STRESZCZENIE
Badania dotyczyły wpływu powietrza zanieczyszczonego dwutlenkiem
siarki na właściwości bioindykacyjne brzozy brodawkowatej (Betula
pendula ROTH). Krótkopędy brzozy brodawkowatej stają się
długowieczne w środowisku zanieczyszczonym i przyrastają na większe
długości niż w środowisku wolnym od zanieczyszczeń. Na podstawie
pomiarów dokonanych na trzech stanowiskach i analizy, stwierdzono, że
brzoza brodawkowata jest bioindykatorem zanieczyszczeń powietrza
dwutlenkiem siarki.
WSTĘP
W określaniu stopnia zanieczyszczeń powietrza dwutlenkiem siarki stosuje
się różne metody. Jedną z nich są biotesty roślin wykazujących
wrażliwość na czynnik przejawiającą się zmianami w morfologii i
fizjologii badanych obiektów. [9]
Celem tej pracy było zbadanie czy brzoza brodawkowata jest
bioindykatorem zanieczyszczeń powietrza dwutlenkiem siarki. Uzyskane
rezultaty oraz metody mogą znaleźć zastosowanie w orzecznictwie
ekologicznym i jako element monitoringu środowiska.[11]
1
Zdjęcie nr 1. Wydłużony krótkopęd
brzozy na stanowisku I (środowisko o
dużym stopniu zanieczyszczenia).
Zdjęcie nr 2. Krótkopęd brzozy
przeciętnej długości na stanowisku III
(środowisko o małym stopniu
zanieczyszczenia - obszar Natura 2000).
MATERIAŁ I METODY PRACY
1.
Obiekt badawczy.
Brzoza brodawkowata (Betula pendula ROTH)
Z rodziny brzozowatych (Betulacae), drzewo o wys. 10-20 m, gałązki
zwisające. Srebrzystobiała korowina. Liście romboidalne, zaostrzone –
zebrane po 2 na krótkopędach. Młode pędy nagie, pokryte twardymi,
szorstkimi brodawkami. Rośnie w miejscach dobrze oświetlonych.
Pospolita w całym kraju. Roślina lecznicza. [2][7][8][12]
2.
Stanowiska pomiarowe.
Pomiary krótkopędów brzozy zostały wykonane na 3 stanowiskach w
Dolinie Soły, oddalonych od siebie o 4 km.
•
Stanowisko I (Kobiernice) – drzewostan sztuczny, w oddaleniu 20 m
od drogi krajowej o wysokim natężeniu ruchu.
•
Stanowisko II (Kęty) – drzewostan naturalny, w oddaleniu 20 m od
drogi powiatowej o średnim natężeniu ruchu. Stanowisko na terenie
obszaru Natura 2000.
•
Stanowisko III (Bielany) – drzewostan naturalny, w oddaleniu 500 m
od drogi lokalnej o bardzo małym natężeniu ruchu. Stanowisko na
terenie obszaru Natura 2000.
3.
Wykonanie pomiarów.
Pomiary krótkopędów brzozy były kolejno wykonywane na opisanych
powyżej stanowiskach w lipcu 2010. Pomiarów dokonano w ostatnim
tygodniu miesiąca.
Na każdym z trzech stanowisk zbadano po 10 drzew w podobnym wieku,
o różnych pokrojach korony. Na każdym drzewie zmierzono po 100
losowo wybranych krótkopędów, co daje 1000 wyników na każde
stanowisko.
Krótkopędy mierzone były na wysokości ok. 1,5 m od poziomu gruntu.
Narzędziem pomiaru była linijka, jednakowa dla każdego stanowiska.
Zebrane wyniki zostały zestawione i opracowane statystycznie.
2
WYNIKI
1.
Najczęściej występująca długość krótkopędów na stanowisku I (duże
natężenie ruchu) wynosi 5 mm, na stanowisku II (średnie natężenie
ruchu) - 3 mm, a na stanowisku III (bardzo małe natężenie ruchu) 2
mm.
2.
Największe zróżnicowanie długości krótkopędów zaobserwowano na
stanowisku II (1-20 mm), a najmniejsze na stanowisku III (1-15 mm)
(Wykres 1)
3
Wykres 1. Porównanie minimalnych i maksymalnych długości krótkopędów
brzozy brodawkowatej na badanych stanowiskach.
Zdjęcie 3. Porównanie długości losowo wybranych krótkopędów brzozy
brodawkowatej z badanych stanowisk.
I
II
III
0
5
10
15
20
25
Maksymalna
długość
krótkopędów
Minimalna
długość
krótkopędów
stanowisko
d
łu
g
o
ść
k
ró
tk
o
p
ę
d
ó
w
w
m
m
WYNIKI c.d.
3.
Największe średnie długości krótkopędów dla pojedynczych
osobników odnotowano na stanowisku I, a najmniejsze na
stanowisku III. Średnie długości krótkopędów brzóz ze stanowiska I
były w każdym przypadku wyższe od średnich długości
krótkopędów zmierzonych na stanowisku III. (Tabela 1)
Tabela 1. Porównanie najmniejszych i największych średnich długości krótkopędów
brzozy brodawkowatej dla pojedynczych osobników.
Stanowisko
Najmniejsza
średnia /mm/
Największa
średnia /mm/
I – duża ilość zanieczyszczeń
5,25
7,57
II – średnia ilość zanieczyszczeń
3,67
5,98
III – mała ilość zanieczyszczeń
2,87
4,04
4.
Najwyższa średnia arytmetyczna dla całego stanowiska została
odnotowana na stanowisku I (duża ilość zanieczyszczeń) i wynosiła
6,24 mm. Mniejszą średnią wykazał pomiar na stanowisku II (średnia
ilość zanieczyszczeń) – 4,69 mm. Najmniejszą średnią odnotowano
na stanowisku III (mała ilość zanieczyszczeń) – 3,38 mm. (Wykres 2)
Wykres 2. Porównanie średniej długości krótkopędów brzozy brodawkowatej na
badanych stanowiskach.
4
I
II
III
0
1
2
3
4
5
6
7
6,24
4,69
3,38
Średnia długość
krótkopędów
stanowisko
d
łu
g
o
ść
k
ró
tk
o
p
ę
d
ó
w
w
m
m
DYSKUSJA
Najwyższe wartości średnich długości krótkopędów na stanowisku I (w
Kobiernicach) wskazują na duży stopień zanieczyszczenia powietrza
dwutlenkiem siarki. Wzmożony ruch samochodowy na pobliskiej drodze
krajowej z pewnością ma udział w emisji tego gazu do atmosfery.
Najniższe wartości średnich długości krótkopędów zaobserwowano na
stanowisku III (w Bielanach). W rejonie tego stanowiska ruch
samochodowy jest bardzo mały, a stanowisko leży na obszarze Natura
2000, co świadczy o małym zanieczyszczeniu powietrza dwutlenkiem
siarki.
Metoda badania stopnia zanieczyszczenia powietrza dwutlenkiem siarki za
pomocą pomiarów krótkopędów brzozy brodawkowatej została
wspomniana w pracach naukowych A. Sameckiej-Cymerman, J. Sarosiek
oraz w podręczniku A. Krawczyk. Krótkopędy brzóz brodawkowatych w
środowisku wolnym od zanieczyszczeń przyrastają średnio 1-2 mm/rok i
żyją do 2 lat. [6] Natomiast w środowisku zanieczyszczonym
dwutlenkiem siarki krótkopędy stają się długowieczne i ograniczają wzrost
długopędów [10][11]. Wyniki osiągnięte w wymienionych wyżej pracach
naukowych oraz w moim badaniu potwierdzają skuteczność tej metody
badania.
Przeciw tezie badania przemawia fakt, że drzewa liściaste wykazują się
dużą odpornością na zanieczyszczenia powietrza. Wśród gatunków
odpornych na takie zanieczyszczenia podaje się brzozę brodawkowatą [4],
jednak sprzeczny pogląd podaje J. Bell, który na podstawie uszkodzeń
liści, umieścił brzozę brodawkowatą na liście gatunków wrażliwych na
zanieczyszczenia dwutlenkiem siarki [1].
Niezaprzeczalna jest jednak informacja, że dwutlenek siarki ma
negatywny wpływ na rozwój roślin [1]. Długotrwała ekspozycja roślin na
zanieczyszczenia powietrza tym gazem może objawiać się zmianami
fizjologicznymi i metabolicznymi: zaburzeniami fotosyntezy, wzrostu
roślin, kształtu i wielkości liści, deformacjami [3][5][9]. Rozwój badanych
brzóz brodawkowatych był zaburzony – pod wpływem dwutlenku siarki
krótkopędy stawały się długowieczne, a co za tym idzie – ich długość się
zwiększyła.
Przeprowadzone pomiary oraz literatura potwierdzają tezę, że brzoza
brodawkowata jest bioindykatorem zanieczyszczeń powietrza
dwutlenkiem siarki.
5
DYSKUSJA c.d.
Metoda wykorzystana w tym badaniu może znaleźć zastosowanie jako
element monitoringu środowiska za pomocą bioindykatorów [11] oraz w
ocenie stopnia zanieczyszczeń powietrza dwutlenkiem siarki. Brzoza
brodawkowata jest gatunkiem pospolitszym niż porosty, dlatego biotesty
na niej są łatwiejsze do przeprowadzenia z powodu znacznej dostępności
materiału badawczego.
PIŚMIENNICTWO
1.
Bell J., Treshow M. (2004) Zanieczyszczenie powietrza a życie
roślin - Wydawnictwo Naukowo Techniczne, Warszawa.
2.
Gibbons B., Brough P. (1992) Atlas roślin Europy Północnej i
Środkowej – MULTICO Oficyna Wydawnicza, Warszawa.
3.
Greń Cz. (2010) Roślinne potworki - Wiedza i życie, 5:30-33.
4.
Juda-Rezler K. (2000) Oddziaływanie zanieczyszczeń powietrza na
środowisko - Oficyna Wydawcza Politechniki Warszawskiej, Warszawa.
5.
Kozłowska M. (2007) Fizjologia roślin - Państwowe Wydawnictwo
Rolnicze i Leśne, Poznań.
6.
Krawczyk A., Krawczyk J. (2009) Życie. Część pierwsza -
Wydawnictwo Edukacyjne Wiking, Wrocław.
7.
Mowszowicz J. (1979) Przewodnik do oznaczania drzew i krzewów
krajowych i aklimatyzowanych - WSiP, Warszawa.
8.
Mowszowicz J. (1983) Pospolite rośliny naczyniowe Polski - PWN,
Warszawa.
9.
Puszkar T., Puszkar L., Pawłowski A. (1999) Ekologia dla
inżynierów – wybrane zagadnienia - Wydawnictwo Uczelniane, Lublin.
10.
Samecka-Cymerman A., Kolon K. (2009) Short shoots of Betula
pendula Roth. as bioindicators of urban environmental pollution in
Wrocław (Poland) - Trees - Structure and Function, 23: 923-929
11.
Sarosiek J., Wożakowska-Natkaniec H. (1987) Brzozy-indykatorem
skażeń chemicznych powietrza atmosferycznego na Dolnym Śląsku. - Stan
ekologiczny Dolnego Śląska, s. 227–250.
12.
Szedler I., Sobkowiak M. (1998) Spotkania z przyrodą – rośliny,
MULTICO Oficyna Wydawcza, Warszawa.
6