Индикация чистоты воздуха с помощью эпифитных мхов. Мох природный индикатор загрязнений I.3. Размножения лишайников

МХИ - БИОИНДИКАТОРЫ ЗАГРЯЗНЕНИЯ.

Основная часть выбросов в атмосферу - 70,4 процента приходится на промышленные центры республики, где сосредоточены крупные предприятия. Тяжелые металлы переносятся в атмосфере на большие расстояния от источника выбросов и, осаждаясь, негативно воздействуют на окружающую среду. Сера может служить индикатором антропогенного воздействия на природные объекты, а также косвенным показателем эмиссий тяжелых металлов. Среди источников загрязнения - термоэлектрические устройства, транспортные средства, промышленное, коммунальное, а также сельское и лесное хозяйство.

Для ученых зеленые мхи и лесные подстилки - надежные источники информации о загрязнении окружающей среды. Мхи - это биоиндикаторы загрязнения, из воздуха они аккумулируют тяжелые металлы, оксиды серы, азота и другие вещества. По химическому составу мхов и подстилок можно судить об источниках, ареалах, степени загрязнения окружающей среды, а также выявить основные вещества-загрязнители. Институтом леса Карельского центра РАН при финансовой поддержке госкомитета охраны окружающей среды по РК проведено изучение загрязнения среды тяжелыми металлами и серой путем химического анализа зеленых мхов и лесных подстилок.

По итогам исследований вышла в свет книга "Загрязнение лесной территории Карелии тяжелыми металлами и серой". Среди авторов Н.Федорец, В.Дьяконов, Г.Шильцова, П.Литинский. Приводятся результаты изучения пространственного распределения тяжелых металлов и серы на всей территории Карелии. Установлены региональные фоновые концентрации металлов в мхах и подстилках. Представлены цветные компьютерные картосхемы загрязнения территории республики тяжелыми металлами и серой, дана оценка уровней их содержания.

Работа ученых может заинтересовать интерес экологов, почвоведов, географов, ботаников и других специалистов в области охраны природы.

НАТАЛЬЯ ФЕДОРЕЦ, заведующая лабораторией лесного почвоведения и микробиологии Института леса, доктор сельскохозяйственных наук.

РАННЕЕ ЛЕТО НЕ ОБМАНЕТ.

Вторая декада апреля в европейской части России выдалась поразительно теплой. Причем резко - буквально за неделю - мы перешли от теплых плащей чуть ли не к майкам.

Но вместе с теплом и свободой одежды пришла к нам и томительная усталость, когда среди бела дня так неожиданно тянет в глубокий сон. Многих от резкой смены погоды мучают головные боли и дискомфорт.

Феномен весенней усталости интересует медиков уже давно, - говорит доктор психологических наук Сергей Зебров. - Действительно, несколько странно, что, когда природа просыпается от зимней спячки, человек испытывает постоянную усталость, раздражительность, ночной сон становится тревожным и приносит мало облегчения.

Попытки объяснить феномен "весенней усталости" предпринимались не раз. В основном, сезонные недомогания объяснялись авитаминозом - дескать, не хватает витаминов и отсюда все проблемы. Но и внедрение в широкий оборот современных поливитаминов не помогло преодолеть весеннюю усталость.

Очевидно, суть вопроса несколько глубже.

Наши исследования показали, что людей, жалующихся на утомляемость в апреле и мае, стало больше после перехода на так называемое летнее время, - поясняет Сергей Зебров. - А в целом почти у всех людей переход от зимней оцепенелости к весеннему пробуждению вызывает в организме определенный стресс, который преодолевать надо грамотно и постепенно.

Итак, что рекомендуют специалисты для борьбы с весенней усталостью? Во-первых, строго соблюдать режим дня. Ложиться спать, даже в выходные, стоит не позже половины одиннадцатого вечера, а спать не менее девяти часов в хорошо проветриваемом помещении. Неплохо перед сном совершить получасовую прогулку.

Пробуждаться тоже следует не в спешке - минут пятнадцать понежиться в постели, сделать легкие движения руками и ногами и лишь потом приступать к основной зарядке и бодрящему душу.

Во-вторых, следует внимательно следить за рационом, отдавая предпочтение рыбным и вегетарианским блюдам. Не секрет, что после Великого поста многие налегают на мясное, словно хотят наверстать упущенное, отвыкший от такой пищи желудок переносит свое "недовольство" на весь организм. Крайне нежелательно в это время злоупотреблять спиртным. Если пара рюмок водки в морозный или промозглый день не только вызывала приятные эмоции, но и тонизирующе действовала на самочувствие, то в период смены сезонов спиртное приводит к обратным результатам.

Ну и наконец, чтобы побороть весеннюю усталость, следует больше... смеяться, что рекомендовал еще в конце прошлого века знаменитый венский врач Крафт-Эбинг. Смех быстро снимет утомленность, успокоит нервы и настроит на спокойный лад.

Анекдот или юмореска, рассказанная шефом, позволит разрядить напряжение, способное перерасти в большой конфликт в коллективе.

Кстати, не стоит в дни перемены погоды утомлять себя и окружающих разговорами о том, каким будет это лето. Теплая погода апреля вовсе не означает, что оно будет жарким. Так, в 1983 году уже первого апреля в Москве было двадцать градусов тепла. А июнь оказался прохладным и весьма дождливым.

Индикаторные растения - предмет изучения индикационной геоботаники и экологии растений. Принципы теории фитоиндикации (индикация условий среды с помощью растений) были предложены еще в 1910 и 1917 гг. российским ботаником Л.Г. Раменским (1938, 1971). Для исследования условий окружающей среды сообществ используются индикационные экологические шкалы, содержащие балловые оценки экологических свойств видов растений по различным факторам среды. То есть шкалы это таблицы, в которых для каждого вида указаны пределы его распространения по факторам увлажнения, богатства почвы, засоления, выпаса и т. д. Например, по Л.Г. Раменскому (1956) выделяются следующие факторы: увлажнение, режим переменности увлажнения, активное богатство и засоление почв, аллювиальность и пастбищная дигрессия луга. Так же популярными являются отечественные экологические шкалы Д.Н.Цыганова (1983) и европейские шкалы Г. Элленберга (Ellenberg, 1974, 1979) и Э. Ландольта (Landolt, 1977).

По отношению к кислотности почвы выделяют основные три группы растений: ацидофилы – растения кислых почв, нейтрофилы – обитатели нейтральных почв, базифилы – растут на щелочных почвах.

По отношению к влажности почв выделяются: ксерофиты – растения сухих местообитаний (кошачья лапка, ястребинка волосистая, очитки (едкий, пурпурный, большой), ковыль перистый), мезофиты растения обеспеченного увлажнения (Это большая часть луговых трав: тимофеевка, лисохвост луговой, пырей ползучий, ежа сборная, клевер луговой, горошек мышиный, чина луговая), гигрофиты – растения обильного увлажнения, проточного или застойного (голубика, багульник, морошка, селезеночник очереднолистный, белозор, калужница, герань луговая, камыш лесной, сабельник болотный, таволга вязолистная, горец змеиный, мята полевая, чистец болотный).

Так же по растениям можно определить глубины залегания грунтовых вод . По требовательности к почвенному плодородию растения образуют следующие экологические группы: мегатрофы – произрастают на самых богатых почвах (малина, крапива, иван-чай, таволга, сныть, чистотел, копытень, кислица, валериана, чина луговая, костер безостый), мезотрофы – растения достаточно обеспеченных минеральным питанием почв (майник двулистный, медуница, дудник, грушанка, гравилат речной, овсяница луговая, купальница, вероника длиннолистная), олиготрофы – растения бедных почв по минеральному питанию (сфагновые (торфяные) мхи, наземные лишайники, кошачья лапка, брусника, клюква, белоус, ситник нитевидный, душистый колосок).

Кроме общего плодородия почвы, можно выяснить обеспеченность почвы определенными элементами . Например, о высоком содержании азота свидетельствуют растения-нитрофилы – иван-чай, малина, крапива; на лугах и пашне – разрастания пырея, гусиной лапчатки, спорыша (горца птичьего). При хорошем обеспечении азотом растения имеют интенсивно-зеленую окраску. Наоборот, недостаток азота проявляется бледно-зеленой окраской растений, уменьшением ветвистости и числа листьев.

Высокую обеспеченность кальцием показывают кальциефилы: многие бобовые (например, люцерна серповидная). При недостатке кальция господствуют кальциефобы – растения кислых почв: белоус, щучка (луговик дернистый), щавелек, сфагнум и др. Эти растения устойчивы к вредному действию ионов железа, марганца, алюминия.

Таким образом, в Средней полосе России на лугах с различными характеристиками почвы можно встретить разные группы растений.

На суходольных лугах с кислой и бедной почвой часто обильно произрастают виды растений: Щавель малый (8-30 см), Хвощ полевой (10-15см), Душистый колосок (20-40 см), Кошачья лапка двудомная (5-15 см).

На остепненных лугах с известковой почвой можно встретить следующие виды растений: Люцерна серповидная (30-80 см), Дрок красильный (50-100 см), Ковыль перистый, Пупавка красильная.

На лугах произрастающих в условиях избыточного увлажнения встречаются и зачастую преобладают такие виды, как: Щучка дернистая, Осока лисья, Осока острая, Герань луговая, Мята перечная, Чистец болотный, Лапчатка гусиная, Лютик ползучий.

На лугах с богатой почвой произрастают такие виды растений, как: Костер безостый, Крапива двудомная, Иван чай узколистный, Чина луговая.

Так, например, о высоком плодородии свидетель­ствуют следующие растения: малина, крапива, иван-чай, таволга, сныть, чистотел, копытень, кислица, вале­риана, чина луговая, костер безостый, таволга.

Индикаторы умеренного (среднего) плодородия: майник двулистный, медуница, дудник, грушанка, гра­вилат речной, овсяница луговая, купальница, верони­ка длиннолистная.

О низком плодородии свидетельствуют сфагновые (торфяные) мхи, наземные лишайники, кошачья лапка, брусника, клюква, белоус, ситник нитевидный, душис­тый колосок.

Безразличны к почвенному плодородию: лютик едкий, пастушья сумка, мятлик луговой, Черноголовка, ежа сборная. Малотребовательна к почвенному плодо­родию сосна обыкновенная.

Кроме общего понятия «плодородие почвы», мож­но выяснить обеспеченность почвы определенными элементами.

Например, о высоком содержании азота свидетель­ствуют растения-нитрофилы - иван-чай, малина, кра­пива; на лугах и пашне -разрастания пырея, гусиной лапчатки, спорыша (горца птичьего). При хорошем обеспечении азотом растения имеют интенсивно-зеле­ную окраску.

Наоборот, недостаток азота проявляется бледно-зеленой окраской растений, уменьшением ветвистос­ти и числа листьев.

Высокую обеспеченность кальцием показывают кальциефилы: многие бобовые (например, люцерна серповидная), лиственница сибирская.

При недостатке кальция господствуют кальциефо-бы - растения кислых почв: белоус, щучка (луговик дернистый), щавелек, сфагнум и др. Эти растения ус­тойчивы к вредному действию ионов железа, марган­ца, алюминия.

Растения - индикаторы водного режима почв.

Индикаторами разного водного режима почв явля­ются растения-гигрофиты, мезофиты, ксерофиты.

Влаголюбивые растения (гигрофиты) - обитатели влажных, иногда заболоченных почв: голубика, багуль­ник, морошка, селезеночник очереднолистный, белозор, калужница, герань луговая, камыш лесной, сабельник болотный, таволга вязолистная, горец змеиный, мята полевая, чистец болотный.

Растения достаточно обеспеченных влагой мест, но не сырых и не заболоченных - мезофиты. Это боль­шая часть луговых трав: тимофеевка, лисохвост луго­вой, пырей ползучий, ежа сборная, клевер луговой, горошек мышиный, чина луговая, василек фригийский. -В лесу это брусника, костяника, копытень, золотая роз­га, плауны.

Растения сухих местообитаний (ксерофиты): коша­чья лапка, ястребинка волосистая, очитки (едкий, пур­пурный, большой), ковыль перистый, толокнянка, по­левица белая, наземные лишайники.

Растения - индикаторы глубины залегания грунтовых вод

Установление показателей глубины залегания грун­товых вод имеет значение для уточнения свойств почв и для выработки рекомендаций по мелиорации их. Для индикации глубины залегания грунтовых вод можно использовать группы видов травянистых растений (ин­дикаторные группы). Для луговых почв выделяется 5 групп индикаторных видов (табл. 1).

Таблица 1.

Индикаторные группы растений - указатели глубины грунтовых вод на лугах

(по Г.Л. Ремезовой, 1976 г.)

Индикаторная группа	Глубина грунтовых вод
I.Костер безостый, клевер луговой, подорожник большой, пырей ползучий	Более 150 см
II. Полевица белая, овсяница луговая, горошек мышиный, чина луговая
III. Таволга вязолистная, канареечник
IV. Осока лисья, осока острая, вейник Лангсдорфа
V. Осока дернистая, осока пузырчатая

Помимо названных групп растений, есть переход­ные виды, которые могут выполнять индикаторные функции, например мятлик луговой, может быть вклю­чен как в первую, так и во вторую группы. Он указы­вает залегание воды на глубине от 100 до более 150 см. Хвощ болотный - от 10 до 100 см и калужница болот­ная - от 0 до 50 см.

В качестве биоиндикатора может быть использо­ван и один вид, если этот вид имеет массовое развитие в конкретном местообитании.

Глубину почвенно-грунтовых вод в лесных экоси­стемах и характер увлажнения почв можно определить по табл. 2.

Таблица 2.

Растения-индикаторы глубины залегания грунтовых вод и характера увлажнения почв

(по СВ. Викторову и др., 1988)

Индикаторы		Глубина грунтовых
	группы растений
1. Ельник-кисличник	Кислица заячья, седмичник европейский, майник двулистный
2. Ельник-черничник	Черника, кислица заячья, зеленые мхи
3. Ельники-долгомошники"	Черника, багульник-, мох политрихум
4. Ельники сфагновые	Багульник, андромеда, кассандра, сфагновые мхи
5. Ельники дубовые	Ясменник душистый, медуница неясная, звездчатка ланцетовидная, зеленчук
6. Сосново- ельник-кисличник	Кислица заячья, папоротники, зеленые мхи
7. Сосново-ельник- черничник	Черника, брусника, кислица, папоротники, зеленые мхи
8. Сосняк лишайниковый	Кошачья лапка, ястребинка волосистая, кладонии
9. Сосняк брусничный	Брусника, зеленые мхи
10. Сосняк-черничник	Черника, кислица, зеленые мхи
11. Сосняк орляковый	Орляк, кислица, майник двулистный
12. Сосняк долгомошный	Голубика, черника, мох политрихум
13. Сосняк сфагновый	Багульник, кассандра, сфагнум

Растения- индикаторы кислотности почв

Кислотность - одно из характерных свойств по­чвы лесной зоны. Повышенная кислотность отрица­тельно сказывается на росте и развитии ряда видов растений. Это происходит из-за появления в кислых почвах вредных для растений веществ, например, ра­створимого алюминия или избытка марганца. Они нарушают углеводный и белковый обмен в растениях, задерживают образование генеративных органов и приводят к нарушению семенного размножения, а иногда вызывают гибель растений.

Повышенная кислотность почв подавляет жизне­деятельность почвенных бактерий, участвующих в разложении органики и высвобождении питательных веществ, необходимых растениям.

В лабораторных условиях кислотность почв мож­но определить универсальной индикаторной бумагой, набором Алямовского, рН-метром, а в полевых усло­виях - при помощи растений-индикаторов. В процес­се эволюции сформировались три группы растений: ацидофилы - растения кислых почв, нейтрофилы - обитатели нейтральных почв, базифилы - растут на щелочных почвах. Зная растения каждой группы, в по­левых условиях можно приблизительно определить кислотность почвы (табл. 7.3).

Таблица 7.3.

Растения-индикаторы кислотности почв (по Л. Г. Раменскому, 1956)

	Биоиндикатор	рН почвы
Ацидофилы 1.1. Крайние ацидофилы	Сфагнум, зеленые мхи: гило-комиум, дикранум; плаун була­вовидный, плаун годичный, плаун сплюснутый, ожика волосистая, пушица влагалищная, подбел многолистный, кошачьи лапки, Сфагнум, Кассандра, цетрария, белоус, щучка дернистая, хвощ полевой, щавелек малый
1.2. Умеренные ацидофилы	Черника, брусника, багульник, калужница болотная, сушеница, лютик ядовитый, толокнянка, седмичник европейский, белозор болотный, фиалка собачья, сердечник луговой, вейник наземный
1.3. Слабые ацидофилы	Папоротник мужской, ветреница лютиковая, медуница неясная, зеленчук, колокольчик крапиволистный, колокольчик широколистный, бор развесистый, осока волосистая, осока ранняя, малина, смородина черная, вероника длиннолистная, горец змеиный, орляк, иван-да-марья, кисличка заячья
1.4. Ацидофильно-нейтральные	Зеленые мхи: гилокомиум, плеврозиум, ива козья
2. Нейтрофильные 2.1. Околонейтральные	Сныть европейская, клубника зеленая, лисохвост луговой, клевер горный, клевер луговой, мыльнянка лекарственная, аистник цикутный, борщевик сибирский, цикорий, мятлик луговой
2.2. Нейтрально-базифильные	Мать-и-мачеха, пупавка кра­сильная, люцерна серповидная, келерия, осока мохнатая, лядвенец рогатый, гусиная лапка
2.3. Базифильные	Бузина сибирская, вяз шершавый, бересклет бородавчатый

Мониторинг за уровнем загрязнения окружающей среды – это то, за чем беспрестанно наблюдают ученые, множество технических приборов фиксируют в атмосферу и за прочими не слишком позитивными вещами, которые негативно сказываются на этой самой окружающей среде. Но, вот, что интересно ученый нашел недорогой способ, позволяющий узнавать о происходящих в природе изменениях, и он не имеет ничего общего с нано-технологиями. Этот метод растет прямо на скалах и деревьях и – это мох!

Мох - естественный биоиндикатор, который реагирует на загрязнения или, например, засуху, в зависимости от того, что происходит вокруг он меняет форму и плотность, а может и полностью исчезнуть. Мох поглощает воду и питательные вещества там, где он произрастает, и это может быть хорошим показателем изменений в экосистемах. Наблюдая за этими изменениями в естественной среде (или даже в определенных заданных человеком условиях), ученые могут установить уровень загрязнения воздуха, который в свою очередь может нанести вред здоровью людей.
К таким выводам пришел японский ученый Йошитакой Оиши, он провел исследование в городе Хатиодзи на северо-западе Токио, здесь была долгое время засуха, а также в этом районе мох показал высокие азотные загрязнения, что в свою очередь вызвало обеспокоенность у исследователя.
Конечно, это исследование проводилось исключительно в Японии и местным ученым, но только задумайтесь какой огромный потенциал у этого метода! Мох растет не только, например, в лесу, но также и в городских парках и его можно встретить даже на отдельных деревьях в центрах мегаполисов. Каждый год 88 процентов городских жителей подвергаются серьезной опасности –уровень загрязнения воздуха год от года только увеличивается, в разы превышая рекомендации по качеству воздуха Всемирной организации здравоохранения. Сегодня самые большие выбросы в атмосферу происходят в Юго-Восточной Азии, на восточном Средиземноморье, в странах Латинской Америки и Африки. Мох может быть экономичным методом мониторинга, позволяющим узнать насколько все плохо в этих странах.
«Мох - это распространенное растение во всех странах мира, поэтому этот метод мониторинга может быть использован во многих городах… у мха есть большой потенциал для того, чтобы быть биоиндикаторами», - сказал Оиши Фонду Thomson Reuters.
Действительно, мох не только может быть биоиндикатором, но также и хорошим очистителем от различных загрязнений.
Конечно, японский ученый не сделал какого-то шокирующего открытия, а скорее еще раз подтвердил эффективность такого метода. Брюссельская компания Green City Solutions устанавливает подобие мобильных стен, на которых растет мох – в центре городов, такие стены действуют как небольшие переносные поглотители

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕНТГЕНОФЛУОРЕСЦЕНТНОГО АНАЛИЗА ДЛЯ БИОГЕОХИМЧЕСКОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ИЗМЕНЕНИЙ В РАСТИТЕЛЬНОМ ПОКРОВЕ ЮЖНОГО ПРИБАЙКАЛЬЯ Матяшенко Г.В., Чупарина Е.В., Финкельштейн А.Л. Институт геохимии им. А.П.Виноградова СО РАН, г. Иркутск, e-mail: [email protected] В качестве биоиндикаторов загрязнения наземных экосистем успешно используются мхи. Вследствие физиологических особенностей, они способны поглощать минеральные вещества как из воздушной среды, так и из гумусового слоя почвы. Поэтому мхи применяют для оценки атмосферного загрязнения, а также для тестирования состояния верхнего слоя почвенного покрова. В Прибайкалье широко распространены мхи Pleurozium schreberi и Hylocomium splendens, которые и послужили объектами исследования в данной работе. Нами определены содержания ессенциальных и потенциально токсичных элементов в упомянутых мхах, собранных в районе Южного Байкала, для оценки возможности их использования в качестве биомониторов. Мхи отбирали на северо-западном макросклоне хребта Хамар-Дабан на заложенных ранее (1972 г.) постоянных пробных площадях 50×50 м, на разном удалении от Байкальского целлюлозно-бумажного комбината (БЦБК). Сбор проведен в начале июля 2011 года. Мхи также были отобраны на острове Ольхон (озеро Байкал), относящемся к экологически чистой территории. В каждой точке (БЦБК, пос. Солзан, ключ Голанский, о. Ольхон) составлялись комбинированные образцы, взятые с 5-10 куртин. После высушивания при 40 ºС до постоянного веса образцы очищались от мусора и мертвого материала, оставлялись только зеленые сегменты последних трех лет. Часть предварительно подготовленного материала поступала на анализ. Определение элементного состава мхов выполняли методом рентгенофлуоресцентного анализа (РФА). Образцы растений измельчали в электрической кофемолке. Доизмельчение проводили в ручной кофемолке. При этом достигался необходимый размер частиц (менее 100 мкм). Из навески 1 г измельченного материала прессовали излучатель на подложке из борной кислоты при усилии 16 тонн. Интенсивности аналитических линий Na, Mg, Al, Si, P, S, Cl, K, Ca, Ti, Cr, Mn, Fe, Ni, Cu, Zn, Br, Rb, Sr, Zr, Ba и Pb измеряли на волновом рентгеновском спектрометре S4 Pioneer (Bruker, AXS). Стандартные отклонения, характеризующие внутрилабораторную прецизионность измерений, не превышали 5 %. Правильность результатов оценивали сопоставлением результатов РФА с аттестованными значениями концентраций элементов в польском стандартном материале состава травосмеси INCT-MPH-2 и китайском СО (стандартном образце) состава листьев и веток кустарника (GBW 07602). Значения пределов обнаружения рассчитывали по 3σ критерию, используя стандартные образцы с малым содержанием элемента. Величины пределов обнаружения составили, в мкг/г: Na (30); Mg (10); Al, Mn и Fe (5); Cl, Ti и Ba (4); Si, Zr и Pb (3); P, S, K и Sr (2); Сr (2,6); Ca, Ni, Cu, Zn, Br и Rb (1). Содержание некоторых элементов во мхах, собранных на территориях с разной техногенной нагрузкой, приведены в таблице ниже. В таблице даны минимальные и максимальные содержания элементов во мхах. В последней колонке таблицы представлен диапазон содержания элементов, которые были установлены для мхов, собранных на европейских территориях с разной антропогенной нагрузкой. Как видно, диапазоны содержания большинства элементов, взятые из публикаций, шире, как со стороны минимальных, так и со стороны максимальных концентраций, по сравнению с данными наших исследований. Этот факт объясняется тем, что литературные данные по разным видам мхов с разных природных территорий отличаются степенью техногенного влияния. Сравнивая максимальные концентрации, мы можем предположить, что мхи Прибайкалья меньше подвержены антропогенному воздействию по сравнению с образцами европейских территорий. Таблица Содержания элементов во мхах Элемент Диапазон содержания P, % S, % Cl, % Fe, % Mn, мкг/г Ni, мкг/г Cu, мкг/г Zn, мкг/г Sr, мкг/г Ba, мкг/г Pb, мкг/г 0.079-0.195 0.062-0.125 0.0010-0.0345 0.080-0.345 170-420 3-14 3-10.5 31-66 11-28.5 7-62 3-7 Литературные данные 0.070-0.283 0.061-0.202 0.0045-0.38 0.0068-2.073 22-2200 0.1-93.9 3-200 7.9-877 0.5-339 4-250 2.1-12.2 На рис. 1а и 1б показаны распределения элементов во мхах в зависимости от места отбора. Для обоих видов мхов было выявлено, что концентрации элементов в образцах из фоновых территорий значительно ниже значений, полученных для мест отбора, подверженных антропогенному влиянию. Различие содержаний эссенциальных элементов в фоновых и загрязненных зонах значительно меньше, чем различие содержания микроэлементов. Поэтому использование микроэлементов во мхах предпочтительнее при оценке атмосферного загрязнения территорий. БЦБК 0,6 ключ Голанский Солзан 0,5 Cr *10 Cu *10 Zn Sr C, % БЦБК БЦБК ключ Голанский Солзан Ольхон б 0,3 0,2 0,1 0 Ti Pl. schreberi 0,4 Ольхон Ольхон Ольхон БЦБК Ольхон БЦБК Ольхон 40 БЦБК БЦБК а Ольхон 80 Ольхон Ольхон C, мкг/г 120 БЦБК 160 БЦБК Pl. Schreberi Ba Pb *10 0 Na *10 Mg P S K Ca Рис. 1. Распределение токсичных (а) и эссенциальных (б) элементов в образце Pleurozium schreberi в зависимости от места отбора Таким образом, рентгенофлуоресцентный метод анализа обеспечивает получение необходимых данных об элементном составе мхов. Анализ этих данных показал, что мхи являются информативными видами растений, свидетельствующими о состоянии окружающей среды.

Среди многообразия растений существуют такие, которые называют растениями-индикаторами. Для них присуща четко выраженная адаптация к определенным условиям окружающей среды. То есть эти растения предпочитают те или иные типы почв и условия существования. Например, одни чаще растут на кислых почвах, другие - на глинистых, третьи предпочитают известняки или тенистые места. Кроме того, растения могут многое рассказать и о плодородности почвы.
Так, на почвах, содержащих много азота, часто встречаются крапива двудомная, купырь, лебеда, лютик едкий. Повышенное количество азота придает этим растениям интенсивно-зеленый цвет. В то же время морковь дикая и очиток предпочитают почвы с небольшим количеством азота. У этих растений соответственно бледно-зеленый цвет листьев.

Почвы с высоким содержанием кальция предпочитают многие виды бобовых, ольха. Эти растения еще называют кальцефилами. Бобовые, кстати, могут извлекать кальций из глубоких слоев почвы, а потом обогащать им верхние слои.

Нейтральные почвы по душе ромашке непахучей, редьке полевой, клеверу, вьюнку полевому, мать-и-мачехе, пырею ползучему, пастушьей сумке, крапиве, лебеде, мокрецу. На таких почвах можно сажать фактически все культурные растения.

Кислые почвы подходят для хвоща полевого, черники, мяты полевой, щавеля дикого, подорожника, фиалки трехцветной, клюквы, брусники. Из культурных растений на них могут расти люпин, ревень, гортензия, рябина, хрен и некоторые другие. А бобовые слишком кислые не выносят.
На слабокислой почве отлично растут клевер, папоротники, пырей, мать-и-мачеха, ромашка, одуванчик. Из культурных растений это картофель, петрушка, крыжовник, смородина, облепиха, арбузы, тыквы, кабачки, розы, нарциссы, пионы, колокольчики, васильки и другие. Кислотность почв можно понизить путем внесения извести.

На известняках хорошо растут люцерна, мать-и-мачеха, прострел, лютик.
Щелочные почвы предпочитают фиалка полевая, мак самосейка, вьюнок, люцерна посевная, горчица полевая, злаковые. Из культурных растений на таких почвах можно высаживать кукурузу, злаки, мак, ломонос. На щелочных часто наблюдается хлороз растений, то есть сказывается дефицит железа.
Соленые почвы любит лебеда. Заболоченные - мята полевая, хвощ полевой, мать-и-мачеха. Сухие - полынь, ромашка, цикорий обыкновенный. Плотные - лютик ползучий, подорожник большой, пырей ползучий, ромашка душистая. Глинистые и суглинистые - одуванчик, мята, хвощ.
Плодородные почвы предпочитают чистотел, сныть, малина, крапива, кислица. Малоплодородные - брусника, клюква, торфяные мхи, лишайники, щавель малый, толокнянка, пастушья сумка.
Близкое расположение грунтовых вод предпочитают ива, дуб, ольха серая, щавель, наперстянка, болиголов, мать-и-мачеха. А яблони и вишни на таких местах растут плохо.

Всем известно, что благодаря растениям мы получаем чистый воздух. Но и тут есть свои рекордсмены. Так, растения с опушенными листьями, такие как клен серебристый, очищают воздух от пыли. Черный и бальзамический тополь, ива белая, вяз гладкий активно поглощают серный газ. Угарный - ольха, бирючина, ель, осина. Свинец - липа сердцевидная, тополь черный, каштан конский.

В последнее время были научно обоснованы связи между определенными растениями и месторождениями некоторых полезных ископаемых. К примеру, в Австрии и в Китае с помощью растений, предпочитающих почвы с большим содержанием меди, открыли залежи медной руды, а в Америке с помощью растений нашли месторождения серебра. Обитатель пустынь акантофиллиум - колючка, на которую никто не обращал внимания, попадая на землю, богатую серой, распускает не розовые цветы, а белые; там же, где в земле есть цинк, листья растения приобретают желтоватый оттенок.
Некоторые цветы помогают геологам находить месторождения цинка. На его повышенное содержание в почве указывают фиалки и анютины глазки. Именно на таких землях у этих растений встречаются самые крупные цветки. Кстати, фиалка помогла геологам найти самое крупное цинковое месторождение в Западной Европе. На почвах, богатых известью, растут адонисы, лилии-саранки; а на содержание в почве никеля и кобальта указывает сон-трава. Если пышным цветком расцвел качим (растение из семейства гвоздик), то где-то поблизости есть медь.

Нередко по уродливому развитию некоторых растений можно узнать о присутствии в почве многих полезных ископаемых. К примеру, на почвах с обычным содержанием бора такие растения, как полынь, прутняк, солянка, растут высокими, а на почвах с повышенным содержанием этого элемента эти растения становятся карликовыми. Измененная форма лепестков мака указывает на то, что под землей находятся залежи свинца и цинка, а цветки штокрозы с ненормально рассеченными узкими лепестками - на месторождения меди или молибдена. Поможет отыскать воду и определит, пресная она или соленая, солодка - крупное растение с темной зеленью и с красно-фиолетовыми кистями цветов. Если растение цветет пышно - вода пресная, если слабо и на листьях появляется светлый налет - вода соленая.
Возникла даже наука - "индикационная геоботаника", изучающая растения, чутко реагирующие на изменения условий окружающей среды и помогающие обнаружить богатства земных недр.
Вулканологи утверждают, что примулы способны предсказать извержение вулканов. К примеру, на острове Ява в горах Пангранто, королевская примула расцветает только накануне вулканического извержения. Биологи объясняют эту пророческую способность цветка эффектом воздействия ультразвука на его капилляры, в которых ультразвуковые колебания ускоряют движение жидкостей. Вероятно, тем самым в тканях растения ускоряются процессы обмена веществ, и оно расцветает.

БИОЛОГИЧЕСКИЕ ИНДИКАТОРЫ (биоиндикаторы) - организмы, реагирующие на изменения окружающей среды своим присутствием или отсутствием, изменением внешнего вида, химического состава, поведения. При экологическом мониторинге загрязнений использование биологических индикаторов часто дает более ценную информацию, чем прямая оценка загрязнения приборами, так как биологические индикаторы реагируют сразу на весь комплекс загрязнений. Кроме того, обладая «памятью», билогические индикаторы своими реакциями отражают загрязнения за длительный период. На листьях деревьев при загрязнении атмосферы появляются некрозы (отмирающие участки). По присутствию некоторых устойчивых к загрязнению видов и отсутствию неустойчивых видов (например, лишайников) определяется уровень загрязнения атмосферы городов.

При использовании биологических индикаторов важную роль играет способность некоторых видов аккумулировать загрязняющие вещества. Последствия аварии на Чернобыльской АЭС были зафиксированы в Швеции при анализе лишайников. Сигнализировать о повышенном содержании бария и стронция в окружающей среде могут береза и осина неестественно зеленым цветом листьев. Аналогично в ареале рассеяния урана вокруг месторождений лепестки иван-чая становятся белыми (в норме - розовые), у голубики темно-синие плоды приобретают белый цвет и т. д.

Для выявления разных загрязняющих веществ используются разные виды биологических индикаторов: для общего загрязнения - лишайники и мхи, для загрязнения тяжелыми металлами - слива и фасоль, диоксидом серы - ель и люцерна, аммиаком - подсолнечник, сероводородом - шпинат и горох, полициклическими ароматическими углеводородами (ПАУ) - недотрога и др. Используются и так называемые «живые приборы» - растения-индикаторы, высаженные на грядках, помещенные в вегетационные сосуды или в специальных коробочках (в последнем случае используют мхи, коробочки с которыми называются бриометрами).
«Живые приборы» устанавливают в наиболее загрязненных частях города. При оценке загрязнения водных экосистем в качестве биологических индикаторов могут использоваться высшие растения или микроскопические водоросли, организмы зоопланктона и зообентоса. В средней полосе России в водоемах при загрязнении воды разрастаются роголистник, рдест плавающий, ряски, а в чистой воде - водокрас лягушачий и сальвиния. С помощью биологических индикаторов можно оценивать засоление почвы, интенсивность выпаса, изменение режима увлажнения и т. д. В этом случае как биологический индикатор чаще всего используется весь состав фитоценоза. Каждый вид растений имеет определенные пределы распространения (толерантности) по каждому фактору среды, и потому сам факт их совместного произрастания позволяет достаточно полно оценивать экологические факторы.

Возможности оценки среды по растительности изучаются специальным разделом ботаники - индикационной геоботаникой. Ее основной метод - использование экологических шкал, т. е. специальных таблиц, в которых для каждого вида указаны пределы его распространения по факторам увлажнения, богатства почвы, засоления, выпаса и т. д. В России экологические шкалы были составлены Л. Г. Раменским. Широкое распространение получило использование деревьев как биологических индикаторов изменения климата и уровня загрязнения окружающей среды. Учитывается толщина годичных колец: в годы, когда выпадало мало осадков или в атмосфере повышалась концентрация загрязняющих веществ, образовывались узкие кольца. Таким образом, на спиле ствола можно видеть отражение динамики экологических условий.