Растения - биоиндикаторы

Растения - биоиндикаторы.

 

 

Выполнила:

ст. группы Эко-546

  Проблема загрязнения природной среды - одна из глобальных проблем современного мира. В связи с интенсивным развитием промышленности и транспорта, в атмосферу, гидросферу, литосферу поступает все большее количество вредных выбросов. На земном шаре практически невозможно найти место, где бы не присутствовали в той или иной концентрации загрязняющие вещества.

Биоиндикация

 

   Наиболее доступная методика оценки степени загрязнения окружающей среды –биоиндикация.

   

    Биоиндикация – обнаружение и определение загрязнений по реакции на них живых организмов

 

   Биоиндикация-оценка качества среды обитания и её отдельных характеристик по состоянию биоты в природных условиях

1. Изменение окраски листьев  

 

   -реакция на различные поллютанты:

    

    1) Хлороз – бледная окраска листьев между жилками. Отмечали при избытке в почве тяжелых металлов и при газодымовом загрязнении воздуха.

    2) Пожелтение участков листьев. Характерно для лиственных деревьев при засолении почвы хлоридами.

    3) Побурение или побронзовение. Часто означает начальную стадию некротических повреждений.

    4) Листья как бы пропитаны водой (как при морозных повреждениях). Возникает под действием ряда окислителей, например пероксиацетилнитрата.

    5) Серебристая окраска листьев. Возникает под действием озона на листьях табака.

2. Некроз

 

– отмирание участков ткани листа, их форма иногда специфична.

Пример:

1) Межжилковые – некроз тканей между боковыми жилками 1 порядка. Часто отмечаются при воздействии сернистого газа. 

2) Краевые. На листьях липы под влиянием соли (хлорида натрия),  который зимой посыпают улицы для таяния льда. 

3) «Рыбий скелет» – сочетание межжилковых краевых некрозов. 

4) Верхушечные некрозы. Хвоинки пихты и сосны после действия сернистого газа становятся на вершине бурыми, верхушки листьев гладиолусов после окуривания фтористым водородом становятся белыми. 

3. Преждевременное увядание.

 

  Например, под действием этилена не раскрываются цветки у гвоздики, увядают лепестки орхидей. Сернистый газ вызывает обратимое увядание листьев малины.

4. Дефолиация

 

    - опадание листвы.

    Обычно наблюдается после некрозов и хлорозов. Например, осыпание хвои у ели и сосны при газодымовом загрязнении воздуха, листьев лип и конских каштанов – от соли для таяния льда, крыжовника и смородины – под действием сернистого газа.

5. Изменение размеров  органов

  Например, хвоя сосны вблизи заводов удобрений удлиняется от нитратов и укорачивается от сернистого газа. У ягодных кустарников дым вызывает уменьшение размеров листьев.

 

6. Изменение формы, количества и  положения органов.

    Аномальную форму листьев отмечали после радиоактивно облучения. В результате локальных некрозов возникает вздувание или искривление листьев, сращение или расщепление отдельных органов, увеличение или уменьшение частей цветка.

 

 7. Изменение жизненной формы растения

    Кустовидная или подушечная форма роста свойственна деревьям, особенно липе, при сильном устойчивом загрязнении воздуха (HCI, SO2).

 

8. Изменение жизненности. 

    Обычно это сопровождается изреживанием кроны и уменьшением прироста. Изменения прироста неспецифичны, но широко применяются, так как чувствительнее, чем некрозы. Измеряются радиальный прирост в длину побегов и листьев, корней, диаметр таллома лишайника.

 

9.Изменение плодовитости. 

    При действии поллютантов уменьшается образование плодовых тел у грибов, снижается продуктивность у черники и ели. Некоторые виды лишайников не образуют плодовых тел в сильно загрязненном воздухе, но способны размножаться вегетативно.

Растения – индикаторы  воздуха

 

    Среди веществ, загрязняющих воздух, наибольшее значение имеет сернистый газ, галогены и их соединения, окись углерода, сероводород, аммиак, этилен, а также копоть, пепел, твердые частицы пыли (цемента, извести, кремния, каменного угля, металлов и их соединений). 
 

    Растения могут использоваться как для выявления отдельных загрязнений воздуха, так и для оценки общего состояния воздушной среды.

    Под влиянием ухудшения качества атмосферного воздуха у отдельных особей или групп некоторых растений отмечаются различные изменения: необычная окраска листвы, опадение листвы, изменение формы роста ,плотности популяции, ареала вида и т.д.

    Наблюдая эти изменения, можно констатировать избыточное присутствие в атмосфере какого-либо газа.

Основные растения –  индикаторы загрязнения атмосферного  воздуха

 

Компоненты 

загрязнения

 

Важнейшие древесные породы

 

Сельскохозяйственные 

и декоративные растения

 

Диоксид серы

 

Ель (европейская, сербская)

Пихта европейская

Сосна обыкновенная

Ясень американский

 

Пшеница, ячмень,

люцерна, клевер,

хлопчатник, фиалки

 

Фтористый 

водород

 

Ель европейская

Пихта европейская

Орех грецкий

 

Виноград, абрикос,

гладиолус, ландыш, нарцисс, тюльпан, рододендрон

 

Аммиак

 

Граб обыкновенный

Липа сердцевидная

 

Сельдерей, махорка

 

Озон

 

Сосна Веймутова

 

Табак, картофель, соя,

томаты, цитрусовые

 

Тяжелые 

металлы

 

Тсуга канадская

Вяз гладкий

 

Овсяница, орхидеи,

бромелиевые

    Виды астрагалов являются индикаторами селена, а некоторые крестоцветные – серы.

 

 

Лихеноиндикация

 

• использование лишайников в качестве индикаторов состояния воздуха.

   Хорошими индикаторами состояния окружающей среды являются лишайники, так как они распространены по всему земному шару и их реакция на внешние воздействия очень сильна, а собственная изменчивость незначительна по сравнению с другими организмами. 
Лишайники— это очень своеобразные в биологическом отношении низшие растения. Лишайник является сложным организмом, образующимся в результате симбиоза двух растений: гриба и водоросли.

Примеры

 

Если в лесу на стволах деревьев обильны лишайники, значит в воздухе почти нет вредных примесей, особенно сернистого газа. При наличии сернистого газа лишайники исчезают.

Растения индикаторы почв

 

    Многие особенности почвы можно определить по населяющим ее растениям:

• Плодородие почвы
• Кислотность почвы
• Близость залегания грунтовых вод

 

Плодородие почв

 

    На почвах бедных кальцием растут бухарник мягкий, белоус торчащий, майник двулистный, папоротник-орляк, фиалка собачья, верески

 

бухарник мягкий

 

белоус торчащий

фиалка собачья

    О высоком плодородии свидетельствуют следующие растения: малина, крапива, иван-чай, таволга, сныть, чистотел, копытень, валериана, чина луговая, костер безостый. Индикаторы умеренного (среднего) плодородия: майник двулистный, медуница, дудник, грушанка, гравилат речной, овсяница луговая, купальница, вероника длиннолистная

таволга

 

иван-чай

 

сныть

чистотел

 

копытень

 

валериана

чина луговая

 

костер безостый

     Когда сосна или можжевельник, к примеру, растут над залежами урановой руды, в их хвое содержится значительно больше урана, чем обычно.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

    Биоиндикаторы кислотности почв

• Кислые почвы(рН меньше 5,0)

    Белоус, душистый колосок, хвощ, клюква, голубика, сфагнум, вереск, зелёные мхи, черника, осока, плаун, лапчатка, ель.

 

• Слабокислые почвы (рН 5,1 - 5,5)

    Ромашка непахучая, манжетка, метлица полевая, вейник ланцетный, лютик едкий, погремок.

 

• Нейтральные, близкие к нейтральным (рН 5,5 – 7,0)

    Лисохвост луговой, цикорий, овсяница луговая, мятлик луговой, борщевик сибирский, тимофеевка луговая, клевер луговой, сныть европейская, мыльнянка лекарственная.

 

• Щелочные почвы (рН больше 7,0)

    Бересклет бородавчатый, бузина сибирская, мать-и-мачеха, очиток едкий, горчица, ковыль, полынь, ольха, берёза, осина, рябина.

 

душистый колосок

 

сфагнум

Ромашка непахучая

 

погремок

 

лютик едкий

борщевик сибирский

 

цикорий

 

мыльнянка лекарственная.

 

бересклет бородавчатый

 

горчица

В лесах:

 

В лесах:

 

Умеренное (среднее) плодородие

 

Чина луговая, костёр безостый, таволга, осока лисья.

 

Малина, крапива, иван-чай, таволга, чистотел, копытень, кислица, валериана.

 

Умеренное (среднее) плодородие

 

Овсяница луговая, лисохвост луговой, щучка дернистая, купальница, вероника длиннолистная

 

Майник двулистный, медуница, дудник, грушанка, купальница, гравилат речной

 

Низкое плодородие

 

 

Белоус, ситник нитевидный, душистый колосок, кошачья лапка.

 

Сфагновые мхи, наземные лишайники, черника, брусника, клюква

Растения - биоиндикатор водных  объектов

 

   Видовой состав водных растительных сообществ позволяет охарактеризовать состояние водных объектов.

    Водорослям принадлежит ведущая роль в индикации изменения качества воды.

    При изменении состава воды изменяется видовой состав водорослей и, как правило, их обилие.

   

   У водорослей выделяются индикаторные организмы на рН среды, соленость, органическое загрязнение и др.

 

    Идикаторными является сравнительно небольшое число видов водорослей, около 1000, но они самые распространенные и массовые. Практически нет биотопов, где бы не встречались водоросли.

 

Ностак сливовидный

Биоиндикация

 

  Биологическая индикация дает возможность судить не только о состоянии среды в данный отрезок времени, но и следить за ее изменениями, предвидеть и прогнозировать направление этих изменений и своевременно предотвращать вредные последствия тех или иных действий человека. Биоиндикация является составной частью экологического мониторинга (данные по экологическому мониторингу приводятся в специальном разделе).