои ?> сосны для каждого ключевого участка. Данные заносят в табл. 13 экопаспорта.

Задание 2. Определение загрязнения воздуха по лишайникам (лихе-ноиндекация).

Лишайники — широко распространенные организмы с достаточно высокой выносливостью к климатическим факторам и чувствительностью к загрязнителям окружающей среды.

Внешнее строение лишайников

Вегетативное тело лишайника — таллом, или слоевище. По внешнему виду различают три типа талломов лишайников: накипные, листоватые и кустистые. Слоевище накипного лишайника представляет собой корочку, прочно сросшуюся с субстратом — корой дерева, древесиной, поверхностью камней. Его невозможно отделить от субстрата без повреждения.

Листоватые лишайники имеют вид чешуек или пластинок, прикрепленных к субстрату с помощью пучков грибных нитей (гиф) — ризин или отдельных тонких гиф — ризоидов. Лишь у немногих лишайников таллом срастается с субстратом только в одном месте с помощью мощного пучка грибных гиф, называемого гомфом.

У кустистых лишайников таллом состоит из ветвей или более толстых, чаше ветвящихся стволиков. Кустистый лишайник соединяется с субстратом гомфом и растет вертикально или свисает вниз.

Влияние загрязнения воздуха на состояние лишайников

Минеральные вещества в виде водных растворов поступают в слоевище лишайника из почвы, горных пород, коры деревьев (хотя роль последней не доказана). Однако гораздо большее количество химических элементов лишайники получают из атмосферы с осадками и пылью. Поглощение элементов из дождевой воды идет очень быстро и сопровождается их концентрированием. При повышении концентрации соединений металлов в воздухе резко возрастает их содержание в слоевищах лишайников. В лесу, где осадки проходят сквозь кроны деревьев и стекают со стволов, лишайники гораздо богаче минеральными и органическими веществами, чем на открытых местах.

Особенно много минеральных и органических веществ попадает в тело эпифитных лишайников, растущих на стволах деревьев. Эти растения используются для наблюдения за распространением в атмосфере более 30 элементов: лития, натрия, калия, магния, никеля, меди, цинка, галлия, кадмия, свинца, ртути, иттрия, урана, фтора, йода, серы, мышьяка, селена и др.

Состав минеральных элементов в лишайниковом слоевище определяется классическим методом сжигания, образующаяся зола подвергается химическому анализу на содержание того или иного элемента.

Многочисленные исследования в районах промышленных объектов, на заводских и прилегающих к ним территориях показывают прямую зависимость между загрязнением атмосферы и сокращением численности определенных видов лишайников. Особая чувствительность лишайников объясняется тем, что они не могут выделять в среду поглощенные токсические вещества, которые вызывают физиологические нарушения и морфологические изменения.

По мере приближения к источнику загрязнения слоевища лишайников становятся толстыми, компактными и почти совсем утрачивают плодовые тела, обильно покрываются соредиями. Дальнейшее загрязнение атмосферы приводит к тому, что лопасти лишайников окрашиваются в беловатый, коричневатый или фиолетовый цвет, их талломы сморщиваются и растения погибают. Изучение лишайников флоры в населенных пунктах и вблизи крупных промышленных объектов показывает, что состояние окружающей среды оказывает существенное влияние на развитие лишайников. По их видовому составу и встречаемости можно судить о степени загрязнения воздуха.

Наиболее резко лишайники реагируют на диоксид серы. Концентрация диоксида серы 0,5 мг/м² губительна для всех видов лишайников. На территориях, где средняя концентрация Б0₂ превышает 0,3 мг/м² , лишайники практически отсутствуют. В районах со средними концентрациями диоксида серы от 0,3 до 0,05 мг/м² по мере удаления от источника загрязнения сначала появляются накипные лишайники, затем листоватые (фисция, леканора, ксантория). При концентрации менее 0,05 мг/м² появляются кустистые лишайники (уснея, алектория, анаптихия) и некоторые листоватые (лобария, пармелия).

На частоту встречаемости лишайников влияет кислотность субстрата. На коре, имеющей нейтральную реакцию, лишайники чувствуют себя лучше, чем на кислом субстрате. Этим объясняется различный состав лихенофлоры на различных породах деревьев.

Таким образом, методы оценки загрязненности атмосферы по встречаемости лишайников основаны на следующих закономерностях:

• • чем сильнее загрязнен воздух города, тем меньше встречается в нем видов лишайников (вместо десятков может быть один-два вида);
• • чем сильнее загрязнен воздух, тем меньшую площадь покрывают лишайники на стволах деревьев;
• • при повышении загрязненности воздуха исчезают первыми кустистые лишайники (растения в виде кустиков с широким плоским основанием); за ними — листоватые (растут в виде чешуек, отделяющихся от коры); последними — накипные (имеют слоевище в виде корочки, сросшейся с корой).

Методика определения степени загрязнения воздуха по лишайникам Выберите ключевые участки с различной степенью загрязнения воздуха. На каждом участке подсчитывают общее число исследуемых деревьев и деревьев, покрытых лишайниками. Описывают лишайники, отмечая, к какому виду они относятся. Указывают жизнеспособность каждого образца, его состояние. На каждом дереве описывают минимум четыре площадки (две у основания и две на высоте 1,4—1,6 м). Оценка встречаемости и покрытия дается по 5-балльной шкале (табл. 16).

Таблица 16. Оценки частоты встречаемости и степени покрытия по пятибалльной шкале

После проведения исследований на нескольких десятках деревьев делается расчет средних баллов встречаемости и покрытия для каждого типа роста лишайников: накипных (Н), листоватых (Л) и кустистых (К). Зная баллы средней встречаемости и покрытия Н, Л, К, легко рассчитать показатель относительной чистоты атмосферы (ОЧА) по формуле

О А

Н + 2-Л + 1-К 30

Чем выше показатель ОЧА (ближе к единице), тем чище воздух местообитания. Имеется прямая связь между ОЧА и средней концентрацией диоксида серы в атмосфере. Результаты лихеноиндикации вносятся в табл. 17 экопаспорта.

Методика определения лишайников

Определение лишайников следует начинать с установления субстрата, на котором они собраны. Затем следует установить тип таллома и, пользуясь ключом, определить род, а затем и вид лишайника.

В ряде случаев при определении необходимо рассмотреть срез таллома или апотеция. Срез можно приготовить лезвием безопасной

Таблица 17. Экопаспорт оценки чистоты воздуха при помощи лишайников

бритвы, он должен быть тонким. Срез помешают на предметное стекло и рассматривают под десятикратным (или более) увеличением. Видимое в микроскопе изображение, сравнивают с рисунком, приведенным выше. В отдельных случаях для более точного определения можно воспользоваться простыми реактивами, широко применяемыми для определения лишайников. Их индикаторное действие объясняется наличием или отсутствием в лишайниках тех или иных специфических кислот или других химических веществ.

Реактивы

Едкий калий — 5 или 10%-ный раствор КОН в воде. Действует на коровой слой, сердцевину таллома и на срезы или диск апотеция. При положительной реакции они могут краснеть, желтеть или буреть, при отрицательной — не изменяются. При действии на сердцевину необходимо скальпелем соскоблить часть корки.

Белильная (хлорная) известь — концентрированный раствор-взвесь СаС1₂0 в воде. Сохраняется в темной, плотно закрытой склянке в течение недели. Изменение окраски может быть такое же, как и при использовании КОН.

Йод — 10%-ный раствор йода в йодистом калии (1₂ + Ю) или спиртовой раствор йода. Обычно этот реактив используют для срезов. Он придаст им синюю окраску, в последующем переходящую в винно-красную. Изменение окраски во многом зависит от свежести материала, иногда требуется до 10—15 минут, чтобы реакция четко обозначилась.

Вопросы для самопроверки

• 1. Что представляет собой биоиндикационный метод?
• 2. Виды биоиндикации.
• 3. Как реагируют на изменение состояния окружающей среды регистрирующие и накапливающие биоиндикаторы?
• 4. Какие показатели качества почв можно определить при помощи биоинди-кационного метода?
• 5. Как называются растения-биоиндикаторы, характерные для кислых, нейтральных и щелочных почв?
• 6. Какие растения являются индикаторами водного режима почв?
• 7. К наличию какого газа проявляют повышенную чувствительность лишайники и хвойные породы деревьев?
• 8. Какие виды лишайников вы знаете и какой из них реже всего встречается?
• 9. Как можно доказать, что вы обнаружили именно лишайник?
• 10. Какие растения-биоиндикаторы вы знаете?
• 11. Как называют процесс опадания хвои или листьев?
• 12. Как называют процесс потемнения и отмирания хвои и листьев?
• 13. Как называют процесс потери окраски хвои и листьев?
• 14. Какие виды лишайников вы знаете?
• 15. Каким образом можно определить показатель относительной чистоты атмосферы (ОЧА)?
• 16. Чем неспецифическая биоиндикация отличается от специфической?
• 17. Каким образом можно рассчитать индекс продолжительности жизни хвои сосны?