Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение
Краснооктябрьская средняя общеобразовательная школа
347783, Ростовская область, Веселовский район, х. Красный Октябрь, ул. Школьная, 59 т. 6-37-04
тел./факс:8 (86358)63704, E-mail: [link]
«БИОИНДИКАЦИЯ КАК МЕТОД РЕАЛИЗАЦИИ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА»
Работу выполнила
Комарова Светлана Викторовна,
МБОУ Краснооктябрьская СОШ, 11 класс
Ростовская область Веселовский район
хутор Красный Октябрь
Руководитель
Тугарева Марьям Масхутовна
учитель биологии
МБОУ Краснооктябрьской СОШ
х. Красный Октябрь
2015 год
СОДЕРЖАНИЕ.
Введение.
Биоиндикация как метод реализации экологического мониторинга в исследовательской работе.
1). Загрязнение окружающей среды:
Классификация загрязнения окружающей среды;
Загрязнение речных экосистем;
Экологическая ситуация в водоёмах Ростовской области;
2). Индикация загрязнения среды.
3). Определение качества воды, атмосферы и почвы при помощи биологических индикаторов.
4). Лабораторные исследования с помощью биоиндикаторов:
Биологическое тестирование речной воды разной степени загрязнения;
Биопробы на дисках из листьев и изолированных листьях;
Биопробы на черенках и срезанных побегах растений;
Комплексное исследование водоёма.
Выводы.
Список литературы
ВВЕДЕНИЕ.
Природа – сфинкс.
И тем она верней
Своим искусом
Губит человека.
Что, может статься,
Никакой, от века
Загадки нет
И не было у ней.
Ф. И. Тютчев.
Призрак экологической гибели человечества от природных аномалий и стихийных бедствий, в значительной мере спровоцированных самим человеком, становится грозной явью.
В настоящее время экология превратилась в одну из главенствующих междисциплинарных синтетических наук, решающую актуальную проблему современности – изучение взаимоотношений человечества с окружающей средой. Это связано, прежде всего, с негативными экологическими последствиями воздействия антропогенных факторов на биосферу Земли: парниковый эффект, кислотные дожди, истощение озонового слоя, обезлесевание, опустынивание, угрожающее загрязнение среды различными токсинами, объединение и деградация природных экосистем и т.д.
Прав был основоположник учения о биосфере академик В.И. Вернадский, когда писал: «Лик планеты – биосфера – химически меняется человеком сознательно и главным образом бессознательно». Поэтому человечеству для своего дальнейшего существования необходимо заботиться о сохранении природной среды.
Для обеспечения экологической безопасности нужны знания. Природа преподает нам свои уроки, и всё чаще наглядные и горькие, а мы всё ещё надеемся на чудеса. Может быть, на технический прогресс, который решит разом все наши экологические проблемы. Только напрасно, потому что самая передовая технология не гарантирует нам такого же передового сознания. Губят природу не заводы и комбинаты, а люди, которые там работают. И не только по злому умыслу, а от экологического невежества, намертво вбитой в голову уверенности, что от природы не убудет, что кладовые её бездонны, леса бескрайни, просторы неодолимы. Между тем, все природные ресурсы исчерпаемы, кроме одного – разума человека. На него и надежда.
Разумное, опирающееся на глубокие знания, отношение к природе необходимо воспитывать с детства. И делать это надо сегодня, иначе завтра нам уже ничего не поможет. В идеале надо стремиться раскрыть и познать многообразие взаимосвязей между населяющими нашу планету животными, растениями и средой их обитания.
Экологическое образование нацелено на формирование новой личности интеллектуальной, творческой, нравственной, обладающей экологическим мышлением, осознающей значение окружающей среды и готовой рациональному природопользованию. Чрезвычайно актуальной становится проблема использования в практике экологического образования мониторинговых исследований состояния окружающей среды и, в частности биоиндикационных исследований, позволяющих определить уровень антропогенного воздействия на природную среду по состоянию обитающих в ней живых организмов – биоиндикаторов.
Проблема использования биоиндикационных исследований нуждается в исследовании. Это обусловило актуальность исследования по теме «Биоиндикация как метод реализации экологического мониторинга».
Цель исследования: состоит в изучении и использовании биоиндикаторов для оценки состояния окружающей среды.
Задачи исследования:
БИОИНДИКАЦИЯ КАК МЕТОД РЕАЛИЗАЦИИ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА В ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЕ.
ЗАГРЯЗНЕНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ.
Загрязнение окружающей среды – это привнесение в окружающую среду или возникновение в ней новых, обычно не характерных физико – химических и биологических веществ, агентов, оказывающих вредные воздействия на природные экосистемы и человека. Выделяют: естественное загрязнение, возникшее в результате мощных природных процессов (извержение вулканов, лесные пожары, выветривание и др.) без какого - либо влияния человека, и антропогенное – являющееся результатом деятельности человека, иногда по масштабам воздействия превосходящее естественное.
КЛАССИФИКАЦИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ.
Различные типы загрязнения подразделяются на три основных: физическое, химическое и биологическое (см. Приложение 1.).
Физическое загрязнение связано с изменением физических, температурно – энергетических, волновых, радиационных параметров внешней среды. Так тепловое воздействие проявляется в ухудшении режима земной поверхности и условий жизни людей. Источниками теплового загрязнения в нашей местности служат котельные, малые сельскохозяйственные предприятия. Сюда относятся воздействия шума и электромагнитное излучение, причем источниками последнего служат высоковольтные линии электропередач, электроподстанции, антенны радио - и телепередающих станций, а в последнее время так же микроволновые печи, компьютеры и телефоны.
Химическое загрязнение – увеличение количества химических компонентов определённой среды, а также проникновение в неё химических веществ, не свойственных ей или в концентрациях, превышающих норму. Наиболее опасным для природных экосистем и человека представляется именно химическое загрязнение, поставляющее в окружающую среду различные токсины (аэрозоли, химические вещества, пестициды, тяжелые металлы, пластмассы и т.д.). По расчётам специалистов, в настоящее время в природной среде содержится от 7 до 8,6 миллионов химических веществ, причем их арсенал ежегодно пополняется ещё 250 тыс. новых соединений. Многие химические вещества обладают канцерогенными мутагенными свойствами, среди которых особенно опасны 200 наименований (список составлен экспертами ЮНЕСКО): бензол, асбест, бензопирен, пестициды (ДДТ, элдрин и др.), тяжелые металлы (особенно ртуть, свинец, кадмий), разнообразные красители и пищевые добавки. По оценкам всемирной организации здравоохранения, в мире около 600 млн. человек подвержены воздействию атмосферы с повышенной концентрацией диоксида серы и более 1млрд человек, т.е. каждый седьмой житель планеты, с вредной для здоровья концентрацией взвешенных частиц. Результаты проверки продуктов питания в нашей области показали, что более 30% всех пищевых продуктов содержали пестициды, а концентрации свинца и цинка в ряде проб шелковицы, кресс – салата, корнеплодов и листьев петрушки превышали предельно допустимые. В ягодах клубники отмечено высокое содержание железа. Повышена предельно допустимая концентрация никеля в пробах абрикосов и листьев петрушки. Таким образом, в овощах и фруктах выращиваемых на приусадебных участках, наблюдается повышенное содержание тяжёлых металлов. Потребление таких продуктов в пищу может вызвать негативные последствия для здоровья человека.
Нам постоянно предлагают продукты, содержащие консерванты, красители, эмульгаторы и т.д. Эти пищевые добавки серьёзно угрожают нашему здоровью (см. Приложение 2).
Биологическое загрязнение – случайное или связанное с деятельностью человека проникновение в эксплуатируемые экосистемы и технологические устройства чуждых им растений, животных и микроорганизмов (бактериологическое); часто оказывает негативное влияние при массовом размножении пришлых видов. Особенно загрязняют среду предприятия, производящие антибиотики, ферменты, вакцины, сыворотки, кормовой белок, биоконцентраты и др., предприятия промышленного биосинтеза, в выбросах которых присутствуют живые клетки микроорганизмов. К биологическому загрязнению можно отнести преднамеренную или случайную интродукцию, чрезмерную экспансию живых организмов. Так, наличие в городах и населённых пунктах свалок, несвоевременная уборка бытовых отходов привели к численному росту синотропных животных: крыс, насекомых, голубей, ворон и др. Загрязнение природных вод влияет не только на здоровье человека, оно приводит к сокращению и уничтожению тех или иных видов живых организмов с одновременным размножением других.
ЗАГРЯЗНЕНИЕ РЕЧНЫХ ЭКОСИСТЕМ.
Рассмотрим воздействия на речные экосистемы, которые особенно возросли в последние десятилетия в связи с антропогенными факторами. Так, во многих речных системах отмечена тенденция увеличения концентрации ионов натрия, калия, хлора и др., а так же содержание тяжёлых металлов, радионуклеотидов. Современное гидроэнергетическое строительство на крупных реках сильно нарушило их естественный режим: гидрологический, гидрохимические составляющие, изменилась величина их годового стока, длина рек, устьевые зоны и т.д. Возросли антропогенные нагрузки на р. Дон, воды которого загрязнены нефтепродуктами, фенолами, тяжелыми металлами, пестицидами. Результатом неразумной хозяйственной деятельности человека стало резкое ухудшение воспроизводства многих видов рыб, уменьшение их запасов и объёма вылова. Еще в большей степени от загрязнения страдают малые реки. Наиболее типичная причина деградации малых рек – интенсивная антропогенная эрозия почв. Она способствует заилению малых рек степной и лесостепной зон. Другие причины деградации рек (чрезмерный водозабор, неправильное проведение мелиоративных работ и др.) имеют локальный характер.
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ СИТУАЦИЯ В ВОДОЁМАХ
РОСТОВСКОЙ ОБЛАСТИ.
В водоёмы Ростовской области сбрасывается огромное количество загрязнённых сточных вод, сельскохозяйственных отходов. Особенно неблагоприятными оказались такие реки, как Аксай, Тузлов, Большой Несветай, Грушевка, Маныч, Егорлык, Средний Егорлык, Калитва, Быстрая, Лихая. Большинство малых рек области возведением не инженерных плотин и распашкой доведены до такого критического состояния, что просто перестали существовать как целостные экосистемы.
Одним из крупнейших источников загрязнения вод является сельское хозяйство. Основные загрязняющие ингредиенты в поверхностном стоке с сельскохозяйственных угодий – частицы почвы, органическое вещество (гумус), удобрения и пестициды, вредные микроорганизмы. Из внесённых на склоновые земли удобрений вымывается до 20 % азота, 2-5 % фосфора и 10-70 % калия.
Поскольку стоки с полей невозможно пропустить через очистительные сооружения, опасность загрязнения вод огромна. Биогенные вещества способствуют интенсивному «цветению» воды и приводят к нарушению самоочищения, так как избыток биогенов способствует развитию водорослей (главным образом фитопланктона), образующих такие токсичные соединения, как аммиак и сероводород. При отмирании разлагающаяся органика оседает на дно, поглощая растворенный в воде кислород и способствуя бурному развитию в ней гнилостных бактерий (см. Приложение 3).
ИНДИКАЦИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ СРЕДЫ.
Индикация загрязнения среды – это качественное обнаружение и количественное определение физико – химических веществ в объектах окружающей природной среды. Помимо биоиндикаторов существуют ландшафтные индикаторы (рельеф, поверхностные воды, снег и лёд, торф и тд.), позволяющие определить степень загрязнения внешней среды различными антропогенными токсикантами. Основное требование, предъявляемое к природным индикаторам – способность отражать (фиксировать) воздействие и сохранять его в «памяти» с минимальной трансформацией до времени опробования.
Снег – один из наиболее информативных и удобных индикаторов техногенного воздействия на геосистему через атмосферу; его достоинство – повсеместное распространение зимой на большей части России. Основы методики были заложены ещё в 20-30-х годах при исследовании металлургических центров страны. Как правило, индикация проводится в конце зимы, в период максимального снегостояния, что позволяет рассчитать поступление природного и техногенного вещества на единицу времени, а также за весь год.
В качестве индикаторов нарушения геосистем широко используется растительность, в частности, к оптимальным индикаторам ранних стадий нарушения ландшафтов лесной зоны относится эпифитная лишайниковая и моховая растительность. Хорошим индикатором при изучении ответной реакции на техногенное воздействие служит почва, включая почвенную микрофлору.
Ландшафтная индикация позволяет определять степень воздействия промышленных объектов на окружающую среду и рекомендации по их расположению с учётом типа природных зон. Рассмотрим в качестве примера воздействие ТЭС на природную среду. В нашей стране на долю тепловых электростанций, производящих около 80% всей электроэнергии, приходится 27% всех промышленных выбросов в атмосферу. Их воздействие : дымовые выбросы (пыль, диоксид серы, сероводород, углеводород и пр.), тяжелые металлы и др. Выбросы большого количества соединений серы в районах ТЭС приводит к подкислению природных осадков, отрицательно влияющих на природные ландшафты. Особенно неблагоприятное воздействие оказывает ТЭС на жидком и газообразном топливе с кислыми выбросами.
В степной зоне влияние кислых и щелочных выбросов сказывается в меньшей степени. Это связано с тем, что кислые выбросы тепловых электростанций нейтрализуются чернозёмами, которые обладают высокоёмким комплексом и нейтральной реакцией РН. Всё это указывает на то, что, при оценке воздействия ТЭС на природные ландшафты, предпочтительнее их размещать на жидком топливе в южных степных и лесостепных районах.
ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О БИОИНДИКАТОРАХ.
Оценить экологическую ситуацию можно не только химическим, но и биологическим путём.
Биоиндикаторы – это живые организмы, по наличию, состоянию и поведению которых можно судить о степени изменения окружающей среды, в том числе о присутствии концентрации загрязняющих веществ. Живые индикаторы имеют существенные преимущества, устраняя применение дорогостоящих и трудоёмких физико-химических методов для определения степени загрязнения среды. Они суммируют все без исключения биологически важные данные о загрязнении, учитывают скорость происходящих изменений, пути и места скоплений в экосистемах различного рода токсинов, позволяют судить о степени вредности тех или иных веществ для живой природы и человека. Для биоиндексации используются низшие и высшие растения, микроорганизмы, различные виды животных (норка, выдра, грызуны и др.). Особенно чуткими индикаторами загрязнения воздуха являются лишайники и мхи, учитывая особенности их биологии и физиологии. Антропогенное загрязнение атмосферы значительно влияет на высшие растения, часто приводя к следующему: изменение окраски листьев, некроз, опадание листвы, изменение формы, роста ветвлений и др. Так, при загрязнении атмосферы диоксидом серы типичными признаками повреждения являются: у сосны обыкновенной – по бурение кончиков игл хвои; у ясеня американского – обширное междужилковое обесцвечивание листьев и т п. (см . Приложение 4.)
В июле 2014 года на территории хутора после дождя наблюдался массовый листопад у абрикоса, что свидетельствует о возможном загрязнении воздуха фтористым водородом.
Яркими биоиндикаторами качества воды служат простейшие организмы: амёбы, инфузории и т. п.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАЧЕСТВА ВОДЫ, АТМОСФЕРЫ И ПОЧВЫ ПРИ ПОМОЩИ БИОЛОГИЧЕСКИХ ИНДИКАТОРОВ.
Мониторинг – это комплексная система наблюдений, оценки и прогноза изменений состояния окружающей среды под влиянием антропогенных факторов.
Основными задачами мониторинга служат наблюдения за состоянием биосферы, оценка и прогноз состояния природной среды, выявление факторов и источников антропогенных воздействий на окружающую среду и др. Выделяют следующие типы мониторинга: глобальный (биосферный), геофизический, климатический, биологический, экологический и др.
Комплексный мониторинг водной среды включает в себя данные о температуре, прозрачности, запахе, РН, концентрации нитратов и других химических веществ. Учитывается антропогенное воздействие на состояние водных биоценозов. Определяется скорость течения, наличие мусора, его состав, характер дна, состояние растительности и животного мира, использование вод человеком. Измерение химических, географических, физических параметров воды целесообразно сочетать с оценкой состояния биологических систем по биоиндикаторам.
Значение мониторинга. Мониторинг позволяет предупредить и устранить действие негативных факторов, влияющих на живые системы вообще и здоровье человека в частности.
По животным и растениям, живущим в водоёме, можно довольно быстро дать заключение о качестве воды и степени её загрязнения. Такой способ определения чистоты воды называется биохимическим, а организмы – индикаторы. Следовательно, биологическая индикация – это оценка среды по состоянию организмов и видовому составу экосистем.
Наибольшее разнообразие видов характерно для чистых водоёмов. По мере загрязнения многие виды гибнут, а те, что остаются, усиленно размножаются.
Наиболее распространённая шкала загрязнения водоемов – система сапробности, т.е. способности организмов жить и развиваться в воде с той или иной степенью загрязнения органическими веществами. При этом различают 4 зоны сапробности:
самая грязная вода, пахнущая сероводородом и аммиаком – полисапробная;
более чистая вода, в которой появляется кое-какая растительность – альфа-мезосапробная;
вода с большим количеством зелёных водорослей и множеством животных, характерных для рыбоводных прудов – бета-мезосапробной;
практически чистая вода – олигосапробная.
ПОЛИСАПРОБНАЯ вода богата разлагающейся органикой и почти не содержит кислорода. Здесь можно встретить простейших жгутиковых и некоторые виды инфузорий.
АЛЬФА-МЕЗОСАПРОБНАЯ зона характеризуется наличием аммиака, но уже нет метана, сероводорода и появляется небольшое количество кислорода. В такой воде развиваются организмы, устойчивые к недостатку кислорода. Здесь можно встретить инфузорий, коль, под и сувоек, коловраток-брохлонусов. В иле обитают трубочники и личинки хирономид, моллюсков.
БЕТА - МЕЗОСАПРОБНАЯ вода в достаточной мере насыщена кислородом, но дефицит его может наблюдаться в ночные часы. Здесь можно встретить множество инфузорий, большая часть которых относится к группе брюхоресничных, сувоек, коловраток, дафний, циклопов.
В ОЛИГОСАПРОБНОЙ воде встречается незначительное количество настоящих органических соединений, а содержание кислорода в дневное и ночное время практически одинаково. Дно таких водоёмов обычно песчаное, каменистое или глинистое, ила почти нет. Здесь живёт большое количество видов животных, но число особей каждого вида невелико. Наиболее характерными для данной зоны являются сувойки-неубимиферы и дафнии-лонгиспины, у которых раковина заканчивается длинным отростком. (см. Таблицу 1).
Таблица 1.
Организмы – индикаторы загрязнения воды
Уровни сапробные Саркодовые
Жгутиковые
Инфузории
Коловратки
Полисапробные
Pelomyxa Vahlkampta
Hexamita Trepomomas
Caenomorpha Colpidium Epalxella Lacrymaria Metopus Vortycella
Апьфа-мезоса-пробные
Bicolca Bodo chilomonas
Carchesium Chilodonelle Paramecium Urocentrum
Dicrano-phorus
Бета-мезоса-пробные
Amoeba Echino-sphacrium
Dinobryon Synurd
Euplones Halteria Spirostomum Stentor Stylonychia
Rotaria Brachionus
Олигоса-пробные
Acanthocystis Magorella
Diplosiga Volvox
Dileptus Strobilidium Thuricola *
Notholca
Наибольшее разнообразие видов характерно для чистых водоемов. По мере загрязнения многие виды гибнут, а те, что остаются, усиленно размножаются. Например, усиленно размножаются мотыль (личинки комаров-звонцов), черви-трубочники, крупные красные дафнии. В совсем грязных водоемах многоклеточные беспозвоночные жить не могут, там встречаются только инфузории и бактерии.
В настоящее время оценка степени загрязнения по сапробности уже недостаточна, так как в водоемы попадают все новые загрязнители, влияющие на физиологические показатели и наследственную программу гидробионтов. Поэтому надо обратить внимание не только на видовой состав животных, но и на особенности их поведения. Например, по виду кругоресничных инфузорий-сувоек можно уточнить, достаточно ли кислорода в воде. Если инфузории сжались почти в шарики, устья закрыты и ресничек не видно, значит, либо в воде мало кислорода, либо в ней содержатся токсичные вещества. При хронической нехватке кислорода или под воздействием вредных веществ сувойки, обычно прикрепленные организмы, отрываются от субстрата, теряют ножку и превращаются в так называемых «бродяжек».
По видовому составу рыб также можно судить об относительной чистоте водоема. Например, такие рыбы, как голавль, серебряный карась, шиповка, ерш-бирючок, плотва, бычок живут в чистой воде и не выдерживают мутной, заиленной и непроточной воды. Индикатором чистоты водоема также служат ерш, окунь, судак, щука, личинки беззубки, личинки перловицы, дрейсена. Невысокие требования к чистоте воды предъявляют золотой карась, вьюн, красноперка, сом. Что касается индикационных свойств земноводных, то взрослые амфибии гораздо устойчивее к различным загрязняющим факторам, чем другие позвоночные, однако их икра гибнет уже при малых концентрациях любых пестицидов. Особенно чувствительна икра остромордой лягушки, которая погибает в первую очередь. Все земноводные чутко реагируют на повышенную кислотность воды. Например, для тритонов оптимальное РН = 5-9, если ниже 5, то земноводные погибают. Ухудшение кислородного режима (вплоть до заморов), накопление в водной среде токсичных органических веществ приводит к катастрофам. Цветение вод - это одна из них. Цветение вод - это массовое развитие (вспышка) фитопланктона, вызывающее изменение окраски воды от зеленой (зеленые и сине-зеленые водоросли) и желто-бурой (диатомовые) до красной (динофлагелляты). Это обусловлено значительным поступлением в водоемы минеральных питательных веществ (фосфора, азота, калия и др.). В Мировом океане в последние годы стали часты так называемые «красные приливы», которые связаны с чрезмерным сбросом в океан органических веществ и массовой вспышкой пирофитовых водорослей. Фитопланктон, разлагаясь в водной толще, забрал весь кислород, это приводит к массовым заморам рыбы. Но не только сброс биогенных веществ в океан служит причиной «красных приливов», здесь играют роль и глобальное повышение температуры воздуха, выхлопные газы автомобилей и промышленных предприятий.
Индикаторами чистоты водоемов являются также кувшинка и кубышка, которые принадлежат к семейству нимфейных и водятся в тихо-текущих чистых водах и проточных прудах. Сальвиния или водяной орех, а также ряска, наоборот, распространены в тихо текущих и стоячих водах, на поверхности прудов и заливов, где в несметном количестве заволакивает собой поверхность водоёма.
У растений – биоиндикаторов реакция на загрязнение проявляется в виде морфологических изменений (см. Приложение № 5):
1). Хлороз (побеление) листьев при загрязнении почвы солями тяжёлых металлов у сливы, фасоли;
2). Хлороз хвои сосны при слабом воздействии вредных газов;
3). Пожелтение краёв листьев под влиянием хлоридов у шпината, ряски;
4). Побурение – омертвление листьев деревьев при дымовом загрязнении (в первую очередь хвои сосны);
5). Опадение листьев и хвои при таянии снега из-за заражения почвы у сосны, конского каштана;
6). Опадение листьев в результате действия сульфатов у крыжовника и смородины;
7). Отмирание листьев под действием фтороводорода у тюльпана, петрушки;
изменение окраски и структуры у мхов, лишайников от общего загрязнения атмосферы;
массовое развитие роголистника, рдеста, ряски в результате сильного загрязнения воды;
10) тростник - это индикатор на содержание солей в воде (тростник достигает 4-х метров в высоту при небольшом количестве солей в воде, если же в воде максимальное количество солей, то побеги тростника не превышают 0,5 метра);
реакция на этилен - гибнут цветочные почки и закручиваются края листьев у петунии, шпината, томатов;
при высоком содержании в воде нитратов изменяется окраска листьев у стрелолиста;
при высоком содержании хлорида натрия у липы наблюдается пожелтение краев листьев, и затем их отмирание.
. Хлороз - заболевание растений, при котором нарушается образование хлорофилла - вызывается антропогенным загрязнением окружающей среды. Так, побурение листьев у лиственных древесных пород часто происходит в основном под воздействием дымовых выбросов промышленных предприятий; покраснение в виде пятен на листьях смородины и гортензии - под влиянием значительных концентраций диоксида серы в атмосферном воздухе и т.д. При устойчивых загрязнениях атмосферы различными токсикантами у деревьев отмечается замедление роста, уменьшение биологической продуктивности (особенно у хвойных пород), изрежение кроны, изменение структуры древесины и др.
При значительном загрязнении окружающей среды у растений начинается некроз - отмирание ограниченных участков тканей. Он бывает точечным, пятнистым (серебристые пятна у табака после воздействия озона), верхушечным (у хвойных пород), краевым и т.д. Под воздействием поваренной соли, применяемой для таяния льда, отмечается хлороз древесных насаждений.
Из Приложения 4 видно, что наиболее чувствительными к различным загрязнителям воздуха являются хвойные породы, которые особенно сильно страдают от диоксида серы. Их чувствительность к нему убывает в такой последовательности: ель - пихта - сосна - лиственница, причем последняя, ежегодно сбрасывающая свою хвою, значительно устойчивее к диоксиду серы по сравнению с другими хвойными породами. Вышеприведенные индикаторы можно использовать при контроле состояния окружающей среды и при природоохранных мероприятиях, в частности, в лесном хозяйстве.
Растения-индикаторы показывают также состояние почвы:
солерос, подорожник, бодяк реагируют на почвенное засоление;
клевер, щавелек малый реагируют на кислотность почвы;
паслен черный, крапива жгучая реагируют на содержание в почве нитратов;
василек реагирует на содержание в почве гербицидов.
Большое значение имеют мхи. Они поддерживают влажность почвы, они впитывают влагу, выпадающую в виде росы, тумана, моросящего дождя еще до того, как она попадает в почву.
Типичные виды мхов:
сфагнум, кукушкин лен - встречаются на болотах и заболоченных местах;
брахитециум, мниум, птилиум (страусово перо) - в лесной почве;
птилиум, брахитециум - в гниющих пнях, стволах и на корнях деревьев,
фунария, бриум - на старых кострищах, глинистой почве;
гриммия, пецидиум - на сухих каменистых склонах и скалах.
Малейшее загрязнение воздуха диоксидом серы, не влияющие на большинство высших растений, вызывает массовую гибель лишайников. Поэтому в ряде стран в окрестностях крупных промышленных городов почти полностью исчезли многие виды лишайников. В качестве индикаторов загрязнения атмосферы тяжелыми металлами используют сфагновые мхи. Установлена значительная способность у мхов и лишайников к накоплению радионуклеидов, что достигается главным образом за счет сорбционной поверхности на единицу массы и их водоудерживающей способности.
ВЫВОДЫ
В настоящее время, в связи с усилением антропогенного воздействия, ведущего к упрощению и деградации экосистем, возникает все более острая необходимость в создании и реализации системы экологического мониторинга.
Правильная организация исследовательской работы дает возможность решать основные задачи экологического мониторинга:
А) наблюдение за состоянием экосистем;
Б) оценка и прогноз состояния природной среды;
В) выявление факторов и источников антропогенных воздействий.
3. Важное место в реализации экологического мониторинга занимают методы биоиндикации, многие из которых доступны при выполнении научных исследований.
Литература
Ашихмина Т.Я. и др. Биоиндикация и биотестирование – методы познания экологического состояния окружающей среды. – Киров, 2005.
Биоиндикация загрязнений наземных экосистем: пер. с нем. / под ред. Р. Шуберта. –М.: Мир, 1988. – 350 с.
Семенченко В.П. Принципы и системы биоиндикации текучих вод / В.П. Семенченко. – Минск: Орех, 2004. – 125 с.
Босняцкий Г.П. Опыт применения методов биоиндикации для контроля состояния окружающей среды / Г.П. Босняцкий // Газовая промышленность. – 1996. – 16 с.
