Лихеноиндикация отвалов Нижнего Куранаха

Размещено на http://www.allbest.ru/

Лихеноиндикация отвалов нижнего куранаха

Ушницкий И. М.

ФГАОУ ВО "Северо-Восточный федеральный университет им. М. К. Аммосова"

Аннотация

В статье приводятся уникальные материалы по лишайникам собранные с малоизученной территории - окрестностей поселка Нижний Куранах, на юге - западе Якутии. Так же, коротко приводятся: систематический анализ из собранных материалов, методика сбора и лихенометрической съемки.

Впервые проведен сбор лишайников и лихеноиндикационный мониторинг на данной территории. Результаты, полученные в ходе исследования, вносят определенный вклад в изучение флоры, биологии и экологии лишайников. Проведен анализ лихенофлоры выявлено влияние промышленной среды на лишайники. Полученные результаты позволяют обосновать выбор и использование конкретных видов лишайников в качестве индикаторов для оценки загрязнения среды. Применение биоиндикационных методов при изучении антропогенной трансформации лихенофлоры может способствовать правильному принятию экологически значимых решений. Составленные в ходе исследования лихеноиндикационные карты промышленной территории позволили выявить как районы с наибольшим антропогенным загрязнением атмосферной среды и являющиеся в связи с этим неблагоприятными в экологическом плане, так и районы, характеризующиеся относительно невысоким уровнем атмосферного загрязнения.

При исследовании лишайников окрестностей отвалов Нижнего Куранаха рассматривались их видовой состав и распределение на почве, древесных породах, гниющей древесине и пнях. При этом наблюдалась приуроченность лишайников к определенным субстратам. Основное местообитание лишайников является, древесный субстрат.На основе полученных данных о состоянии атмосферного воздуха в районе поселка Нижний Куранах Республики Саха (Якутия), был произведен экологический мониторинг на содержание диоксида серы SO2.

Ключевые слова: лишайники, лихенофлора, лихеноиндикация, экология.

лихеноиндикационный метод лишайник атмосферный

LICHEN-INDICATIONS OF PILES NIZHNIY KURANAH

Ushnitsky I. M.

Federal STATE of «North-Eastern Federal University. M. K. Ammosov»

Abstract: the article presents unique materials on the lichens collected from poorly studied areas - the surroundings of the village of Nizhny Kuranakh, in the South - West of Yakutia. Also, briefly provides: a systematic analysis of the materials collected, method of collection and lichenonemtric shooting.

For the first time a collection of lichens and lichen-indication monitoring in the area. The results obtained in the study contribute to the study of the flora, the biology and ecology of lichens. The analysis of the lichen flora revealed the influence of industrial environment on lichens. The obtained results allow to justify the choice and use of specific lichen species as indicators for assessing pollution. The use of bioindicative methods in the study of anthropogenic transformation of lichen flora can contribute to a better environmental decisionmaking. Composed in the course of the study mapped map industrial area allowed us to identify areas with the highest anthropogenic pollution of the environment and is in this respect unfavourable in environmental terms, and areas characterized by relatively low levels of air pollution.

In the study of lichens of the surroundings of tailingsNizhniy Kuranah considered their species composition and distribution on soil, tree species, rotting wood and stumps. In this case, the distribution of lichens to specific substrates. The main habitat is lichen, woody substrate. Based on the obtained data on the state of the atmospheric air near the village of Nizhny Kuranakh in the Republic of Sakha (Yakutia), was produced by the environmental monitoring sulfur dioxide SO2.

Key words: lichens, the lichen flora, lichen-indications, ecology.

Лишайники -- важнейшие биологические индикаторы, которые необходимо использовать для мониторинга. Изучение экологического состояния промышленных территорий является на сегодняшний день одной из актуальных проблем. Лишайники, произрастающие в промышленных районах, подвергаются мощному антропогенному влиянию.

Высокая чувствительность лишайников к загрязнениям вызвана тем, что взаимодействие его компонентов легко нарушить. Человеку надо относится к лишайникам очень бережно. Лишайники очень чувствительны даже к малейшему загрязнению окружающей среды. Так как они не способны к регуляции водного баланса, поскольку у них нет настоящих корней для активного поглощения воды и защиты от испарения.Это позволяет использовать их в качестве биоиндикаторов. В настоящее время, когда наличие современных технических средств позволяет осуществлять непосредственный контроль над степенью загрязнения, интерес к лишайникам как индикаторам загрязнения не уменьшается. Использование лишайников для индикации остается актуальным и часто более выгодным, поскольку метод лихеноиндикации имеет большие возможности и дает удовлетворительные результаты.

Использование лихеноиндикационных методов позволяет осуществлять длительный экологический мониторинг состояния атмосферной среды урбанизированных территорий в пространстве и во времени.

Результаты, полученные в ходе исследования, вносят определенный вклад в изучение флоры и экологии лишайников данной территории. Проведен анализ лихенофлоры выявлено влияние промышленной среды на лишайники. Полученные результаты позволяют обосновать выбор и использование конкретных видов лишайников в качестве индикаторов для оценки загрязнения среды[8].

Наиболее резко лишайники реагируют на диоксид серы. Концентрация диоксида серы 0,5 мг/м3 губительна для всех видов лишайников. На территориях, где средняя концентрация диоксида серы превышает 0,3 мг/м3, лишайники практически отсутствуют. В районах со средними концентрациями диоксида серы от 0,3 до 0,05 мг/м3по мере удаления от источника загрязнения сначала появляются накипные лишайники, затем листоватые. При концентрации 0,05 мг/м3 появляются кустистые лишайники и некоторые листоватые [6].

Из всех экологических групп лишайников наибольшей чувствительностью обладают эпифитные лишайники (или эпифиты), т.е. лишайники, растущие на коре деревьев. Поэтому они и являлись объектом моего мониторинга.

Материалом для написания данной работы послужили собственные сборы, проведенные в окрестностях промышленного объекта «ГРК Алданзолото» Нижне Куранахское золоторудное поле в Алданском улусе Республики Саха (Якутия) с 3 июля по 8 июля 2016 года.Исследования проводились в естественных зонах. В среднем около 100 метров от отвалов. По флористическому районированию регион входит в юго-западную часть Алданского флористического района.В административном отношении п. Нижний Куранах расположен в пределах Алданского золотоносного района в Республике Саха (Якутия), в 28км к северу от г. Алдана - административного центра улуса. (Рис 1).

Рис. 1 - Район расположения объекта.

Исследования проводились в естественных зонах около 100 метров от отвалов. Пробные площадки были заложены в лиственничном лесу. На пробной площадке в центре отмечалось одна точка, далее вокруг него выбирал ещё пять других деревьев. Деревья выбирались с учётом того, чтобы они были одной породы приблизительно, одного диаметра и одного возраста. (Рис. 2).

Рис. 2. В одном из площадок.

В ходе исследования было заложено 12 пробных площадок: На окрестностях отвалов «Северное», «Порфировое», «Центральное», «Якокутское», «Канавное», «Дельбя», «Новая» также 2 фоновые площадки возле реки Селигдар и возле автотрассы 5 км от поселка Нижний Куранах.

Собрано 145 образцов лишайников. Обрабатывался на кафедре экологии Института Естественных наук Северо-восточного федерального университета им. М. К. Аммосова и в Институте Биологических проблем криолитозоны СО РАН по общепринятой методике, изложенной в работах [7] Л. Г. Раменского/1971/, [4] В. Г. Карпова /1969/, [5] В. М. Понятовской /1960/. При сборе и определении лишайников руководствовался методиками [2] М. М. Голлербаха, А. А. Еленкина /1938/, [3] А. В. Домбровской, Р. Н. Шлякова /1967/.

За время исследований было сделано 12 описаний растительности, собран гербарий лишайников в количестве 145 гербарных пакетов. И в итоге всего обнаружено 33 вида.

Систематическая часть представляет собой список всех видов лишайников, собранных автором в окрестностях отвалов. Использованы и литературные данные. В результате обследования лишайников окрестностей отвалов Нижнего Куранаха выявлен их видовой состав. Всего обнаружено 33 вида лишайников, относящихся к 12 родам и 6 семействам.

Анализ показывает, что в окрестностях отвалов есть представители всех 3-х типов лишайников: кустистых, листоватых, накипных. Количественное и процентное соотношение их таково: кустистые 21 видов (64%), листоватые 11 видов (33%), накипные 1 вид (3%) (диагр. 1.).

Диагр.1 Процентное соотношение по типам

Размещено на http://www.allbest.ru/

Ведущую роль во флоре лишайников окрестностей отвалов Нижнего Куранаха принадлежат семействам, кладониевых(Cladoniaceae) - 14 видов (42%) от общего. Уснеевых(Usneaceae) - 7 видов (21%), пармелиевых(Parmeliaceae) - 7 видов (21%), пельтигеровых(Peltigeraceae) - 3 вида (10%) и семейства фисциевых(Physciaceae) представляет 2 вида лишайника (6%). (диагр. 2).

Диагр. 2. Процентное соотношение по семействам

Размещено на http://www.allbest.ru/

Самыми богатыми являются роды cladonia - 14 видов (42%), 4. cetraria - 3 вида (12,5%), peltigera- 3 вида (12,5%). Evernia - 2 (6%), melanelia - 2 (6%), parmeliopsis - 2 (6%), bryoria - 1 (3%), parmelia - 1 (3%), Physcia - 1 (3%), rinodina - 1 (3%), usnea - 1 (3%). (диагр. 3).p соотношение по родам.

Ведущую роль субстрата в распределении лишайников подчеркивали многие исследователи: В. П. Савич / 1909, 1914/, A.L.Smith/1921/, K.A. Рассадина /1961, 1963/, Н.С. Голубкова/1959/, Е.Г. Копачевская /1961, 1963/, Н.С. Голубкова/1959/, А.В. Домбровская/1963, 1970/, А.В.Питеранс /1965,1966/, Ш.О. Бархалов / 1969/, В.С. Новрузов / 1969/, Н.В. Водопьянова /1970/, Н.В. Горбач / 1973/, В.А.Тычинин / 1974/, Н.В. Малышева /1979/ и др.

Мной при исследовании лишайников окрестностей отвалов Нижнего Куранаха рассматривались их видовой состав и распределение на почве, древесных породах, гниющей древесине и пнях. При этом наблюдалась приуроченность лишайников к определенным субстратам. Основное местообитание лишайников является, древесный субстрат.

По характеру и особенностям субстрата все лишайники окрестностей отвалов Нижнего Куранаха разделены на три экологические группы: 1- эпигейные, или почвенные; 2эпифитные, растущие на коре живых деревьев; 3-эпиксильные, произрастающие на гниющей древесине.Всего на почве отмечено 10 видов. Из них кустистых - 7, листоватых - 3. На деревьях отмечено 13 видов. Из них кустистых- 4, листоватых-9 видов. На пнях и разрушающиеся древесине обнаружено 19 видов из них 13 кустистых, 5 листоватых и 1 накипной.

Всего эпифитных лишайников 13. В пробных площадках всего было зафиксировано 5 видов деревьев. Это лиственница (12 лишайников 92%), Береза (6 лишайников 46%), ель (5 лишайников 38%), тополь (5 лишайниов 38%), ольха (3 лишайника 23%).

Диагр. 5. Типы лишайников по экологическим группам

Размещено на http://www.allbest.ru/

Для оценки площади покрытия коры деревьев лишайниками использовался метод сеточек-квадратов [1] (Боголюбов А. С., «Экосистема» 2000 год) с модификациями. Для оценки этим методом была использована палетка.

Расчёт проективного покрытия я произвел на лиственницах. Так как это более распространённый вид дерева. На каждом участке с помощью палетки я произвел измерения на 5 модельных деревьях. Затем рассчитал суммарное проективное покрытие каждого вида на всех модельных деревьях данного участка в процентах. Всего из 12 точек лиственница была обнаружена в 10 (1,2,3,4,5,7,9,10,11). Из 13 эпифитных лишайников 12 встречались в лиственницах. Всего в 10 площадках было обследовано 50 модельных деревьев. Определил величину проективного покрытия в баллах по таблице 1 (в таблице обозначено символом Ci). Затем расставил класс полеотолерантности (A) каждого лишайника по таблице 2. Далее идет расчет индекса полеотолерантности (IP) по формуле:

? = = n i CnAiCiIP 1,

И в конце определил условное значение годовой концентрации атмосферного загрязнителя (SO2).

Послеоценки площади покрытия коры деревьев рассчитал суммарное проективное покрытие каждого вида на всех модельных деревьях данного участка в процентах. Всего из 12 точек лиственница была обнаружена в 10 (1,2,3,4,5,7,9,10,11). Определил величину проективного покрытия в баллах (Ci) по таблице 1.

Таблица 1 - Определение величины проективного покрытия

Для количественной оценки степени загрязнения атмосферного воздуха рассчитывал индекс полеотолерантности (A) каждого лишайника по таблице пригодной для большей территории России является классификация [9] Х.Х.Трасса (1985), составленная им на примере лишайниковых сообществ фитоценозов Прибалтики, Кавказа и Дальнего Востока. Далее идет расчет индекса полеотолерантности (IP) по формуле:

IP = (Ai*Ci) / Cn

где n - количество видов на площадке описания, Аi - класс полеотолерантности вида, Ci - покрытие конкретного вида лишайников в баллах, Cn - суммарное проективное покрытие видов, i - индивидуальный индекс вида.

И в конце определил значение годовой концентрации атмосферного загрязнителя (SO2) по таблице 2.

Таблица 2 - Индексы полеотолерантности и годовые концентрации SO2.

Образец выполнения расчета площадки № 1.

Cn = 16

IP:((2х4)/16)+((2х6)/16+((3х5)/16)+((3х5)/16)+((4х7)/16)=0,5+1,5+0,94+0,94+1,75=5,63К онцентрация SO2 (мг/м3)=0,03-0,08Условная зона: Среднее загрязнение

Участок № 2. IP: = 5,89 Концентрация SO2 (мг/м3)=0,03-0,08

Условная зона: Среднее загрязнение

Участок № 3. IP: = 5,36 Концентрация SO2 (мг/м3)=0,08-0,10

Условная зона: Сильное загрязнение

Участок № 4. IP: = 7 Концентрация SO2 (мг/м3)=0,08-0,10

Условная зона: Сильное загрязнение

Участок № 5. IP: = 5,5 Концентрация SO2 (мг/м3)=0,03-0,08

Условная зона: Среднее загрязнение

Участок № 6. IP: = 5,32 Концентрация SO2 (мг/м3)=0,03-0,08

Условная зона: Среднее загрязнение

Участок № 7. IP: = 6 Концентрация SO2 (мг/м3)=0,03-0,08

Условная зона: Среднее загрязнение

Участок № 9. IP: = 7,75 Концентрация SO2 (мг/м3)=0,08-0,10

Условная зона: Сильное загрязнение

Участок № 10. IP: = 5,34 Концентрация SO2 (мг/м3)=0,03-0,08 Условная зона: Среднее загрязнение

Участок № 11. IP: = 3,99 Концентрация SO2 (мг/м3)=0,01-0,03

Условная зона: Малое загрязнение

Лихеноиндикация состояния воздушной среды показала, что содержание диоксида серы SO2, из 10 площадок в 7 наблюдается условная зона среднего загрязнения, в 2-х сильного загрязнения и в 1-м малого загрязнения, поэтому можно считать, Нижний Куранах пока находится в зоне среднего загрязнения (Диагр. 4).

Диагр. 4.Индекс полеотолерантности по участкам.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Таким образом, лихеноиндикация - один из важнейших и доступных методов экологического мониторинга. Однако, используя этот метод, следует учитывать то, что лишайники, как и любые живые организмы, откликаются на всякое изменение среды.

Выявлен видовой состав лишайников окрестностей ОАО «Алданзолото» ГРК» насчитывающий 13 вида. Они относятся к 10 родам и 6 семействам.

На основе полученных данных о состоянии атмосферного воздуха в районе поселка Нижний Куранах Республики Саха (Якутия), был произведен экологический мониторинг на содержание диоксида серы SO2. Анализ позволяет сделать следующие выводы:

Из 10 площадок в 7 наблюдается условная зона среднего загрязнения, в 2-х сильного загрязнения и в 1-м малого загрязнения. С преобладанием показателями среднего загрязнения можно сделать вывод, что исследуемый район относится к зоне среднего загрязнения с концентрациямиSO2

Основными источниками антропогенного (техногенного) нарушения естественной растительности являются открытая добыча золота и связанная с ней производственная деятельность (строительство, дороги, транспорт и т.д.), но следует учесть, что прилегающие близ нетронутого леса не считать чистыми. Они находятся в весьма нагнетенном состоянии.

Литература

1. Боголюбов А.С., Кравченко М.В. Оценка загрязнения воздуха методом лихеноиндикации: Методическое пособие,«Экосистема», 2001. - 15с.

2. Голлербах М. М., Еленкин А. А. Лишайники и их строение, жизнь и значение. - Л.: Учпедгиз, 1938. - 72 с.

3. Домбровская А. В., Шляков Р. Н. Лишайники и мхи севера Европейской части СССР: Краткий определитель. - Л., Наука. Ленингр. Отд-ние, 1967. - 184 с.

4. Карпов. В. Г. Экспериментальная фитоценология темнохвойной тайги. - Л.: Наука. Ленингр. Отд-ние, 1969. - 335 с.

5. Понятовская В. М. Учет обилия и особенности размещения видов в естественных растительных сообществах // Полевая геоботаника. М.; Л. - 1960. - Т. №. - С. 209-299.

6. Пчелкин А.В., Боголюбов А.С. Методы лихеноиндикации загрязнений окружающей среды: Методическое пособие. - М.: Экосистема, 1997.

7. Раменский Л. Г. Проблемы и методы изучения растительного покрова: Избр. Работы. - Л.: Наука. Ленингр. Отд-ние 1971. - 333 с.

8. Сионова Н. А. Оценка экологического состояния атмосферной среды города Краснодара с помощью методов лихеноиндикации: автореферат диссертации на соискание ученой степени к.б.н. - 2006.

9. Трасс Х. Х. Классы полеотолерантности лишайников и экологический мониторинг // Проблемы экологического мониторинга и моделирования экосистем. - Л., 1985. - Т. 7. - С. 123-137.

Апробация работы. На основе полученных результатов 2 тезиса опубликованы в сборниках, входящих в базу данных РИНЦ,в международной экологической студенческой конференции "Экология России и сопредельных территорий" «МЭСК-2016» и в Всероссийском научном форуме молодежи «ЭРЭЛ-2016».

Научный руководитель - канд. биол. наук,проф. П.А. Гоголева Научный консультант - д-р биол. наук. проф. С. И. Миронова

Размещено на Allbest.ru