1. Методики экологического мониторинга.

1.1. Биоиндикация загрязненности атмосферного воздуха с помощью мхов и лишайников.

(О.М. Масловский)

Настоящее пособие представляет простую доступную методику проведения экологических исследований учащихся по биоиндикации загрязненности воздуха с помощью лишайников и мохообразных. Эта методика базируется на основе Индекса полеотолерантности, предложенного Трассом (1984) для лишайников, которая была адаптирована О.М. Масловским и А.Г. Антоновым как в отношении комплексного использования при биоиндикации мохообразных и лишайников, так и с учетом региональных особенностей бриофлоры и лихенофлоры Беларуси.

Проведение биоиндикационных исследований не требует особых навыков, какой-либо дорогостоящей аппаратуры или специальной квалификации преподавателя. Как показывает практический опыт проведения таких практических работ, эти методики вполне по силам и самим учащимся со средней подготовкой, дают прекрасные наглядные практические результаты в области оценки экологической обстановки в конкретном районе города, поселке и т.д.

1.1.1. Научные основы биоиндикации.

Биоиндикация опирается на закон экологической индивидуальности видов (Раменский, 1924), согласно которому виды реагируют на определенные факторы внешней среды (в том числе и антропогенные) различно. Они имеют индивидуальные экологические амплитуды, оптимальные, пессимальные и локальные реакции на условия среды. Синузии (группировки видов), как и виды, различаются по терпимости, устойчивости к измененным человеком условиям их существования и являются надежным индикаторами экосреды , в том числе и атмосферных условий (Трасс, 1984).

Среди различных систематических групп растений наилучшими индикаторами загрязненности атмосферного воздуха являются лишайники и мохообразные. На этой основе и разработана методика проведения бионидикации.

Одним из наиболее простых и эффективных методов биоиндикации является, разработанный эстонцем Трассом, биоиндикационный метод оценки степени загрязненности атмосферного воздуха с использованием индекса полеотолерантности (IP). На основании индексов, определяемых в различных местах, в исследуемом районе выделяется зоны различной степени загрязненности.

В отличии от других методов, биоиндикация имеет ряд преимуществ:

• С ее помощью возникает возможность отражать среднемноголетнее состояние атмосферы.

• Она не требует больших материальных затрат и времени.

• При повторных исследованиях с помощью этого метода хорошо видна динамика (Трасс , 1984).

Популярность этого метода постоянно растет. Проведены биоиндикационные исследования и составлены карты загрязненности практически всех крупных городов мира (Нью-Йорк, Париж, Лондон, Токио, Осло, Москва и другие). В течении последних 8 лет нами проведены впервые подобные исследования в городе Минске и пригороде, областных центрах республики.

1.1.2. Проведение исследований и вычисление индексов.

Учащиеся разбиваются на группы по 2-4 человека. На территории города, поселка или другого района исследования (для учащихся рекомендуется в качестве объекта - парк, микрорайон или район города) закладываются пробные площадки.

Пробная площадка.

Выбираются 10 отдельных стволов деревьев одного вида, лучше всего - тополя (Populus sp.), наиболее распространенного древесного вида зеленых насаждений городов. Стволы подбираются примерно одного возраста, диаметра и с одинаковой структурой коры, кроме того, в сходных экологических условиях. На них закладываются кольцевые эталонные площадки (10 см шириной), разделенные на 4 сектора по основным румбам экспозиции - север, юг, запад и восток.

На каждой кольцевой площадке смотрят какие виды лишайников и мхов растут на ней и в каких количествах (процент покрытия по отношению ко всей площадке).

Затем проводят вычисления по простой формуле Трасса (Индекс полеотолерантности- IP):

n ai x ci

IP = -------------,

i=1 Cin

где:

n - количество видов на площадке описания;

ai - класс, степень полеотолерантности (выносливости по отношению к загрязнению атмосферного воздуха), вычисляемого эмпирически (классы приводится ниже);

Ci-покрытие вида (% площади вида ко всей площади площадки);

Cin - суммарное покрытие видов.

Для этого нами составлены таблицы классов полеотолерантности для видов лишайников и мохообразных в условиях Минской возвышенности на основе данных встречаемости видов на пробных площадях, расположенных по трансекту от районов с сильным загрязнением и антропогенным воздействием к более чистым, мало измененным районам (таб. 1 и 2, с учетом данных Трасс, 1989 и Кануккене, 1976, 1978).

Таблица 1.1. Классы полеотолерантности лишайников.

классы полеото- лерант- ности	Виды лишайников
III	Cetraria chlorophylla, Lecidea glomerulosa
IV	Cetraria pinastri, Parmelia saksatilis, Physcia aipolia, Ramalina farinacea
V	Lecanora ehlarotea, Physconia grisea, Evernina prunastri, Ramalina farinaceae, Anaptychia ciliaris
VI	Arthonia radiata, Pertusaria discoidea, Lecanora chlarona, Parmelia exasperatula, Usnea hirta, Physconia pulverulenta, Ramalina fraxinea
VII	Pertusaria amara, Psora scalaris, Parmelia sulcata, Physcia tenella, P. tribacea, Xanthoria polycarpa
VIII	Lecanora allophana, Hypogymnia physodes, Caloplaca cerina
IX	Physcia stellaries, Phaeophysconia orbicularis, Xanthoria parietina
X	Lecanora conizea, Lecanora hagenii, Lepraria aeruginosa

Таблица 2. Классы полеотолерантности мохообразных.

классы полеотоле- рантности	Виды мохообразных
III	Plagiothecium denticulatum, Brachythecium velutinum, Tortula pulvinata
IV	Plagiomnium cuspidatum, Leucodon sciuroides, Homalothecium sericeum
V	Hypnum cupressiforme, Homalia trichomanoides
VI	Orthotrichum pumilum, Anomodon longifolius
VII	Orthodicranum montanum, Callicladium haldanianum
VIII	Amblystegium serpens, Orthotrichum speciosum, Leskeella nervosa
IX	Pylaisia polyantha, Leskea polycarpa
X	Brachythecium salebrosum, Ceratodon purpureus

Виды лишайников и мхов определяются с помощью определителя. В случае затруднений преподавателю необходимо обратиться в Институт экспериментальной ботаники НАНБ (Масловский Олег Мечиславович, т. 284-20-22) или высшее учебное заведение биологического профиля, где вам окажут необходимую помощь в определении образцов.