Лишайники - біоіндикатори довкілля

ЛИШАЙНИКИ – БІОІНДИКАТОРИ ДОВКІЛЛЯ
(Матеріали позакласної роботи. Керівник – вчитель Миколаївської ЗОШ № 56 Португальський О.В.)
1.Мета і завдання роботи
Мета: формування в учнів екологічного мислення в процесі виконання роботи; поглиблення біологічних, географічних, екологічних, валеологічних знань, пов’язаних з ліхенологією.
Завдання: здійснити пошук і вивчення необхідних джерел інформації; описати об’єкт дослідження (лишайники ) та місця його знаходження; виявити місцеві джерела забруднення атмосферного повітря; дати характеристику місцевим лишайникам; оцінити ступінь забруднення атмосферного повітря за допомогою ліхеноіндикації; зробити необхідні висновки; оформити виконану роботу.
2. Об’єкт дослідження. Об’єктом дослідження є лишайники в лісопарку Дубки. Досліджується їхній стан для біологічної індикації стану довкілля. Про стан лісопарку Дубки знають мешканці мікрорайону Водопій міста Миколаєва та ще кілька років тому повідомляла місцева преса /1/. Парк площею 98 га закладено на схилах балки, яка тягнеться зі сходу на захід до лівого берега річки Інгул. Основний масив парку знаходиться між залізницею, автогаражними кооперативами, будинками приватного сектору та вулицею Кірова, продовженням якої за залізницею є Баштанське шосе. В центрі лісопарку знаходиться міська лікарня №3, дитячий санаторій «Дубки», миколаївський медичний коледж та кінцева зупинка багатьох маршрутних таксі. До північної сторони залізниці прилягає територія вже закритого міського цвинтаря, тому через лісопарк багато стежок в напрямку цвинтаря.
Основна рослина лісопарку, яка дала йому назву – дуб звичайний. Ця рослина не є характерною для півдня степової природної зони. Очевидно, що їй тут не вистачає вологи і не найкращий для розвитку глинистий грунт. Це затримує ріст дерев і знижує їхню стійкість до комах-шкідників та інфекційних хвороб. Місцевому миколаївському комунальному господарству варто підсаджувати замість дерев, що загинули, життєво більш стійкі у місцевих природно-кліматичних умовах види дерев, наприклад, акацію, гледичію, в’яз, не цуратися і таких місцевих стійких рослин, як маслинка (лох) вузьколиста.
Основні типи забруднення в лісопарку – механічне і хімічне. Механічне забруднення включає сміття стихійних звалищ. Найбільше сміття висипається з автомобілів прямо в балку посередині лісопарку. Переважно це будівельне сміття. Є купи сміття і поруч з приватним сектором. Залишають після себе сміття також невиховані відвідувачі лісопарку. Злісними ворогами лісопарку, які самі по собі не можуть з’являтися в лісопарку без супроводжуючих пастухів з приватного сектору, є отари кіз. Кози знищили кущі і підлісок на більшій частині лісопарку, крім того, їм пастухи зрізують гілки навіть з дерев. Лісопарк має мало ознак, характерних для парку з постійним доглядом – немає навіть по краях достатньої кількості пояснювальних схем, таблиць з правилами поведінки тощо. Це свідчить про те, що навіть формальна увага до стану лісопарку з боку місцевої громади недостатня. Правда, інколи в лісопарку проходять суботники із залученням працівників прилеглих установ, при цьому вивозиться сміття. Недалеко від вулиці Кірова були підсаджені деревця, частина з яких зламані або не прижилися. Варто шефам лісопарку під час осінньо-весняних дощів підсадити в цих місцях звичайні невибагливі дерева, яких можна накопати в підліску будь-якої лісосмуги поза містом.
В цій роботі нас найбільше цікавить хімічне забруднення хімічними сполуками атмосферного повітря. Цікавлять також джерела такого хімічного забруднення. Але треба сказати також , що шкідливі для довкілля тверді предмети і речовини хімічного походження потрапляють також і в землю разом з іншим сміттям.
3. Джерела забруднення атмосферного повітря. Основним джерелом забруднення атмосферного повітря лісопарку є автомобільний транспорт по вулиці Кірова. Свої порції забруднення додають прилеглі до парку автозаправки, дорога в центр
лісопарку до кінцевої зупинки маршрутних таксі, не електрифікована залізниця з рухом по ній за допомогою тепловозів, труби Миколаївської тепломережі, які працюють в опалювальний період року. Дещо зменшилося забруднення за рахунок припинення зовні невидимого (за викидом шкідливих газів) , але екологічно шкідливого виробництва на колишньому заводі «Ніконд».
У відпрацьованих газах автомобільних двигунів є більше ніж 200 різноманітних хімічних сполук, шкідливих для довкілля. Концентрація шкідливих газів в повітрі залежить від напряму і сили вітру, інтенсивності руху автотранспорту в різний час, якості автомобільного палива і марок автомобілів, рух яких переважає в певні періоди доби і року. Наприклад, в період збирання зернових по вулиці Кірова спостерігається інтенсивний рух важких автомобілів в напрямку до морських портів і зернових терміналів, при цьому багато з цих автомобілів мають найгірші екологічні показники своїх морально застарілих двигунів.
4. Характеристики місцевих лишайників. Лишайники за субстратом, на якому вони розташовані, поділяються на такі екологічні групи /2/ :
епіфітні – кора стовбурів і гілок дерев;
епілітні – каміння;
епігенні – грунт;
епіксильні – деревина, дерев’яні забори і дахи.
Для лісопарку Дубки найбільш характерні епіфітні лишайники.
Наука про лишайники ліхенологія налічує зараз близько 20000 видів лишайників, які за формою талому діляться на кущисті, листові і накипні /3/.
У лісопарку зустрічаються всі форми лишайників, але кількість видів явно обмежена кількома. Встановити точні назви видів лишайників не має можливості, оскільки це справа спеціалістів-науковців з ліхенології, які у миколаївських вишах не працюють. З даних Інтернету відомо, що в межах Миколаєва і області фахівці - ліхенологи знаходять нові види лишайників, а ще більше повідомляється про наші території, освоєні відомими лишайниками з інших територій планети.
Накипні лишайники у вигляді накипу прилягають д субстрату (кори дерев). Листуваті мають вигляд листочків-лусок, які чіпляються до субстрату особливими грибними нитками. Талом кущистих лишайників має вигляд стоячого або висячого кущика. До субстрату вони чіпляються короткою ніжкою, розширеною на кінці п’яточкою.
Найменш організовані накипні лишайники, а найбільш організовані кущисті лишайники з тілом, яке може досягати 12-15 см і зростається з субстратом лише основою. В лісопарку кущисті лишайники в найкращі роки виступають над корою не більше, ніж на 4 см. Спостереження над лишайниками в лісопарку ведуться учнями Миколаївської ЗОШ №56 з 2005 року. Найбільшої довжини кущисті лишайники досягали в теплі дощові роки. На жаль , коли друкується цей матеріал, з літа 2011 продовжується тривала літньо-зимова посуха, що призвело до їх пригнічення, а на більшій площі лісопарку навіть до пересихання і опадання. До грудня місяця 2011 не спостерігалося навіть туманів.
5. Оцінка ступеню забруднення атмосферного повітря. Лишайники – біоіндикатори стану довкілля за забрудненням атмосферного повітря. Залежність ступеню забруднення повітря від стану і наявності лишайників використовується для картування територій по рівню атмосферного забруднення. Цей спосіб біотестування називають ліхеноіндикацією. Зони повної відсутності лишайників називають лишайниковими пустелями. Наприклад, такими є лісопокриті площі, прилеглі до нафтопереробних заводів. У великих містах лишайників, як правило, немає. У забрудненому повітрі спочатку гинуть кущисті , потім листові і потім накипні лишайники. Дійсно, кора дерев в жилому секторі Нового Водопою на протилежній від Дубків стороні вулиці Кірова практично чиста – тільки де-не-де можна побачити плями накипного або листуватого лишайника. Кущисті лишайники на корі дерев помітні в центрі лісопарку, де повітря найчистіше, там вони досягають довжини 4 см. Цілком виправдано те, що багато людей водять своїх дітей і привозять немовлят до лісопарку подихати більш чистим повітрям.
Для ліхеноіндикації вибираємо вид дерева, найбільш поширений в лісопарку Дубки (дуб звичайний). Це пов’язано з тим, що різні види лишайників надають перевагу певним видам дерев. Відомо, що і життя їхніх «родичів» грибів теж пов’язане з певними видами дерев.
На характерному серед сусідніх дерев дереві вибираємо на корі характерну досліджувану площадку розміром 10х10 см площадку можна обмежити тонкими дротяними квадратиками, які можна закріпити шпильками або кнопками з довгими голками.
Площадки в різних районах лісопарку вибираємо на однаковій висоті стовбурів дерев(~1, 5 метра) та фотографуємо (див. додаток №1; через тривалу засуху і опадання лишайників не вдалося в 2011 році отримати характерні фотографії для кожної зони, які були в минулі роки).
Підрахуємо відсотки площі, яку займають лишайники в межах досліджуваних рамок. При цьому користуємося таблицею з умовною п’ятибальною шкалою.
Таблиця «Ступінь покриття лишайниками за умовною п’ятибальною шкалою»
Ступінь покриття Покриття лишайниками Бал оцінки Умовна назва зони
Дуже низька Менше 5% 1 Лишайникова пустеля
Низька 5-20% 2 Зона пригнічення
Середня 20-40% 3 Зона пригнічення
Висока 40-60% 4 Зона відносно нормальної життєдіяльності
Дуже висока 60-100% 5 Зона нормальної життєдіяльності
Зона з балом оцінки 1 – лишайникова пустеля. Ця зона характерна і для житлового масиву Водопою. Зони 2 і 3 – зони пригнічення різного ступеню. В зонах 1і 2 кущистих лишайників немає взагалі, в зоні з’являються поодинокі і дуже малі, в зонах 4 і 5 кущисті лишайники домінують над іншими. Дані досліджень наносимо на ескіз карти лісопарку, де позначаємо цифрами 1, 2, 3, 4, 5 території із відповідними балами оцінки (див. додаток №2). У 2006 році було складено перший ескіз такої карти, а матеріали науково-дослідної роботи природознавчого гуртка Миколаївської школи №56 в рамках Всеукраїнського науково-освітнього проекту «Лишайники - індикатори стану атмосферного повітря» були передані в Національний еколого-натуралістичний центр учнівської молоді МОН України, за що керівнику гуртка вчителеві Португальському О.В. було оголошену Подяку (наказ №13 від 23.02.2007) НЕНЦ, а члену гуртка учениці Коротковій Катерині, яка виконувала фотографування з встановленням зон, була надана безкоштовна місячна путівка в будинок відпочинку для талановитих школярів в Києві. В цьому році роботу було відновлено, але для проведення дослідів і складання більш-менш точного нового ескізу карти завадила тривала літньо-зимова посуха, що призвело до нетипового в цій місцевій екосистемі пригнічення життєдіяльності лишайників навіть в зонах нормальної життєдіяльності і їх опадання. Тому межі умовних зон проведені приблизно по середньорічним показникам з подальшим уточненням в 2012 році.
Взагалі дані про наявність і видовий склад лишайників не можуть бути основою для оцінки фактичної концентрації забруднення атмосфери /2/. В цій роботі нам важливо знати і підтвердити знання про біологічний ефект забруднення, який інтегрований у відповідні прояви життєдіяльності лишайників. Фактичні точні показники наявності і концентрації відповідних забруднювачів визначає по своїм методикам санітарно-епідеміологічна служба міста. Але найближчий відомий стаціонарний вимірювальний пост знаходиться далеко від лісопарку Дубки – в районі Херсонського шосе.
Висновки.
1.Під час досліджень підтверджені відомі закономірності:
а) При підвищенні забруднення першими зникають кущисті, потім листуваті і накипні лишайники;
б) чим брудніше повітря, тим менша ступінь покриття лишайниками кори дерев і тим менше видів лишайників.
2. Вивчені додаткові джерела інформації з ліхенології.
3. Описано об’єкт дослідження (лишайники) та місця його знаходження.
4. Виявлені місцеві джерела забруднення атмосферного повітря.
5. Надано характеристику місцевим лишайникам.
6. Надано оцінку ступені забруднення атмосферного повітря за допомогою ліхеноіндикації.
7. Складено ескіз карти лісопарку з відмітками в балах ступеню покриття дерев в парку лишайниками.
Список літератури.
1. Валентинов О. Лісоповал. Про що шепотять «Дубки»? - Газета «Наше місто - Миколаїв». – 2006. - № 28 ( 7-13 червня ).
2. Перекатова Є.В. Курсова робота «Лишайники». Томський державний університет. 1999.
3. Мусієнко М.М. та інші. Біологія. Підручник для 6-го класу. – 2000. – Київ. – «Генеза».
4. Карта «Миколаїв, 1:23000». Київська військово-картографічна фабрика. – 2001.