Использование эпифитных лишайников как биоиндикаторов загрязнения атмосферного воздуха урбоэкосистемы г. Краснодара Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

УДК 574.4 (470, 620-25)

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭПИФИТНЫХ ЛИШАЙНИКОВ КАК БИОИНДИКАТОРОВ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА УРБОЭКОСИСТЕМЫ

г. КРАСНОДАРА

© 2007 г. Н.А. Сионова, С.Б. Криворотов

Concentrations of heavy metals in thalli are in relation to their content on the atmospheric air, lichens ecotope conditions and physiological features of each species. The mentioned factors should be taken into account during performance of bioindication of anthropogenic pollution of the environment based on the heavy metals accumulation data by epiphytic lichens thalli.

Изучение урбофлор является на сегодняшний день одной из актуальных проблем. Основное внимание уделялось исследованию флоры сосудистых растений. Для городских лихенофлор оно проводились только в отдельных крупных населенных пунктах Российской Федерации, несмотря на то, что лишайники являются прекрасными индикаторами загрязнения воздуха. Это позволяет использовать их в качестве биоиндикаторов, выделяя в населенных пунктах лишайниковые зоны. В настоящее время, когда наличие современных технических средств позволяет осуществлять непосредственный контроль над степенью загрязнения воздуха путем создания сети автоматических газоанализаторных станций, интерес к эпифитных лишайникам как индикаторам загрязнения не уменьшается. Использование лишайников для индикации остается актуальным и часто более выгодным, поскольку метод лихеноиндикации имеет большие возможности и дает удовлетворительные результаты.

Лишайники обладают способностью накапливать в своих слоевищах различные химические элементы. Количество загрязняющих веществ, накапливающихся в слоевищах лишайников, зависит в первую очередь от их концентрации в воздухе и в атмосферных осадках [1].

Изучение металлоаккумулирующей способности лишайников проводилось в 2002-2006 гг. в различных зонах урбоэкосистемы города Краснодара: центральной, периферической, парковой и пригородной.

Сборы образцов листоватых и кустистых эпифит-ных лишайников для проведения лабораторных анализов на состав загрязнителей производились во время маршрутных и стационарных исследований по методике, предложенной С.Б. Криворотовым [2]. Определение лишайников проводилось в лаборатории по общепринятой методике [3]. Таксономический список составлен с учетом современной номенклатуры [4].

Для сравнения содержания тяжелых металлов в слоевищах лишайников в качестве фонового участка

Содержание тяжелых металлов в слоевищах лишайников в различных зонах урбоэкосистемы г. Краснодара, мг/кг сухой массы

была выбрана территория Краснолесского участка Государственного опытного лесоохотничьего хозяйства «Кубаньохота», который располагается на расстоянии 34 км от Краснодара (территория Красноармейского административного района Краснодарского края).

В каждой зоне города с коры деревьев-форофитов собиралась объединенная проба, из которой методом квартования выделялась средняя проба массой 100 г после высушивания. Анализы на наличие металлов в слоевищах лишайников выполнены с помощью спектрометра атомно-абсорбционного МГА-915. В слоевищах лишайников определялось содержание следующих химических элементов: кадмия (Cd), меди (Cu), свинца (Pb), цинка (Zn). Химические анализы на наличие антропогенных загрязнителей в слоевищах лишайников проводились в пяти повторностях с использованием образцов, взятых в каждой выделенной городской зоне.

Доминантами в выявленных стволовых эпифитных лихеносинузиях центральной зоны города являются виды лишайников Physcia adscendens, Physconia grisea, Xanthoria parietina; периферической зоны -Melanelia olivacea, Physcia adscendens, Physconia mus-cigena, Pleurosticta acetabulum, Xanthoria parietina; парковой - Parmelia sulcata, Physcia adscendens, Ph. tenella, Pleurosticta acetabulum, Ramalina fraxinea, R. pollinaria, R. pulvinata, Xanthoria parietina; пригородной - Melanelia subargentifera, Physcia adscendens, Physconia distorta, Ramalina fastigiata, R. fraxinea, R. pollinaria, R. pulvinata; фоновой - Anaptychia ciliaris, Candelaria concolor, Parmeliopsis ambigua, Physcia tenella, Physconia distorta, Pleurosticta acetabulum, Xanthoria parietina.

По содержанию тяжелых металлов в слоевищах лишайники, собранные в различных зонах города Краснодара, существенно различаются (таблица).

Зона города Содержание тяжелых металлов

Медь Свинец Кадмий Цинк

Центральная 36,0+10,0 84,0+23,0 0,34+0,26 13,0+18,0

Периферическая 40,0+11,0 85,0+25,0 0,27+0,21 128,0+18,0

Парковая 15,5+6,4 41,0+11,0 0,20+0,15 64,0+18,0

Пригородная 42,0+12,0 21,8+8,9 0,21+0,16 36,0+10,0

Фоновая 7,9+4,4 9,3+5,1 0,15+0,12 17,0+7,0

Во всех случаях минимальные концентрации тяжелых металлов в слоевищах эпифитных лишайников наблюдаются в образцах, взятых из фонового участка города. Отмечено значительное превышение содержания тяжелых металлов в слоевищах лишайников в пригородной зоне по сравнению с фоновыми показателями (в 1,4-5,3 раза). Таким образом, даже для пригородной зоны Краснодара характерен относительно высокий уровень антропогенного загрязнения по сравнению с фоновым участком. При сравнении содержания металлов в образцах из пригородной и парковой зон наблюдается увеличение содержания свинца и цинка в слоевищах эпифитных лишайников парковой зоны по сравнению с пригородной. По содержанию кадмия в слоевищах эпифитных лишайников существенной разницы между пригородной и парковой зонами не отмечено (рисунок).

Неожиданными оказались результаты сравнения данных по содержанию меди в слоевищах лишайников, взятых из пригородной и парковой зон города. Содержание меди в слоевищах эпифитных лишайников из пригородной зоны в 2,7 раза больше, чем парковой. Следует отметить, что наибольшие концентрации меди в слоевищах лишайников изучаемой ур-боэкосистемы наблюдаются в пригородной зоне, наименьшие - в парковой. Мы не располагаем данными, объясняющими этот факт. Очевидно, это связано с избирательной способностью отдельных видов эпи-фитных лишайников накапливать в своих слоевищах данный элемент.

о

140 120 100 80 60 40 20 0

Существенных различий по содержанию тяжелых металлов в слоевищах лишайников из периферической и центральной зон города обнаружено не было, что свидетельствует о незначительной разнице уровней антропогенного загрязнения воздуха в этих зонах.

Слоевища лишайников больше всего аккумулируют свинец (84 и 85 мг/кг сухого веса в центральной и периферической зонах соответственно) и цинк (134 и 128 мг/кг). Меньше аккумулируется слоевищами лишайников кадмий (0,34 мг/кг сухого веса в центральной зоне города).

Таким образом, эпифитные лишайники и лихеноси-нузии в определенном количестве накапливают в слоевищах тяжелые металлы, поглощая их из атмосферного воздуха. Концентрации тяжелых металлов в слоевищах лишайников находятся в прямой зависимости от их содержания в атмосферном воздухе. Кроме этого, очевидна зависимость накопления различных элементов слоевищами лишайников от условий их местообитания и физиологических особенностей каждого вида. В связи с этим необходимо учитывать указанные факторы при проведении биоиндикации антропогенного загрязнения среды на основе данных о накоплении тяжелых металлов слоевищами лишайников.

Использование эпифитных лишайников в качестве биоиндикаторов позволяет получить довольно достоверные данные о содержании различных элементов в атмосферном воздухе урбанизированных территорий. Следует отметить, что в процессе биоиндикации целесообразнее использовать не отдельные виды лишайников, а лихеносинузии, что позволит избежать погрешностей, связанных с избирательным поглощением тяжелых металлов некоторыми видами лишайников в [г/кг связи с их физиологически-

ухой массы ми особенностями.

медь свинец

центральная зона; Д- парковая зона; фоновая зона; периферическая зона; ._- пригородная зона

цинк Металл

V

Содержание тяжелых металлов в слоевищах лишайников в различных зонах урбоэкосистемы г. Краснодара

Литература

1. Инсарова И.Д. // Проблемы экологического мониторинга и моделирования экосистем. Л., 1983. Т. 6. С. й 101-113.

™й 2. Криворотов С.Б. //

Актуальные вопросы экологии и охраны природы экосистем южных регионов России и сопредельных территорий: Материалы XV межресп. науч.-практ. конф. Краснодар, 2002. С. 85-88.

0,3

0.2-

0.1

0

3. Окснер А.Н. Определитель лишайников 4. Ericksson O.E. et al. // Myconet. 2001. Vol. СССР. Вып. 2. Морфология, систематика и 7. географическое распространение. Л., 1974.

Кубанский государственный университет_24 августа 2006 г.