24. Растения как биоиндикаторы. Биоиндикаторы растения примеры

Биология для студентов - 24. Растения как биоиндикаторы

Многие живые организмы реагируют на любые изменения в окружающей среде. Это свойство замечать химические, экологические, физические изменения носит название биоиндикация, и проявляется в особенностях роста и развития этих живых организмов. Часто в виде индикаторов выступают именно растения или их группы, которые показывают качество условий проживания. Например, лишайники очень чувствительны к повышению в воздухе концентрации диоксида серы, поэтому вблизи автомагистралей, металлургических предприятий, ТЭС они практически не встречаются

Из растений прибрежных зон или водоемов следует отметить, как индикаторы чистоты:

кувшинки белые,
ольха черная,
верба.

Они негативно реагируют на любое повышение уровня загрязненности. А вот чрезмерное «цветение» воды из-за сине-зеленых водорослей свидетельствует об органическом загрязнении. Благодаря способности многих растений накапливать в себе вредные вещества, такие как тяжелые металлы, можно определить состав почвы и воздуха, проведя биохимический анализ частей растения. Из-за этого свойства не рекомендуется употреблять в пищу растения, произрастающие возле дорог или больших промышленных предприятий.

Растения, проявляющие специфические реакции на присутствие в воздушной среде примесей, могут быть использованы в качестве биологических индикаторов загрязнения воздуха. Многообразие и средовая обусловленность жизненных функций растений позволяет рассматривать их как основной объект биологического мониторинга среды.

Растения считаются надёжными индикаторами загрязнений природной среды различными токсичными веществами в связи с тем, что не могут уйти от стрессового воздействия и вынуждены адаптироваться к нему с помощью физиолого-биохимических, ультраструктурных и анатомо-морфологических перестроек. Поэтому фиксация и оценка этих изменений дают достоверную картину условий место произрастания растений и отражают состояние городской среды. Наблюдая за признаками повреждения растений:

нарушением их роста и репродуктивного цикла,

снижением урожайности,
особенностями распространения отдельных видов,

можно обнаружить присутствие в воздухе специфических загрязняющих веществ и выявить уровень загрязнения окружающей среды.

Например, для контроля за загрязнением среды фтором предложен способ использования дернины трав, обладающих устойчивостью к этому токсиканту, интенсивным ростом и высокой газопоглотительиой способностью. Периодически определяя фтор в листьях этих травянистых растений, можно установить дальность распространения фторсодержащих выбросов от источника эмиссии и пригодность трав, содержащих фтор для скармливания или выпаса животных. Индикатором на фтор является также плевел.

Для экологической оценки прогнозирования наиболее перспективны древесные формы, так как они являются регистрирующими структурами достаточно длительного действия. Из древесных пород к наиболее чувствительным к загрязнениям относят сосну, липу, берёзу.

Влияние городской среды сказывается на самых разных сторонах жизнедеятельности растений. Фотосинтетический аппарат, имеющий огромную поверхность контакта со средой, в первую очередь и в наибольшей степени подвергается неблагоприятным воздействиям городских условий. Исследуя экологический профиль города (лес - загородный парк -парк жилого района - парк промышленного района - уличные посадки - территория промышленного предприятия) можно определить, как изменяется состояние фотосинтетического аппарата по мере возрастания напряжённости влияния городской среды. Изменения в строении фотосинтетического аппарата происходят на всех уровнях его организации (крона, лист, ткани, клетка, хлоропласт). В городских условиях изменяется структура, форма и размеры кроны. Увеличивается её прозрачность из-за меньшего количества листьев и уменьшения листовых пластинок (у всех пород в городе площадь листа уменьшается в 1,5 -2 раза). Строение листа изменяется в сторону ксероформоза. Листовая пластинка утолщается в результате утолщения мезофилла с сохранением числа слоев клеток.

Мониторинг состояния зелёных насаждений важен для выяснения непосредственной реакции живого организма на изменения качества окружающей среды как в целом городе, так и в любой его точке. Загрязнения могут оцениваться по общему состоянию и, особенно, по приростам древесных. Но необходимо учитывать, что индикационные возможности одних и тех же видов в разных регионах могут быть различными.

Предотвратить или ослабить повреждающее действие загрязняющих воздух веществ на растения позволяет создание оптимальных условий обеспеченности растений в особых случаях (для защиты высокоценных культур от сильного загрязнения) физиологически активными веществами для нейтрализации поступающих в листья токсинов. Наиболее перспективный путь:

подбор невосприимчивых к токсикантам растений,
выведение устойчивых сортов.

На рост растений отрицательное влияние оказывает также загрязнение почв токсическими веществами, вызываемое захоронением в почве промышленных отходов, выпадение из атмосферы разных примесей, а в некоторых случаях - использование в качестве удобрений осадков сточных вод, коми остов из городского мусора и прочее. В глобальном масштабе концентрация в почве нежелательных веществ еще не достигла уровней, при которых могут проявляться их токсические свойства. Тем не менее увеличивающееся с каждым годом поступление в окружающую среду отходов может создавать в отдельных районах опасные ситуации, "первую очередь это относится к накоплению свинца, кадмия, мышьяка и ртути.

В условиях загрязнения окружающей среды разрабатываемые методы позволяют лишь частично решить проблемы защиты растений от повреждающего действия вредных веществ, содержащихся в воздухе и почве. Радикальное решение заключается в совершенствовании технологических процессов и разработке безотходного или малоотходного производства.

vseobiology.ru

1. Биологические индикаторы

Государственное Общеобразовательное Учреждение

Высшее Профессиональное Образование

Вятский Государственный Университет

Биологический факультет

Кафедра микробиологии

Реферат на тему:

Растения и животные - индикаторы загрязнения окружающей среды

Киров, 2010

Содержание:

Введение

1.2 Биологический контроль окружающей среды

1.3 Принципы организации биологического мониторинга

2.Биоиндикация окружающей среды

2.1 Общие принципы использования биоиндикаторов

2.2 Особенности использования растений в качестве биоиндикаторов

2.3 Особенности использования животных в качестве биоиндикаторов

2.4 Симбиотические методы в биоиндикации

2.5 Области применения биоиндикаторов

2.5.1 Оценка качества воздуха

2.5.2 Оценка качества воды

2.5.3 Диагностика почв

3. Биотестирование окружающей среды

3.1 Задачи и приёмы биотестирования качества среды

3.2 Основные подходы биотестирования

Список литературы

Введение

В последнее время весьма актуальными являются наблюдения за изменениями состояния окружающей среды, вызванными антропогенными причинами. Система этих наблюдений и прогнозов составляет суть экологического мониторинга. В этих целях все чаще применяется и используется достаточно эффективный и недорогой способ мониторинга среды - биоиндикация, т.е. использование живых организмов для оценки состояния окружающей среды.

Последствия загрязнения окружающей среды отражаются на внешнем виде растений. У растений под влиянием вредных веществ происходит увеличение числа устьиц, толщины кутикулы, густоты опушения, развивается хлороз и некроз листьев, раннее опадание листвы. Некоторые растения наиболее чутко реагируют на характер и степень загрязнения атмосферы. Это означает, что они могут служить живыми индикаторами состояния среды. В настоящее время разработана концепция комплексного экологического мониторинга природной среды, составной частью которого является биологический мониторинг. Индикаторные растения могут использоваться как для выявления отдельных загрязнителей воздуха, так и для оценки качественного состояния природной среды. Обнаружив по состоянию растений присутствие в воздухе специфических загрязнителей, приступают к измерению количества этих веществ различными методами, например, испытанием растений в лабораторных условиях.

На уровне вида и сообщества о состоянии природной среды можно судить по показателям продуктивности растений. Индикаторами присутствия сернистого газа являются лишайники и хвойные породы, наиболее сильно страдающие от загрязнений. Во многих промышленных городах вокруг заводов возникают зоны, где лишайники вообще отсутствуют - «лишайниковые пустыни». Хвоя сосны образует на своей поверхности тем более толстый слой воска, чем выше концентрация или продолжительнее действие на нее сернистого газа. На этом основании был разработан метод индикации в атмосфере сернистого газа - «тест помутнения по Гертелю». Другой признак действия двуокиси серы на растения - снижение рН содержимого клеток.

Весь комплекс экологических факторов (температура воздуха и почвы, влагообеспеченность, рН среды, загрязнение почв и воздуха металлами) сказывается на биосинтезе пигментов, изменяя окраску различных частей растения. Этот биоиндикатор может оказаться наиболее информативным.

Исследования, проведенные на древесных растениях показали, что тяжелые металлы могут накапливаться в растениях, и по их содержанию можно оценить экологическую обстановку территории. Загрязнение медью сказывается на росте растений, цинком - приводит к отмиранию листьев у растений, кобальтом - к ненормальному развитию и т.д. Индикаторами присутствия фтора являются чувствительные растения, накапливающие его и реагирующие на этот фитотоксикант некрозом листьев (гладиолусы, фрезия).

Приведенные примеры свидетельствуют о том, что селекционеры могут сделать многое для создания биоиндикаторов различного рода загрязнений. Чувствительные растения могут заменить дорогостоящую установку для газовых анализов. Такой «газоанализатор» окажется доступным каждому человеку.

studfiles.net

2.2 Растения биоиндикаторы. Мониторинг загрязнения почв в санитарно-защитной зоне ОАО "Электротяга" с оценкой по биоиндикатору

Растения - биоиндикаторы — творческая работа

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:

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).

myunivercity.ru

Дикорастущие растения - биоиндикаторы почв - Руководства - Gazon.ua

Название	Латинское название	Качество почвы
Бодяк полевой	Cirium arvense	Плодородная
Хвощ полевой	Equisetum arvense	Влажная
Фиалка трехцветная	Viola tricolor	Бедная известью, кислая
Крапива двудомная	Urtica dioica	Плодородная, богатая азотом
Галинсога мелкоцветковая	Galinsoqa parviflora	Богатая азотом
Сныть обыкновенная	Aeqopodium podaqria	Влажная, рыхлая, плодородная
Лядвенец рогатый	Lotus corniculatus	Сухая, скудная
Мать-и-мачеха обыкновенная	Tussilaqo farfara	Плотная
Мак-самосейка	Papaver rhoeas	Богатая известью
Кровохлебка малая	Sanquisorba minor	Сухая, скудная
Подмаренник цепкий	Galium aparine	Плодородная
Лютик ползучий	Ranunculus repens	Влажная, плодородная
Живучка ползучая	Ajuqa reptans	Влажная, плодородная
Одуванчик лекарственный	Taraxacum officinale	Плодородная
Пырей ползучий	Aqropyrum repens	Неухоженная, плотная
Щавель обыкновенный	Rumex acetosa	Щелочная
Кислица ключевая	Oxalis fontana	Влажная, бедная известью
Лютик-чистяк	Ranunculus ficaria	Влажная
Горчица полевая	Sinapis arvensis	С большим содержанием извести
Подорожник ланцетный	Plantaqo lanceolata	Плодородная, сухая
Звездчатка средняя	Stellaria media	Плодородная

Щавель обыкновенный (Rumex acetosa)

Щавель и дикорастущая фиалка трехцветная предпочитают расти на легких и кислых, содержащих очень мало извести почвах, которые к тому же, как правило, бедны и питательными веществами. Таковы, например, песчаные, которые летом быстро высыхают. Механический состав песчаной почвы легко “подправить” внесением органических удобрений: компоста, навоза, растений-сидератов и добавлением глины, чтобы дольше сохранялась влага. А химически – внесением извести или других известковых минералов.

Большинство культурных растений отдают предпочтение слабокислым почвам, но есть и такие, что любят покислее: рододендроны, гортензии, многие вересковые. Для растений же с другими запросами, к примеру для роз, после теста на уровень pH почву дополнительно обогащают известью.

Одуванчик лекарственный (Taraxacum officinale)

Wildpflanzen1 Одуванчик и лютик с определенностью указывают на повышенную влажность участка с тяжелой глинистой почвой, на которой после дождя долго не высыхают лужи. С этой проблемой приходится сталкиваться и в том случае, если на участке велось строительство, например дома, и уплотненная тяжелыми машинами земля не была после этого достаточно глубоко перекопана. Большинству растений это вряд ли понравится, так как их корням определенно будет не хватать кислорода. Чтобы улучшить такую почву, ее следует очень глубоко перекопать и сделать при необходимости дренаж для отвода воды. Но гораздо проще недостатки этой почвы превратить в достоинства: создайте на ней “влажную” лужайку, которую будут украшать яркие цветки губастика и ириса японского. Так, радикально ничего не меняя, этой “прблемной”зоне можно придать декоративный акцент совершенно естественным путем.

Мак-самосейка (Papaver rhoeas)

Индикаторами такой почвы служат яркие цветки мака-самосейки и мать-и-мачеха. Щелочная и часто совершенно сухая почва с такой растительностью типична для больших городов, где известь, остающаяся, как правило, вместе со строительным мусором, качественно меняет состав почвы. На таких землях лучше всего сажать древесные культуры, приспособленные к высокому содержанию извести и стойко переносящие засуху, например акацию. А изысканным украшением каменистого рокария станут такие орнаментные растения, как анхуза, шалфей и камнеломка.

Крапива двудомная (Urtica dioic)

Сныть и крапива считаются среди растений-биоиндикаторов настоящими гурманами: они не будут расти на бедных и сухих почвах, им нужны плодородные и свежие, где они быстро образуют густые заросли. Эти размножающиеся корневыми отпрысками растения лучше удалять поздней весной, когда успевшая подсохнуть земля не так липнет к корням. Освобожденные от них участки идеальны для посадок пышно разрастающихся многолетников: посконника, лабазника или бузульника.

Return to list

www.gazon.ua

2.2 Растения-биоиндикаторы. Мониторинг загрязнения почв в санитарно-защитной зоне ОАО "Электротяга" с оценкой по биоиндикатору

Биологическая индикация

Биондикация – это метод обнаружения и оценки воздействия абиотических и биотических факторов на живые организмы при помощи биологических систем.

Существует два основных метод биоиндикации: пассивный и активный. В первом случае исследуют видимые или незаметные повреждения и отклонения от нормы, являющиеся признаками неблагоприятного воздействия, во втором используют ответную реакцию наиболее чувствительных к данному фактору организмов – биотестирование.

Под биотестированием обычно понимают процедуру установления токсичности среды с помощью тест-объектов, сигнализирующих об опасности независимо от того, какие вещества и в каком сочетании вызывают изменения жизненно важных функций у тест-объектов. В роли тест-объектов выступают организмы, используемые при оценке токсичности химических веществ, природных и сточных вод, почв, донных отложений, кормов и др.. К чувствительным биоиндикаторам относятся лишайники, мхи, почвенные и водные микроорганизмы (водоросли, бактерии, микрогрибы). В роли биоиндикаторов могут быть использованы пыльца растений, хвоя сосны обыкновенной и др. Среди животных также выделяются группы организмов, положительно или отрицательно реагирующие на различные формы антропогенной трансформации среды (ракообразные, хирономиды, моллюски, личинки ручейников, поденок, веснянок и др.).

С помощью биоиндикаторов принципиально возможно:

- обнаруживать места скоплений в экологических системах различного рода загрязнений;

- проследить скорость происходящих в окружающей среде изменений;

- только по биоиндикаторам можно судить о степени вредности тех или иных веществ для живой природы;

- прогнозировать дальнейшее развитие экосистемы.

Преимуществом методов биоиндикации и биотестирования перед физико-химическими методами является интегральный характер ответных реакций организмов, которые:

- суммируют все без исключения биологически важные данные об окружающей среде и отражают ее состояние в целом;

- выявляют наличие в окружающей природной среде комплекса загрязнителей;

- в условиях хронической антропогенной нагрузки биоиндикаторы могут реагировать на очень слабые воздействия в силу аккумуляции дозы;

- фиксируют скорость происходящих в окружающей среде изменений;

- указывают пути и места скоплений различного рода загрязнений в экологических системах и возможные пути попадания этих веществ в организм человека.

Особую значимость имеет то обстоятельство, что биоиндикаторы отражают степень опасности соответствующего состояния окружающей среды для всех живых организмов, в том числе и для человека. Подчеркивая всю важность биоиндикационных методов исследования, необходимо отметить, что биоиндикация предусматривает выявление уже состоявшегося или происходящего загрязнения окружающей среды по функциональным характеристикам особей и экологическим характеристикам сообществ организмов. Но, отражая степень негативного воздействия в целом, биоиндикация не объясняет, какими именно факторами оно создано. Наиболее эффективно оценка окружающей среды может производиться в сочетании абиотических и биотических параметров. Это прием все шире входит в практику. Определение ряда биотических показателей, наряду с традиционными абиотическими, уже предусмотрено нормативными природоохранными документами, например, ГОСТ 17.1.3.07-82 «Охрана природы. Гидросфера. Правила контроля воды водоемов и водотоков».

Особенностью экологического мониторинга является то, что эффекты воздействия на экосистемы, малозаметные при изучении отдельных организмов, выявляются при рассмотрении системы в целом. Биологические методы помогают диагностировать негативные изменения в природной среде при низких концентрациях загрязняющих веществ. Общие закономерности поведения загрязнителей (пестициды, регуляторы роста, нитриты, нитраты) в отдельных компонентах агроценоза (почве, растениях, воде, атмосфере), достаточно хорошо изучены. Вместе с тем, последствия комплексного воздействия поллютантов на биоценозы и фитопопуляцию в реально встречающихся концентрациях исследованы недостаточно. Остатки агрохимикатов в почве и растениях вступают в сложные взаимодействия различного характера, включая антагонизм, синергизм, аддитивность. Вот почему смеси поллютантов обычно не подчиняются закономерностям, установленным для индивидуальных веществ в искусственных условиях на моделях. Например, широко используемые азотные удобрения могут изменять темп поступления и скорость разложения в растении ряда гербицидов. При комплексном применении пестицидов может замедляться темп их исчезновения из почвы и растений.

Преимущества биоиндикации

Для получения объективной картины загрязнения агроценоза необходимы исследования в двух направлениях. Во-первых, должны совершенствоваться методы инструментального химического анализа, во-вторых, целесообразно более широкое использование биоиндикаторов.

Применение организмов, реагирующих на загрязнение среды обитания изменением визуальных признаков, имеет ряд преимуществ. Оно позволяет существенно сократить или даже исключить применение дорогостоящих и трудоемких физико-химических методов анализа. Биоиндикаторы интегрируют биологически значимые эффекты загрязнения. Они позволяют определять скорость происходящих изменений, пути и места скопления в экосистемах различных токсикантов, делать выводы о степени опасности для человека и полезной биоты конкретных веществ или их смесей.

Требования к биоиндикаторам

Для объективной оценки загрязнения агроценоза ксенобиотиками необходимы адекватные тест-системы и фитотесты, реагирующие на комплекс загрязнителей и пригодные для выявления мутагенного потенциала встречающихся в агросфере поллютантов. При этом индикаторы должны удовлетворять ряду требований:

- накопление загрязняющих веществ не должно приводить к гибели тест организмов;

- численность тест-организмов должна быть достаточной для отбора, т.е. без влияния на их воспроизводство;

- в случае долгосрочных наблюдений предпочтительны многолетние виды флоры;

- фитотесты должны быть генетически однородными;

- должна быть обеспечена легкость взятия проб;

- должна реализоваться относительная быстрота проведения тестирования;

- биотесты должны обеспечивать получение достаточно точных и воспроизводимых результатов;

- биоиндикаторы должны быть одновозрастными и характеризоваться, по-возможности, близкими свойствами;

- диапазон погрешностей измерений (по сравнению с классическими или эталонными методами тестирования) не должен превышать 20-30%;

- при выборе тест организмов предпочтение следует отдавать регистрации функциональных, этологических, цитогенетических изменений отдельных индикаторных процессов биоты, а не только изменению ее структуры, численности или биомассы, т.к. эти последние являются более консервативными.

Сферы применения биоиндикации

Наиболее важными сферами применения биоиндикации могут быть следующие:

- выявление естественного буферного потенциала агроценоза и допустимых нагрузок экзогенных веществ при различных технологиях возделывания сельскохозяйственных культур;

- контроль за состоянием фитопопуляции с целью ранней диагностики и предотвращения отрицательных последствий поллютантов, которые могут повлиять на структуру и функции биоты, продуктивность агроценоза, а также на здоровье человека;

- комплексная система экологического мониторинга агросферы, включая обнаружение негативных изменений, их диагностику на самой ранней стадии антропогенного воздействия;

- сохранение биоразнообразия агроландшафта, позволяющее обеспечить существование как можно большего числа организмов, в особенности редких видов биоты, высокочувствительных к загрязнению.

Средства и методы биоиндикации

Специальные биотесты для определения загрязнения фитопопуляции солями тяжелых металлов, остатками пестицидов, микотоксинами и другими агентами сводятся к оценке степени изменения морфометрических, физиологических и биохимических показателей биоты. Подобные нарушения проявляются в изменении энергии прорастания, всхожести семян, размеров корней, в повреждении растений под воздействием загрязнителей.

Биотесты на высших растениях

Для биотестирования отработано немало методов на различных культурах: белой горчице (Sinapis alba L.), озимой и яровой пшенице (Triticum aestivum L.), овсе (Avena L.), гречихе (Fagopyrum L.), огурце (Cucumis L.), кресс-салате (Lepidium sativum L.), сое (Glycine L.), льне (Linum L.), ежи сборной (Dactylis glomerata L.)

На горчице учитывают степень ингибирования первичного корешка проростка после обработки семян противодвудольным гербицидом. Определяют также увядание растений, торможение прироста листьев надземной массы проростков.

Овес и рис используют как индикаторы почвенных противозлаковых гербицидов, так как это наиболее чувствительные виды среди злаковых культур. При этом основным тестом является ингибирование роста зародышевого корня и листа.

Редис является традиционным биотестом при исследовании остатков пестицидов в почве и конечной продукции растениеводства, т.к. обладает по сравнению с другими объектами как наиболее высокой чувствительностью к фитотоксичным препаратам, что обусловлено высокой энергией прорастания его семян и скороспелостью культуры.

На огурце и гречихе тестируют гербициды – производные мочевины и фенилкарбаматы. При этом у огурца учитывают рост первичного корня, у гречихи – утолщение стебля, деформацию зародышевых листьев, а также торможение роста. Кресс-салат используется как тест-объект для оценки загрязнения воздуха и почвы. Тест длится 10 дней. При наличии вредных веществ снижается процент всхожести и ингибируется рост зародышевых корешков. К недостаткам данного теста можно отнести неспецифичные изменения, затрудняющие выявление конкретного загрязнителя. Очевидно, это объясняется наличием генетической неоднородности культуры.

Действие пестицидов на злаках обнаруживается по их влиянию на морфогенез растений, проявляющейся в изменениях типа морфозов. У озимой пшеницы, при высокой пестицидной нагрузке (диален, лонтрел, тилт, байлетон, метафос) наиболее распространенным и устойчивым типом морфоза является "мутовка", т.е. увеличение числа колосков на уступе колосового стержня. Внесение минеральных удобрений может также прямо или косвенно приводить к появлению морфозов колоса у озимой пшеницы (в пределах 7-39% в зависимости от гидротермического режима и вида удобрений). Колосовые морфозы и фазовый индекс, характеризуя интенсивность воздействия на растение агрохимикатов и других повреждающих факторов, могут быть успешно использованы в качестве диагностической тест-системы.

Видимо, успешное решение проблем биоиндикации во многом будет определяться подбором, а иногда и направленным созданием сортов (линий) культурных растений, чувствительных к загрязнению. К сожалению, в настоящее время подобные сорта и линии в России отсутствуют. Поэтому усилия исследователей должны быть направлены на поиск перспективных форм и работу с ними. Так, в Англии, специально выведен сорт табака Bel W3, характеризующийся восприимчивостью к содержанию озона в воздухе. C помощью этого сорта была создана картосхема Британских островов, характеризующая их загрязнение озоном. При слабом воздействии озона на табак через несколько дней по всей поверхности листовой пластинки образуется густая сеть некротических пятен серебристого цвета. В качестве эталона сравнения одновременно высаживается относительно устойчивый к озону сорт табака Bel B.

Успешное применение находят дикорастущие фитотесты в частности из семейства рясковых. Рясковые – самые мелкие цветковые растения, при благоприятных условиях размножаются круглогодично (преимущественно вегетативно). Интенсивность фототаксиса хлоропластов в листецах ряски, оцениваемая по изменению количества хлоропластов в эпистрофном положении, можно рассматривать как чувствительный показатель, свидетельствующий о степени загрязнения элементов агроландшафта. Явление отрицательного фототаксиса и послужило основой метода фитотестирования. Благодаря этим преимуществам ряску можно назвать ''экологической дрозофилой''. Ряска малая (Lemna minor L.) и ряска тройчатая (Lemna trisulcs L.), чувствительны к загрязнению воды, при содержании в ней до 10 мкг/мл ионов Ba, Cu, Mg, Fe, Co. На каждый загрязнитель у видов рясок проявляется специфическая реакция. На медь (0,1- 0,25 мг/мл) - листецы реагируют полным рассоединением из групп и изменением окраски с зеленой на голубую; реакция проявляется через 4 часа после воздействия. На цинк (0,025 мг/мл) реакция заключается в изменении окраски листеца: с насыщенно зеленой до бесцветной; где зелеными остаются только точки роста; барий(0,1-0,25 мг/мл) вызывает полное рассоединение листецов, отпадание корней и изменение окраски с зеленой на молочно-белую; кобальт (0,25-0,0025 мг/мл) – полную приостановку роста и потерю окраски

biofile.ru

Сведения об образовательной организации

Полезные ссылки

Безопасность

Противодействие коррупции

Доступная среда

Карта сайта

НСОКО

24. Растения как биоиндикаторы. Биоиндикаторы растения примеры

Биология для студентов - 24. Растения как биоиндикаторы

1. Биологические индикаторы

2.2 Растения биоиндикаторы. Мониторинг загрязнения почв в санитарно-защитной зоне ОАО "Электротяга" с оценкой по биоиндикатору

Похожие главы из других работ:

2.1 Влияние гербицидов на растения

2.2.1 Растения и тяжелые металлы

2.4.2 Влияние света на растения

3. ЖИВЫЕ БИОИНДИКАТОРЫ

2. Биоиндикаторы

2. Декоративные растения Ботанического сада

§4. Растения утилизаторы

1.3 Растения-биоиндикаторы

2.2 Растения-биоиндикаторы

2. Биоиндикаторы

4.2 Лекарственные растения

2.4 Полевые сорные растения

II. Растения в городе

Флора и охраняемые растения

1.5.2.5 Воздействие электромагнитного поля на растения

Растения - биоиндикаторы — творческая работа

Дикорастущие растения - биоиндикаторы почв - Руководства - Gazon.ua

2.2 Растения-биоиндикаторы. Мониторинг загрязнения почв в санитарно-защитной зоне ОАО "Электротяга" с оценкой по биоиндикатору

Похожие главы из других работ:

2.1 Влияние гербицидов на растения

2.2.1 Растения и тяжелые металлы

2.4.2 Влияние света на растения

3. ЖИВЫЕ БИОИНДИКАТОРЫ

2. Биоиндикаторы

2. Декоративные растения Ботанического сада

§4. Растения утилизаторы

1.3 Растения-биоиндикаторы

2.2 Растения-биоиндикаторы

2. Биоиндикаторы

4.2 Лекарственные растения

2.4 Полевые сорные растения

II. Растения в городе

Флора и охраняемые растения

1.5.2.5 Воздействие электромагнитного поля на растения

Биологическая индикация

Смотрите также