Лишайники — тревожная сигнализация



То, чем мы дышим, зависит от нас!

В настоящее время экологическая обстановка на нашей планете все больше и больше ухудшается. Все грязнее и хуже становится окружающий нас воздух, вода и почва, что сильно сказывается на здоровье и жизнедеятельности людей, животных и растений. Большая часть растений и животных не справляется с изменяющимися условиями и вымирает. Начиная с 1970 года из-за ухудшения экологии по вине человека исчезло около 60 % видов животных. Под угрозой находятся более 26 тысяч видов. Ухудшение экологии не может не сказываться на человечестве. Из-за плохой экологии ежегодно от болезней умирает более 12 миллионов людей. Поэтому нам очень важно знать об экологической обстановке в том регионе, где мы проживаем, чтобы вовремя принимать меры по исправлению ситуации.

К сожалению, защитить себя от воздействия наших машин, заводов, электростанций природа не может. А вот мы просто обязаны это делать, если, конечно, не хотим проснуться посреди безжизненной пустыни или просто-напросто исчезнуть.

Что же нам может помочь в столь нелегкой работе — биологическом мониторинге окружающей среды? Если присмотреться, то вокруг нас имеются природные датчики, тревожные сигнализаторы — лишайники. Так как если воздух становится загрязнен, они начинают болеть, плохо расти или вообще исчезают. Именно лишайники первыми пропадают, когда остальные растения продолжают жить.

За чистотой воздуха может следить каждый!

Первое, о чем мы говорим, когда обсуждаем экологию, является чистота воздуха, которая влияет естественным образом на воду и почву. Поэтому в ходе исследования для анализа чистоты окружающей среды следует определить показатели чистоты воздуха. Стоит только оглядеться вокруг и рассмотреть стволы деревьев. То, какими лишайниками и насколько густо и часто покрыт ствол, скажет нам о чистоте окружающей среды.

Поскольку большая часть людей на планете живет в городах или в их близости, то важно также проанализировать влияние размеров и промышленной развитости городов на степень чистоты воздуха.

В ходе исследования планировалось:

1. Изучить особенности жизнедеятельности лишайников;
2. Изучить метод оценки чистоты воздуха с помощью лихеноиндикации;
3. Провести оценку чистоты воздуха в различных населенных пунктах;
4. Проанализировать степень влияния развитости населенных пунктов на чистоту воздуха;
5. Дать предложения по улучшению чистоты воздуха в своем населенном пункте.

Для выполнения поставленных целей использовался метод биологического мониторинга — лихеноиндикации. Данный метод заключается в исследовании степени покрытия и встречаемости лишайников различных видов на выбранной группе стволов деревьев на тестовом участке местности. Тем самым определялся вид лишайников, их встречаемость, степень покрытия стволов деревьев. По данным параметрам впоследствии рассчитывался индекс относительной чистоты атмосферы (ОЧА), а также степень загрязнения и примерная концентрация диоксида серы SO ₂ .

Тревожная сигнализация

Лишайники — это первая тревожная сигнализация природы нам, людям. Что же делает их такими чувствительными? Наши биодатчики — это не один живой организм, а целых два. Тело лишайника образует гриб, а между его нитями грибницы живут одноклеточные водоросли, как показано на рис. 1 [1]. Водоросли кормят лишайник за счет фотосинтеза, а тот старается им создать комфортную среду. Гриб внедряется в клетку водоросли и высасывает ее. У лишайника нет корней и всю воду он получает с каплями дождя или тумана. Все минеральные питательные вещества гриб вынужден получать из окружающего воздуха, пыли, мелких частичек почвы, попавших на ствол дерева, дождевых капель. Так как у лишайника нет времени разбираться в химическом составе веществ, он впитывает все без остатка. Растения могут удалить часть вредных веществ, например, сбросив листву. У лишайников такого механизма просто нет. Для них это непозволительная роскошь. Они и так растут еле-еле. В загрязненном воздухе часть или весь лишайник просто напросто отмирает.

Поэтому чем грязнее воздух, тем меньше мы можем встретить в природе лишайников и тем менее густо они произрастают.

Рис. 1. Строение лишайника

Все лишайники можно разделить на 3 основные группы, которые представлены в табл. 1.

Таблица 1

Виды лишайников

Тип лишайника	Кустовые	Листовые	Накипные
Внешний вид

Наиболее редко встречаются кустовые лишайники, поскольку они наиболее чувствительны. И если посчастливится оказаться там, где они произрастают, следует вдоволь насладиться чистотой воздуха.

Оценка чистоты атмосферы методом лихеноиндикации

Для проведения исследования было выбрано несколько тестовых площадок как вблизи моего дома, так и нет:

1. Инновационный центр Сколково, улица Нобеля;
2. Мещерский парк;
3. р-п. Новоивановское, ул. Мичурина, Одинцовский район;
4. г. Москва, улица Восточная, Симоновский парк;
5. д. Коржавино, Муромский район, Владимирская область;
6. г. Переславль-Залесский, Ярославская область, Дендрологический парк.

Исследование проводилось путем визуального осмотра стволов лиственных и хвойных деревьев на тестовой площадке размерами не менее 30х30 метров и на высоте не более 2 метров от уровня земли. При осмотре использовалось палетка размерами 10х10 см (рис. 2) и увеличительное стекло.

Рис. 2. Палетка

Оценивались такие параметры, как вид лишайника (табл. 1), степень встречаемости на дереве и степень покрытия ствола. После анализа на основании статистических данных таблиц 2 и 3 устанавливались оценки каждого параметра и среднее значение для каждого вида лишайников [2–4].

Таблица 2

Встречаемость лишайника на стволе дерева

Характеристика	Процент встречаемости на деревьях	Балл
Очень редко	<5 %	1
Редко	5–20 %	2
Средне	20–40 %	3
Часто	40–60 %	4
Очень часто	60–100 %	5

Таблица 3

Степень покрытия ствола дерева лишайником

Характеристика	Процент степени покрытия	Балл
Очень низкая	<5 %	1
Низкая	5–20 %	2
Средняя	20–40 %	3
Высокая	40–60 %	4
Очень высокая	60–100 %	5

Индекс относительной чистоты атмосферы (далее ОЧА) рассчитывается по формуле 1 [2–4]:

(1)

где, Н — балл, рассчитанный как среднее значение оценок встречаемости и степени покрытия ствола дерева накипным лишайником;

Л — балл, рассчитанный как среднее значение оценок встречаемости и степени покрытия ствола дерева листовым лишайником;

К — балл, рассчитанный как среднее значение оценок встречаемости и степени покрытия ствола дерева кустовым лишайником.

На рисунке 3 показан процесс анализа степени покрытия ствола дерева с помощью палетки. В таблице 4 представлены результаты наблюдений и расчетов. Под номерами указаны места исследований в порядке следования, согласно списку (см. выше).

Рис. 3. Процесс анализа степени покрытия

Таблица 4

Результаты наблюдения

Параметр		№ 1				№ 2				№ 3				№ 4				№ 5				№ 6
Накипные	Встречаемость, %	20		2		70		5		70		5		10		2		70		5		70			5
	Степень покрытия, %	10		2		70		5		60		4		5		1		70		5		70			5
	Балл	2				5				4,5				1,5				5				5
Листовые	Встречаемость, %	<5		1		30		3		60		4		<5		1		60		4		60			4
	Степень покрытия, %	20		2		5		2		<5		1		<5		1		70		5		80			5
	Балл		1,5				2,5				2,5				1				4,5				4,5
Кустовые	Встречаемость, %		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0	0
	Степень покрытия, %		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0	0
	Балл		0				0				0				0				0				0
ОЧА			0,17				0,33				0,32				0,08				0,47				0,47

На основании рассчитанного индекса относительной чистоты атмосферы теперь имеется возможность определить степень загрязненности, а также концентрацию диоксида серы SO ₂ в воздухе. Результаты данного анализа показаны в таблице 5.

Таблица 5

Характеристика загрязненности атмосферы

Параметр	№ 1	№ 2	№ 3	№ 4	№ 5	№ 6
ОЧА	0,17	0,33	0,32	0,08	0,47	0,47
Характеристика атмосферы	Очень загрязненная	Загрязненная		Очень загрязненная	Умеренно загрязненная
Концентрация SO 2 , мг/м 3	Более 0,086	0,086–0,057		Более 0,086	0,057–0,028

Там, где я живу, к сожалению, ситуация не внушает оптимизма. Индекс относительной чистоты составляет 0,32, что свидетельствует о загрязненном воздухе, в котором содержится от 0,086 до 0,057 мг/м ³ SO ₂ .

Каким же образом на чистоту воздуха и вообще экологическую обстановку влияет размер населенного пункта и уровень развития в нем транспорта, промышленности и инфраструктуры? Ответ очевиден. Чем крупнее и развитее населенный пункт, тем выше уровень загрязненности. Более наглядно это можно увидеть на рисунке 4.

Рис. 4. Зависимость чистоты воздуха от развитости и размеров населенного пункта

Рекомендации и предложения

Каждому человеку следует задуматься о том, что мы делаем с природой. Она себя сама защитить не сможет, а лишь сигнализирует нам о том, что наступают тревожные времена. Если человечество не изменит свое отношение к экологии, то обречет себя на вымирание. Ранее проводилось научное исследование под названием «Биосфера», в котором 8 научных сотрудников были помещены в изолированные условия, имитирующие природу нашей планеты. Как оказалось, уже через год они смогли уничтожить все вокруг себя.

Я считаю, что мы должны серьезно задуматься над снижением выбросов в окружающую среду. Например, создать экологически чистые виды транспорта, всесторонне и разумно использовать возобновляемые источники энергии (солнечный свет, ветер, геотермальные источники и др.). Обязательным условием должна быть установка всевозможных фильтрующих систем на объектах промышленности и инфраструктуры.

На самом деле следует каждому бережно подходить к природе: беречь растения и животных, не мусорить и собирать мусор раздельно для переработки.

Литература:

1. Детская энциклопедия. Лес наш дом. — 7. — М.: Детская энциклопедия, 2019. — 56 с.
2. Яковлев А. Приложение информационного вестника Экологического клуба «ASIO» Лихеноиндикация. — Вып. 2. — Кугеси:, 2003. — 4 с.
3. Боголюбов А. С., Кравченко М. В. Оценка загрязнения воздуха методом лихеноиндикации. —: Экосистема, 2001. — 15 с.
4. Оценка загрязнения воздуха методом лихеноиндикации // karpolya.ru. URL: https://karpolya.ru/uploads/fajly/10lihen.pdf (дата обращения: 11.03.2020).