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. 1
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.
2
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 wyraz
nie 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.
3
"
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 wskaz
niki 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
4
stref.
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 SO2
oraz zwiększaniem się gatunków porostów.
5
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.
6
"
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 SO2 w tej
strefie osiąga wartość ponad 100 mg/100 cm2. 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/.
"
7
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 luz
nej 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.
8
"
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/,
9
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 SO2 zawarte w
przedziale od 0,01 do 0,02 mg/m3. Porosty reagują w sposób ciągły na
różne stężenia działającego stresu środowiskowego.
" Ważną cechą dobrego wskaz
nika jest wyrazistość jego reakcji. Ich
reakcje na zanieczyszczenie środowiska są wyraz
ne i zróżnicowane.
Fotosynteza ulega zaburzeniu, plechy odbarwiają się wyraz
nie. 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.
"
10
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 11
metali.
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.
12