Татьяна Евстифеева - Биологический мониторинг

Антропотолерантностьотдельных видов растений и растительных сообществ – это устойчивость их к воздействию антропогенных факторов.

Экспериментально установлено, например, что растения ряда видов усваивают через листья SO2 и, включая его в свой обмен, способствуют очистке воздуха без заметного ущерба для себя. Другие растения слабо загрязняются ввиду особенностей своего строения и также обладают толерантностью.

Выявлена достоверная устойчивость лип и конского каштана к воздействию автомобильных газов, к SO2 устойчивы клен красный, береза бородавчатая, сосна черная, акация белая, сирень обыкновенная, свекла, огурцы.

Однолетние растения поражаются в меньшей степени, чем многолетние; широколиственные растения больше, чем хвойные.

Хлорелла обыкновенная выдерживает влияние фосфатов, нитратов и мочевины в очень высоких концентрациях.

Диагностика – процесс определения природы и особенностей проявления болезненного состояния.

Правильная диагностика включает много связанных элементов, самый главный из которых- симптомы.

Симптом – заметное изменение в ожидаемом внешнем виде, структуре или функции организма, предполагающее, что с ним что-либо не в порядке.

Причина болезни может быть связана с действием какого-либо организма и в таком случае называется биотической, если она связана с физическим стрессом, то является абиотической.

Реакция большинства растений на различные стрессы в основном одинакова. Первым показателем нарушения нормальной жизнедеятельности растений является потеря зеленого пигмента листа – хлорофилла. Зеленый лист постепенно выцветает, лист желтеет. В связи с ослаблением функций тканей, начинается отмирание, выражающееся в появлении фрагментов коричневого цвета. Появление коричневых или желтых пятен или точек на листе – также достоверная первоначальная реакция на стресс.

Эффекты воздействия загрязнения различных сред на растения, условно можно разделить на:

– эффекты острого воздействия высоких уровней загрязняющих веществ за короткий промежуток времени;

– эффекты хронического воздействия низких уровней этих веществ за продолжительный период.

Примером эффектов острого воздействия являются отчётливо наблюдаемый хлороз или некроз тканей листьев, опадение листвы, плодов, лепестков цветков, свёртывание листьев, искривление стеблей.

К эффектам хронического воздействия относятся замедление или прекращение нормального роста, хлороз и некроз верхушек листьев, медленное увядание растений или отдельных его органов.

Иногда проявление хронического или острого воздействия может быть специфическими для отдельных загрязняющих веществ или их смесей.

Довольно много видов растений можно использовать в качестве индикаторов или накопителей загрязнения воздуха из-за их способности давать визуально заметные реакции (таблица 3).

Поскольку растения в целом обладают высокой чувствительностью к воздействию некоторых загрязняющих веществ, их можно использовать в качестве индикаторов для выявления загрязнений и определения его уровня.

Если растения способны накапливать загрязняющие вещества без изменения их химического состава за счёт метаболических процессов и если эти аккумулированные вещества могут быть легко идентифицированы в образцах растений, такие виды растений можно использовать как накопители загрязнения.

Если аккумулирование веществ растениями рассматривается как проявление воздействия загрязнения, то использование растений чрезвычайно удобно для определения уровня и состава загрязнения а также мониторинга эффекта воздействия загрязняющих веществ.

Таблица 3 – Реакция отдельных растений на воздействие загрязняющих веществ

Для такого мониторинга чрезвычайно важно соблюдение следующих условий:

1. Воздействия должны приводить к заметной реакции растения на загрязнение среды.

2. Эффекты воздействия должны хорошо восприниматься при использовании растений генетически подобных популяций, что гарантирует представительность результатов.

3. Эффекты воздействия должны характеризоваться специфическими симптомами, свойственными воздействию определённых загрязняющих веществ.

4. Растения должны быть чувствительны даже к чрезвычайно низким уровням загрязняющих веществ.

5. Растения должны хорошо расти, быть устойчивыми к заболеваниям и воздействию насекомых.

При выборе растений полезно, чтобы эффект воздействия на индикаторные или аккумулирующие растения являлся представительным для других видов растений, имеющих схожее значение

Стандартизация аккумулирующих и индикаторных видов растений является чрезвычайно важным этапом, позволяющим уменьшить влияние побочных эффектов на результаты исследования воздействия загрязнений на растения. Так как эффекты зависят не только от уровня загрязняющих веществ и продолжительности воздействия, но и от вида растения, стадии его развития и физиологического состояния, от условий окружающей среды, основное значение имеет соблюдение правил выбора растений. В идеальном варианте растительный материал должен быть генетически однородным (клоны). На практике выбирают растения с оптимальными условиями роста, близкими во всех исследуемых районах.

Если при мониторинге испытываются растения, произрастающие в разных районах с различным состоянием почвы, результаты исследований можно признать только с большими поправками.

При сравнении уровня загрязнения сред в различных районах не следует исключать из расследования различия климатических условий, уровень которых измеряется на местах и учитывается при сравнении результатов наблюдений. Влияние патогенных микроорганизмов, паразитов на растения должно быть минимизировано или исключено за счет специальной обработки, если это невозможно, влияние этих факторов должно быть точно оценено. В случае выбора определенного вида растений условия, при которых проводятся наблюдения, должны соответствовать цели исследования. Если известен тип вещества, первым этапом получения адекватных результатов должен быть выбор растения, обладающего особой чувствительностью к этому веществу. Если состав загрязнения не известен, последовательно используют различные виды растений, обладающих специфической чувствительностью к одному из предполагаемых загрязнителей.