Temat projektu: „Ocena stanu środowiska w miejscowości….. na podstawie porostów i igieł sosny zw.”

Elementy składowe projektu:

1. WSTĘP

2. LOKALIZACJA

• SZKIC SYTUACYJNY

3. CHARAKTERYSTYKA TERENU BADAŃ

4. WYNIKI

5. PODSUMOWANIE I WNIOSKI

- SPOSOBY I PROPOZYCJE OGRANICZENIA ZANIECZYSZCZENIA POWIETRZA ATMOSFERYCZNEGO

ZALETY POROSTÓW JAKO BIOINDYKATORÓW:

1. Brak organów zakorzeniających i ochraniających (brak tkanki okrywającej) powoduje, że głównym źródłem substancji odżywczych dla porostów nadrzewnych jest powietrze atmosferyczne. Tak więc zmiany ich morfologii oraz skład chemiczny plech są odbiciem stanu zanieczyszczenia powietrza.

1. Glon porostowy wykazuje bardzo niską tolerancję na zanieczyszczenia.

1. Mała zdolność adaptacyjna w stosunku do zmieniających się warunków środowiskowych.

1. Porosty charakteryzuja się małą zawartością chlorofilu na jednostkę suchej masy - rozkład chlorofilu pod wpływem toksyn powoduje efekty uszkodzenia wielokrotnie silniejsze niż u roślin wyższych.

1. Porosty są bardziej wrażliwe na niskie stężenia toksykantów niż rośliny wyższe. Porosty nadrzewne (epifity) wykazują specyficzną wrażliwość na dwutlenek siarki. Reagują już na wielkość stężenia w przedziale 0.01-0.02 mg/mł. Na wzrost stężenia SO₂ reagują zmianą barwy plech (na ciemnoszare lub brunatne) co jest wynikiem zamierania komponentu glonowego, oraz redukcją plech i zmianami kształtu. [testy zmian morfologicznych i metaboliczne]

1. Powszechność występowania umożliwia po niewielkich modyfikacjach porównywanie wyników.

1. Poszczególne gatunki porostów wykazują różną wrażliwość na określone stężenia SO₂ co powoduje zmiany w składzie zbiorowisk (zubożenie gatunkowe), w wyniku zamierania gatunków najbardziej wrażliwych. Na tej podstawie skonstruowano skalę porostową, w której obecność pewnych gatunków przypisuje się do określonego stężenia SO₂

1. Mechanizm chłonięcia pierwiastków śladowych. Zewnętrzną warstwę porostów stanowi chityna, posiadająca dobre właściwości izolacyjne przed pyłami i jonami rozpuszczonymi w rosie i mgle. Aby porost mógł się rozwijać musi dochodzić do pękania jego zewnętrznej warstwy. Podczas tego procesu powstają szczeliny umożliwiające wnikanie pierwiastków do wnętrza organizmu. Barierę uniemożliwiającą przenikanie zanieczyszczeń w głębsze warstwy porostu stanowią strzępki grzybni (zatrzymują te elementy). W związku z tym komórki glonu nie są narażone na działanie metali. Porosty mogą być wykorzystywane do tzw. testów kumulacyjnych.

1. Porosty są względnie odporne na szkodliwe oddziaływanie metali ciężkich i ich związków.

Czynniki powodujące zanikanie plech porostowych na terenach uprzemysłowionych i zabudowanych:

SUSZA Powodem ginięcia plech porostowych jest zachwianie stosunków wilgotnościowych powietrza. Porosty pobierają wodę z otoczenia tylko pod postacią pary wodnej - wynika to z ich budowy - chwytniki otoczone są grubą warstwą izolującą uniemożliwiającą przenikanie substancji z podłoża

ILOŚĆ TRUCIZN W ATMOSFERZE ( dwutlenek siarki, tlenki azotu, pyły, metale ciężkie, środki ochrony roślin, nawozy sztuczne).

ZMIANY KLIMATYCZNE

METODYKA WYKONYWANIA TESTÓW Z WYKORZYSTANIEM POROSTÓW

1. SKALA POROSTOWA.(występowanie gatunków wskaźnikowych)

Ocena stopnia zanieczyszczenia danego środowiska na podstawie występowania lub braku, gatunków uznanych za wskaźniki określonych wartości.

Na badanym terenie wyznacza się określoną liczbę punktów badawczych. Na każdej powierzchni wybiera się 5-10 drzew rosnących w skupieniu (nie mogą to być izolowane okazy); zapewniony dostęp światła; kora drzew - nie o odczynie naturalnie kwaśnym (preferowane gat.: klon, osika, topola, buk, dąb, lipa, brzoza) ; wykonujemy spis występujących gatunków epifitycznych (lub zbieramy je i oznaczamy w warunkach laboratoryjnych), ocenie podlega także ich wygląd (kolor, kształt, wielkość plech) oraz procentowy udział pokrycia pnia drzewa. Dla każdego punktu wykonuje się jeden zapis (rekord), na podstawie sumy z analizowanych drzew. Wieloletnie obserwacje na tych samych powierzchniach pozwalają na ocenę zmian w środowisku (utrzymywanie się tych samych gatunków, dynamika ich występowania)

2. PRÓBY KUMULATYWNE. (metoda testu płytkowego)

Ilościowa analiza zanieczyszczeń skumulowanych w tkankach roślin wskaźnikowych, które rosną naturalnie w badanym terenie i są regularnie zbierane i analizowane lub są na określony czas eksponowane na oddziaływanie zanieczyszczeń.

Metoda opiera się na założeniu, że plechy porostu zebrane ze stanowisk naturalnych i przeniesione na tereny zanieczyszczone giną tym szybciej im wyższe jest stężenie toksykantów w powietrzu.

Transplanty porostów z korą umieszcza się na specjalnych tablicach w różnych punktach, wokół emitora. Po określonym czasie ekspozycji (przeważnie 1-3 miesiące) zbiera się materiał i ustala liczbę martwych komórek glonów w określonej objętości plechy (mikroskopowo) lub wykonuje się ich chemiczną analizę. W teście najczęściej wykorzystuje się gatunek Hypogymnia physodes

Dzięki skorelowaniu określonego stężenia SO₂ z odpowiednim stopniem skali a tym samym z występowaniem określonych gatunków porostów możliwe jest wydzielenie stref skali biologicznej:

strefa I - o szczególnie silnie zanieczyszczonym powietrzu - bezwzględna pustynia porostowa ( brak porostów nadrzewnych)- skażenie powietrza przekracza 170 µgSO₂/m³

strefa II - o bardzo silnie zanieczyszczonym powietrzu - względna pustynia porostowa (występują najbardziej odporne na zanieczyszczenia porosty skorupiaste) - skażenie powietrza 170 - 100µgSO₂/m³

strefa III -o silnie zanieczyszczonym powietrzu - wewnętrzna strefa osłabione wegetacji ( oprócz gatunków skorupiastych występują również porosty o plechach łuseczkowatych) - skażenie powietrza 100-70µgSO₂/m³

strefa IV - o średnio zanieczyszczonym powietrzu - środkowa strefa osłabionej wegetacji ( pojawiają się porosty o plechach listkowatych ,m.in. Hypogymnia physodes [ryc.1]) - skażenie powietrza 70-50µgSO₂/m³

strefa V- o względnie mało zanieczyszczonym powietrzu - zewnętrzna strefa osłabionej wegetacji( obecność mniej wrażliwych na zanieczyszczenia porostów krzaczkowatych o plechach zwykle małych i zdeformowanych) - skażenie powietrza 50-40-µgSO₂/m³

strefa VI - o nieznacznie zanieczyszczonym powietrzu - wewnętrzna strefa normalnej wegetacji ( gatunki ze strefy V są typowo wykształcone, a ponadto rosną tu porosty listkowate i krzaczkowate wrażliwe na zanieczyszczenia)- skażenie powietrza 40-30µgSO₂/m³,

strefa VII - o powietrzu czystym lub ze znikomą zawartością zanieczyszczeń - typowa strefa normalnej wegetacji ( jedyny czynnik ograniczający to warunki siedliskowe, występują bardzo wrażliwe na zanieczyszczenia gatunki) -skażenie powietrza poniżej 30µgSO₂/m³ [ Kiszka 1993; Fałtynowicz1995]

Przykład skali porostowej.

Przykłady porostów epifitycznych		Stężenie SO2 [µg•m^-3]	Strefa porostowa	Opis
....... epifitów brak	....... glony	powyżej 170	1	Pustynia porostowa. Brak porostów nadrzewnych, na pniach mogą występować glony. Duże miasta i ośrodki przemysłowe.
misecznica proszkowata	obrost	170-100	2	Na korze drzew występują najodporniejsze porosty skorupiaste (proszkowate). Obszary w miastach i ośrodkach przemysłowych.
pustułka pęcherzykowata	złotorost ścienny	100-70	3	Na pniach drzew mogą rosnąć porosty listkowate. Obszary zadrzewione na obrzeżach miast.
mąkla tarniowa	obrost gniazdkowaty	70-50	4	Porosty listkowate. Mogą pojawiać się gatunki krzaczkowate. Obszary leśne w pobliżu miast i ośrodków przemysłowych.
mąklik otrębiasty	Flavoparmelia caperata	50-40	5	Porosty listkowate zajmują znaczne powierzchnie na pniach drzew, spotyka się też porosty krzaczkowate. Najczęściej duże obszary leśne.
brodaczka	odnożyca mączysta	40-30	6	Pnie i gałęzie drzew obficie pokryte porostami skorupiastymi, listkowatymi i krzaczkowatymi. Rozległe, naturalne kompleksy leśne.
granicznik płucnik	Nephroma resupinatum	poniżej 30	7	Nieliczne w Polsce obszary o powietrzu prawie czystym, z bogatą florą porostów na pniach i gałęziach drzew.

Stanowisko pomiarowe nr 1 transekt I (Zdjecie nr ……)

Miejscowość:

Dokładna lokalizacja (np. ulica):

Nr stanowiska 1

Gatunek drzewa:

Obwód pnia (na wys. ok. 1,3 m):

Data

Kto wypełnił

Rodzaj zabudowy

wysoka

niska

zwarta

pojedyncza

Ulica

ruchliwa

mało ruchliwa

asfaltowa

brukowana gruntowa

Lp.

Forma morfologiczna

Jest/nie ma

Ekspozycja

Wysokość wystę- powania na pniu

Uwagi

l

skorupiasta

2

łuseczkowata

3

listkowata

4

krzaczkowata

5

nitkowata

Inne uwagi: np. nalot powyżej 0,5m i u podstawy pnia mszaki

Część dotycząca drzew iglastych

Przy wyborze drzew iglastych należy ponadto:

1. Określić klasę długotrwałości życia igieł w każdym punkcie, a także określić średnią ważoną dla całego transektu.

2. Określić klasę nekroz dla 10 szt. igieł II rocznika sosny w każdym punkcie oraz średnią ważoną dla wybranego transektu.

3. Na podstawie zebranych igieł II rocznika sosny (10 szt. - wersja skrócona) określ stopień stroficzności siedliska na podstawie długości igieł w każdym punkcie oraz średnia ważoną dla wybranego transektu.

Tabela

Skala oceny troficzności gleb w sośninach i świerczynach na podstawie średniej długości igieł (wg Wajczysa i Rutkauskasa 1969)

Stopień troficzności	Przedziały średniej długości igieł (w mm)
		sosna	świerk
10 9 8 7 6 5 4 3 2 1	> 83 75-82,9 67-74,9 59-66,9 51-58,9 43-50,9 35-42,9 27-34,9 19-26,9 < 18,9	> 17 16-16,9 15-15,9 14-14,9 13-13,9 12-12,9 11-11,9 10-10,9 9-9,9 < 8,9

Należy pobrać igły z 10 panujących drzew i po dokładnym wymieszaniu wykonać pomiar długości 250-300 losowo wybranych igieł.

Ocena końcowa z przedmiotu składa się z:

50% treści wykładowe w formie zaliczenia pisemnego;

25% kolokwium z treści ćwiczeniowej;

25% projekt z zakresu oceny stanu środowiska na podstawie porostów i igieł sosny zwyczajnej.

---