Биоиндикация и экологическое районирование урбанизированных территорий (на примере города Элиста)

Впервые для юго-востока России изучены лишайники 5 городов (Астрахань, Элиста, Нариманов, Харабали, Камызяк).

В г. Астрахань найдено 43 вида лишайников, в Элисте - 18, в Нариманове - 21, в Харабали - 23, в Камызяке - 13 видов. В целом на территории 5 городов юго-востока России обнаружено 62 вида лишайников из 19 родов (табл. 12-14).

Наиболее представлены в лихенобиоте городов лишайники родов Caloplaca (7 видов), Lecanora (7 видов), Xanthoria (5 видов).

Наиболее характерны для всех четырех городов накипные лишайники Caloplaca cerina, C. lobulata, C. saxicola, C. holocarpa, листоватые Physcia stellaris, Phaeophyscia orbicularis, Physconia distоrta, Xanthoria parietina, X. polycarpa, X. elegans, X. substelaris.

В городских лихенобиотах представлено всего: 31,3 % (Астрахань), 15,3 % (Нариманов), 16,7 % (Харабали), 9,4 % (Камызяк), 9,8 % (Элиста) видов естественной флоры.

Полностью в городах отсутствуют роды: Anaptychia, Acarospora, Arthopyrenia, Melanelia Lecidella, Evernia.

При анализе морфологического строения городских лишайников выявлены следующие особенности: в городских условиях происходит уменьшение размеров талломов лишайников, а в промышленных комплексах и их пролификация из центра талломов; увеличивается площадь соралей, уменьшается количество соредий приходящихся на единицу площади талломов.

По отношению к субстрату лишайники городов юго-востока можно подразделить на экологические группы: эпифиты, эпиксилы, эпигеиды, эпилиты и группа лишайников, произрастающих на искусственных субстратах (бетон, кирпич, шифер, железо и др.). Можно отметить экологическую пластичность некоторых видов, которые входят в 2-3 экологических группы (Caloplaca saxicola, C. holocarpa, Candelariella aurella, L. hagenii, Xanthoria parietina, X. polycarpa, X. candelaria).

Сравнение естественной и городских лишайников и их распределение по субстрату представлены в таблицах 12-14.

Таблица 12 Сравнение городских лихенобиот юго-востока России (дельта Волги, Калмыкия)

Примечание. В скобках даны проценты от общего числа видов (1), родов (2) лихенобиоты юго-востока России.

Таблица 13Соотношение морфологического строения лишайников юго-востока России (дельта Волги, Калмыкия)

Примечание. Тип таллома: I - накипные лишайники, II - листоватые, III - кустистые. В скобках даны проценты от общего числа видов.

Таблица 14

Распределение видов лишайников городских лихенобиот по субстратам

Примечание. Группы по субстратам: I - эпифиты, II - эпилиты, III - эпигеиды, IV - эпиксилы, V - лишайники, отмеченные на искусственном субстрате. В скобках даны проценты от общего числа видов.

выводы

1. Лихенобиота Калмыкии включает 80 видов и 2 внутривидовых таксонов лишайников относящихся к 32 родам 17 семействам и 6 порядкам из которых ведущим является порядок Lecanorales. Из 17 семейств - 6: Teloschistaceae, Physciaceаe, Lecanoraceae, Parmeliaceae, Cladoniaceae, Hymeneliaceae являются ведущими по числу видов семействами лишайников региона. Заслуживают внимание семейства Candelariaceae, Acarosporaceae, Bacidiaсeae занимающие 7-9 места. Из 32 родов представленных в исследуемой лихенобиоте 11 родов - Lecanora, Cladonia, Caloplaca, Phaeochyscia, Physcia, Aspicilia, Xanthoria, Acarospora, Cаndelariella, Melanelia, Collema являются ведущими; 23 вида лишайников являются новыми для исследуемого региона.

2. Впервые проведен сравнительный анализ систематической структуры лихенобиот Калмыкии, Дельты Волги и Приволжской возвышенности. Высокое положение в составе ведущих семейств лишайников Калмыкии, дельты Волги и Приволжской возвышенности сочетает черты характерные для умеренных флор Голарктики что в определенной степени соответствует сходству лихенобиот Калмыкии, дельты Волги и Приволжской возвышенности. Если сопоставить состав основных семейств Приволжской возвышенности, дельты Волги и Калмыкии то будет разница только в числе видов. Исключение из списка ведущих семейств Калмыкии, таких как Collemataceae (4 вида), Candelariaceae (3 вида), Bacidiaceae (3 вида), Ramalinaceae (2 вида), Acarosporaceae (2 вида) Verrucariaceae (1 вид) не изменяет принципиальный спектр ведущих семейств, а наоборот сближает эти регионы по нахождению видов.

Спектр ведущих семейств Калмыкии, Приволжской возвышенности и дельты Волги характеризуются преобладанием семейств: Teloschictaceae, Parmeliaceae, Lecanoraceae, Physciaceae, Cladoniaceae которые занимают с 1 по 5 позицию в трех регионах.

3. Исследуемая лихенобиота включает экобиоморфы всех отделов типов большинства классов и групп жизненных форм. Наибольшее число принадлежит к классу накипных (34 вида, 42,5 %). Листоватые жизненные формы представлены 33 видами (41,2 %). Кустистая жизненная форма 13 видов (16,2 %).

Преобладание лишайников Калмыкии с накипной формой является типичной чертой ксеротической территории, что вполне соответствует географическому положению и современным природным условиям региона.

4. В исследуемой лихенобиоте выделены 6 географических элементов: арктовысокогорный - 1 вид (0,8 %), монтанный - 3 вида (3,7 %). бореальный - 7 видов (87 %), аридный - 18 видов (22,5 %), неморальный - 19 видов (23,7 %), мультизональный - 26 видов (32,5 %); 6 видов лишайников с невыясненным ареалом обитания.

Основу лишайников следует считать полупустынными видами, которые относим к аридному элементу. Эволюция лихенобиоты, по-видимому, идет по пути развития аридных элементов.

Географический анализ Калмыкии показал гетерогенность ее состава и то, что ее можно охарактеризовать, с одной стороны, как неморальную с другой как аридную со значительным участием бореальных видов, характерных для лихенобиот Голарктики, что дает основание предполагать роль этих видов в формировании аридной лихенобиоты Калмыкии, тем самым подтверждая флористические связи Калмыкии, дельты Волги (Закутнова, 2004) с флорой Верхнего Поволжья (Шустов, 2001), Средней Азии Казахстана, Передней Азии Монголии (Голубкова, 1983) и даже Закавказья (Бархалов. 1975).

5. Распределение лишайников на территории городов связано с экологическими характеристиками в первую очередь с атмосферными загрязнениями. Впервые исследованы урбанизированные территории и проведен сравнительный анализ городских лихенобиот. Выявлены индикаторные виды лишайников, составлена региональная шкала чувствительности индикаторных видов к загрязнению и, по степени чувствительности видов, выделено 3 группы лишайников: устойчивые средне чувствительные, чувствительные. На основе их распространения и индекса атмосферной чистоты (I.A.P.) выделены зоны загрязнения. В городских насаждениях обычным видом считается Xanthoria parietina, по-видимому, чувствительные виды замещаются устойчивыми к атмосферному загрязнению. Однако стрессовые антропогенные факторы приводят к сокращению количества и размеров апотециев, отмиранию и ранней гибели талломов, задержке развития особей X. рarietina и, в условиях аэротехногенного загрязнения, происходит частичное или полной исчезновение групп генеративного периода и сокращение численности популяции X. рarietina, что обусловлено высокой антропогенной нагрузкой на атмосферу связанной с эксплуатацией автотранспортных средств, объектов электроэнергетики, нефтегазодобывающих предприятий, газонефтепродуктового транспорта, предприятий стройиндустрии, перерабатывающей промышленности.

6. Выявили степень воздействия основного загрязнителя воздушной среды промышленной зоны (Бетонные заводы и Северная складская зона), автотранспорта на территории и за пределами его границ, наблюдая за пересаженными талломами лишайников, наиболее устойчивого вида Xanthoria parietina. Целью являлось фиксирование признаков: повреждения талломов, содержание пигментов, выживаемость. Наблюдение за трансплантированными талломами подтвердило проведенное нами зонирование: в городе нет участков с чистым воздухом, поскольку в местах экспонирования быстро проявлялись признаки повреждения талломов.

7. Впервые в г. Элиста изучено влияние тяжелых металлов на морфологические признаки у лишайников. Выяснена способность тяжелых металлов накапливаться в живых организмах. Выявлена значительная тенденция по увеличению содержания тяжелых металлов в комплексе Ulmus pumila L. - Xanthoria parietina что свидетельствует об ухудшении состояния окружающей среды, и одной из причин которого является увеличение количества транспорта.

8. При изучении лихенобиоты г. Элиста было выявлено:

· в городах происходит значительное уменьшение видового разнообразия лишайников в сравнении с естественной лихенобиотой;

· наблюдается уменьшение видового разнообразия лишайников от окраин к центру;

· у городских лишайников, подверженных атмосферному загрязнению, чаще и обильнее наблюдается соредиеобразование, чем у тех же видов произрастающих в искусственных лесопосадках, расположенных в 2-5 км от городской черты;

· практически не осталось городских ландшафтов в той или иной степени не подверженных антропогенным воздействиям и, даже в Сосновой роще, находящейся в окрестностях г. Элиста, резко сокращается видовое разнообразие лишайников;

· в городских насаждениях обычным видом считается Xanthoria parietina. По-видимому, чувствительные виды замещаются устойчивыми к атмосферному загрязнению;

· в городских условиях происходит уменьшение размеров талломов лишайников, а в промышленных комплексах и их разрушение от центра;

· в городе произрастают в основном древесные растения примерно одного возраста, с доминированием вязов, акаций, что практически ведет к снижению видового разнообразия лишайников;

· в искусственных лесопосадках видовое разнообразие также не всегда наблюдается, а некоторые виды лишайников отмечены в единичных экземплярах.

Таким образом, сохранение городской лихенобиоты является большой проблемой. Единственное сохранение лишайниковых группировок или отдельных видов является охрана и заповедование территорий, отличающихся видовым разнообразием.

9. При исследовании полупустынной зоны Калмыкии выяснили, что в открытых для солнца местообитаниях и затененных поверхностях однородного субстрата формируются лишайниковые синузии разного состава: открытые, незамкнутые, с чередующимися типами растительности. Под влиянием культуры (дороги поселки и т.д.) лихеносинузии Калмыкии теряют свои характерные признаки, происходит смешение признаков различных синузий.

10. Уникальная лихенобиота Калмыкии, как и весь растительный природный мир региона, подвергается негативному воздействию, в результате деятельности человека.

Для сохранения лихенобиоты Калмыкии выделили 20 редких видов: *Aspicilia aspera (Mereschk.) Tomin, Aspicilia fruticulosa (Eversmann) Flagey, Anapthychia ciliaris (L.) Korber, *Collema furfuraceum (Arnold) Du Rietz, *Endocarpon halophilum Tomin, *Endocarpon sinense H. Magn., *Endocarpon subfoliaceum Tomin, Evernia prunastri (L.) Ach., Fulgensia desertorum (Tomin) Poelt., *Melanelia glabra (Schaerer) Essl., Melanelia exasperata (De Not.) Essl., Melanelia subargentifera (Nyl.) Essl., Melanelia subaurifera (Nyl.) Essl., Peltigera didactila (With.) J.R.Laundon, Psora decipiens (Hedwig) Hoffm., Ramalina pollinaria (Westr.) Ach., Rinodina exigna (Ach.) S. Gray., Rinоdina septentrionalis Malme., *Toninia massata (Tuck.) Herre, Xanthoparmelia pseudohungarica (Gyeln.) Hale.

Современное состояние лихенобиоты Калмыкии вызывает серьезную тревогу. Необходимо создание единой Федеральной программы для сохранения редких видов, создание заповедников, заказников, микрозаказников.

Список основных работ, опубликованных по теме диссертации

1. Закутнова, В. И. Воздействие урбосреды на эпифитные лишайники [Текст] / В. И. Закутнова, Е. А. Стаселько // Эколого-биологические проблемы бассейна Каспийского моря : мат-лы IX Международной научной конференции (10-11 октября 2006 г.). - Астрахань : Изд. дом «Астраханский университет», 2006. - С. 195-197. - ISBN 5-88200-907-3.

2. Закутнова, В. И. Перспективы использования системы биомониторинга в урбосреде [Текст] / В. И. Закутнова, Е. А. Стаселько // Естественные науки. - 2006. - № 1-2 (14-15). - С. 40-43. - ISSN 1818-507Х.

3. Пучков, М. Ю. К вопросу оценки территориально-экологического равновесия города Элиста [Текст] / М. Ю. Пучков, Е. А. Стаселько // Проблемы сохранения и рационального использования биоразнообразия Прикаспия и сопредельных регионов : мат-лы 3 заочной Международной научной конференции / Ассоциация университетов Прикаспийских государств. - Элиста : Изд-во КГУ, 2005. - Вып. 2. - С. 182-183. - ISBN 5-230-20-223-8.

4. Стаселько Е.А. Редкие виды лишайников Калмыкии [Текст] / Е. А. Стаселько, В.И. Закутнова // Экология биосистем: проблемы изучения, индикации и прогнозирования : мат-лы Международной научно-практической конференции, посвященной 75-летию Астраханского государственного университета (20-25 августа 2007 г.). - Астрахань : Изд. дом «Астраханский университет», 2007. - Ч. 2. - С. 124-125. - ISBN 5-88200-995-2 (общ.), 5-88200-997-9 (Ч. 2).

5. Стаселько, Е. А. Активный мониторинг Элисты [Текст] / Е. А. Стаселько, В. И. Закутнова // Успехи современного естествознания РАЕ : мат-лы V Международной научной конференции «Экология и рациональное природопользование». - М., 2007. - № 4. -С. 83-86. - ISSN 1681-7494.

6. Стаселько, Е. А. Виды лишайников Калмыкии, подлежащие охране [Текст] / Е. А. Стаселько // Естественные науки. - 2007. - № 1. - С. 20-22. - ISSN 1818-507Х.

7. Стаселько, Е. А. Исследования тяжелых металлов в лишайниках г. Элисты [Текст] / Е. А. Стаселько, В. И. Закутнова // Экология биосистем: проблемы изучения, индикации и прогнозирования : мат-лы Международной научно-практической конференции, посвященной 75-летию Астраханского государственного университета (20-25 августа 2007 г.). - Астрахань : Изд. дом «Астраханский университет», 2007. - Ч. 2. - С. 120-121. - ISBN 5-88200-995-2 (общ.), 5-88200-997-9 (Ч. 2).

8. Стаселько, Е. А. Лихеномониторинг и экологическое зонирование города Элисты [Текст] / Е. А. Стаселько // Перспектива - 2007 : мат-лы Международного конгресса студентов, аспирантов и молодых ученых (26-30 апреля 2007 г.). - Нальчик : Изд-во Каб.-Балк. ун-та, 2007. - С. 61-62. - ISBN 5-7558-0396-Х.

9. Стаселько, Е. А. Мониторинг эпифитных лишайников как индикаторов загрязнения атмосферного воздуха (на примере города Элиста) [Текст] / Е. А. Стаселько, В. И. Закутнова // Естественные науки. - 2007. - № 1 (18). - С. 22-24. - ISSN 1818-507Х.

10. Стаселько, Е. А. Трансплантационные исследования лишайников Элисты [Текст] / Е. А. Стаселько, В. И. Закутнова // Экология биосистем: проблемы изучения, индикации и прогнозирования : мат-лы Международной научно-практической конференции, посвященной 75-летию Астраханского государственного университета (20-25 августа 2007 г.). - Астрахань : Изд. дом «Астраханский университет», 2007. - Ч. 2. - С. 121-124. - ISBN 5-88200-995-2 (общ.), 5-88200-997-9 (Ч. 2).

11. Стаселько, Е. А. Эколого-технологическая схема закрепления растительностью очагов опустынивания в Калмыкии [Текст] / Е. А. Стаселько, Г. О. Суслякова // Проблемы экологии городов и средозащитные технологии : научно-практическая конференция (19-23 апреля 2004 г.). - Астрахань, 2004. - С. 3-4. - ISBN 5-88200-771-2.

Размещено на Allbest.ru