Сетевое издание

Современные проблемы науки и образования

ISSN 2070-7428

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 1,006

• Авторы
• Резюме
• Файлы
• Ключевые слова
• Литература

Анищенко Л.Н. 1

---

1 ФГБОУ ВПО «Брянский государственный университет им.акад. И.Г. Петровского»

Для территории г. Брянска с использованием методики непрямой ординации установлены брио- и лихеноиндикационные индексы, которые рекомендованы для работы по количественным методикам брио- и лихеноиндикации. Брио- и лихеноиндикационные районированные шкалы содержат значения индивидуальных коэффициентов полеотолерантности для 23 видов мохообразных и 37 видов лишайников. Сравнительная характеристика индивидуальных коэффициентов полеотолерантности для лишайников с аналогичными данными по городам Эстонии показала определенные различия в их значении. Несовпадение значений коэффициентов определяется составом общего атмосферного загрязнения, площадью и временем образования урбоэкосистем, природно-климатическими условиями городов, а также толерантностью видов лишайников. Коэффициенты полеотолерантности для мохообразных представлены впервые для региона. Расчет индексов полеотолерантности с учетом индивидуальных коэффициентов полеотолерантности позволит проводить районирование территории урбоэкосистем, оптимизировать биомониторинговые исследования.

Статья в формате PDF

99 KB

бриоиндикация

лихеноиндикация

биоиндикационные шкалы

коэффициенты полеотолерантности

биомониторинг

1. Анищенко Л.Н. Бриофлора и синтаксономия моховой растительности Юго-Западного Нечерноземья России : автореф. дисс. ... канд. биол. наук. - Брянск, 2001. - 23 с.

2. Анищенко Л.Н. Бриоиндикация общего состояния атмосферы городской экосистемы (на примере г. Брянска) // Экология. - 2009. - № 4. - С. 264-270.

3. Анищенко Л.Н. Биоразнообразие мохового покрова и перспективы его использования в фитоиндикации экосистем района хвойно-широколиственных лесов европейской части РФ : автореф. дисс. ... докт. с.-х. наук. - Брянск, 2009. - 33 с.

4. Игнатов М.С., Афонина О.М., Игнатова Е.А. Список мхов Восточной Европы и Северной Азии (The check-list of mosses of East Europe and North Asia) // Arctoa. - 2006. - Т. 15. - С. 1-130.

5. Инсарова И.Д., Инсаров Г.Э. Сравнительные оценки чувствительности эпифитных лишайников различных видов к загрязнению воздуха // Проблемы экологического мониторинга и моделирование экосистем. - Л. : Гидрометеоиздат, 1989. - Т. 12. - С. 113-175.

6. Красногорская Н.Н., Журавлёва С.Е., Миннуллина Г.Р. Лихеноиндикационные шкалы оценки качества атмосферного воздуха // Успехи современного естествознания. - 2004. - № 5. - С. 38-42

7. Мартин Л., Трасс Х. Лихеноиндикационное картирование г. Таллина // Лихеноиндикация состояния окружающей среды. Материалы Всесоюзн. конф. 3‑5 окт. 1978. - Таллин, 1978. - С. 134‑139.

8. Список лихенофлоры России. - СПб., 2010. - 194 с.

9. Трасс Х.Х. Анализ лихенофлоры Эстонии : автореф. дис. ... докт. биол. наук. - Л. : БИН АН СССР, 1968. - 80 с.

10. Трасс Х.Х. Классы полеотолерантности лишайников и экологический мониторинг // Проблемы экологического мониторинга и моделирования экосистем. - Л., 1985. - Т. 7. - С. 122-137.

Биомониторинговые исследования как компонент комплексного мониторинга сред обитания любой территории предполагает использование биоиндикаторов и учет региональных особенностей их отклика на воздействие стрессовых факторов. Особенно важны такие сведения при расчете различных биоиндикационных индексов, позволяющих делать долгосрочные, объективные прогнозы экологической ситуации, провести экологическое районирование. В биомониторинговых исследованиях особенно перспективны брио- и лихеноиндикационные работы с расчетом синтетических индексов и обязательным установлением коэффициентов полеотолерантности для каждого вида-индикатора [7; 10]. Такие количественные шкалы в брио- и лихеноиндикации позволят учитывать индивидуальные особенности биоиндикаторов, связать их состояние с концентрациями загрязнителей в средах обитания (атмосфере).

С 60-х годов ХХ века предложено не менее десяти шкал чувствительности видов, в основном лишайников, для диагностики общего состояния атмосферы [5; 9; 10]. Для территории Средней России (Брянской и сопредельных областей) предложены брио- и лихеноиндикационные шкалы, на основе которых рекомендовано вести расчет индексов полеотолерантности и осуществлять мониторинговые исследования общего состояния атмосферы любой экосистемы [1]. В связи с этим цель работы - представить брио- и лихеноиндикационные шкалы в виде коэффициентов полеотолерантности (а_i) с учетом региональных особенностей биоиндикаторов по отношению к общему состоянию атмосферы (на примере г. Брянска).

Материалы и методы исследований

Региональные шкалы для брио- и лихеноиндикаторов разрабатывались с 1994 года в местообитаниях урбоэкосистемы г. Брянска с последующим расчетом индексов полеотолерантности [1-3]. Площадь города составляет около 230 км². Это крупный промышленный центр с густой транспортной сетью, имеет многоядерную структуру, сформированную вокруг нескольких территориально сближенных крупных объектов. Он расположен на стыке двух природных зон - хвойно-широколиственных и широколиственных лесов. Наибольшая плотность застройки (55-60%) - в административных центрах четырех районов, наименьшая (20-23%) - в юго-западной части. Основным источником загрязнения атмосферного воздуха является автотранспорт и АО «Мальцовский портландцемент».

На первом этапе исследования велись маршрутным методом для учета полного брио- и лихенофлористического состава обследуемых территорий.

Для установления индикаторной информативности мохообразных и лишайников был использован метод непрямой ординации, примененный Л. Мартином (1978), Х.Х. Трассом (1968) для оценки коэффициентов полеотолерантности лишайников [7; 9]. За ось был принят градиент загрязнения воздуха от центральных районов города до окраинных. Таким образом, определение индивидуальных a_i проводилось на ключевых участках с различным уровнем загрязнения воздуха. Отбор участков велся с учетом данных по степени загрязненности воздуха г. Брянска (материалы Областного комитета по охране окружающей среды (1994-1996 гг.)), современных данных по состоянию окружающей среды в городе. Ключевые участки (250´100 м) располагали вдоль автотрасс от центральной части города до окраин. На каждом участке регистрировали все виды мохообразных и лишайников, проводили геоботаническое описание моховых и лишайниковых группировок методом пробных площадок по Л.Г. Раменскому (1938) в модификации Х.Х. Трасса (1968) на наиболее характерных, часто повторяющихся участках. Размер пробной площадки ограничивали прозрачной пленкой (10´20 см), которую накладывали на изучаемые участки с группировками брио- и лихенофитов. На деревьях закладывали как минимум три пробные площадки с различных сторон ввиду неравномерности покрытия ствола мхами и лишайниками. Эпифитные группировки описывали на высоте 1,3 м с 10 деревьев. Основные виды деревьев - Tilia cordata, Acer platanoides, Populus tremula, P. deltoides, Betula pendula.

Эпилитные группировки изучали также методом пробных площадок на фундаментах домов, каменных оградах, столбах на высоте от 0,5 м до 1,3 м. Всего было описано 28 ключевых участков. Для определения a_i обследованные участки были упорядочены по возрастанию числа видов. Всего 8 групп видов, при этом каждая группа оказалась индивидуальной по набору видов (табл. 1). Каждой группе присваивался коэффициент, соответствующий той зоне чистоты воздуха (при движении по градиенту концентрации загрязняющих веществ), в которой этот вид встречен впервые. Мохообразным и лишайникам в зоне наибольшего загрязнения присваивался максимальный балл полеотолерантности - 10. Виды каждого последующего участка получали на один балл меньше предыдущего. Так как естественные ландшафты не были исследованы, коэффициенты 2 и 1 не присваивались.

Номенклатура видов лишайников указана согласно «Списку лихенофлоры России» (2010), мохообразных - по списку мохообразных Восточной Европы и Северной Азии [4; 8].

Результаты исследования

Индивидуальные коэффициенты полеотолерантности установлены для 23 видов мохообразных, 37 видов лишайников, зарегистрированных на учетных площадках города в основном в эпифитных и эпилитных местообитаниях. Шкала для брио- и лихеноиндикаторов по a_i представлены ниже.

Таблица 1 - Брио- и лихеноиндикационные шкалы для Южного Нечерноземья России

Знаком * выделены виды листостебельных мхов, часто встречающихся на коре деревьев (эпифиты).

Наибольшие коэффициенты полеотолерантности (от 10 до 7) получили виды мохообразных и лишайников, широко распространенные в урбоэкосистемах. Коэффициент полеотолерантности 10 присвоен только эпигейным бриофитам, типичным космополитам по широтно-долготной группе ареалов, а также эвритопному в отношении субстрата лишайнику Rusavskia elegans. Коэффициент полеотолерантности 9 у зеленых мхов получили эпифиты, лишайники эпилитной и эпифитной группы. Наиболее чувствительны (a_i, =3) эпифитные мхи и лишайники, кроме эпиксильного Cladonia cenotea.

При сравнении зависимости между видовым составом лишайников и типами местообитаний (коэффициентами полеотолерантности) для территории г. Брянска и городов Эстонии [9; 10] установлено, что видовой состав групп и, соответственно, a_i, различается. Виды лихенофлоры Hypogymnia tubulosa, Graphis scripta, Parmeliopsis ambigua, Melanelia olivacea Candelariella vitellina, Candelariella xanthostigma, Xanthoria polycarpa для территории г. Брянска менее чувствительные виды, чем для городов Эстонии. Меньший коэффициент полеотолерантности и бóльшая чувствительность определена для Hypogymnia physodes (a_i=3), Evernia prunastri (a_i=4), Usnea hirta (a_i=4), Parmelia sulcata (a_i=5), Physcia stellaris (a_i=5), Xanthoria candelaria (a_i=6), Xanthoria parietina (a_i=8), Lepraria incana (a_i=8), Phaeophyscia orbicularis (a_i=8), Scoliciosporum chlorococcum (a_i=9), Lecanora hagenii (a_i=9). Совпадают по коэффициентам полеотолерантности, чувствительности в шкале лихеноиндикации виды Physcia aipolia (a_i=5), Melanelia subargentifera (a_i=6), Physcia tenella (a_i=7), Caloplaca cerina (a_i=8), Physconia grisea (a_i=8).

В целом полученные результаты связаны с разнокачественностью составляющих атмосферного загрязнения, площадью и временем образования урбоэкосистем, природно-климатическими условиями городов. В урбоэкосистемах Эстонии основной загрязнитель атмосферы - оксид серы (IV), г. Брянске - смешанное загрязнение (аэрозоли свинца, окислы азота, оксид серы (IV); вероятно, распределение загрязнителей в воздушной среде различается также значительно. Площадь г. Брянска значительно превышает размеры каждого из исследованных городов Эстонии.

Для мохообразных провести подобное сравнение не представляется возможным.

Заключение

В целом для геоботанических исследований и расчета синтетических индексов в городах на территории Брянской области использованы только эпифитные виды - индикаторы общего загрязнения атмосферы (аэрозолями свинца, окислами азота, оксидами серы). Брио- и лихеноиндикационные шкалы, учитывающие индивидуальный отклик биосистем на стрессовые факторы, позволят проводить количественные биоиндикационные и биомониторинговые работы на региональном уровне. Проведенные исследования подтвердили необходимость региональных биомониторинговых изысканий для поиска чувствительных видов и разработки биоиндикационных шкал.

Рецензенты

• Булохов Алексей Данилович, доктор биологических наук, профессор, зав. кафедрой ботаники ФГБОУ ВПО «Брянский государственный университет им. акад. И.Г. Петровского», г. Брянск.
• Любимов Валерий Борисович, доктор биологических наук, профессор, зав. кафедрой экологии и рационального природопользования ФГБОУ ВПО «Брянский государственный университет им. акад. И.Г. Петровского», г. Брянск.

Библиографическая ссылка