Reakcje roślin nagonasiennych na zanieczyszczenia przemysłowe
Zanieczyszczeniem nazywa się nagromadzenie substancji ciekłych, stałych i gazowych w ilościach albo o składzie takim, który może powodować ujemny wpływ na klimat, wodę, glebę, przyrodę ożywioną i zdrowie człowieka lub też powodować inne zmiany niekorzystne, np. wzmożoną korozję metali.
Zanieczyszczenie gleb oraz gruntów związane jest z obecnością w nich substancji chemicznych, a także radioaktywnych, które pochodząc głównie z ciekłych i stałych odpadów komunalnych i przemysłowych, pyłów i gazów emitowanych przez zakłady przemysłowe, gazów z silników spalinowych, a także stosowanych przez rolników nawozów i herbicydów. Substancje radioaktywne zaś pochodzą z tzw. globalnego opadu promieniotwórczego oraz w naszej części Europy z radioaktywnej chmury pochodzącej z katastrofy w Czernobylu.
Spośród współczesnych roślin nagonasiennych najbujniejszy rozwój osiągnęły drzewa szpilkowe: sosna, cedr, świerk, jodła i sekwoja. Ich liście przekształcone w igły są zielone cały rok (poza modrzewiem). Drzewa iglaste są podatniejsze na zanieczyszczenia niż drzewa liściaste. Długowieczne liście drzew iglastych w czystym powietrzu żyją do 3lat, dlatego dłużej są narażone na działanie szkodliwych substancji. Szczególną wrażliwość wykazują jodła, świerk i sosna. Ze względu na ich wrażliwość używa się ich jako wskaźników zanieczyszczenia powietrza. W igłach odkładają się także zanieczyszczenia pobrane przez drzewo z gleby. Obserwując wygląd i zachowanie drzew ustala się strefy i drogi skażeń emisjami przemysłowymi.
Wzrost stężenia trujących metali w roztworze glebowym, np. aluminium, powoduje zabicie grzybów mikoryzowych oraz uszkodzenie korzeni, które w jego efekcie nie są w stanie sprawnie spełniać swojej funkcji. Powoduje to niedobór wody i soli mineralnych u drzew. Następuje rozpad chlorofilu (żółknięcie igieł) i roślina ma trudności z przeprowadzaniem fotosyntezy. Wszystko to zmniejsza żywotność drzew, a także zmniejsza odporność na choroby i inwazję owadów. Wystarczy jedno lub kilka gorących i suchych lat, a także surowa zima, by „niedożywione” i „spragnione” skutek zatrucia gleby drzewo zostało zaatakowane przez owady albo pasożytnicze grzyby. W krótkim czasie następuje śmierć rośliny.
Szczególnie świerk jest bardzo wrażliwy na zanieczyszczenia powietrza, dlatego też używa się go jako bioindykatora. Świerki w warunkach normalnych wymieniają igły co 5-7 lat. Zanieczyszczenia powietrza mogą jednak spowodować przedwczesne opadanie igieł. Gdy ilość trujących zanieczyszczeń jest przejmowanych z powietrza jest niezmienna, igły starsze opadają w pierwszej kolejności. Stąd liczba roczników igieł obecnych na testowanej gałęzi może być podstawą do wyciągnięcia wniosków o jakości powietrza. Jeśli powietrze jest nieskażone, na gałązkach świerka znajdziemy igły co najmniej pięciu roczników, a igły dziewięcioletnie na takich terenach nie stanowią rzadkości. Natomiast świerki, które mają tylko dwa roczniki igieł, rosną na terenie stałego oddziaływania zanieczyszczeń.
Na zanieczyszczenia reagują coraz młodsze rośliny narażone na długotrwałą emisję patogenów. Objawia się to coraz krótszymi igłami i ich częstym opadaniem, co powoduje przerzedzenie korony, żółknięciem lub brązowieniem igliwia, utratą elastyczności kory oraz jej przebarwieniami. Następuje ograniczenie wzrostu rośliny, skracanie się i nieforemność konarów, obumieranie korzeni.
Lata suche powodują wzrost poziomu zanieczyszczeń w glebie, wskutek ich mniej wydajnego wymywania. Także z rzadka padające deszcze odbierają z powietrza znaczniejsze ilości pyłów oraz dwutlenku siarki, tworząc z nim kwas siarkawy. Zjawisko kwaśnych deszczów było znane od dziesięcioleci, ale największe niszczycielskie efekty wywołało w iglastych lasach Skandynawii w latach 70 i 80 ub. Wieku gdy w Wielkiej Brytanii przystąpiono do systematycznej redukcji zrzutów wód przemysłowych do rzek (sławny program ożywienia Tamizy). Skutkiem tego był skokowy wzrost ilości spalanych śmieci i odpadów, a ponieważ ze względów ekonomicznych często czyniono to w nieodpowiednich warunkach, emisja CO2 i SO2 do atmosfery wzrosła kolosalnie, a wiatry przewiewały te zanieczyszczenia właśnie nad Skandynawię.
Także w Karkonoszach stwierdzono w latach 80. ub. wieku katastrofalne zmiany w iglastym drzewostanie. Przyczyna były niespotykanej dotąd wielkości wiatrołomy. Pierwsze badania wykazały, że przyczyną były nie silniejsze niż zwykle wiatry, ale osłabienie drzew przez pasożyty. Dopiero potem stwierdzono, że wzmożona zachorowalność drzew spowodowały zanieczyszczenia chemiczne gleby i powietrza.