0,31…0,7 – Умеренная информативность;
≥0,71 – высокая информативность.
Для интегральной оценки качества воздуха наиболее часто используется метод лихеноиндикации (от латинского названия – Lichenes), что связано с высокой чувствительностью лишайников.
Чувствительность лишайников к аэрополлютантам связана с:
1) специфическим морфологическим строением и физиологическими свойствами (лишайники - симбиоз гриба, водорослей и цианобактерии и любое, даже незначительное, влияние может изменять баланс взаимодействия между симбионтами, что сказывается на их жизнеспособности);
2) из-за отсутствия кутикулы и устьиц лишайники поглощают аэрозоли и газы всей поверхностью таллома круглосуточно, а также периодически подвергаются дегидратации талломов, что приводит к росту концентрации загрязняющих веществ в талломах до высоких уровней;
3) водоросль Trebuxia, входящая в состав 80% видов лишайников, обладает высокой чувствительностью к повышенным концентрациям загрязнений кислой природы в атмосфере;
4) из-за низкого уровня метаболизма накопленные загрязнения остаются в организме длительное время;
5) четкой зависимостью распространения лишайников от величины рН субстрата. Поллютанты могут изменять значения рН в ту или иную строну, и эти значения могут выходить за пределы выносливости одних видов и благоприятствовать поселению на данном субстрате других.
Лишайники входят в биотический блок системы мониторинга состояния окружающей среды для наземных экосистем, разрабатываемой в Институте глобального климата и экологии Росгидромета РАН, биологическом факультете МГУ и ВНИИ природа.
Для сегодняшней эммиссионной ситуации в урбанизированных пространствах характерно высокое содержание диоксидов серы и азота, которые дают представление о загрязнении воздуха.
Было установлено, что при повышении степени загрязненности воздуха первыми исчезают кустистые, затем листоватые и последними - накипные (корковые) формы лишайников. Из компонентов загрязнения воздуха на лишайники отрицательное влияние оказывает двуокись серы. Она начинает действовать как агрессор на лишайники в концентрации 0,08-0,1 мг/м3. Концентрация в 0,5 мг/м3 губительна для всех видов лишайников, произрастающих в естественных ландшафтах. Установлена корреляция между степенью загрязнения воздуха и составом флоры лишайников. Сильно загрязнен воздух (двуокись серы более 0,3 мг/м3 - "лишайниковая пустыня"; умеренно загрязнен (0,05-0,2 мг/м3) - на стволах растут выносливые (токситолерантные) к загрязнению лишайники: рода Xanthorea - ксантория, Physcia — фисция, Anaptychia - анаптихия, Lecanora - леканора и др.; чистый воздух (двуокиси серы менее 0,05 мг/м2) - на стволах деревьев растут виды рода Parmelia - пармелия, Alectoria - алектория, Evernia divaricata, Lobaria pulmonaria и др.
Использование лишайников для оценки изменения состояния наземных экосистем в настоящее время научно обосновано и методически обеспечено.
При лихеноиндикации лишайники учитываются на каждой пробной площади на 25 деревьях средней ступени толщины преобладающей древесной породы. При изучении эпифитных лихеносинузий учитывается проективное покрытие на высоте 1,3 м и протяжённость их района поселения на стволе форофита. Определялся видовой состав. Описание лишайниковых синузий проводится раздельно по каждой стороне горизонта с использованием палетки 10×10 см. Осуществляется сбор гербария для определения видового состава.
Для получения репрезентативных данных пробные площади для проведения лихеноиндикации следует закладывать в насаждениях с близкой сомкнутостью крон, полнотой, составом и возрастом.
Методы лихеноиндикации, основанные на изучении изменения структуры лишайниковых сообществ и состава лихенобиоты под воздействием загрязнения, могут быть подразделены на следующие группы:
- анализ исторических данных, основанный на сравнении результатов нынешних наблюдений за составом видов лишайников и предшествующих наблюдений в том же месте;
- изменение структуры лишайниковых сообществ вдоль градиента источника загрязнения – фон;
- зонирование территории, основанное на определении изменений в обилии и общем числе видов под воздействием загрязнения;
- картирование распространения индикаторных видов и их характеристик;
- использование индексов для количественной оценки степени загрязнения среды, например, индексов атмосферной чистоты (IAP) или индекса полеотолерантности.
На данный момент разработано множество шкал токситолерантности эпифитных лишайников (более 12), но, как правило, все они носят региональный характер, обусловленный уникальными экологическими условиями произрастания (Hawksworth, Rose, 1970; Martin L.N., Martin J.L., 1974; Трасс, 1984; Wirth, 1992; Loppi, Giordani, Brunialti, 2001, Краснагорская, Журавлёва, Миннулина, 2004 и др.).
X. Трасс (1985) для оценки чистоты воздуха предложили использовать индекс полеотолерантности (Р), определяемый по формуле:
,
где п — число видов, аi — степень полеотолерантности (токситолерантности) вида, сi - проективное покрытие вида, %, Сп - общее проективное покрытие всех видов в группировке лишайников, %.
Полеотолерантность лишайников устанавливается по 10-балльной шкале токситолерантности лишайников Х. Трасса (1985), приведенной в Приложении А. Данная шкала разработана для Эстонии и является наиболее пригодной для Европейской части России. По этой шкале баллы 1…3 имеют естественные ландшафты с чистым воздухом. Баллы 4…7 - виды, переносящие среднее (умеренное) загрязнение воздуха; баллы 8…10- гемерофильные лишайники, переносящие сильное загрязнение воздуха. Умножив балл полеотолерантности каждого вида на его проективное покрытие, а затем суммируя эти данные и разделив полученную сумму на сумму показателей проективного покрытия всех видов, получаем индекс Р.
На основании показателей индекса Р легко составить соответствующие карты городов и прилегающих к ним лесных насаждений, показывая на них одним цветом или условными значками части города, в пределах которых индекс колеблется в одинаковой амплитуде. Методом лихеноиндикационного картирования можно во много раз быстрее определить изотоксические зоны, чем трудоемким и дорогостоящим аэрохимическим методом.
Материалы и оборудование: таблицы, схемы.