61.Биоиндикация. Методы биоиндикации. Лихеноиндикация. Бриоиндикация. Растения-индикаторы типов лесных условий произрастания.

Биоиндикация – это оценка состояния среды с помощью живых объектов. Живые объекты (или системы) – это клетки, организмы, популяции, сообщества. С их помощью может производиться оценка как абиотических факторов (температура, влажность, кислотность, соленость, содержание поллютантов и т.д.) так и биотических (благополучие организмов, их популяций и сообществ). Методы биоиндификации:

- анализ химического состава растений как неотъемлемая часть биогеохимического метода для оценки взаимосвязи химического состава живой и неживой природы, трансформации химических элементов по звеньям пищевой цепи и др.;

- морфологический метод - изучение внешнего облика растений и его изменение под действием внешних факторов;

- флористический метод - исследование особенностей видового состава, индикаторных видов, характера распространения и динамики ареала, популяционный анализ и др.;

- спектрофотометрический - исследование спектрального отклика растений и растительности на загрязнение окружающей среды;

- фитоценотический - анализ видового разнообразия, экобиоморфного состава, обилия и проективного покрытия показательных групп видов, анализ продуктивности, анализ жизненного состояния ярусов и др.;

- лихеноиндикация - изучение и анализ лишайникового покрова растительных сообществ;

- бриоиндикация - изучение и анализ мохового покрова;

- дендроиндикация - изучение и анализ древесной растительности.

Один из ведущих лихенологов, X. Трасс, разделил методы лихеноиндикации (т.е. индикации с помощью лишайников) на три группы. На первое место он поставил методы, позволяющие изучать изменения, которые происходят в строении и жизненных функциях лишайников под воздействием загрязнения. Методы второй группы базируются на описании видов лишайников, обитающих в районах с различной степенью загрязнения атмосферы. Третья группа включает методы изучения целых лишайниковых сообществ в загрязненных районах и составление специальных карт. При использовании методов первой группы можно выбрать показательный вид лишайника, достаточно легко отзывающийся на ухудшение качества окружающей среды. По мере приближения к источнику выбросов сильно менялись такие показатели состояния растения, как кислотность клеточного сока, электропроводность, содержание хлорофилла, серы и железа в слоевище и степень поврежденности фотобионта. Кстати, за состоянием водоросли в лишайнике легко наблюдать, пользуясь флуоресцентным микроскопом. Здоровые клетки в синем или ультрафиолетовом свете имеют характерное красное свечение. По мере разрушения клеток цвет становится сначала коричневым, затем оранжевым и потом белым.

62.Сингенез. Анализ принципиальных стадий формирования сообщества

Сукцессии, ведущие к формированию сообществ на участках, свободных от зачатков растений и почв (первичная сукцессия), и на месте ранее существовавшей, но не сохранившейся растительности (вторичная сукцессия), называют сингенезом. В.Н. Сукачев рассматривал сингенез как одну из форм сукцессий, «процесс первоначального формирования растительного покрова, связанный с вселением растений на данную территорию, их отбором в процессе приспособления к ее условиям, а затем и конкуренцией между ними из-за средств жизни».

Первичные сукцессии протекают на первичных местообитаниях или экотопах, обычно небольших безжизненных, лишенных воздействия живых организмов субстратах. Ими являются лавовые потоки, отложения водных потоков, эоловые отложения, обнажающееся дно морей и озер, участки, освобождающиеся от ледников, образующиеся при выработках, и др. Растения, поселяющиеся на них, называются пионерными. Вторичными местообитаниями служат места, на которых ранее существующая растительность была уничтожена или разрушена, но в почве сохранилось большое число зачатков. Вторичными местообитаниями следует считать вырубки, пожарища, места эрозий, где, кроме почвы и зачатков, имеются также отдельные растения бывшего напочвенного покрова и подлеска. Сингенез включает процессы миграции растений, их проживание и агрегацию, взаимодействие между собой и со средой, изменение среды, формирование сообщества. Они протекают в виде ряда последовательно сменяющихся этапов, каждому из которых соответствует определенная стадия фитоценоза. Различают следующие стадии формирования сообщества.

Пионерная группировка характеризуется случайным составом растений, отсутствием сомкнутости между особями, слабым воздействием на среду и почти полным отсутствием взаимоотношений между видами. Примером сложной пионерной группировки являются лесные культуры, заложенные по сплошной вспашке. В них в первые 5—10 лет обильное развитие получают сорнополевые, луговые и факультативные растения в количестве до 50 видов. Виды отличаются обильным плодоношением, легким переносом плодов и семян, быстрым укоренением и ростом.

Простая группировка отличается появлением взаимовлияния между растениями, образованием хорошо выраженного, но еще не сомкнутого покрова, групповым характером распределения особей. Растения принадлежат обычно еще к немногим жизненным формам.

Сложная группировка - усложняются взаимоотношения, состав жизненных форм, увеличивается сомкнутость покрова, намечается ярусность, диффузное распределение особей. Замкнутый (сложный) фитоценоз. Формирующаяся фитосреда окончательно определяет состав видов и делает его закрытым для видов случайных. На смену групповому приходит сплошное диффузное распределение особей, заканчивается формирование видовой и пространственной структуры сообщества, складываются определенные типы взаимоотношений между видами.

В каждом конкретном случае, независимо от наименования этапов сингенеза, путь формирования фитоценоза индивидуален, но всегда его развитие идет от раздельно-группового сложения к диффузному, от несомкнутого покрова к сомкнутому, от сообщества открытого к замкнутому. Первоначальный рост видового разнообразия затем постепенно замедляется, а в климаксовых сообществах даже падает. Сингенез более других изменений ограничен во времени, продолжаясь от нескольких месяцев до десятков лет. Главной силой этого процесса являются конкурентные взаимоотношения. Исходную равную вероятность находиться в данном местообитании имеют многие виды, а реальное существование определяется наличием диаспор, скоростью миграции и особенно наличием регенерационной ниши.