Мхи как биоиндикаторы состояния окружающей среды. Старт в науке Мох мхи индикаторы среды

Для быстрой оценки основных характеристик почвы на участке существует много методов, и один из них: по дикорастущим растениям-индикаторам. Благодаря им можно визуально определить, например, кислотность, механический состав, питательность, плотность, влажность почвы.

Большинство культурных садовых растений адаптированы к широким пределам рН и погибают только при крайних значениях кислотности почв.

Наименее чувствительны к кислотности колокольчики, фиалки, ирисы, гладиолусы, можжевельники, злаки. Типичные любители «кисленького» - азалии, рододендроны, верески. Нейтральную реакцию почвы предпочитают гиацинты, тюльпаны, виолы; щелочную - чистец пушистый, эдельвейс альпийский, гипсофила и др.

Индикаторы кислотности. Индикаторы очень кислых почв (рН 3,0-4,5) - сфагновые и зеленые мхи, плауны, вереск обыкновенный, белоус торчащий, пушица влагалищная, щучка дернистая.

Обитатели кислых и слабокислых почв - конский щавель, щавелек малый, торица полевая, майник двулистный, кошачья лапка двудомная, мать-и-мачеха, медуница неясная, мята полевая, вероника лекарственная, подорожник большой, папоротник мужской, фиалка собачья, пикульник красивый, куриное просо, хвощ полевой, лютики ползучий и едкий.

Индикаторы бедных почв - сфагновые мхи и лишайники, багульник болотный, брусника, клюква, черника, вереск обыкновенный, белоус торчащий, бессмертник песчаный, очиток едкий, кошачья лапка двудомная, ястребинка волосистая, щавелек малый. Плодородные участки предпочитают копытень европейский, яснотка, крапива, лебеда, белена черная, малина, мокрица, печеночница.

На высокое содержание азота указывают крапива двудомная и жгучая, кипрей, крестовник весенний, лебеда татарская, хмель, щирица запрокинутая, калужница. А присутствие растений из семейства Бобовые - дрока красильного, лядвенца рогатого, люцерны и астрагала - говорит о его недостатке. На низкое содержание в почве азота указывает и присутствие росянки, мелколепестника канадского, льнянки.

Индикаторы легких почв - бессмертник песчаный, очиток едкий, сосна обыкновенная. На тяжелых глинистых часто встречаются лапчатка гусиная, лютик ползучий, подорожник, горец птичий, бересклет бородавчатый.

Дрема белая - индикатор щелочных почв

Мокрица - индикатор нейтральных почв

Щучка дернистая - индикатор очень кислых почв

Крапива двудомная - высокое содержание азота в почве

Мята полевая - индикатор слабокислых почв

Если вам понравился этот материал, то предлагаем вам подборку самых лучших материалов нашего сайта по мнению наших читателей. Подборку - ТОП о существующих экопоселениях, Родовых поместьях, их истории создания и все об экодомах вы можете найти там, где вам максимально удобно

Растения-индикаторы очень востребованы в садоводстве, они подскажут как лучше обустроить участок. Хотя практически любая выращиваемая культура состоянием стеблей, листвы, корневой системы или другого органа может рассказать нам о нехватке или переизбытке питательных веществ в почве и ее влажности. Умение правильно определить, о чем именно сигнализируют растения, поможет вовремя исправить ситуацию и улучшить урожай.

Растения-индикаторы на даче

Избавить себя от нужды в постоянной диагностике культурных растений, можно обратившись к тем, что растут на участке без вашего участия, так называемым растениям-индикаторам. Осмотритесь и вы их точно найдете. Из года в год они хорошо растут сами по себе, независимо от того, насколько часто вы их убираете.

Определение состояния почвы — один из немаловажных факторов для садоводов-огородников, помогающий заблаговременно и более точно определить какие удобрения стоит вносить, что именно лучше сажать на том или ином месте.

Растения-индикаторы грунтовых вод

Влажность почвы

Растения – ксерофиты. Они легко переносят засуху, способны достаточно долго обходиться без влаги:

Растения – мезофиты. Лесные и луговые травы, растущие на увлажненных почвах, но не заболоченных:

Растения – гигрофиты. Предпочитают обильно увлажненные, заболоченные почвы:

Место с обильно увлажненной почвой, если позволяет территория, лучше обустроить как декоративную часть участка, например, сделать укромный уголок для отдыха с небольшим прудом. За неимением такой возможности для выращивания овощей придется хорошенько потрудиться над дренажем.

Такое место не подходит для деревьев и кустарников, им для хорошего роста необходим уровень грунтовых вод не ближе полутора или даже двух метров от поверхности почвы.

Уровень подземных вод

Хозяева участка, особенно нового, задаются вопросом наличия воды, например, для обустройства скважины или колодца, системы автополива или распределения растений. В этом придут на выручку растительные индикаторы. Обследуйте участок и найдите растения, определяющие наличие подземных вод.

На глубину залегания воды от 10 см укажет осока двух видов — дернистая и пузырчатая, 10–50 см осока острая и пурпурный вейник, от 50 см до метра лабазник вязолистный и канареечник. При прохождении воды на глубине 1–1,5 м, растительными индикаторами будут стрелец-трава, овсяник луговой, вика многоцветковая и полевичка, более 1,5 м – ползучий пырей, клевер красный, подорожник большой и костер безострый.

Растения-индикаторы почвы

Растения – олиготрофы указывают на малое содержание полезных элементов в почве. Это лишайники, вереск, клюква, лиственные мхи, багульник, брусника и черника. А также антеннария, белоус и цмин песчаный.

Средне-плодородная почва подходит для растений – мезатрофов , например, зеленых мхов, щитовника мужского и смолевки поникающей, дикой земляники, орегано, ветреницы лютиковой, марьянника дубравного, любки двулистной и т. д.

К индикаторам обогащенных почв относятся растения – эвтрофы и мегатрофы . Мох мний, крапива двух видов (жгучая и двудомная), папоротник женский, мокрица, хвощ лесной и лунник. А также папоротник страусник, морковник лесной, иван-чай, копытник, лебеда, паслен черный и др.

Растения – эвритрофы произрастают в почвах с разным уровнем плодородия, поэтому индикаторами не являются. Это вьюнок (березка), тысячелистник.

Наиболее важным веществом в питании и развитии растений является азот. От недостатка этого элемента растения увядают, замедляются в росте.

Индикаторы содержания азота в почве

1. Растения – нитрофилы (богатая азотом почва). Марь обыкновенная, лебеда, пурпурная яснотка, пустырник, лопух, пролесник многолетний, хмель, яскирка, калужница, подмаренник, паслен сладко-горький и крапива двудомная.
2. Растения – нитрофобы (бедная на азот почва). В таких местах хорошо растут практически все бобовые культуры, а также ольха, облепиха и джида (джигида), очиток, морковь дикая, пупавка.

Есть также наблюдения по растениям, указывающим на плотность почвы. Плотная земля на участке зарастает лапчаткой гусиной, лютиком ползучим, подорожником, пыреем ползучим. Лютик ползучий и одуванчик благоденствуют на суглинках. Рыхлую почву с повышенным содержанием органики обожают крапива и кровохлебка. Песчаники предпочитают коровяк и звездчатка средняя.

Растения-индикаторы кислотности почвы

В излишне кислых почвах нормальному росту культурных растений препятствует избыток алюминия и марганца, они способствуют нарушению белкового и углеводного обмена, что грозит частичной потерей урожая или полным увяданием растений. Чтобы вычислить состав земли на вашем участке присмотритесь к дикорастущим растениям.

Растения – ацидофилы (индикаторы почв с повышенной кислотностью pH менее 6,7)

Предельные ацидофилы , растущие на почвах с pH 3–4,5:

Средние ацидофилы – pH 4,5–6:

Слабые ацидофилы (pH 5–6,7):

Растения – нейтрофилы, идентифицирующие нейтральные и слабокислые почвы с уровнем pH 4,5–7,0

Растения, предпочитающие почву с pH 6,7–7 – обычные нейтрофилы : ива Хультена и мхи плевроциум и гилокомиум.

Почва с pH 6–7,3 идеальная среда для окололинейных нейтрофилов : журавельник цикутовый, клевер, батлачик луговой, пучка и сныть обыкновенная.

Растения – базофилы (индикаторы щелочных почв c pH 7,3–9)

Почвы с pH 6,7–7,8 идеально подходят для нейтральных растений – базофилов:

В почве с pH 7,8–9 – растут обычные растения – базофилы , такие как красная бузина и вяз шершавый, а также кальцефилы (опадающая лиственница, ветреница дубравная, лабазник шестилепестный) и растения – галофиты , такие как тамарикс мелкоцветный, бессмертник и некоторые виды полыни.

Бо́льшая часть овощных культур растет в почвах с низким уровнем кислотности и нейтральных, поэтому для хорошего роста и обильного урожая, повышенную кислотность необходимо нейтрализовать. Вариантов для этого немало, все зависит от требуемого результата и выращиваемых культур, ведь есть такие растения, которым слабокислая почва не мешает хорошо развиваться, например, редис, морковь и томат. И особенно — картофель. На щелочной почве он сильно поражается паршой и урожай резко падает.

Огурцы, кабачки, тыква, лук, чеснок, салат, шпинат, перец, пастернак, спаржа и сельдерей предпочитают слабокислую или нейтральную реакцию почвы (pH 6,4-7,2). А капуста и столовая свекла даже на нейтральной почве хорошо отзываются на подщелачивание.

Растения, не являющиеся индикаторами

Далеко не все виды растений могут идентифицировать почву, лучшими в этом деле являются именно те, что приспособлены к определенным условиям, и нетерпимы к любым их изменениям (стенобионты). Виды растений, легко приспосабливающиеся к изменениям состава почв, а также окружающей среды (эврибионты) нельзя называть индикаторами.

Индикаторами не являются те растения, чьи семена были случайно занесены на участок. Обычно они дают одиночные всходы, и при своевременной уборке больше не появляются.

Получается большинство растений, с которыми мы боремся и привыкли называть сорняками, могут быть незаменимыми помощниками в диагностике почвы. Растения-индикаторы позволяют сэкономить время и силы на сложных экспериментах, ведь все что нужно сделать – просто найти их на своем участке и распознать.

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Цель: Изучение и определение лишайников как индикатора чистоты воздуха.

Задачи:

- Определить роль лишайников как показателей чистоты воздуха.

- Сравнить опытные данные.

Актуальность:

Лишайники являются пионерами растительности, но они являются одним из важнейших определителей чистоты воздуха.

Новизна: Исследование по лишайникам ведется впервые на территории поселка Танды.

Введение

Наиболее острую экологическую проблему представляет загрязнение воздуха, поскольку регулярно происходит выброс загрязняющих веществ в атмосферный воздух.

Продукты сжигание топлива автомобилей, выбросы котельных, продукты горение при пожарах и т.д. поступают в самый нижний (приземный) слой атмосферы. Условия их рассеивания определяются состоянием атмосферы. Решающую роль при этом играет ветер: в ветреную погоду хорошо проветривается, концентрации загрязняющих веществ низкие. В безветренную погоду «чистоту» приземного воздуха определяют процессы вертикального перемешивание. При благоприятных условиях они обеспечивают вынос примесей в верхние слои атмосферы и поступление оттуда же чистого воздуха.

Загрязнение воздуха приводит к уменьшению толщины озонового слоя и образованию озоновых дыр. По оценкам ученых, уменьшение толщины озонового слоя на 1% повысит интенсивность УФ - излучения на поверхности Земли на 2%, что увеличит уровень заболеваемости раком кожи у людей на 3-6%. Кроме того, загрязнение воздуха приводит к повышению влажности воздуха, к увеличению количества туманов в городе и помутнению атмосферы - образуется парниковый эффект.

А также атмосферные загрязнение влияют на состояние питьевых источников и состояние растительного и животного мира.

Но самое главное, загрязненный воздух оказывает огромное влияние на здоровье и самочувствие человека. При сильно загрязненном воздухе у людей воспаляются глаза, слизистые оболочки носа и горла, появляются симптомы удушья, обострение легочних и различных хронических заболеваний, например: хронических бронхит, и даже заболевание раком легких.

Таким образом, проблема загрязнение воздуха является актуальной, и мы решили выяснить, насколько сильно загрязнен воздух в нашем наслеге. Существуют различные методики исследования уровня загрязнения воздуха. Есть также инструментальные методы определение содержание в воздухе вредных примесей, которые используются государственными природоохранными организациями в целях мониторинга воздушной среды. Однако для нас такие методы недоступны. Мы выбрали наиболее доступную методику оценки степени загрязнение воздуха - лихеноиндикацию. То есть нами были выбраны лишайники в качестве индикаторов состояния воздуха. Объектом исследования стали территории в центре поселка и в окраинах поселка.

Характеристика лишайников

Русское название лишайники получили за визуальное сходство с проявлениями некоторых кожных заболеваний, получивших общее название «лишаи». Латинское название происходит от греческого (лат. Lichen) и переводится как бородавка, что связано с характерной формой плодовых тел некоторых представителей.

За неблагозвучным названием этих растений скрывается удивительный по своеобразию мир.

Как организмы лишайники были известны ученым и в народе задолго до открытия их сущности. Еще великий Теофраст (371 - 286 до н. э.) «отец ботаники», дал описание двух лишайников - уснеи (Usnea) и рочеллы (Rocella. Постепенно количество известных видов лишайников возрастало. В XVII веке было известно только 28 видов. Французский врач и ботаник Жозеф Питтон де Турнефор в своей системе выделил лишайники в отдельную группу в составе мхов. Хотя к 1753 году было известно свыше 170 видов, Карл Линней описал только 80, охарактеризовав их как «скудное крестьянство растительности», и включил вместе с печёночниками в состав «наземных водорослей».

Лишайники- группа симбиотических организмов, в теле которых сочетаются два компонента: автотрофный - водоросль или цианобактерия и гетеротрофный - гриб. Вместе они образуют единый организм. Для каждого вида лишайников характерна постоянная, сложившаяся в процессе исторического развития форма симбиоза - взаимополезного сожительства определенного гриба с конкретной водорослью.

Разделение лишайников на классы и семейства проводят в соответсвии с принадлежностью вида гриба - компонента лишайника - к определенному отделу грибов, входящих в состав лишайников, относят к отделу Аскомикота, а небольшую часть - к отделу Базидиомикота.

По величине лишайники разнообразны, их размеры - от нескольких до десятков сантиметров. Тело лишайников представлено слоевищем, или талломом. В зависимости от образующегося пигмента оно может быть серым, сизым, зеленоватым, буро-коричневым, желтым, оранжевым или почти черным.

Сейчас насчитывается около 25 тыс. видов лишайников. И каждый год ученые обнаруживают и описывают десятки и сотни новых неизвестных видов. Облик этих растений причудлив и разнообразен. Известны палочковидные, кустистые, листоватые, плёнчатые, клубкообразные, «голые» и густо покрытые чешуйками (филлокдадиями) лишайники, имеющие слоевище в виде булавы и плёнки, бороды и даже «многоэтажных» башен.

В зависимости от внешнего облика различают три основных морфологических типа: накипные, листоватые и кустистые лишайники. В природе лишайники занимают несколько экологических ниш: эпилитные, эпифитные, эпиксильные, напочвенные и водные.

Таллом накипных лишайников — это корочка «накипь», нижняя поверхность плотно срастается с субстратом и не отделяется без значительных повреждений. Это позволяет им жить на оголённой почве, на крутых склонах гор, деревьях и даже на бетонных стенах. Иногда накипной лишайник развивается внутри субстрата и снаружи совершенно не заметен.

Листоватые лишайники имеют вид пластин разной формы и размера. Они более или менее плотно прикрепляются к субстрату при помощи выростов нижнего коркового слоя.

Кустистые имеют более сложное строение. Таллом образует множество округлых или плоских веточек. Растут на земле или свисают с деревьев, древесных остатков, скал. На субстрате они прикрепляются только у своего основания.

К субстрату лишайники прикрепляются особыми выростами, расположенными на нижней стороне таллома, - ризоидами (если выросты сформированы только гифами нижней коры), или ризинами (если эти выросты включают в себя также сердцевинные гифы).

I.1 Лишайники как индикаторы окружающей среды

Лишайники представляют собой весьма своеобразную группу споровых растений, состоящих из двух компонентов - гриба и одноклеточной, реже нитчатой водоросли, которые живут совместно, как целостный организм. При этом функция основного размножения и питания за счет субстрата принадлежит грибу, а функция фотосинтеза - водоросли. Лишайники чутко реагируют на характер и состав субстрата, на котором они растут, на микроклиматические условия и состав воздуха, в силу чрезвычайного "долголетия" лишайников их можно использовать для датировки возраста различных предметов на основе измерения их слоевищ - в диапазоне от нескольких десятилетий до нескольких тысячелетий.

Объектом глобального мониторинга избраны лишайники потому, что они распространены по всему Земному шару и поскольку их реакция на внешние воздействие очень сильна, а собственная изменчивость незначительна и чрезвычайно замедлена по сравнению с другими организмами.

Из всех экологических групп лишайников наибольшей чувствительностью обладают эпифитные лишайники (или эпифиты), т. е. лишайники, растущие на коре деревьев. Изучение этих видов, в крупнейших городах мира, выявило ряд общих закономерностей: чем больше индустриализирован город, чем более загрязнен, тем меньше встречается в его границах видов лишайников, тем меньшую площадь покрывают лишайники на стволах деревьев, тем ниже «жизненность» лишайников.

Лишайники являются интегральным индикатором состояния среды и косвенно отражают общую «благоприятность» комплекса абиотических факторов среды на биотические.

Кроме того, большинство химических соединений, негативно влияющих на флору лишайников, входят в состав основных химических элементов и соединений, содержащихся в выбросах большинства промышленных производств, что позволяет использовать лишайники именно в качестве индикаторов антропогенной нагрузки.

Все это предопределило использование лишайников и лихеноиндикации в системе глобального мониторинга состояния окружающей среды.

I.2. Классификация лишайников

Различают три основных типа слоевищ лишайников: накипной (корковый), листоватый и кустистый, между которыми встречаются переходные формы. Наиболее простые - накипные, и корковые, похожие на кору дерева. Они растут на поверхности почвы, горных пород, на коре деревьев и кустарников, плотно срастаются с субстратом и не отделяются от него без значительных повреждений.

Более высокоорганизованные лишайники имеют листоватое слоевище в форме пластинок, распростертых по субстрату и срастающихся с ним посредством пучков гиф. На субстрате листоватые лишайники имеют вид чешуек, розеток или обычно разрезанных на лопасти крупных пластинок.

Наиболее сложно организованное слоевище - кустистое , имеющее форму столбиков или лент, обычно разветвленных и срастающихся с субстратом только основанием. Вертикальный рост слоевище позволяет ему лучше использовать солнечный свет для фотосинтеза.

У большинства лишайников слоевище имеет верхний и нижний корковые слои из плотного сплетение грибных нитей, между которыми находится сердцевина - рыхлый слой грибов укрепляет слоевище и защищает водоросли от чрезмерного освещение. Основная функция сердцевинного слоя - проведение воздуха к клеткам водорослей, содержащим хлорофилл.

Симбиотические взаимоотношение гриба и водорослей проявляются в том, что нити гриба в теле лишайника как бы выполняют функцию корней, а клетки водорослей играют роль листьев зеленых растений - в них происходит фотосинтез и накопление органических веществ. Гриб обеспечивает водоросль органические вещества. Таким образом, лишайники представляют собой автогелеротрофные организмы. Лишайнику, как целому организму, присущи новые биологические качества, несвойственные его компонентам вне симбиоза. Благодаря этому лишайники обитают там, где не могут жить ни водоросли, Ни грибы в отдельности. Физиология гриба и водоросли в слоевище лишайника также во многом отличается от физиологии свободноживущих грибов и водорослей.

Среди лишайников различают группы видов, растущих на почве, деревьях, склах и т.д. Внутри них можно выделить еще более мелкие группы: обитающие ни известковых или кремнистых горных породах, на коре деревьев, обнаженной древесине, на листьях (у вечнозеленых растений) и др. На обрабатываемых землях лишайники не встречаются из-за своего очень медленного роста, накоплением органических веществ. Они очень требовательны к чистоте воздуха, не выносят дыма, копоти и особенно сернистых газов промышленных районов.

Встречаются во всех биогеографических зонах, особенно в умеренных и холодных областях, а также в горах. Лишайники способны переносить длительное высушивание. Фотосинтез и питание у них в это время прекращаются. Устойчивость к засухе и низкой температуре позволяет им переживать периоды резкого изменение условий существования и возвращаться к жизнедеятельности даже при низкой температуре и незначительном содержании CO2, когда многие растения погибают.

I.3. Размножения лишайников

Лишайники размножаются в основном вегетативно - частями слоевище. Хрупкие в сухую погоду, лишайники легко ломаются от прикосновение животных или людей; отдельные кусочки, попав в соответствующие условия, развиваются в новое слоевище. Однако они могут размножаться и спорами, которые образуются половым или бесполым путем.

Широкое распространение лишайников обусловлено многими факторами, из которых основные - их способность противостоять неблагоприятному воздействию среды, лекгость вегетативного размножения, дальность и высокая скорость переноса отдельных частей слоевища ветром.

По хаpактеpу полового споpоношения лишайники относят к двум классам: сумчатые (pазмножаются споpами, созpевающими в сумках), к котоpым относятся почти все pазновидности лишайников, и базидиальные (споpы созpевают в базидиях), насчитывающие всего несколько десятков видов.

Pазмножение лишайников осуществляется половым и бесполым (вегетативным) способами. В pезультате полового пpоцесса обpазуются споpы гpиба лишайника, котоpые pазвиваются в закpытых плодовых телах - пеpитециях, имеющих узкое выводное отвеpстие ввеpху, или в апотециях, шиpоко откpытых к низу. Пpоpосшие споpы, встpетив соответствующую своему виду водоpосль, обpазуют с ней новое слоевище.

Вегетативное pазмножение заключается в pегенеpации слоевища из небольших его участков (обломков, веточек). У многих лишайников есть специальные выросты - изидии, которые легко отламываются и дают начало новому слоевищу. В других лишайниках образуются крошечные гранулы (соредии), в которых клетки водоросли окружены плотным скоплением гиф; эти гранулы легко разносятся ветром.

Все необходимое для жизни лишайники получают из воздуха и атмосферных осадков и при этом не имеют специальных приспособлений, предотвращающих поступление в их тела различных загрязнителей. Особенно губительны для лишайников различные окислы, образующие при соединении с водой кислоты той или иной концентрации. Поступая в таллом, такие соединения разрушают хлоропласты водорослей, равновесие между компонентами лишайника нарушается, и организм гибнет. Поэтому многие виды лишайников быстро исчезают с территорий, подверженных значительному загрязнению. Но оказывается не все.

В любом случае гибель отдельных видов должна быть тревожным сигналом не только для людей, проживающих в какой - либо конкретной местности, но и для всего человечества.

Так как лишайники очень чувствительны к загрязнению воздуха и погибают при высоком содержании в нём угарного газа, соединений серы, азота и фтора их можно использовать в качестве живых индикаторов чистоты окружающей среды. Такой метод был назван лихеноиндикацией (от греч. "лихен"-лишайник)

I.4. Значение лишайников

Значение лишайников велико. Как автогетеротрофные компоненты природных систем, они аккумулируют солнечную энергию, образуя определенную биомассу, и в то же время разлагают органические вещества до минеральных. В результате их жизнедеятельности подготавливается почва для поселения растений.

В тундре, где лишайников особенно много, они служат кормом северных оленей. Наибольшее значение в этом отношении имеет ягель - олений мох. Используют в пищу лишайники и некоторые дикие животные, например: косули, лоси, маралы. Лишайники служат индикаторами (показателями) чистоты воздуха, так как они очень чувствительны к его загрязнению.

Благодаря лишайниковым кислотам (совместный продукт грибного и водорослевого партнёрства) лишайники выступают в природе как пионеры растительности. Они участвуют в процессах выветривания и почвообразования.

Но лишайники отрицательно действуют на памятники архитектуры, вызывая их постепенное разрушение. По мере развития слоевища лишайников деформируются и пузырятся, а в образовавшихся полостях возникает особый микроклимат, способствующий разрушению субстрата. Именно поэтому лишайниковая мозаика на поверхности древних памятников очень тревожит реставраторов и хранителей старины.

На торфяниках лишайники тормозят рост кустарничков. Иногда участки почвы между подушками лишайников и сосудистыми растениями полностью лишены растительности, так как лишайниковые кислоты воздействуют и непосредственно и на расстоянии (подтверждено лабораторными опытами).

Лишайниковые кислоты не только тормозят, но и стимулируют рост некоторых организмов. В тех местах, где произрастают лишайники, прекрасно чувствуют себя многие почвенные микроскопические грибы и бактерии.

Лишайниковые кислоты имеют горький вкус, поэтому едят их только некоторые улитки и северные олени, которые очень любят ягель, тундровую кладонию.

В тяжёлые голодные годы люди часто при выпечке хлеба добавляли измельчённые в муку лишайники. Для удаления горечи их предварительно обдавали кипятком.

Лишайники издавна были известны как источник получения полезных химических веществ. Более 100 лет назад лихенологии обратили внимание на то, что под воздействием растворов йода, щёлочи и белильной извести окрашиваются в разные цвета. Лишайниковые кислоты в воде не растворяются, но растворяются в ацетоне, хлороформе, эфире. Многие из них бесцветны, но есть и окрашенные соединения: желтые, красные, оранжевые, фиолетовые.

В медицине лишайники применяли ещё древние египтяне за 2000 лет до нашей эры. Их кислоты обладают антибиотическими свойствами.

Карл Линней в1749 году упоминал о семи лекарственных видах лишайников. Из пармелии скальной в то время делали тампоны для остановки кровотечения из носа, из кладонии красноплодной готовили средство от кашля. С успехом применяли препараты для лечения кожных заболеваний, ожогов, послеоперационных ран.

Лекарственные препараты цетрарии исландской используют как в официальной, так и народной медицине для лечения заболеваний верхних дыхательных путей, бронхиальной астмы, туберкулеза, инфекционных заболеваний кожи, гнойных ран и ожогов. Во многих странах, в том числе и в России, готовят лечебные сиропы и пастилки.

Фармакологические исследования показали, что натриевая соль усниновой кислоты обладает бактериостатическими и бактерицидными свойствами относительно стафилококков, стрептококков и бактерии субтилис. Её отвар поднимает тонус организма, регулирует деятельность желудка, лечит заболевания дыхательных путей. Лекарственный препарат натрия уснинат был разработан в Ботаническом институте им. В. Л. Комарова в Петербурге и в честь этого института назван бинаном. Бинан на пихтовом бальзаме заживляет ожоги, а спиртовой раствор помогает при ангине.

Самое неожиданное применение в парфюмерии, хотя и было это известно в 15 - 18 веке. В древнем Египте из них получали порошок, который использовали для приготовления пудры.

Лишайниковые кислоты, полученные из разных видов пармелий, еверний и рамалин, обладают способностью фиксировать запахи, поэтому их и сегодня используют в парфюмерной промышленности. Спиртовой экстракт из лишайников (ризиноид) добавляют в духи, одеколоны и мыла. Вещества, которые содержатся в Эвернии сливовой являются хорошими закрепителями ароматов, поэтому их применяют для изготовления духов и ароматизации хлеба.

Некоторые лишайники употребляют в пищу. В Японии, например, считается деликатесом гирофора съедобная (gyrophora tsculenta)-растущий на скалах листоватый лишайник. Давно известна под названием «лишайниковая манна», астицилия съедобная(Asticilia esculenna), образующая своеобразные «кочующие» шаровидные комочки в степях, пустынях и засушливых горных областях. Ветер иногда переносит эти шарики на большие расстояния. Возможно отсюда и возникло библейское предание о «манне небесной», нипосланный Богом евреям, странствовавшим по пустыне на пути из египетского рабства. А в самом Египте эвернию шелушащуюся (Evernia furfuracea) добавляли в выпекаемый хлеб, чтобы он долго не черствел.

По составу лишайников с помощью разработанных шкал и формул определяют концентрацию в воздухе различных загрязняющих веществ. Они являются классическими биологическими индикаторами. Также всей поверхностью лишайники впитывают дождевую воду, где концентрируется много токсических газов. Наиболее опасны для лишайников окислы азота, угарный газ, соединения фтора. В последнее десятилетие показало, что самое негативное воздействие на них оказывают соединения серы, особенно сернистый газ, который уже в концентрации 0,08-0,1 мг/м угнетает большинство лишайников, а концентрация 0,5мг/м губителен практически для всех видов.

Лишайники успешно используют в экологическом мониторинге. Служат индикаторами окружающей среды, так как проявляют повышенную чувствительность к химическому загрязнению. Устойчивости к неблагоприятным условиям способствует невысокая скорость роста, наличие различных способов извлечения и накопления влаги, развитые механизмы защиты.

Российские исследователи М. Г. Нифонтова и её коллеги установили, что лишайники накапливают радионуклеотиды на несколько величин больше, чем травянистые растения. Кустистые лишайники накапливают больше изотопов, чем листоватые и накипные, поэтому для контроля за радиоактивностью в атмосфере выбирают именно эти виды. Напочвенные лишайники накапливают в основном цезий и кобальт, а эпифиты - преимущественно стронций и железо. Эпилиты, растущие на камнях, накапливают совсем мало радиоактивных элементов. Вымывание изотопов из талломов сильно заторможено, в связи с длительными периодами обезвоживания, поэтому лишайники служат барьером для дальнейшего распространения губительной радиации. Благодаря способности накапливать изотопы, лишайники используются как индикаторы радиоактивного загрязнения среды.

II. Основная часть

II.1. Заложение пробных площадок

В каждом районе исследование были выбраны пять деревьев одного вида, которые находились на расстоянии 5-10 м друг от друга, были примерно одного возраста и размера, не имели повреждений. К стволу каждого дерева плотно палетка, разделенная на квадраты, на высоте приблизительно 1 м.

Полученные данные обрабатывались по формуле: R=(100а+50в)/с,

где: R — степень покрытия древесного ствола лишайниками (%);

а - число квадратов сеточки, в которых лишайники визуально занимают больше половины площади квадрата;

в - число квадратов сеточки, в которых лишайники визуально занимают менее половины площади квадрата;

с - общее число квадратов сеточки .

Результаты загрязнения воздуха представлены в таблице 1.

Таблица 1.

Оценка степени загрязненности атмосферного воздуха территории

Зона проведения эксперимента	Вид дерева	Количество лишайников	Виды лишайников		Чистота воздуха
Солообут (1 участок)	лиственница	Больше половины квадрата покрыта лишайником	Накипной (желтый, серый)		Чистый воздух
(2 участок)	лиственница	Несколько квадратов покрыто лишайником	Накипной (желтый,		Чистый воздух
Центр поселка (3 участок)	лиственница	Почти весь квадрат покрыт лишайником	Накипной (желтый), листоватый (зеленый)		Мало загрязненный

II.2.Измерение проективного покрытия

Для оценки относительной численности лишайников на стволах деревьев мы определяли показатели проективного покрытия т.е. процентного соотношений площадей, покрытых лишайниками, и площадей, свободных от лишайников.

Проективное покрытие лишайников подсчитывали с помощью прозрачной пленки, расчерченный на квадраты 1х1 см. Пленку накладывали на ствол дерева и закрепляли кнопками. Измерение на одном стволе производились с четырех сторон света : рамку прикладывали и производили подсчет четыре раза - с севера, востока, юга и запада. А также эти измерение производились на 2-х высотах : 60,90.

Подсчет лишайников производили следующим образом. Сначала считали число квадратов сеточки, в которых лишайники занимают на глаз больше половины площади квадрата (а), условно приписывая им покрытие, равная 100%. Затем подсчитывали число квадратов, в которых лишайники занимают менее половины площади квадрата (в), условно приписывая им покрытие, равное 50%. Данное записывали в рабочую таблицу. После этого рассчитали общее проективное покрытие в процентах по формуле:

R=(100 * а+50 * в)/С

В этой формуле С - общее число квадратов сеточки (при использовании сеточки 10х10 см с ячейками 1х1, С=100).

1. Измерение проективного покрытия

Проективное покрытие вычисляется по формуле:

R=(100а+50в)/С, где

а - это число квадратов сеточки, в которых лишайники занимают больше половины площади квадрата;

в - это число квадратов сеточки, в которых лишайники занимают меньше половины площади квадрата;

С - это 100%.

R=100 * 50 + 50 * 15 / 100% = 57,5%

Значит в первом участке оценка проективного покрытия составляет 8 баллов.

R = 100 * 50 + 50 * 19 / 100% = 59,5%

А во втором участке оценка проективного покрытия составляет тоже 8 баллов.

R = 100 * 15 + 50 * 5 / 100 = 17,5%

А в третьем участке оценка проективного покрытия составляет 4 балла.

Таблица 3. Измерение проективного покрытия лишайников.

II.3.Вычисление значение индексов полеотолерантности

Рассчитанное проективное покрытие позволило вычислить индекс полеотолерантности, отражающий влияние воздуха на лишайники.

Индекс полеотолерантности (IP) вычисляется по формуле:

IP = (A i C i ) / C n

В этой формуле: n - количество видов на описанной пробной площади; A i - класс полеотолерантности вида (гипогимния вздутия относится к 3 классу полеотолерантности, то есть этот вид лишайника встречается в естественных и антропогенно слабоизмененных местах); C i - проективное покрытие вида в баллах; Cn- сумма значений покрытия всех видов (в баллах). Индекс полеотолерантности (IP) и концентрации SO₂.

Таблица 4 Оценка проективного покрытия в баллах.

Оценка покрытия, в %

Используя таблицу «Оценка проективного покрытия в баллах», определили, что рассчитанное проективное покрытие в процентах (57,8%, 59,5%) соответствует восьми (8) баллам. Имея все данные, рассчитали по формуле индекс полеотолерантности. IP = 4 (смешанная зона).

II.4.Результаты практической части исследования

Было обследовано 3км 2 , обнаружены следующие виды лишайников.

Семейство Parmeliaceae

Гипогимния вздутия (Hypoqimnia physodes)

Пармелия бороздчатая (Parmelia sulcata)

Семейство Usneaceae

Эверния растопыренная (Evernia divaricata)

Семейство Teloschistaceae

Ксантория постенная (Xanthoria pareitina)

Таблица №5. Результаты исследования.

Очень слабое (1 класс) - общее число видов до шести, в том числе накипные, листоватые и кустистые формы серого и желтого цвета.

Слабое (2 класс) - общее число до четырех, накипные, листоватые и кустистые формы серого цвета, накипные лишайники желтого цвета.

Среднее (3 класс) - только два вида лишайников серого цвета, накипные и листоватые формы.

Умеренное (4 класс) - только один вид накипных лишайников серого цвета.

Сильное (5-6 классы) - полное отсутствие лишайников, «лишайниковая пустыня».

Значит наш населенный пункт по нашим расчетам относится в второму классу. Это говорит в том, что нашей территории нет промышленных объектов. Основными объектами загрязняющим атмосферу является центральная котельная, отапливоемое каменным углем, мазутом, частные дома отапливоемые древесиной.

Заключение

Простым, доступным способом определения чистоты воздуха является метод лихеноиндикации.

Лишайники сильно реагируют на внешнее воздействие, поэтому можно четко определить состояние экологической ситуации.

По нашим исследованиям территория поселка благоприятно по отношении чистоты воздуха.

Литература.

1.Боголюбов А.С. Оценка загрязнения воздуха методом лихеноиндикации: метод. пособие / А.С. Боголюбов, М.В. Кравченко. - М.: Экосистема, 2001.

2.Воронцов А.И., Харитонова Н.З. Охрана природы. - М.: Высшая школа, 1977

3.Израэль Ю.А. Экология и контроль состояние природной среды. - Л.: Гидрометеоиздат, 1979.

4.Криксунов Е.А. Экология, М.: Изд дом “Дрофа”, 1996.

5.Кушелев В.П. Охрана природы от загрязнения промышленными выбросами. - М.: Химия, 1979.

6. Ляшенко О.А. Биоиндикация и биотестирование в охране окружающей среды: учебное пособие. - СП.: 2012.

7.Никитин Д.П., Новиков Ю.В. Окружающая среда и человек. - М.: Высшая школа, 1980

8.Новиков Э.А. Человек и литосфера. - Л.: Недра, 1976.

9.Синицын С.Г., Молчанов А.А. и др. Лес и охрана природы. - М.: Лесная промышленность, 1980.

10.Сайт интернета lishayniki.ru

Приложение

Ксантория постенная

Эверния растопыренная

Пармелия бороздчатая

Гипогимния вздутая

Лемяскин Павел Викторович, Маликов Михаил Витальевич, 6 класс

Скачать:

Предварительный просмотр:

Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com

Подписи к слайдам:

2009 г. ТЕМА « Индикация чистоты воздуха с помощью эпифитных мхов » 6 класс УЧЕБНЫЙ ПРОЕКТ Московская область Раменский муниципальный район МОУ Ганусовская средняя общеобразовательная школа

выявление зависимости роста эпифитных мхов от экологического состояния окружающей среды; провести необходимые исследования путём наблюдения; создать и представить мультимедийный проект. ЦЕЛЬ: ЗАДАЧИ: оценить уровень загрязнённости воздуха по интенсивности роста эпифитных мхов

Материально-техническое и учебно-методическое оснащение: рулетка, квадрат-сетка, лупа; компьютер с доступом в Интернет, фотоаппарат, сканер, учебная и учебно-методическая литература

Перед нами стояла задача оценить степень и уровень загрязнения воздуха на территории нашего посёлка, расположенного в 4-х км от автомагистрали, соединяющей Каширское и Рязанское шоссе. Известно, что эпифитные лишайники и мхи являются биологическими индикаторами аэротехногенного загрязнения. Они не имеют корневой системы и поглощают токсины не из субстрата, а из атмосферного воздуха. Мхи являются хорошими аккумуляторами серы и тяжёлых металлов. Методика проведения исследования подразделялась на 2 этапа:  1 этап – проведение полевых исследований,  2 этап – обработка данных и результатов работы.

Определили участки обследования, которые находились вдоль линии, перпендикулярной автомагистрали. Всего было выбрано 3 площадки, расположенные на разном расстоянии от автомагистрали:  1-я – возле дороги,  2-я – 2 км от дороги (посёлок Ганусово),  3-я – 4 км от дороги (посёлок Рылеево). 1 этап работы

На каждом дереве провели описание мхов от основания до высоты 1,5 м. При этом визуально оценивали жизненность мохового покрытия. На каждом участке заложили пробную площадку 30*30 м и выбрали по 10 отдельно стоящих старых, но здоровых, растущих вертикально деревьев

Для оценки жизненности мхов использовали 3-балльную шкалу: 1 балл – жизненность хорошая (полная) – мох хорошо развивается, имеет достаточную на ощупь увлажненность; 2 балла – жизненность удовлетворительная (угнетение) – растение угнетено, что выражается в меньших размерах взрослых особей; 3 балла – жизненность неудовлетворительная (сильное угнетение) – мох угнетён так сильно, что наблюдается резкое отклонение во внешнем облике взрослых особей.

На каждом дереве провели минимум 4 учёта с помощью сетки: 2 – у основания ствола (с разных его сторон) и 2 на высоте 1,4м – 1,6м. Для проведения учетов использовали квадрат-сетку размером 20*20 см. Накладывая сетку на ствол дерева, подсчитали площадь, занятую эпифитными мхами. Сначала подсчитали количество малых квадратов, полностью покрывающих заросшие мхами участки (А). Затем провели учёт малых квадратов, частично занятых мхами (В). Площадь заселения ствола мхами определили по формуле: S =(А+0,5В) / 4

Полученные данные оформили в виде таблицы 2 этап работы Экологическое состояние и распределение мхов на берёзе № дерева Жизненность мхов, баллы Площадь, покрытая мхами (м 2) 1-вый участок 2-рой участок 3-тий участок 1-вый участок 2-рой участок 3-тий участок 1 - 3 1 - 0,02 0,26 2 - 2 1 - 0,04 0,39 3 3 2 1 0,02 0,04 0,38 4 - 3 2 - 0,02 0,40 5 - 2 1 - 0,12 0,52 6 3 2 1 0,04 0,08 0,46 7 - 2 2 - 0,14 0,38 8 - 3 1 - 0,06 0,48 9 - 3 1 - 0,04 0,44 10 - 3 1 - 0,02 0,50

В результате проведённых исследований мы сделали вывод о степени загрязнения воздуха в районе пробных площадок. Оценку уровня загрязнения воздуха провели по 5-балльной шкале (см. таблицу на след.слайде).

Влияние загрязнения воздуха на распределение эпифитных мхов Зона загрязнения воздуха Встречаемость эпифитных мхов Оценка загрязнения воздуха 1. _______ Мхи на стволах деревьев отсутствуют Очень сильное загрязнение 2. Участок №1 Эпифитные мхи отсутствуют. На северной стороне деревьев встречается зеленоватый налёт водорослей Сильное загрязнение 3. Участок №2 У основания деревьев присутствует незначительное количество мхов Среднее загрязнение 4. Участок №3 Появление мхов на стволах деревьев по всей обследуемой высоте. Небольшое загрязнение 5. _______ Высокое видовое разнообразие эпифитных мхов по всей обследуемой высоте деревьев Воздух чистый

Таким образом, на участке №3 (поселок Рылеево) мох на стволах деревьев имеется по всей обследуемой высоте, что указывает на небольшое загрязнение воздуха, тогда как на участке №1 (возле автомагистрали) мхи на стволах деревьев отсутствуют, что является следствием сильного загрязнения атмосферы. ВЫВОД: Д ля оценки загрязнений территорий можно исследовать эпифитные мхи, которые, как видно из результатов исследования, дают возможность чётко идентифицировать загрязнённые территории даже при «слабой категории загрязнённости».

Над проектом работали: Лемяскин Павел – ученик 6 класса Маликов Михаил – ученик 6 класса Руководитель проекта – учитель биологии Миляева Мария Панаётовна

Список используемой литературы: Надеин А.Ф., Тарханов С.Н. Экология северных территорий России // Международная конференция, Архангельск, 2002. Литвинова Л.С., Жиренко О.Е. Нравственно-экологическое воспитание школьников // М.: 5 за знание, 2007. Пасечник В.В. Биология. Бактерии. Грибы. Растения. М.: Дрофа, 2005 . Серия «Эрудит». Мир растений. М.: ООО «ТД «Издательство Мир книги», 2006.