Акмуллинская олимпиада

Ануфриев Дмитрий ученик10 класса МАОУ лицея № 46

Научный руководитель: учитель биологии Шабанова Л.В.

ЭПИФИТЫ СКВЕРА «ВОЛНА» (ЛЕНИНСКИЙ РАЙОН г. УФА, м-н ЗАТОН)

Одним из важных направлений экологии является изучение растений в населенных пунктах. Такие исследования проводятся с разными целями: для оценки изменений растительных сообществ в условиях сильной антропогенной нагрузки, для отбора растений, пригодных для озеленения, для мониторинга за состоянием окружающей среды с помощью растений – биоиндикации и др.

Эпифитные мхи и лишайники считаются хорошими биологическими индикаторами качества воздуха, поскольку эти растительные организмы получают все необходимое для своей жизнедеятельности из воздуха. Состав эпифитов в разных природных зонах и типах растительности может сильно различаться. Поэтому выявление видового состава эпифитов в каждом регионе является актуальной задачей экологии.

Цель работы – изучение состава эпифитных лишайников и мохообразных в сквере «Волна».

Задачи исследования:

1. провести обследование и собрать гербарий эпифитов;

2. провести анализ состава эпифитов;

3. оценить качество атмосферного воздуха с помощью методов лихеноиндикации.

Работа выполнена в октябре 2013 г. в сквере «Волна» (г.Уфа, микрорайон Затон). Координаты территории: 55°52‟36,9” с.ш., 54°47‟22,9” в.д., alt 93 м над ур.м. Работа состояла из двух частей: изучение численности лишайников с целью биоиндикации и изучение видового состава эпифитных лишайников и мхов на коре березы повислой и липы мелколистной.

На деревьях березы повислой и липы мелколистной проводилось изучение эпифитных мхов и лишайников. Для измерения численности лишайников на деревьях была использована методика «проективного покрытия», т.е. процентного соотношения площадей, покрытых лишайниками, и площадей, свободных от них (Боголюбов, Пчелкин, 1997). Подсчет проективного покрытия проводился с помощью прозрачной пленки-палетки (квадрата 10x10 см). Она была изготовлена из полиэтилена и расчерчена маркером на квадраты со стороной 1 см.

Последовательность действий:

1. Были заложены 2 пробные площади (ПП). На первой ПП было выбрано 15 модельных деревьев – березы повислой, на второй – 15 деревьев липы мелколистной. Деревья были одновозрастными, т.к. посадки были заложены в 1976 во время основания сквера.

2. На каждом модельном дереве, на высоте 1,3 м с помощью компаса были выделены 4 учетные площадки, ориентированные на стороны света: север, запад, юг, восток. Кроме того, на этой высоте с помощью мерной ленты проводилось измерение окружности ствола, который затем пересчитывался в радиус по формуле r = L/2π, где r – радиус ствола, L – окружность ствола.

3. Проведено измерение проективного покрытия лишайников на каждой учетной площадке. Измерение заключается в подсчете числа квадратиков палетки, заполненных лишайниками на 100% (а), 50% (b) и пустых. При этом к квадратикам со 100% проективным покрытием относят все, заполненные лишайниками более чем наполовину; с 50% покрытием, заполненные лишайниками менее чем наполовину площади квадрата.

4. На основании данных измерений был рассчитан коэффициент общего проективного покрытия в процентах (R). Он вычисляется по формуле: , где: c – общее число квадратов палетки; a – число квадратов с покрытием 100%; b – число квадратов с покрытием 50%.

Оценка состояния эпифитного лишайникового покрова и уровня загрязненности атмосферы проводилась по упрощенному варианту (Керженцев и др., 1998):

Зона неповрежденной лишайниковой растительности, указывающая на чистоту атмосферного воздуха – проективное покрытие на стволах на высоте 1,3 м более 10%.

Зона частичного разрушения лишайникового покрова указывает на умеренную загрязненность воздуха – проективное покрытие лишайников на высоте 1,3 м менее 10%.

Зона полного разрушения лишайникового покрова “Лишайниковая пустыня” указывает на высокий уровень загрязненности воздуха – средняя величина общего проективного покрытия менее 0,1%

Для изучения видового состава эпифитных лишайников и мхов был собран гербарий. Для каждого образца были указаны порода дерева и зона ствола (комель – основание ствола до 30 см над уровнем почвы, и ствол). В кроновой части образцы не собирались. Образцы были помещены в бумажные конверты, на которых указывался номер. В полевом дневнике отмечалась дата сбора, порода, зона ствола, экспозиция, высота над уровнем почвы.

Определение лишайников проводилось по определителям Цурикова, Хромченковой (2009), Мучник (2011), мхов – Игнатовой и др. (2011). При определении лишайников использован реактив – 10% раствор КОН.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Лихеноиндикация Подсчет проективного покрытия лишайникового покрова на разных породах показал, что этот показатель очень сильно зависит от породы дерева-хозяина.

На стволах березы повислой суммарное покрытие лишайников на высоте выше 1,3 м составляло 1,42%, что соответствует зоне частичного разрушения лишайникового покрова и указывает на умеренную загрязненность воздуха.

На стволах липы мелколистной суммарное покрытие лишайников составляло 31,9 %, что соответствует зоне неповрежденной лишайниковой растительности и указывает на чистоту атмосферного воздуха.

Закономерностей влияния экспозиции ствола на проективное покрытие лишайников выявлено не было: на березах наиболее высокие показатели были отмечены на южной стороне деревьев, а на липах – на западной стороне.

Кора деревьев разных видов различается по влагоемкости, текстуре, рН среды, химическому составу. Поэтому разные виды лишайников могут быть приурочены к разным породам деревьев. Кора березы по своим свойствам наиболее приближена к коре хвойных деревьев (ели или сосны): она имеет более высокую кислотность и меньшую гигроскопичность, чем другие лиственные породы. Кора липы, вяза, осины имеет достаточно высокие значения рН и хорошо удерживает влагу (Мучник, 2011).

Различия в составе коры, вероятнее всего являются причиной различий в проективном покрытии лишайников на березе и липе. Пробные площади 1 и 2 находились рядом друг с другом, в северо-восточной части сквера, приблизительно в 300 м от автодороги по ул. Ахметова. Различий в загрязнении воздуха на пробных площадях быть не могло.

По нашей работе мы сделали вывод, что для оценки качества атмосферного воздуха с помощью использованного метода лихеноиндикации в сквере «Волна» более достоверные данные были получены при учете лишайникового покрова на березах. Кора липы за счет того, что является более благоприятным субстратом для выживания лишайников, «смягчила» вредное воздействие загрязнения атмосферы и результаты исследований оказались искаженными (в непосредственной близости от автодороги воздух не мог быть идеально чистым). Поэтому учет лишайников на коре липы желательно проводить в тех случаях, когда рядом нет берез, или нужно доработать методику.

Изучение видового состава эпифитных лишайников и мхов

В результате определения коллекции образцов эпифитов было выявлено 8 видов лишайников и 6 видов мхов (таблица). На коре березы было найдено 7 видов лишайников и 4 вида мха, на коре липы – 5 видов лишайников и 4 вида мха. Только на березе были отмечены гипогимния вздутая, гипогимния трубчатая, амблистегиум ползучий, брахитециум бархатный. Только на липе – фискония серая, ортотрихум туполистный, ортотрихум красивый. Чаще всего встречались лишайники фисция сомнительная, фисция звездчатая, ксантория настенная, мхи – пилезия многоцветковая и лескея многоплодная.

По шкале полеотолерантности, отражающей чувствительность лишайников к атмосферному загрязнению (таблица), пробные площади, в основном, относятся к умеренно антропогенно измененным местообитаниям. Это еще раз подтверждает большую достоверность данных, полученных при изучении лишайников на березе.


Примечание. Частота встречаемости: + – 1-2 раза, ++ – 3-5 раз, +++ – более 6 раз. Классы полетолерантности лишайников (по: Боголюбов, Кравченко, 2001): 9 – Сильно антропогенно измененные местообитания (часто); 8 – Умеренно и сильно антропогенно измененные местообитания (с равной встречаемостью); 7 – Умеренно (часто) и сильно (редко) антропогенно измененные местообитания; 6 – Естественные (сравнительно редко) и антропогенно умеренно (часто) измененные местообитания.

ВЫВОДЫ

1. В сообществах сквера выявлено 6 видов мхов и 8 видов лишайников, в том числе на коре березы повислой – 7 видов лишайников и 4 вида мха, на коре липы мелколистной – 5 видов лишайников и 4 вида мха. 2. По видовому составу лишайников с учетом шкалы полеотолерантности было установлено, что район исследования относится к умеренно антропогенно измененным местообитаниям. 3. Суммарное покрытие лишайников на стволах березы повислой составляло 1,42% (что соответствует зоне частичного разрушения лишайникового покрова и указывает на умеренную загрязненность воздуха), а на стволах липы мелколистной – 31,9% (что соответствует зоне неповрежденной лишайниковой растительности и указывает на чистоту атмосферного воздуха).

4. Было показано, что для оценки качества атмосферного воздуха с помощью использованного метода лихеноиндикации более достоверные данные были получены при учете лишайникового покрова на березах. Кора липы за счет того, что является более благоприятным субстратом для выживания лишайников, «смягчила» вредное воздействие загрязнения атмосферы и результаты исследований оказались искаженными.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Боголюбов А.С., Кравченко М.В. Оценка загрязнения воздуха методом лихеноиндикации. М.: Экосистема, 2001. // Электронный ресурс. http://sob.znate.ru/tw_files2/urls_1/8/d-7867/7z-docs/13.pdf.

Гарибова Л.В., Дундин Ю.К., Коптяева Т.Ф., Филин В.К. Водоросли, лишайники и мохообразные СССР (справочник-определитель географа и путешественника). М.: Мысль, 1978. 365 с.

Игнатова Е.А., Игнатов М.С., Федосов В.Э., Константинова Н.А. Краткий определитель мохообразных Подмосковья . М.: КМК, 2011. 320 с. Мучник Е.Э. Учебный определитель лишайников Средней России: учебно-методическое пособие. Рязань: Рязанский госуниверситет, 2011. 360 с.

Пчелкин А.В., Боголюбов А.С. Методы лихеноиндикации загрязнений окружающей среды: Методическое пособие для педагогов дополнительного образования и учителей. Москва: Экосистема, 1997. 25 с.

Цуриков А. Г., Храмченкова О.М. Листоватые и кустистые городские лишайники: атлас-определитель. Гомель: ГГУ им. Ф. Скорины, 2009. 123 с.