CC BY
114
Сафранкова Е.А.
Брянский государственный университет им. акад. И.Г Петровского Е-mail: safrankova [email protected]
ОЦЕНКА ОБЩЕГО СОСТОЯНИЯ АТМОСФЕРЫ ГОРОДСКОЙ ЭКОСИСТЕМЫ МЕТОДОМ ЛИХЕНОИНДИКАЦИИ (на примере малых городов Брянской области)
Методом лихеноиндикации проведено исследование общего состояния атмосферы малых городов Брянской области. Для лихеноиндикационного картирования использован синтетический индекс полеотолерантности (по Х.Х. Трассу), определенный с учетом эпифитных и эпиксиль-ных видов лихенофлоры. На основе индекса полеотолерантности показано выделение двух групп зон на территории четырех городов: смешанной и зоны борьбы. В основном атмосфера малых городов согласно рассчитанным индексам отличается однородностью и достаточно изменена.
Ключевые слова: лихеноиндикация, индекс полеотолерантности, зонирование территории, малые города.
Оценка состояния сред обитания в текущем мониторинге урбанизированных территорий -важнейший блок исследований, имеющий прогностическое значение. В процессе диагностики общего качества атмосферы широко используется метод лихеноиндикации, позволяющий выделить территории, подверженные воздействию загрязненного воздуха [3]. Лихеноиндикация базируется на учете индивидуальной чувствительности эпифитных (эпилитных, эпик-сильных) лишайников, на диагностике онтогенетической структуры популяций фоновых видов, показателей лихенофитных сообществ. Для возможности проведения сравнительной характеристики мониторинговых данных необходимо применять единые качественные и количественные методики, способы лихеноиндикации с учетом региональных особенностей используемых параметров, а также биоиндикаторов.
Для осуществления эколого-прогностичес-ких работ, планирования и оптимизации хозяйственной деятельности в малых городах экспресс-диагностика общего состояния атмосферы методом лихеноиндикации имеет важное значение и актуальна в свете принятия экологически обоснованных решений.
Цель исследования - провести оценку общего состояния атмосферы урбоэкосистем методом лихеноиндикации на примере малых городов Брянской области. Для достижения цели необходимо было решить следующие задачи: провести инвентаризация эпифитной, эпилит-ной лихенофлоры на различных по происхождению субстратах; определить геоботанические характеристики лишайниковых группировок; рассчитать синтетические лихеноиндикацион-
ные индексы; представить лихеноиндикацион-ные карты, позволяющие проводить ранжирование территории городов.
Лихенофлористические работы осуществлялись маршрутным методом, описывалась эпифитная, эпилитная лихенофлора для последующего использования видов при расчете синтетических индексов. Видовую принадлежность лишайников устанавливали с помощью общепринятого определителя Н.С. Голубковой (1979) [4]. Номенклатура видов лихенофлоры указана согласно «Списку лихенофлоры России» [8], сосудистых растений - по С.К. Черепанову (1995) [11].
План-схему городов разбивали на сеть квадратов, в каждом из которых проводили гео-ботаническое описание лишайниковых группировок, в основном эпифитных, как наиболее чувствительных к воздействию атмосферных загрязнителей [7] . На основании геоботанических описаний лихеносинузий по Л.Г. Раменскому (1938) в модификации Х.Х. Трасса (1968) рассчитывался синтетический индекс полеотоле-рантности (ИП) [9]. Размер пробной площадки ограничивался прозрачной пленкой (10х10 см), которая накладывалась на изучаемые участки с лишайниковой растительностью. На деревьях закладывались как минимум три пробные площадки с различных сторон ввиду неравномерности покрытия ствола лишайниками, на камнях, бетонных плитах, опорах линии электропередач - для максимального охвата площади. В пределах пробной площадки (ПП) особое внимание уделялось гомогенности экологических условий местообитания - экспозиции, освещению, увлажнению.
ИП для ПП рассчитывали по формуле Х.Х. Трасса (1968, 1985):
ИП
ы Сп
где ^ - коэффициент полеотолерантности вида; 01 - покрытие вида в баллах (по шкале Ж. Браун-Бланке); Сп - суммарное покрытие видов. Покрытие видов (Голубкова, Малышева, 1978): 1-2% - 1 балл, 3-5% - 2 балла, 6-10% - 3 балла, 11-20% - 4 балла, 21-30% - 5 баллов, 3140% - 6 баллов, 41-50% - 7 баллов, 51-65% -8 баллов, 66-80% - 9 баллов, 81-100% - 10 баллов [5], [10].
Использовались установленные ранее методом непрямой линейной ординации коэффициенты полеотолерантности для условий Брянской области [1].
Краткая характеристика исследуемых городов представлена ниже.
Трубчевск - административный центр Трубчевского района Брянской области. Площадь города - 14,4 км2 [6], население - 14,5 тыс. человек. Экономика города представлена предприятиями пищевой отрасли (овощесушильное, маслосыродельное предприятия, хлебозавод), АО «Нерусса» специализируется на выпуске радиоэлектроники, ОАО «Белая березка» - деревообрабатывающее предприятие. По данным Государственного доклада о состоянии окружающей среды в 2009 г., основными источниками загрязнения атмосферного воздуха являлись стационарные и передвижные источники предприятий, организаций и частных лиц. Характерными ингредиентами загрязнения атмосферного воздуха являлись взвешенные вещества, оксиды углерода, диоксид азота, формальдегиды и диоксид серы. Ежегодно в атмосферу района поступает около 1,4 тыс. т загрязняющих веществ от стационарных и передвижных источников, в т. ч. на автотранспорт приходится около 70%. Наибольшие объемы загрязнения атмосферного воздуха приходятся на ОАО «Се-лецкий ДОК», ОАО «Трубчевское АТП», ДСПМК, заводы «Нерусса», «Монолит» и ЗАО «Трубчевский трикотаж».
Город Жуковка - административный центр Жуковского района. Брянской области. Площадь города - 13,2 км2 [6], население - 18,4 тыс. человек. Ведущие предприятия экономики го-
рода; «Жуковский велосипедный завод», «Жуковский опытный завод», «Мебельная фабрика». По данным Государственного доклада о состоянии окружающей среды в 2009 году, общее количество выбросов от учтенных стационарных источников составило 2,4 тыс. т.
Поселок городского типа (пгт) Навля -административный центр Навлинского района Брянской области. Площадь города - 15,9 км2 [6] , население 14, 3 тыс. жителей. Экономическая карта Навли представлена в основном предприятиями машиностроительной отрасли производства (автоагрегатный завод, авторемонтный завод, завод «Промсвязь»), а также Навлинским пищекомбинатом, деревообрабатывающим заводом, развито производство асфальтобетона. По данным Государственного доклада о состоянии окружающей среды в 2009 году, основными источниками загрязнения атмосферного воздуха района являлись стационарные и передвижные источники предприятий, организаций и частных лиц. Характерными ингредиентами загрязнения атмосферного воздуха являлись взвешенные вещества, оксиды углерода, оксиды азота и диоксид серы.
Город Севск - административный центр Севского района Брянской области. Площадь города - 12,7 км2 [6], население - 7, 4 тыс. человек. В городе работают филиал Московского станкостроительного завода им. С. Орджоникидзе; пенькообрабатывающий завод; предприятия пищевой промышленности - консервный завод, маслозавод «Умалат», мясокомбинат, хлебозавод.
Общий видовой состав эпифитной и эпилит-ной флоры лишайников, используемых для ли-хеноиндикации в г. Трубчевске представлен 13 видами, относящимися к 9 родам и 6 семействам, в г. Жуковка - 15 видами, 9 родами и 5 семействами, в пгт Навля - 17 видами, относящимися к 10 родам и 5 семействам, в г. Севске - 15 видами, относящимися к 9 родам и 5 семействам. Наиболее распространенные эпифиты - Hypogymnia tubulosa ^Лаег.) На^, Parmeliopsis ambigua (Wulf.) ^l., Xanthoria parietina (L.) Belt. В городах преобладает Parmeliopsis ambigua и Xanthoria parietina. Значительного различия в видовом составе лихенофлоры городов не наблюдается.
Среди выявленных морфологических отклонений у лишайников отмечена диспигментация талломов у Xanthoria parientina, Hypogymnia physodes (L.) Nyl., побурение слоевищ
у Hypogymnia tubulosa, а также мелкие размеры слоевищ многих видов. Xanthoria parientina, Parmeliopsis ambigua, виды рода Lecanora часто заселяют не только стволы деревьев, но и искусственные субстраты - каменистые парапеты, фундаменты, деревянные, каменные заборы, парковые сооружения. На гниющей древесине встречены только вторичные эпиксилы.
Наибольшее число видов лишайников обнаружено на Tilia cordata - 14 видов, наименьшее -на Primus avium - 3 вида. Выявлено отсутствие корреляции между числом видов лишайников на дереве и его диаметром (0,17-0,22). Среднее число видов лишайников на стволе дерева (форо-фите) у разных видов различается: для Acer negundo оно составляет 5,23 вида, A. platanoides -8,14; Quercus robur - 9,53; Tilia cordata - 10,17; Prunus domestica - 9,84; Populus nigra - 8,69; Aesculus hippocastanum - 6,21; Betulapendula - 8,94; Fraxinus excelsior - 6,00; Sorbus aucuparia - 7,18. Различие в среднем числе видов на форофитах статистически недостоверно.
По принадлежности к жизненным формам в г. Трубчевске листоватых лишайников - 9 видов, накипных - 4, в г. Жуковка - 12 и 3 вида соответственно. Кустистых форм лишайников не отмечено. В пгт Навля к группе листоватых лишайников относится 12 видов, к группе на-
Рисунок 1. Лихеноиндикационная карта г. Трубчевска по индексам полеотолерантности (ИП) 2012 г. Масштаб 1:10000*
‘Условные обозначения к рисункам 1-4:
Смешанная зона (ИП от 4,4 до 7,1)
Зона борьба (ИП от 7,1 до 9,8)
кипных - 3, к группе кустистых - 1, в г. Севске -12, 2 и 1 вид соответственно.
Территория г. Трубчевска была разбита на 21 учетный квадрат, г. Жуковки - на 9, пгт На-вли - на 33, г. Севска - на 21. ИП для территории г. Трубчевска изменяются по абсолютным значениям от 5,0±0,1 до 7,93±0,3. Число квадратов со значениям ИП больше 7 составляет 86%.
В г. Жуковка ИП изменяются от 6,5±0,3 до 7,43±0,2. Число квадратов с ИП более 7 - 90%.
В пгт Навля наименьшее значение ИП 6,0±0,2, наибольшее - 7,7±0,2. Преобладают квадраты территории урбоэкосистемы для которых рассчитан ИП больше 7 - 58%.
Для г. Севска ИП изменяется от 6,0±0,2 до 7,76±0,2. Число квадратов территории, имеющих ИП более 7, составляет 62%. Лихеноиндикаци-онные карты представлены ниже (рисунок 1-4).
Таким образом, для всех исследуемых ур-боэкосистем установлены высокие значения ИП, позволяющие разделить территорию на две группы зон - смешанную (ИП<7) и зону борьбы (ИП>7). На периферии городов абсолютные значения общего проективного покрытия эпифитных лишайниковых сообществ всегда выше по сравнению с оживленными автотрассами, административными центрами города, территориями около работающих
3 < Ї7 1 //А\ 11 ы f 35
22 Ш \! & і ■ . . 28
15 №■ 0i г 1 ш s.»
г- 2 £0 "Л п ■ и \ и 14
1 ш щ ЯЫ 1. І! і іь 5 6 7
Рисунок 2. Лихеноиндикационная карта г. Жуковки по индексам полеотолерантности (ИП) 2012 г. Масштаб 1:10000
Рисунок 3. Лихеноиндикационная карта нгт Навли но индексам полеотолерантности (ИП) 2012 г. Масштаб 1:10000
Рисунок 4. Лихеноиндикационная карта г. Севска но индексам полеотолерантности (ИП) 2012 г. Масштаб 1:10000
предприятии, железнодорожными узлами и автовокзалами.
Таким образом, оценка изменения проективного покрытия лишайниковых ценозов в зависимости от степени антропогенной нагрузки может быть использована в качестве индикаторной величины для выявления сильной на-рушенности общего состояния атмосферы. С использованием синтетического лишайникового индекса территория малых городов разбивается на две группы зон по общему состоянию атмосферы: со средним и значительным загряз-
нением. Участков или зон с незначительным или малым общим загрязнением атмосферы, в отличие от крупного города Брянска [2], не выделено. Эпифитная лихенофлора, используемая в индикации среды обитания малых городов, малочисленна по видовому составу, а также имеет сходство в фоновых видах. В целом для повышения качества диагностических мероприятий в биомониторинге необходимо использовать комплексный подход, а также апробировать дополнительные качественные и количественные методики лихеноиндикации.
„ 2.10.2012 Список литературы:
1. Анищенко, Л. Н. Бриофлора и синтаксономия моховой растительности Юго-Западного Нечерноземья России : Автореф. дисс. ... канд. биол. наук / Л. Н. Анищенко. - Брянск, 2001. - 23 с.
2. Анищенко, Л. Н. Лихенофлора урбоэкосистемы г. Брянска в биомониторинге показателей экологической безопасности / Л. Н. Анищенко, Е. А. Азарченкова // Сб. ст. IV Междунар. науч-практ. конф. естественно-географич. факультета. -Брянск : РИО БГУ, 2011. - С. 13-21.
3. Бязров, Л. Г. Лишайники в экологическом мониторинге / Л. Г. Бязров. - М. : Изд-во «Научный Мир», 2002. - 336 с.
4. Голубкова, Н. С. Определитель лишайников / Н. С. Голубкова. - М.-Л. : Наука, 1966. - 256 с.
5. Голубкова, Н. С. Влияние роста города на лишайники и лихеноиндикация атмосферных загрязнений г. Казани / Н. С. Голубкова, Н. В. Малышева // Бот. журн. - 1978. - Т. 63, № 8. - C. 1145-1152.
6. Карты городов России. Брянская область. - М. : Роскартография, 1997. - 20 с.
7. Мартин, Ю. Л. Лихеноиндикация состояния окружающей среды / Ю. Л. Мартин // Взаимодействие лесных экосистем и атмосферных загрязнителей. - Таллин, 1982. - Ч. 1. - С. 27-47.
8. Список лихенофлоры России. - СПб, 2010. - 194 с.
9. Трасс, Х. Х. Анализ лихенофлоры Эстонии : Автореф. дисс. ... докт. биол. наук / Х. Х. Трасс. - Л. : БИН АН СССР, 1968. -80 с.
10. Трасс, Х. Х. Классы полеотолерантности лишайников и экологический мониторинг / Х. Х. Трасс // Проблемы экологического мониторинга и моделирования экосистем. - Л., 1985. - Т. 7. - С. 122-137.
11. Черепанов, С. К. Сосудистые растения России и сопредельных государств / С. К. Черепанов. - СПб. : Мир и семья, 1995. - 992 с.
Сведения об авторе:
Сафранкова Екатерина Алексеевна, аспирант кафедры экологии и рационального природопользования Брянского государственного университета им. акад. И. Г. Петровского 241036, г. Брянск, ул. Бежицкая, 14, тел. (4832) 666733, e-mail: [email protected]
