1

Zastosowanie porostów w

ocenie środowiska

1.Wstęp.

2.Pionierzy lichenologii.

3.Dzisiejszy stan badań.

3a.Obserwacje Hawkswortha i

Rose'a.

3b.Podział na strefy zagrożenia wg.

Ehrendorfera

4.Zalety porostów jako

bioindykatorów.

5.Mechanizm chłonięcia porostów.

6.Czynniki powodujące zanikanie

plech porostowych.

2

Rola porostów w rozwoju metod
bioindykacyjnych

1.Wstęp.
•

Porosty odegrały zasadniczą rolę

w rozwoju metod bioindykacyjnych.
To właśnie one zwróciły po raz
pierwszy uwagę badaczy na to, że
rośliny mogą sygnalizować
niebezpieczeństwa płynące ze strony
przemysłu. Obserwacje porostów
prowadzone metodami naukowymi
rozpoczęły się już w drugiej połowie
XIX wieku.

3

Rola porostów w rozwoju metod

bioindykacyjnych

2. Pionierzy lichenologii.

•

W 1866 roku stwierdzono (W. Nylander - twórca

nauki o porostach, czyli lichenologii) , że zanik

porostów w Parku Luksemburskim w Paryżu może

być spowodowany przez działanie gazów

przemysłowych.

•

W tym samym czasie zauważono w Sztokholmie

(R.Serhander), że wokół? wielkich miast tworzą się

strefy o podobnym stopniu destrukcji plech

porostowych. Wprowadzono jeszcze używane do

dnia dzisiejszego takie terminy jak: "pustynia

porostowa", "strefa walki", "strefa normalnego

wzrostu". Ustalono również, że porosty zasiedlające

drzewa, czyli porosty epifityczne reagują bardzo

wyraźnie na rozwój przemysłu i zabudowy danego

obszaru.

•

Badania o porostach polegały na spisywaniu

wszystkich występujących na danym terenie

gatunków, próbowano określać ich liczebność oraz

badano współwystępowanie różnych gatunków.

•

4

Rola porostów w rozwoju metod
bioindykacyjnych

2. Pionierzy lichenologii.

•

Do początków XX wieku informacje o wpływie

przemysłu na porosty traktowano jako ciekawostkę.

Zauważono z jednej strony daleko idącą degradację flory

porostów, z drugiej dynamiczny, szybki rozwój przemysłu.

• Dopiero w latach 60 naszego stulecia doceniono

ponownie porosty jako wskaźniki przemysłowych

zanieczyszczeń atmosferycznych ( J.J.Barkman).

•

Warto wspomnieć, że wśród pionierów

bioindykacyjnych zastosowań lichenologii znajdowali się

Polacy. Już 40 lat temu J.Zarzycki w okolicy Krakowa

stwierdził występowanie tam pustyni porostowej.

•

Najbardziej znane na świecie są wyniki bada? F. Le

Blanca i J. de Sloovera. Oni po raz pierwszy do analizy

flory porostów użyli współczynnika ekologicznego

zwanego współczynnikiem czystości atmosfery.

Współczynnik ten obliczamy ze wzoru uwzględniającego

liczebność gatunków oraz ich wartość diagnostyczną.

Współczynnik był stały dla poszczególnych stref.

5

Rola porostów w rozwoju metod

bioindykacyjnych

3a.Obserwacje Hawkswortha i Rose'a.

• W 1970 roku (wyniki badań D.L. Hawkswortha

i F. Rose'a) skorelowano stopień rozpadu

plech porostów epifitycznych z zawartością

SO2 w atmosferze. Porządkując dane

wydzielono 11 stref zagrożenia oraz

najczęściej występujące tam gatunki

porostów. Określono ponadto pustynię

porostową jako strefę zerową,

charakteryzującą się brakiem jakichkolwiek

porostów. Strefy kolejne od 1 do 10

charakteryzują się zmniejszona ilością SO

2

oraz zwiększaniem się gatunków porostów.

6

Rola porostów w rozwoju metod

bioindykacyjnych

• 3b.Podział na strefy zagrożenia wg

Ehrendorfera.

•

M. Ehrendorfer wyróżnił 5 stref. Pierwszą z nich

określił mianem pustyni porostowej, drugą, trzecią

i czwartą nazwał strefą walki, kolejno: wewnętrzną,

środkową i zewnętrzną, piątą określił jako strefą

normalną. Większa liczba stref u Hawkswortha i

Rose'a powstała na skutek wyróżnienia

dodatkowych stref przejściowych w obrębie strefy

walki. W każdym zaś przypadku na terenach

wybranych ujawniały się strefy zasiedlane przez

trzy różne typy morfologiczne plech: strefa plech

krzaczastych, liściastych, skorupiastych.

•

7

Rola porostów w rozwoju metod

bioindykacyjnych

3b.Podział na strefy zagrożenia wg Ehrendorfera.
•

Pustynia porostowa to strefa w której plechy uległy

całkowitemu zdewastowaniu wskutek zanieczyszczeń

oraz pod wpływem ogólnie pojętego klimatu miasta.

Stężenie SO

2

w tej strefie osiąga wartość ponad 100

mg/100 cm

2

. Strefa ta rozciąga się w samym centrum

miasta oraz na terenach przemysłowych. Charakteryzuje

się ona zupełnym brakiem plech porostowych. Niekiedy

spotykamy tam zniszczone, rozpadające się plechy

ciemnoszarej barwy. W tej strefie nigdy nie spotyka się

porostów liściastych ani krzaczastych. Jedynymi

występującymi tam gatunkami są pojedyncze porosty

proszkowe i skorupiaste. Na obszarze tym występują

następujące gatunki: Misecznica proszkowata/Lecanora

conizaeoides/, misecznica zmienna/Lecanora varia/,

liszajec zwyczajny/Lepraria aeruginosa/.

•

8

Rola porostów w rozwoju metod
bioindykacyjnych

3b.Podział na strefy zagrożenia wg Ehrendorfera.

•

Na peryferiach małego miasta, w centrum małego miasteczka lub w

dalszej odległości od emitora występuje strefa walki. Charakteryzuje się

ona obecnością porostów proszkowatych, skorupiastych, liściastych.

Nie występują na niej porosty krzaczaste.

•

Wewnętrzna strefa walki charakteryzuje się silnym uszkodzeniem

obecnych niekiedy plech liściastych. Do porostów liściastych obecnych w tej

strefie należą: obrost kolisty /Physcia orbicularis/, tarczownica

bruzdkowana /Parmelia sulcata/. Dominują jednak gatunki skorupiaste w

liczbie od 3 do 5 pokrywające pień drzew w 20-50%. Obszar ten występuje w

obrębie szczelnej zabudowy miasta i na zewnątrz zakładów

przemysłowych /SO2 w stężeniu ponad 75 mg/100 cm2/.

•

Środkowa strefa walki znajduje się w bezpośrednim zasięgu działania

klimatu miasta, wskutek czego zanieczyszczenia powietrza oddziaływają

prawie bezpośrednio /wartość SO2 prawie zawsze ponad 60 mg/100 cm2/.

Jest to obszar azotolubnych porostów takich jak: tarczownica

bruzdkowana/Parmelia sulcata/, obrost kolisty/Physcia orbicularis/, złotorost

ścienny/Xanthoria parientina/, obrost gwiazdkowaty/Physcia stellaris/. Taki

skład gatunków można spotkać na terenach rolniczo ubytkowanych oraz w

obrębie luźnej zabudowy miasta.

•

Zewnętrzna strefa walki odznacza się niewielkim wpływem

zanieczyszczeń powietrza. Rozrost plech porostowych jest nieco zredukowany

w stosunku do terenów w pełni naturalnych. Sytuacja ta zachodzi na terenie

wilgotnych lasów i terenach rolniczych. Znajduje się tam: płucnica

żółta/Centraria pinastri/, płaskotka rozlana/Parmeliopsis ambiqua/, krążniczka

ostrygowa/Lecidea scalaris/, tarczownica skórzasta/Parmelia scortea/,

tarczownica chropowata/Parmelia caperata/, mąkla darniowa/Evernia

prunastri/. Wszystkie te gatunki wskazują, że jakość powietrza jest dobra.

•

9

Rola porostów w rozwoju metod

bioindykacyjnych

3b.Podział na strefy zagrożenia wg Ehrendorfera.
•

Strefa normalna występuje w lasach wilgotnych,

wyżej położonych znacznie oddalonych od wpływu

oddziaływania przemysłu. W strefie tej zanieczyszczeń

brak lub ich oddziaływanie jest niewielkie.

Charakteryzuje się występowaniem wszystkich

rodzajów plech porostowych. Spotykamy tam plechy:

proszkowe, skorupiaste, liściaste i krzaczaste. Jest to

miejsce występowania dla tlenolubnych gatunków

takich jak: płucnica modra/Centraria glauca/, mąklik

otrąbiasty /Pseudavernia furfuracea/, włostka

grzywiasta /Alectoria jubata/. Gatunkami o

przeciwnych właściwościach odpornych na SO2 i NOx

są: tarczownica skórzasta/Parmelia scortea/,

tarczownica skalna /Parmelia saxatilis/,

10

Rola porostów w rozwoju metod

bioindykacyjnych

4. Zalety porostów jako bioindykatorów.

•

Główną zaletą porostów jako bioindykatorów jest fakt, że wskazują

obniżanie się jakości środowiska w sposób stosunkowo mało

kosztowny, a ich reakcje na różnych terenach są powtarzalne. Bez

względu na miejsce w którym dokonuje się badań można dokładnie

oddzielić od siebie strefy destrukcji. Tak więc mimo istotnych w

składzie gatunkowym obraz dewastacji jest zawsze taki sam.

•

Rośliny te są bardzo czułe, reagują już na stężenie SO

2

zawarte w

przedziale od 0,01 do 0,02 mg/m

3

. Porosty reagują w sposób ciągły na

różne stężenia działającego stresu środowiskowego.

•

Ważną cechą dobrego wskaźnika jest wyrazistość jego reakcji.

Ich reakcje na zanieczyszczenie środowiska są wyraźne i

zróżnicowane. Fotosynteza ulega zaburzeniu, plechy odbarwiają się

wyraźnie. Następują zmiany w stężeniach poszczególnych enzymów -

zaburzeniu ulega proces symbiotycznego wzajemnego wzrostu

grzybów i glonów.

•

Porost w zależności od warunków może rozwijać się prawidłowo

lub przybiera kształty zredukowane. W dobrych warunkach powstają

plechy o wyrazistych kształtach z wykształconymi organami

rozmnażania płciowego i wegetatywnego. W niesprzyjających

warunkach plechy osiągają mniejsze rozmiary a ich struktura ulega

rozproszeniu; plecha może zaniknąć, zmienić barwę, stać się bardziej

poskręcana lub mniejsza.

•

11

Rola porostów w rozwoju metod

bioindykacyjnych

5.Mechanizm chłonięcia porostów
•

Porosty osiągają specyficzny mechanizm

chłonięcia pierwiastków śladowych.

Zewnętrzna warstwa porostów pokryta grubą

warstwą chityny stanowi dobrą izolację przed

pyłem i jonami rozpuszczonymi w rosie i we

mgle.

•

Jednakże aby rozwijała się ta zewnętrzna

warstwa musi pękać. Tworzą się wówczas

szczeliny dostępne dla obcych pierwiastków,

ale i w tedy strzępki grzybni wyłapują

cząsteczki nie pozwalając im wnikać zbyt

głęboko. W związku z tym komórki glonu nie

są narażone na działanie metali.

12

6.Czynniki powodujące

zanikanie plech

porostowych

•

Poprzez wieloletnie wyniki badań wyodrębniono

czynniki powodujące zamieranie plech porostowych na

terenach uprzemysłowionych i zabudowanych.

•

Pierwszym z nich jest susza. Zakłada ona, że powodem

ginięcia plech porostowych jest zachwianie stosunków

wilgotnościowych powietrza. Na obszarze miejskim ilość

pary wodnej /gdyż tylko ta postać wody jest dostępna dla

porostów-chwytniki otoczone są grubą warstwą izolującą

nie dopuszczająca do przenikania substancji z podłoża/ jest

znikoma.

•

Drugim czynnikiem są zwieszone ilości trucizn w

atmosferze takich jak: SO2 i NOx ponadto pozostałe

substancje chemiczne/środki ochrony roślin, nawozy

sztuczne, metale ciężkie , pyły/.

•

Należy też uwzględnić zmiany klimatyczne, które mogą

oddziaływać na proces rozwoju plech porostowych.