Практична робота №6 Дослідження флори і фауни міста.

Мета роботи: ознайомитися та оволодіти натуральними та лабораторними методами біоіндикації, ознайомитися з явищем синантропизації фауни та оволодіти методикою розрахунку індексів синантропизації тварин у міських системах.

Форма виконання: самостійна робота за варіантами завдань, підготовка стислої доповіді-повідомлення (час доповіді – 3 хв.) з наступним обговоренням в аудиторії; письмове оформлення доповіді у вигляді звіту з практичної роботи.

Теоретичні пояснення

Біоіндикація – це метод виявлення шкідливих чинників у довкіллі за станом окремих органів або систем органів живих організмів. Організми, життєві функції яких особливо тісно корелюють із певними факторами середовища називаються біоіндикаторами. При дослідженні біоти урбоекосистем доцільно поєднувати натурні спостереження з експериментальними дослідженнями живих організмів у лабораторії.

Для натурних досліджень найбільше підходять такі види:

1. інтродуковані деревні породи, які з одного боку виконують декоративну функцію при створенні загального архітектурного плану міст, а з іншого – мають високу газопоглинальну здатність. Актуальним для будь-якої системи є виявлення таких деревних порід, які відзначаються стійкістю і збереженням своїх деревних порід, які мають буферні здатності до забруднюючих компонентів урбоекосистем. Біоіндикація урбоекосистем за допомогою деревних видів здебільшого зорієнтована на листкову діагностику, тобто оцінку стану довкілля за змінами листків;

2. різні види лишайників, оскільки в залежності від рівня забруднення міста змінюються життєві форми та види лишайників;

3. широко розповсюджені трав’янисті рослини, які зустрічаються як в природніх так і в урбанізованих екосистемах. Порівняльних їх аналіз дає можливість оцінити ступінь антропогенної трансформації довкілля;

4. види мезофауни (мікробів) грунту, як дзеркало антропогенної трансформації грунтового покриву міста;

5. людські популяції, оскільки діяльність людини перш за все впливає на її власний стан.

Для лабораторних досліджень найбільше підходить насіння або проростки пріоритетних с/г культур того регіону, до якого відноситься дана урбасистема.

Дослідження організмів можуть бути синекологічні (спрямовані на дослідження угруповань різних видів у екологічних системах) та аутекологічні (виявлення різних змін окремих організмів у відповідь на вплив антропогенних чинників). У залежності від того, як розподіляється енергетичний потенціал у рослині між підтриманням власного існування та розмноженням, усі види рослин розділяють на:

k – стратеги – види, які зустрічаються у місцезростаннях із стабільними умовами та достатньою кількістю ресурсів. Ці рослини більше енергії направляють на продукування вегетативної системи (власний розвиток);

r – стратеги, перші засиляють порушені місця і активно продукують генеративну сферу (квіти, насіння);

s – стратеги – види сурових місцезростань зі стабільно несприятливими умовами існування. Деякі види можуть мати проміжний тип стратегії в залежності від антропогенного виду (їх і проводять дослідження).

При дослідженні змін листків у деревних рослин, насаджених у межах міста, слід звертати увагу на зміну їх забарвлення, форми, наявність і тип некрозів. Зміна забарвлення листків в більшості випадків є неспецифічною реакцією на різні стресори. Виділяють:

• хлороз – бліде забарвлення листків між жилками (часто біля відвалів, де видобувалися важкі метали) або соснової хвої (при слабкому впливі шкідливих газів);

• пожовтіння країв або певних ділянок листків (може бути через хлориди);

• почервоніння – накопичення антоціана у вигляді плям (листки смородини, гортензії) під впливом SО₂;

• побуріння – у листяних дерев часто початкова стадія тяжких некротичних пошкоджень; у ялин і сосен часто через димові пошкодження;

• сріблясте забарвлення - перші стадії некрозів.

Після зміни забарвлення другим ступенем антропогенного видозмінення рослин є некрози. Некрози – відмирання органічних ділянок тканини, важливі симптоми пошкоджень при індикації, іноді доволі специфічні. Необхідно розрізняти:

• точкові та плямисті некрози (часто через табачний дим);

• крайові некрози – характерні, чітко відмежовані краї у листків лип, які пошкоджуються кухонною сіллю;

• „риб’ячий скелет” – поєднання міжжилкових і крайових некрозів;

• верхівкові некрози – характерні для однодольних та хвойних темно – бурі, різко відмежовані некрози кінчиків хвої або верхівок листків;

• некрози оплодня – вплив на сім’ячкові плоди (особливо після впливу SO₂).

Наступною стадією після некрозів є передчасне в’янення, а далі – опадання листя, і передчасне відмирання. Крім того, може спостерігатися аномальна форма листків, після радіаційного опромінення, внаслідок локальних некрозів. Найбільш чутливі біоіндикатори до поширених забрудників наведені в таблиці 6.1

Таблиця 6.1 – Рослини-біоіндикатори найбільш поширених забрудників міста

Компоненти забруднень	Біоіндикатори	симптоми
1	2	3
Фтористий водень	Гладіолус, тюльпан, петрушка кучерява	Некрози верхівок і країв листків. Накопичення фтору у сухій речовині.
Діоксид сірки	Люцерна, подорожник великий, горох, конюшина багряна	Міжжилкові некрози та хлорози
Діоксид азоту	Шпинат городній, махорка, селера пахуча	Міжжилкові нектрози
1	2	3
Хлор	Шпинат городній, квасоля звичайна, латук посівний	Деформація хлоропластів, збліднення листків
Етилен	Латук посівний, помідор їстівний	Закручування країв листків

Синантропія - це сумісне проживання з людиною неодомашнених тварин. Для характеристики синантропії використовують різноманітні індекси. Найчастіше застосовують індекс синантропізації (W_s), який означає частку синантропних видів в обстежу вальному ценозі і розраховується:

W_s=L_s/L_o (6.1)

де L_s – кількість синантропних видів, L_o – загальна кількість видів. Для числового виразу ступеня синантропії виду використовується індекс S_i :

S_i=(2a+b+2C)/2 (6.2)

де а – частка особин виду в урбанізованій області, %; b – частка особин того ж виду в аграрній області, %; с – частка особин того ж виду в менш антропогенізованих біотопах, %.

Цей індекс може мати значення від +100 до -100, що означає: +100 – явне надання переваги тільки заселеним людиною місцям; +75 – явне надання переваги заселеним людиною місцям; +50 – надання переваги заселеним людиною місцям; 0 – незалежність від поселення людей; (-25) – надання переваги незаселеним людиною областям; (-50) – уникнення поселень. Якщо незалежність від поселень людини означає рівну частку виду, який розглядається у 3 умовах існування, то індекс набуває значення +16,7.