2.4 Симбиотические методы в биоиндикации. Растения биоиндикаторы
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
Похожие главы из других работ:
Агроэкологическая характеристика гербицидов
2.1 Влияние гербицидов на растения
Гербициды, поступающие в культурные растения через корневую систему или листья, могут оказывать на них угнетающее действие. Полагают, что степень токсичности зависит от скорости передвижения и детоксикации гербицидов в растениях (Крафте...
Адаптация растений к окружающей среде
2.2.1 Растения и тяжелые металлы
В настоящее время мало известно о механизмах накопления растениями тяжелых металлов, потому что до сих пор основное внимание уделялось усвоению соединений азота, фосфора и других элементов питания из почвы. Кроме того...
Адаптация растений к окружающей среде
2.4.2 Влияние света на растения
Солнечный свет - один из наиболее важных для жизни растений экологических показателей. Он поглощается хлорофиллом и используется при построении первичного органического вещества. Почти все комнатные растения светолюбивы, т.е...
Биоиндикация как метод исследования экологических систем
3. ЖИВЫЕ БИОИНДИКАТОРЫ
Лучший индикатор опасных загрязнений - прибрежное обрастание, располагающиеся на поверхностных предметах у кромки воды. В чистых водоемах эти обрастания ярко-зеленого цвета или имеют буроватый оттенок...
Биоиндикация как метод оценки состояния окружающей среды
2. Биоиндикаторы
Биоиндикаторы - это биологические объекты (от клеток и биологических макромолекул до экосистем и биосферы), используемые для оценки состояния среды. Когда хотят подчеркнуть то...
Ботанический сад г. Кирова
2. Декоративные растения Ботанического сада
Весной, летом и осенью экспозиция цветочно-декоративных растений наиболее популярна у посетителей. От первых весенних дней до снегопада здесь не прекращается праздник цветов. Ими можно любоваться на коллекционных участках...
Живые утилизаторы
§4. Растения утилизаторы
Многие ученые предлагает устранять экологические проблемы с помощью растений. С эйхорнией, более известной в России под названием водяной гиацинт, экспериментируют в новосибирском Институте цитологии и генетики СО РАН. В небольшой бассейн...
Загрязнение тяжёлыми металлами придорожной травянистой растительности Павловского района
1.3 Растения-биоиндикаторы
Растениями-индикаторами называют растения, тесно связанные с определенными экологическими условиями. По их присутствию узнают о содержании определённых микроэлементов и веществ...
Мониторинг загрязнения почв в санитарно-защитной зоне ОАО "Электротяга" с оценкой по биоиндикатору
2.2 Растения-биоиндикаторы
Растения-биоиндикаторы -- это растения, для которых характерна резко выраженная адаптация к условиям окружающей среды. При наличии таких растений можно качественно или количественно оценить условия окружающей среды...
Организмы – индикаторы качества среды
2. Биоиндикаторы
Биоиндикаторы - это биологические объекты (от клеток и биологических макромолекул до экосистем и биосферы), используемые для оценки состояния среды. Когда хотят подчеркнуть то...
Растительный мир как часть биосферы
4.2 Лекарственные растения
На протяжении многих веков человек добывает из растений многообразные лекарственные вещества, которые так необходимы в медицинской и ветеринарной практике...
Растительный мир Омской области
2.4 Полевые сорные растения
И все же наша область, будто «создана» для лесных сообществ. Значительные районы области, где нет застроек и промышленных комплексов - это безлесье и обезлесенные площади, большей частью возделываемые поля. Такая безлесная область...
Экология городских растений
II. Растения в городе
В современных условиях крупного города очищающая роль растений не так уж велика: они сами по себе не в состоянии обеспечить нас тем количеством кислорода, в котором мы нуждаемся. На первое место выходит декоративная...
Экология Самарского региона
Флора и охраняемые растения
Богатство и своеобразие флоры Самарского региона определяют большая территория (53,6 кмІ), особенности климата, рельефа и геолого-почвенных условий Иванов Е.И. Экология Самарского региона. - М.: Промиздат, 2006. - С.67.. Виды растений...
Электромагнитное загрязнение окружающей среды
1.5.2.5 Воздействие электромагнитного поля на растения
В результате многочисленных исследований выяснено, что электромагнитные волны оказывают существенное воздействие на биологические объекты, проявляющиеся в многообразии индуцированных эффектов. Как слабые...
eco.bobrodobro.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)
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 listwww.gazon.ua
1.3 Растения-биоиндикаторы. Загрязнение тяжёлыми металлами придорожной травянистой растительности Павловского района
Похожие главы из других работ:
Агроэкологическая характеристика гербицидов
2.1 Влияние гербицидов на растения
Гербициды, поступающие в культурные растения через корневую систему или листья, могут оказывать на них угнетающее действие. Полагают, что степень токсичности зависит от скорости передвижения и детоксикации гербицидов в растениях (Крафте...
Адаптация растений к окружающей среде
2.2.1 Растения и тяжелые металлы
В настоящее время мало известно о механизмах накопления растениями тяжелых металлов, потому что до сих пор основное внимание уделялось усвоению соединений азота, фосфора и других элементов питания из почвы. Кроме того...
Адаптация растений к окружающей среде
2.4.2 Влияние света на растения
Солнечный свет - один из наиболее важных для жизни растений экологических показателей. Он поглощается хлорофиллом и используется при построении первичного органического вещества. Почти все комнатные растения светолюбивы, т.е...
Биоиндикация как метод исследования экологических систем
3. ЖИВЫЕ БИОИНДИКАТОРЫ
Лучший индикатор опасных загрязнений - прибрежное обрастание, располагающиеся на поверхностных предметах у кромки воды. В чистых водоемах эти обрастания ярко-зеленого цвета или имеют буроватый оттенок...
Биоиндикация как метод оценки состояния окружающей среды
2. Биоиндикаторы
Биоиндикаторы - это биологические объекты (от клеток и биологических макромолекул до экосистем и биосферы), используемые для оценки состояния среды. Когда хотят подчеркнуть то...
Ботанический сад г. Кирова
2. Декоративные растения Ботанического сада
Весной, летом и осенью экспозиция цветочно-декоративных растений наиболее популярна у посетителей. От первых весенних дней до снегопада здесь не прекращается праздник цветов. Ими можно любоваться на коллекционных участках...
Живые утилизаторы
§4. Растения утилизаторы
Многие ученые предлагает устранять экологические проблемы с помощью растений. С эйхорнией, более известной в России под названием водяной гиацинт, экспериментируют в новосибирском Институте цитологии и генетики СО РАН. В небольшой бассейн...
Загрязнение тяжёлыми металлами придорожной травянистой растительности Павловского района
1.3 Растения-биоиндикаторы
Растениями-индикаторами называют растения, тесно связанные с определенными экологическими условиями. По их присутствию узнают о содержании определённых микроэлементов и веществ...
Мониторинг загрязнения почв в санитарно-защитной зоне ОАО "Электротяга" с оценкой по биоиндикатору
2.2 Растения-биоиндикаторы
Растения-биоиндикаторы -- это растения, для которых характерна резко выраженная адаптация к условиям окружающей среды. При наличии таких растений можно качественно или количественно оценить условия окружающей среды...
Организмы – индикаторы качества среды
2. Биоиндикаторы
Биоиндикаторы - это биологические объекты (от клеток и биологических макромолекул до экосистем и биосферы), используемые для оценки состояния среды. Когда хотят подчеркнуть то...
Растительный мир как часть биосферы
4.2 Лекарственные растения
На протяжении многих веков человек добывает из растений многообразные лекарственные вещества, которые так необходимы в медицинской и ветеринарной практике...
Растительный мир Омской области
2.4 Полевые сорные растения
И все же наша область, будто «создана» для лесных сообществ. Значительные районы области, где нет застроек и промышленных комплексов - это безлесье и обезлесенные площади, большей частью возделываемые поля. Такая безлесная область...
Экология городских растений
II. Растения в городе
В современных условиях крупного города очищающая роль растений не так уж велика: они сами по себе не в состоянии обеспечить нас тем количеством кислорода, в котором мы нуждаемся. На первое место выходит декоративная...
Экология Самарского региона
Флора и охраняемые растения
Богатство и своеобразие флоры Самарского региона определяют большая территория (53,6 кмІ), особенности климата, рельефа и геолого-почвенных условий Иванов Е.И. Экология Самарского региона. - М.: Промиздат, 2006. - С.67.. Виды растений...
Электромагнитное загрязнение окружающей среды
1.5.2.5 Воздействие электромагнитного поля на растения
В результате многочисленных исследований выяснено, что электромагнитные волны оказывают существенное воздействие на биологические объекты, проявляющиеся в многообразии индуцированных эффектов. Как слабые...
eco.bobrodobro.ru
2.4 Симбиотические методы в биоиндикации
Симбиоз широко распространен в природе, а симбиотические ассоциации часто играют ключевую роль в поддержании нормального функционирования наземных, пресноводных и морских эко систем. Симбиоз грибов и азотфиксирующих бактерий с высшими растениями и водорослей с грибами обеспечил процветание этих ассоциаций в наземной среде. Лишайники, симбиотическая ассоциация водорослей и грибов, очень чувствительны к качеству среды и уже давно используются как традиционные биомаркеры состояния атмосферного воздуха. Мадрепоровые кораллы (скле-рактинии) -- симбиоз одноклеточных водорослей зооксантелл с кишечнополостными животными, определяющий важную ландшафтообразующую роль этой ассоциации в тропических морях. Все более значительной признается роль симбиотических микроорганизмов в трофике практически всех видов организмов. Прямо или косвенно регулируя численность своих хозяев, симбионты оказывают существенное влияние на их динамику численности и структуру популяции. Биоразнообразие симбионтов (паразитов, комменсалов, мутуалистов), как правило, значительно превышает разнообразие их хозяев. Так, на Большом Барьерном рифе (коралловая постройка) водится около 2 000 видов рыб, а их паразитофауна представлена более чем 20 000 видов; три вида австралийских промысловых креветок в качестве симбионтов имеют 38 видов организмов из разных систематических групп.
Помимо уточнения оценки биоразнообразия по числу видов учет симбионтов позволяет получать достоверную информацию о качестве среды, так как степень интенсивности инвазии (относи тельное количество хозяев, имеющих симбионтов) и экстенсивность инвазии (среднее количество симбионтов на хозяине) на прямую зависят от условий, в которых находится популяция хозяев. Многие симбионты чувствительны к изменениям внешней среды, в частности симбионты водных организмов -- к загрязнению и опреснению, а симбионты наземных организмов -- к радионуклидам. При оценке разнообразия фауны симбионтов широко используют статистические методы. Учет симбиотических, в том числе и паразитических, организмов, а также исследование состояния симбиотических ассоциаций позволяют более точно оценить биоразнообразие и характер динамических процессов в экосистемах и могут быть рекомендованы в качестве важных элементов экодиагностических исследований.
2.5 Области применения биоиндикаторов
2.5.1 Оценка качества воздуха
От загрязнения воздуха страдают все живые организмы, но особенно растения. По этой причине растения, в том числе низшие, наиболее пригодны для обнаружения начального изменения состава воздуха. Соответствующие индексы дают количественное представление о токсичном эффекте загрязняющих воздух веществ.
Лишайники являются симбиотическими организмами. Многими исследователями показана их пригодность для целей биоиндикации. Они обладают весьма специфическими свойствами, так как реагируют на изменение состава атмосферы, обладают отличной от других организмов биохимией, широко распространены по разным типам субстратов, начиная со скал и кончая корой и листьями деревьев, удобны для экспозиции в загрязненных районах.
Выделяют четыре основные экологические группы лишайников: эпифитные -- растущие на коре деревьев и кустарников; зпиксильные -- растущие на обнаженной древесине; эпигейные -- на почве; эпилитные -- на камнях. Из них наиболее чувствительны к загрязнению воздуха эпифитные виды. С помощью лишайников можно получать вполне достоверные данные об уровне загрязнения воздуха. При этом можно выделить группу химических соединений и элементов, к действию которых лишайники обладают сверхповышенной чувствительностью: оксиды серы и азота, фторо- и хлороводород, а также тяжелые металлы. Многие лишайники погибают при невысоких уровнях загрязнения атмосферы эти ми веществами. Процедура определения качества воздуха с помощью лишайников носит название лихеноиндикации.
Оценку чистоты воздуха можно проводить с помощью высших растений. Например, голосеменные -- отличные индикаторы чистоты атмосферы. Возможно также изучение мутаций в волосках тычиночных нитей традесканции. Французские ученые подмети ли, что при увеличении в воздухе окиси углерода и окислов азота, выбрасываемых двигателями внутреннего сгорания, окраска ее тычиночных нитей меняется от синей к розовой. По следствия нарушений в индивидуальном развитии растений могут быть выявлены также по частоте встречаемости морфологических отклонений (фенодевиантов), величине показателей флуктуирующей асимметрии (отклонение от совершенной билатеральной и радиальной симметрии), методом анализа сложноорганизованных комплексных структур (фрактал-анализ). Уровни любых отклонений от нормы оказываются минимальными лишь при оптимальных условиях и возрастают при любых стрессирующих воз действиях.
окружающий среда загрязнение биоиндикатор
studfiles.net
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:
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