МЕТОД ЛИХЕНОИНДИКАЦИИ КАК СРЕДСТВО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЧИСТОТЫ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА

THE METHOD OF LICHENOINDICATION AS A MEANS OF DETERMINING THE PURITY OF ATMOSPHERIC AIR

Alexey Berezyuk

3rd year student, Governor's Aviation Engineering College of Komsomolsk-on-Amur (Interregional Competence Center),

Russia, Komsomolsk-on-Amur

Kayukova Zhanna

scientific supervisor, lecturer, Governor's Aviation Engineering College of Komsomolsk-on-Amur (Interregional Competence Center),

Russia, Komsomolsk-on-Amur

АННОТАЦИЯ

Проблема загрязнения природной среды — одна из глобальных проблем современного мира. Лихеноиндикация – наиболее доступный метод мониторинга загрязнений среды с малой стоимостью исследований и реальными результатами воздействия на живые организмы антропогенных загрязнителей.

ABSTRACT

The problem of environmental pollution is one of the global problems of the modern world. Lichenoindication is the most accessible method of monitoring environmental pollution with a low cost of research and real results of exposure to anthropogenic pollutants on living organisms.

Ключевые слова: экология, лихеноиндикация, загрязнение окружающей природной среды, метод исследования, загрязнение атмосферного воздуха, практическая работа для студентов.

Keywords: ecology, lichenoindication, environmental pollution, research method, atmospheric air pollution, practical work for students.

Введение

Актуальность работы обусловлена тем, что проблема загрязнения природной среды — одна из глобальных проблем современного мира. В связи с интенсивным развитием промышленности и транспорта в атмосферу поступает большое количество загрязняющих веществ. Преимущество лихеноиндикации перед другими методами мониторинга загрязнений среды заключается в краткосрочности получения результатов, малой стоимости исследований и реальных результатах воздействия на живые организмы антропогенных загрязнителей.

Цель работы: определение качества воздушной среды с помощью метода лихеноиндикации.

Задачи:

1. Изучить и проанализировать научную литературу с описанием морфофизиологических особенностей лишайников.
2. Провести наблюдения за разнообразием лишайников на территории 2-х участков.
3. Провести сравнительный анализ данных и определить степень влияния антропогенного фактора на окружающую среду методом лихеноиндикации.
4. Предложение мер по улучшению состояния окружающей среды на исследуемых участках.

Практическая значимость проекта состоит в определении степени загрязнения воздушной среды, выработке рекомендаций по ее улучшению, проведение эколого-социальной акций, эколого-просветительской работы среди студентов колледжа.

Объекты исследования: участок № 1 - парковая зона парка культуры и отдыха «Судостроитель» (восточная часть), участок № 2 - зеленая зона территории кампуса «Западный» КГА ПОУ ГАСКК МЦК.

Изученность вопроса: на учебных занятиях по дисциплине «Экологические основы природопользования» мы познакомились с методами биоиндикации при помощи которых можно определить качество окружающей природной среды, провели частичное обследование различных участков при помощи метода лихеноиндикации

Сроки проведения исследования: сентябрь 2024 г. - октябрь 2024 г.

1. Характеристика исследуемых растительных форм.

Изучая тему «Загрязнение биосферы объектами хозяйственной деятельности человека» на занятиях по дисциплине «Экологические основы природопользования» мы познакомились с методами биоиндикации, при помощи которых можно определить степень загрязнения природной среды можно в любом зеленом насаждении.

Биоиндикация — это комплексная оценка интенсивности и последствий длительного загрязнения окружающей среды или другого воздействия на неё.

Так как исследование проходило в середине осени, то наше внимание привлекли именно лишайники, которые являются оптимальным объектом для исследования в это время года. Реакция лишайников на внешнее воздействие очень сильна, а собственная изменчивость незначительна и чрезвычайно замедленна по сравнению с другими организмами. Из всех экологических групп лишайников наибольшей чувствительностью обладают эпифитные лишайники (или эпифиты), т. е. лишайники, растущие на коре деревьев. Все вещества (минеральные и органические) проникают в слоевище лишайников через поверхность, поэтому самыми чувствительными к воздействию загрязнителей исчезают быстрее. Согласно исследованиям шведского ученого Р. Сернандера (1926г.) было установлено, что при повышении степени загрязнения воздуха первыми исчезают кустистые, затем листоватые и последними - накипные (корковые) формы лишайников. Далее идут листоватые виды, и наиболее устойчивыми являются накипные лишайники, слоевище которых зачастую погружено в субстрат или имеет вид слабой корочки. Среди разнообразия видов, наиболее чувствительными к изменению содержания в воздухе химических веществ являются эпифиты, обитающие на коре деревьев и кустарников [7]. Вредные примеси проникают в слоевища лишайников из атмосферы вместе с осадками и пылью. Более того, осадки насыщаются загрязняющими веществами, проходя через кроны деревьев и стекая по стволам и ветвям. Выносливость лишайников, относящихся к различным систематическим группам, при действии на них воздушных загрязнений не одинакова. Чем выше концентрация загрязняющих веществ в воздухе, тем беднее видовой состав лишайников. [3] Самое отрицательное влияние оказывают двуокись серы (SO2), окислы азота (NO, NO2), окись углерода (СО, СО2), соединения фтора и другие. Диоксид серы при поступлении в тело лишайника нарушает процессы обмена веществ и превращение энергии, тормозит рост лишайника. При сильной степени загрязнённости воздуха первыми исчезают кустистые лишайники (алектория, бриория, уснея), за тем — листовые (фисция, лабария). Наиболее устойчивые к атмосферному загрязнению накипные лишайники (биотора, лецедея, ксантория).

В своей работе я использовал один из методов лихеноиндикации,

предложенный советским лихенологом Х.Х. Трассом, который   базируется на описании видов лишайников, обитающих в районах с различной степенью загрязнения атмосферы - определял по определителю и описывал виды лишайников, встречающихся на выбранных участках [4]. Для определения видов лишайников я провел фотографирование их на деревьях, а затем детально рассматривая фотографии на мониторе компьютера, сравнивал их с изображениями и описанием в определителе лишайников.

Описание выявленных лишайников на исследуемых участках. (см. Приложение 1)

2. Исследование выбранных участков.

Для определения видов лишайников я провел фотографирование их на деревьях, а затем детально рассматривая фотографии на мониторе компьютера, сравнивал их с изображениями и описанием в определителе лишайников. В результате работы были составлены экологические паспорта 2-х участков.

Участок № 1

Экологический паспорт зеленой зоны на территории парка «Судостроитель»

• Географические положение.

Данная зеленая зона находиться в городе Комсомольск-на-Амуре, по адресу: улица Аллея Труда, парк «Судостроитель».

• Рельеф местности.

Рельеф зеленой зоны равнинный, без бугров, ям и других неровностей.

• Влияние антропогенного фактора на исследуемый участок.
• Имеются следы обломанных веток, остатки хозяйственно-бытового мусора, замечены люди, выгуливающие собак, которые могут повредить растения или другие объекты живой природы.
• Состояние растительности на территории участка следующее:

в парке преобладают лиственные породы деревьев: Черёмуха Маака, Лиственница амурская, ильм японский/долинный, или вяз сродный, осина обыкновенная, большинство из них уже старые, но при этом внешний вид деревьев очень хороший, то есть они не имеют дефектов или других возможных повреждений.

В парке очень мало молодых деревьев, но с каждым годом их количество растет путем естественного прироста.

• Встречаемость лишайников.

Во время обследования участка обнаружены следующие листоватые и накипные виды лишайников: Фисция звездчатая, Фисция сизая, Ксантория постенная/стенная золотнянка, Ксантория обманчивая. Лифенофлора обнаружена на деревьях лиственных пород: ильм японский/долинный, осина обыкновенная, частично на мертвой древесине - валежнике.

Оценку частоты встречаемости лишайников проводил согласно методу визуальной оценки авторы Пчёлкин А. В. и Боголюбов А. С. [6]

Таблица 1

Оценка частоты встречаемости и степени покрытия

Участок № 2

Экологический паспорт зеленой зоны на территории кампуса «Западный» КГА ПОУ ГАСКК МЦК

• Географическое положение.

Находится на территории города Комсомольск-на-Амуре, по адресу: проспект Мира, д. 23 на территории образовательного учреждения «КГА ПОУ ГАСКК МЦК» (исследована зеленая зона с 2-х сторон: со стороны ул. Проспект Мира и внутридворовая территория кампуса «Западный»)

• Рельеф местности.

Рельеф зеленой зоны ровный без холмов, ям и других неровностей.

• Влияние антропогенного фактора на исследуемый участок.

Влияние на данную зону выражается следующим образом:

а) Со стороны центрального входа граничит с автомобильной дорогой (автомобилепоток составляет в среднем до 25 машин в минуту) – загрязнение выбросами: угарный газ, диоксид азота, несгоревшие углеводороды. Кроме того, рядом находится автобусная остановка, на которой во время ожидания пассажиры курят, окурки часто в урну не бросают.

Б) Зеленая зона внутридворовой территории кампуса в основном испытывает негативное влияние от курения студентов колледжа, так как там находится место для курения.  При использовании различных курительных средств в окружающую среду попадают как газообразные загрязняющие вещества, так и твердые (окурки), которые в большинстве случаев, не попадают урны, а захламляют почвенно-растительный покров прилегающей территории. Разлагаясь под действием абиотических факторов, они отравляют почву остатками тех химических веществ, которые входят в их состав.

• Состояние растительности на территории зеленой зоны колледжа в следующее:

- со стороны пр. Мира произрастают деревья в возрасте 10-15 лет (орех маньчжурский, Черёмуха Маака, Лиственница амурская;

- на внутридворовой территории кампуса произрастают деревья в возрасте 10-35 лет (орех маньчжурский, Черёмуха Маака, ильм японский/долинный, или вяз сродный, как старые деревья, так и молодые.

• Встречаемость лишайников.

Во время обследования участка обнаружены следующие виды лишайников: Фисция сизая, Ксантория обманчивая. Лихенофлора обнаружена на деревьях лиственных пород: ильм японский/долинный, орех маньчжурский.

Проведя расчеты, я определил частоту встречаемости и степень покрытия лишайников. Оценку частоты встречаемости лишайников проводил согласно методу визуальной оценки авторы Пчёлкин А. В. и Боголюбов А. С. [6]

Таблица 2

Оценка частоты встречаемости и степени покрытия

3. Выводы. Рекомендации.

При наблюдении лишайников в центре парковой зоны слоевища лишайников по размеру больше и встречаются они гораздо чаще. Почти все стволы деревьев заселены колониями лишайников. Соседство с лишайниками мхов свидетельствует о чистоте и высокой экологичности этого места, т. е. удалении от оживленных улиц воздушная среда становиться чище. Экземпляры со 2 участка отличались, какой-то «недоразвитостью», размером таллома, в сравнении с аналогичными видами из 1 участка. Видимо, это своеобразная адаптация к неблагоприятному воздействию окружающей среды.

Рекомендуемые меры по охране территории:

• На участке № 1 - парковая зона парка культуры и отдыха «Судостроитель» (восточная часть) - посадка молодых саженцев, ограничить выгул собак, санитарная очистка территории от валежника, хозяйственно-бытового мусора (весной будет проведен субботник силами студентов колледжа).
• На участке № 2 - территория   возле колледжа (зеленая зона) - установка табличек о запрете курения в общественном месте (автобусная остановка), регулярно проводить информационно-просветительскую работу со студентами и жителями города о вреде курения и негативном влиянии табачного дыма на растения, в кампусе «Западный» проведена акция «Откажись от курения!», конкурс плакатов и стенгазет о вреде курения, и защите чистого воздуха, амбассадоры колледжа провели информационные 15-минутки в поддержку Международного дня отказа от курения; запланировано в теплое время года омолаживание древесных форм во дворе колледжа – кампус «Западный».

Таким образом, мы изучили научные источники о видах лишайников и их распространении в той или иной среде. В определенном объеме выполнены исследовательские работы, логическим завершением которых являются выводы и предложения, направленные на решение проблемы по улучшению качества окружающей природной среды.

Считаем, что цели и задачи, поставленные нами в начале исследовательской работы, достигнуты, а это подтверждает гипотезу о том, что местах постоянного антропогенного воздействия, как-то в зеленой зоне возле колледжа - лишайники исчезают. Это говорит о том, что окружающая воздушная среда вследствие загрязнения достаточно низкого качества. Однако в наших силах ее возможное улучшение.

Приложение 1

Фисция сизая – Physcia caesia (Hoffm.) Hampe

Таллом в виде листовидных розеток, 2-3 см в диаметре, сверху коричневато-сероватый, снизу светлый, с рассеянными черными ризоидами, которые могут развиваться в виде оторочки по краям лопастей. Лопасти вильчато разветвленные, выпуклые и только на концах плоские, плотно прижатые одна к другой. Апотеции редкие с красновато-коричневым диском и беловатым налетом, окруженный толстым слоевищным краем.

Фисция звездчатая — (Physcia stellaris)

Таллом в виде плотно приросших к субстрату розеток, сверху беловатых или сизовато-серых, снизу светлых, с густыми серыми ризоидами. Лопасти узкие, вытянутые, на концах округло-выемчатые. Апотеции почти всегда развиваются, с темно-коричневым диском, иногда покрытым беловатым налетом. На коре лиственных деревьев, особенно часто на ильме долинном/японском (Ulmus japonica). Очень распространенный вид.

Ксантория постенная (стенная золотнянка)-Xanthoriaparietina (L.) Belt

Таллом свыше 3 см в диаметре, в виде правильных оранжево-желтых розеток, состоящих из крупных, широких, округлых по краю лопастей. На концах лопасти выемчато-изрезанные. В центре таллома многочисленные апотеции, диск которых обычно окрашен ярче таллома. Эпифит, обитающий на коре деревьев, часто орех маньчжурский

Ксантория обманчивая- Xanthoria fallax (Hepp) Am.

Слоевище золотисто-желтое, оранжево-желтое или кирпичного цвета, мелколистоватое, образует небольшие дерновинки, слегка превышающие 2 см в диаметре, более или менее плотно прикрепленные к субстрату (приподнимаются только концы лопастей). Лопасти слоевища короткие, шириной до 2 мм, закругленные или слегка зазубренные на концах, шлемовидно вогнутые или губовидные. Апотеции образуются редко. Обитает в открытых местообитаниях на коре лиственных, реже хвойных, пород деревьев, на заборах, иногда на каменистом субстрате и мхах. Также лишайник растёт на любой мёртвой древесине: валежнике, отмерших ветвях.

Список литературы:

1. Мучник Е.Э. Учебный определитель лишайников Средней России : учебно-методическое пособие / Е.Э. Мучник, И.Д. Инсарова, М.В. Казакова ; Ряз. гос. ун-т им. С.А. Есенина. — Рязань, 2011. — 360 с.
2. Определитель лишайников России. Вып.6. Алекториевые. Пармелиевые. Стереокаулоповые.- СПб.: Наука, 1996. -203 с.
3. Чеснокова С.М. Ч451 Лихеноиндикация загрязнения окружающей среды: Практикум / Владим. гос. ун-т. Владимир, 1999. 38 с.
4. Боголюбов А.С., Комплексная экологическая оценка антропогенных воздействий на местность. – «Экосистема»,1999 г.
5. Оценка загрязнения воздуха методом лихеноиндикации © А.С.Боголюбов, М.В.Кравченко © «Экосистема», 2001
6. Пчелкин А. В., Боголюбов А. С. Методы лихеноиндикации загрязнений окружающей среды: Методическое пособие. М. Экосистема, 1997, 25 с.
7. Великанов Л.Л., Гарибова Л.В., Горбунова Н.П. и др Курс низших растений; Под ред. М.В. Горленко. –М.: Высшая школа, 1981.- 289 с.
8. «Плантариум» определитель растений онлайн. https://www.plantarium.ru/page/area/id/316/view/plants/part/84.html