5

Министерство образования и науки, молодежи и спорта Украины

Харьковский национальный университет строительства и архитектуры

Кафедра безопасности жизнедеятельности и инженерной экологии

Специальность 7.070801

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к лабораторным работам по дисциплине «Биоиндикация»

Харьков 2012

Министерство образования и науки, молодежи и спорта Украины

Харьковский национальный университет строительства и архитектуры

Специальность 7.070801

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к лабораторным работам по дисциплине «Биоиндикация»

Утверждено на заседании

кафедры безопасности жизнедеятельности

и инженерной экологии

Протокол № ____ от «___» ___________ 2012 г.

Харьков 2012

Методические указания

Кафедра безопасности жизнедеятельности и инженерной экологии

Биоиндикация атмосферного воздуха

Лабораторная работа № 1

Биоиндикация загрязнения атмосферного воздуха с помощью лишайников

Цель работы – определение степени загрязнения воздуха с использованием методов лихеноиндикации

Основные понятия

Лишайники — своеобразные симбиотические организмы, слоевище которых образовано грибом (микобионтом) и водорослью (фитобионтом) с преобладанием в большинстве случаев первого. Поскольку слоевише и плодовые тела лишайников грибные по своей природе, современная систематика рассматривает эту группу в общей системе царства грибов в качестве лихенизированных грибов. Подавляющее большинство лишайниковых грибов относятся к классу Аscomycest ‑ сумчатых грибов, образующих в результате полового процесса споры (аскоспоры), развивающиеся в гимениальном слое плодовых тел. Фотосинтезирующие компоненты лишайников относятся преимущественно к отделам зеленых (Сhlorophyta) или синезеленых (Суапорhуtа) водорослей. Водоросль снабжает гриб созданными ею в процессе фотосинтеза органическими веществами, а получает от него воду с растворенными минеральными солями. Кроме того, гриб защищает водоросль от высыхания.

По типу слоевища лишайники делят на накипные (корковые), листоватые, кустистые. Накипные ‑ имеют слоевище в виде тонкой (гладкой или зернистой, бугорчатой) корочки и очень плотно срастаются с субстратом (корой, камнем, почвой), отделить их без повреждений субстрата нельзя. Листоватые — имеют вид мелких чешуек или пластинок, прикрепляются пучками грибных гиф (ризоидами) и легко отделяются от субстрата. Кустистые — имеют вид тонких нитей или более толстых ветвящихся кустиков, прикрепляющихся к субстрату своими основаниями.

Наиболее устойчивыми к загрязнителям являются накипные лишайники, среднеусгойчивы листоватые, а слабоустойчивы кустистые лишайники.

Эпифитные лишайники предпочитают старые деревья, причем для них имеет значение поверхность коры. На крупнобугристой коре старых деревьев обычно селятся кустистые виды, реже встречаются листоватые и накипные. На слабоморщинистой коре молодых деревьев растут листоватые и накипные виды, а на гладкой коре поселяются в основном накипные лишайники.

Процедура определения качества воздуха с помощью лишайников носит название лихеноиндикации.

Приборы, посуда, реактивы:

Атлас-определитель лишайников, специальное приспособление — палетка из толстого полиэтилена или целлофана в виде квадрата размером 10x10 см, каждая сторона которого разделена на 10 частей.

Порядок выполнения работы:

1. Получить у преподавателя задание.

2. Осмотреть место обследования – территорию, прилегающую к автомобильной дороге.

3. Обследовать деревья определенного вида на различном расстоянии от дороги (2-3 дерева на каждом расстоянии). Деревья должны быть примерно одного возраста и размера, не иметь повреждений.

4. Приложить прозрачную сетку плотно к стволу дерева на высоте 0,3-1,3 м (3-5 участков на каждом стволе). Подсчитать среднее количество квадратов с лишайниками на каждом участке, а затем рассчитать среднее значение этого показателя.

5. На каждом участке ствола подсчитать количество всех видов лишайников под прозрачной сеткой и количество лишайников доминирующего вида. Рассчитать среднее значение этих показателей для обследованного дерева.

6. Пользуясь табл. 1 и 2, оценить качество воздуха по степени проективного покрытия лишайниками стволов деревьев – указать степень загрязнения атмосферного воздуха в районе обследования.

7. Пользуясь каталогами-определителями лишайников, дать точное родовое и видовое название каждого лишайника. Пользуясь табл. 3 и 4, рассчитать биотический индекс и дать характеристику качества атмосферного воздуха на исследуемом участке.

8. В отчете привести родовое и видовое названия лишайников; сделать выводы о качестве воздуха (привести расчеты и таблицы).

9. Подсчитать индекс полеотолерантности вида (ИП) и определить ориентировочную концентрацию SO₂ в атмосфере на исследуемом участке по табл. 5, 6.

Таблица 1 – Журнал данных лихеноиндикации качества воздуха по проективному покрытию ствола дерева

Расстояние от автомобильной дороги, м
Номер дерева	1			2			3			1			2			3			1			2			3
Участки на стволах	1	2	3	1	2	3	1	2	3	1	2	3	1	2	3	1	2	3	1	2	3	1	2	3	1	2	3
Степень покрытия лишайниками, %
Общее число присутствующих лишайников
Количество видов лишайников
Виды лишайников и степень их покытия, %
Количество лишайников доминирующего вида

Таблица 2 – Шкала качества воздуха по проективному покрытию лишайниками стволов деревьев

Степень покрытия	Число видов	Число лишайников доминантного вида	Степень загрязнения
Более 50 %	Более 5	Более 5	6-я зона. Очень чистый воздух
	3-5	Более 5	5-я зона Чистый воздух
	2-5	Менее 5	4-я зона
20-50%	Более 5	Более 5	Относительно чистый воздух
	Более 2	Менее 5	3-я зона Умеренное загрязнение
<20%	3-5	Менее 5	2-я зона Сильное загрязнение
	0-2	Менее 5	1 -я зона Очень сильное загрязнение

Таблица 3 – Рабочая шкала для определения биотического индекса

Лишайник	Видовое разнообразие	Общее число присутствующих лишайников
Уснея (Usnea sр), алектория (Alectoria/Вrуоriа sр.)		0-1	2-4	5-7	8-10	> 11
	> 1 вида	-	7	8	9	10
	1 вид	-	6	7	8	9
Эверния (Evernia sр.), анаптихия (Anaptychia ciliaris), рамалина (Ramalina farinacea)	> 1 вида	-	6	7	8	9
	1 вид	-	5	6	7	8
Пармелия (Parmelia sр.), гипогимния (Hypogymnia physodes)	> 1 вида	-	5	6	7	8
	1 вид	-	4	5	6	7
Ксантория (Xanthoria parietina), фисция (Physciaceae pulverulenta)	> 1 вида	3	4	5	6	7
	1 вид	2	3	4	5	6
Леканора (Lecanora  sр.), графис (Graphis scripta), другие накипные лишайники	Все виды	1	2	3	-	-

Таблица 4 – Классификация качества воздуха по биотическому индексу

Класс качества	Степень загрязнения	Биотический индекс
6	6-я зона: очень чистый воздух СS02 = < 0,005 мг/м3	10
5	5-я зона: чистый воздух СS02 = 0,005-0,009 мг/м3	7-9
4	4-я зона: относительно чистый воздух СS02 = 0,01-0,05 мг/м3	5-6
3	3-я зона: умеренное загрязнение СS02 =0,05-0,1 мг/м3	4
2	2-я зона: сильное загрязнение СS02 = 0,1—0,3 мг/м3	2-3
1	1-я зона: очень сильное загрязнение СS02 =0.3-0,5 мг/м3	0-1

Таблица 5 – Классы полеотолерантности (А) и типы местообитаний эпифитных лишайников

Классы полеотолерантности	Типы местообитаний лишайников и их встречаемость	Виды
1	2	3
I	Естественные, без ощутимого антропогенного воздействия	Lecanora аbietinа, Parmelia, самые чувствительные виды рода Usnea
II	Естественные (часто) и слабо антропогенно измененные (редко)	Evernia diviricata, Lecanora соilосаrра, Ramalina  саliсаris
III	Естественные (часто) и слабо антропогенно измененные (часто)	Вrуоriа fиsсеsсепs, Hypogymnia tubulosa, Реrtusaria реrtusa, Usnea subfloridana
IV	Естественные (часто) и слабо (часто) и умеренно антропогенно измененные (редко)	Сеtrаriа рinаstri, Graphis scripta, Аrтеliорsis ambigula, Usnea filipendula
V	Естественные и слабо и умеренно антропогенно измененные с равной встречаемостью	Са1ор1аса руrасеа, Lecanora subfusсаtа, Parmelia оlivaсеа, Physcia aipolia
VI	Естественные (сравнительно редко) и умеренно антропогенно измененные (часто)	Evernia рrипаstri, Hypogymnia   рhуsоdеs, Lecanora аllо рhапа, Usnea пitrа, Нуро сепотусе scа1аris, Реrtиsаriа disсоidеа
VII	Умеренно (часто) и сильно (редко) антропогенно измененные	Lecanora vаriа, Parmelia sи1саtа, Реrtиsаriа атаrа, Physcia аsсепdепs

Продолжение табл. 5

1	2	3
VIII	Умеренно и сильно антропогенно измененные (с равной встречаемостью)	Саloр1аса сеriпа, Рhуsсоniа grisеа, Ramalina pollinaria
IX	Сильно антропогенно измененные (часто)	Рhаeорhуsciа оrbiси1аris, Хаnthoriа раrietiпа
X	Очень сильно антропогенно измененные (встречаемость и жизненность видов низкие)	Lесапоrа соnizаеоidеs, Sсоliciоsроrum сhlоrососсит

Индекс полеотолерантности вида (ИП), который соответствует определенной концентрации газообразных соединений, загрязняющих атмосферу, вычисляют по формуле:

ИП = , (1)

где с_n ‑ общее проективное покрытие;

a_i ‑ класс полеотолерантности i-го вида, определяемый по табл. 5 в соответствии с видом лишайника;

с_i ‑ проективное покрытие i-го вида.

Таблица 6 – Индекс полеотолерантности (ИП) и среднегодовые значения SO₂

ИП	Концентрация SO2 в атмосфере, мг/м3	Зона
1-2	-	Очень чистая
2-5	0,01-0,03	Чистая
5-7	0,03-0,08	Относительно чистая
7-10	0,08-0,10	Умеренно загрязненная
10	0,10-0,30	Сильно загрязненная
0	Более 0,3	Очень сильно загрязненная (лишайниковая пустыня)

Обработка результатов и заполнение итоговых таблиц

Пользуюсь данными задания и табл.1 заполните итоговую табл.7.

Вид исследованных деревьев
Расстояние от автомобильной дороги, м
Усредненная степень покрытия лишайниками, %
Количество видов лишайников
Количество лишайников доминирующего вида
Степень загрязнения

Пользуюсь данными обследования и данными табл.2-4 заполните итоговую табл.8 «Определение качества воздуха по биотическому индексу».

Расстояние от автомобильной дороги, м
Количество видов лишайников
Виды лишайников
Видовое разнообразие (1 вид или> 1 вида)
Общее число присутствующих лишайников
Биотический индекс
Степень загрязнения, концентрация SO2 мг/м3
Класс качества

Пользуюсь данными обследования и данными табл.5, 6 заполните итоговую табл.9 «Определение индекса полеотолерантности и ориентировочной концентрации SO₂ в атмосфере».

Расстояние от автомобильной дороги, м
Виды лишайников
Класс полеотолерантности вида, определяемый по табл. 5
Проективное покрытие i-го вида
Общее проективное покрытие
Индекс полеотолерантности вида (ИП)
Среднегодовая концентрация SO2 в атмосфере, мг/м3
Зона

Вопросы для самоподготовки:

1. Дайте определение лишайникам.

2. Назовите и коротко охарактеризуйте основные виды лишайников?

3. Какие виды лишайников распространены в нашей климатической зоне?

4. От чего зависит индекс полеотолерантности вида?

Лабораторная работа № 2