Оценка экологического состояния атмосферной среды города Краснодара с помощью методов лихеноиндикации
| Условные обозначения географических элементов: |
Рис. 1 Географические элементы эпифитной лихенофлоры урбоэкосистемы города Краснодара (% от общего количества видов)
Анализ географических элементов показал, что лихенофлору города можно охарактеризовать как мультирегиональную с участием неморальных элементов.
Спектр жизненных форм лишайников
Все обнаруженные на территории урбоэкосистемы виды относятся к числу эпигенных лишайников. Наиболее многочисленными в видовом отношении являются группы плагиотропных листоватых рассеченнолопастных ризоидальных (25 видов), плагиотропных однообразно-накипных зернисто-бородавчатых (18), ортотропных кустистых повисающих плосколопастных (10) жизненных форм. Меньшим количеством видов представлены группы плагиотропных однообразно-накипных лепрозных (4), плотнокорковых (3), плагиотропных листоватых вздутолопастных неризоидальных (1), ортотропных кустистых повисающих радиально-лопастных (1) жизненных форм (табл. 2).
Таблица 2. Спектр жизненных форм эпифитных лишайников урбоэкосистемы города Краснодара
| Тип | Класс | Группа | Подгруппа | Коли-чество видов | % от общего числа видов |
| Плагио-тропные | накипные | однообразно-накипные | лепрозные | 4 | 6,5 |
| зернисто-бородавчатые | 18 | 29,0 | |||
| плотнокорковые | 3 | 4,8 | |||
| листоватые | рассеченнолопастные ризоидальные | 25 | 40,4 | ||
| вздутолопастные неризоидальные | 1 | 1,6 | |||
| Орто-тропные | кустистые | кустистые повисающие | плосколопастные | 10 | 16,1 |
| радиально-лопастные | 1 | 1,6 | |||
| Всего | 62 | 100,0 |
Основные группы лишайников по субстратной приуроченности
Эпифитные лишайники проявляют различную приуроченность к деревьям-форофитам. Большинство лишайников (90,3 %) приурочены к ограниченному числу видов деревьев-форофитов. Для некоторых эпифитов характерна строгая приуроченность к конкретным видам форофитов.
Наибольшее количество видов лишайников обнаружено на стволах следующих деревьев-форофитов: орехе черном (27 видов), дубе черешчатом (25), тополе пирамидальном (22), ясене высоком (19), софоре японской (19) и других. На отдельных форофитах (биота восточная, ива вавилонская, каркас западный и другие) обнаружено только по одному виду лишайников.
Глава 5 Воздействие атмосферного загрязнения на лишайники и лихеносинузии
Особенности распределения эпифитных лишайников в городе Краснодаре под влиянием атмосферного загрязнения
Выявлены особенности распространения лишайников в городе, установлена неравномерная встречаемость эпифитов на территории изучаемой урбоэкосистемы. В центральной зоне города обнаружено 14 видов эпифитных лишайников, в периферической – 32, в парковой – 49, в пригородной – 47 (рис. 2).
Рис. 2 Распространение эпифитных лишайников
в различных зонах урбоэкосистемы города Краснодара
На основе значений коэффициента встречаемости выделено 3 группы лишайников: часто (4 вида), редко (12) и единично (46) встречающиеся на территории города (рис. 3).
| Условные обозначения групп встречаемости лишайников: |
Рис. 3 Встречаемость эпифитных лишайников
в урбоэкосистеме города Краснодара (% от общего количества видов)
58 видов эпифитных лишайников относится к I классу встречаемости. Ко II, IV, VII, VIII классам встречаемости относится по одному виду (II класс – Lecidella euphorea, IV – Physconia grisea, VII – Xanthoria parietina, VIII – Physcia adscendens).
Эпифитная лихенофлора центральной зоны города насчитывает 14 видов, принадлежащих к 10 родам и 4 семействам. Ведущим является семейство Physciaceae (6 видов). Лишайники, обнаруженные здесь, относятся к однообразно-накипной и листоватой рассеченнолопастной ризоидальной группам жизненных форм. К широко распространенным относятся виды лишайников Xanthoria parietina, Physcia adscendens, Physconia grisea и лихеносинузии Xanthoria parietina + Physcia adscendens; Xanthoria parietina + Physconia grisea; Physcia adscendens + Xanthoria parietina.
В периферической зоне урбоэкосистемы произрастает 32 вида лишайников, относящихся к 19 родам и 8 семействам. Ведущими являются семейства Physciaceae (12 видов), Lecanoraceae (6), Parmeliaceae (5). Преобладают лишайники рассеченнолопастной ризоидальной жизненной формы. Наиболее часто встречаются также Physcia adscendens, Xanthoria parietina, Physconia grisea. Наиболее типичными являются лихеносинузии Xanthoria parietina + Physcia adscendens; Xanthoria parietina + Physconia grisea; Physcia adscendens + Physconia muscigena.
В парковой зоне обнаружено 49 видов из 26 родов и 9 семейств. Семейства Physciaceae (13), Parmeliaceae (12), Lecanoraceae (10) составляют ядро лихенофлоры парковой зоны. Доминируют лишайники из группы листоватых рассеченнолопастных ризоидальных жизненных форм. К наиболее распространенным относятся Lecidella euphorea, Physconia grisea, Xanthoria parietina и лихеносинузии Physcia adscendens + Xanthoria parietina; Physconia grisea + Xanthoria parietina; Physcia adscendens + Physconia grisea; Melanelia olivacea + Ramalina fastigiata; Parmelia sulcata + Xanthoria parietina + Physcia adscendens. Парки в черте города характеризуются значительными различиями в структуре эпифитной лихенофлоры. Это объясняется их местоположением в урбоэкосистеме и различным уровнем антропогенной нагрузки.
Эпифитная лихенофлора пригородной зоны представлена 47 видами, относящимися к 22 родам и 9 семействам. Ведущими семействами лихенофлоры пригородной зоны города являются Parmeliaceae (10 видов), Physciaceae (10), Lecanoraceae (9), Ramalinaceae (7). Преобладают группы однообразно-накипных и листоватых рассеченнолопастных ризоидальных жизненных форм. Наиболее часто встречаются Xanthoria parietina, Physcia adscendens, Lecidella euphorea, Physconia grisea, Pleurosticta acetabulum и лихеносинузии Xanthoria parietina + Physcia adscendens; Physcia adscendens + Pleurosticta acetabulum; Physcia adscendens + Ramalina fastigiata, Ramalina fastigiata + Melanelia subargentifera; Lecidella euphorea + Physconia grisea + Parmelia sulcata; Candelaria concolor + Physconia grisea.
С уменьшением антропогенного загрязнения атмосферного воздуха количество видов эпифитных лишайников возрастает. Эпифитная лихенофлора центральной части города Краснодара насчитывает 14 видов (22,6 % от общего количества лишайников), произрастающих на территории урбоэкосистемы. В периферической зоне выявлено 32 вида (51,6 %), что объясняется существенным снижением здесь атмосферного загрязнения и антропогенного влияния в целом. На территории парковой и пригородной зон обнаружено соответственно 49 и 47 видов лишайников (79,0 и 75,8 %). Эти две зоны города характеризуются наименьшим атмосферным загрязнением.
10 видов эпифитных лишайников (16,1 % от общего количества) встречаются во всех зонах города. Остальные виды и образуемые ими лихеносинузии проявляют приуроченность только к определенным зонам города, что позволяет использовать их в качестве биоиндикаторов.
При удалении от центральной зоны города и уменьшении атмосферного загрязнения происходит увеличение проективного покрытия эпифитных лишайников.
Факторы, определяющие изменение эпифитной лихенофлоры города
Существенное влияние на формирование лихенофлоры урбанизированной территории оказывает атмосферное загрязнение. Эпифитные лишайники обладают металлоаккумулирующей способностью, а содержание тяжелых металлов в их слоевищах находится в непосредственной зависимости от концентрации этих элементов в воздухе.
При изучении накопления меди, свинца, кадмия, цинка лишайниками установлено, что наиболее показательным в качестве параметра для лихеноиндикации атмосферного загрязнения урбоэкосистемы города является содержание цинка в слоевищах эпифитов. Наблюдаются достоверные различия в его содержании в лишайниках фоновой зоны и территории города (за исключением пригородной зоны). По этим же параметрам установлены различия между центральной, парковой и пригородной зонами, между периферической, паркой и пригородной зонами (рис. 4).
В слоевищах лишайников значительными являются концентрации цинка (134 и 128 мг/кг сухого веса в центральной и периферической зонах соответственно), а также свинца (84 и 85 мг/кг).
Город является сложной урбоэкосистемой, формирующей свою среду, которая оказывает влияние на эпифитную лихенофлору и лихеносинузии. Влияние экотопа на распределение лишайников и лихеносинузий выявлено при сравнении структуры лихенофлор урбоэкосистемы Краснодара и фонового участка.
В систематическом отношении лихенофлора фонового участка («Красный лес») имеет наибольшее сходство с лихенофлорой периферической и парковой зон города Краснодара. Отличительной чертой является незначительное количество видов лишайников рода Lecanora (3 вида) в фоновом участке по сравнению с периферической и парковой зонами города. Анализ экобиоморф эпифитных лишайников фонового участка показал, что здесь, как и на территории урбоэкосистемы города Краснодара, доминирует группа листоватых рассеченнолопастных ризоидальных жизненных форм. В отличие от экобиоморф лишайников города Краснодара, на территории фонового участка значительную долю составляет группа кустистых повисающих жизненных форм.
Группы устойчивости лишайников в зависимости от атмосферного загрязнения
Устойчивые к загрязнению атмосферы виды встречаются в центральной зоне города, где они имеют среднее проективное покрытие более 0,1 балла и коэффициент встречаемости более 7 %. Чувствительные к загрязнению виды произрастают в периферической, парковой и пригородной зонах города, редко встречаются в центральной зоне, где для данных видов отмечаются значения
| Условные обозначения зон города: |
Рис. 4 Содержание тяжелых металлов в слоевищах лишайников в разных зонах урбоэкосистемы города Краснодара
среднего проективного покрытия менее 0,08 %. Очень чувствительные к загрязнению виды произрастают в парковой, пригородной зонах и редко в периферической (коэффициент встречаемости лишайников в периферической зоне составляет 0,22 %, проективное покрытие 0,002 балла и меньше). Не переносящие атмосферного загрязнения виды обнаружены только в пригородной зоне города, вдали от точечных и линейных источников загрязнения
Группа устойчивых к атмосферному загрязнению лишайников представлена 7 видами, чувствительных – 18, очень чувствительных – 29, не переносящих загрязнение – 8.
На территории урбоэкосистемы города Краснодара преобладают эпифитные лишайники, относящиеся к группе очень чувствительных к загрязнению атмосферного воздуха видов (46,8 % от общего количества видов эпифитной лихенофлоры города).
Глава 6 Лихеноиндикационное картирование
Карты количества видов эпифитных лишайников
Карты количества видов построены с помощью способа внемасштабных значков и количественного фона (рис. 5, 6). Среднее количество видов лишайников на пробной площади в городе – 2,56±0,08; в центральной зоне города – 1,74±0,09; в периферической – 2,33±0,06; в парковой – 5,32±0,92; в пригородной – 5,19±0,52. Варьирование количества видов в пределах пробной площади для города Краснодара в целом и для каждой зоны урбоэкосистемы значительное.
Наблюдается достоверное увеличение количества видов при уменьшении уровня атмосферного загрязнения. В центральной и периферической зонах встречается до 3 видов лишайников на пробной площади. При приближении к пригородной зоне количество видов на пробной площади увеличивается до 6. В пригородной зоне количество видов лишайников на пробной площади составляет от 2 до 9. В парковой зоне этот показатель увеличивается до 24. Возрастает также количество видов в лесополосах, удаленных от человеческого жилья (до 12 видов).
До 2 видов лишайников отмечено на 18,8 % площади городской территории. На 60,6 % изучаемой территории урбоэкосистемы отмечено до 3-4 видов эпифитных лишайников (значительная доля периферической и частично центральная, парковая, пригородная зоны города). Более 7 видов эпифитных лишайников встречается на незначительной площади (20,6 %). Таким образом, 79,4 % исследуемой площади города характеризуется высоким уровнем атмосферного загрязнения, что подтверждается данными о количественном распределении эпифитных лишайников.
Карты проективного покрытия эпифитных лишайников
Карты проективного покрытия построены также с помощью способа внемасштабных значков и количественного фона. Среднее проективное покрытие слоевищами лишайников стволов деревьев-форофитов – 4,20±0,14 балла. Наименьшее проективное покрытие лишайников характерно для центральной зоны города – 2,27±0,15, в периферической зоне оно практически в два раза больше (4,18±0,16). Наибольшие значения проективного покрытия наблюдаются в парковой и пригородной зонах – 8,03±1,04 и 7,49±0,67 баллов соответственно. Суммарное проективное покрытие эпифитных лишайников увеличивается при переходе от центральной к парковой и пригородной зонам города. Варьирование данного признака значительное.
Преобладают пробные площади с проективным покрытием лишайников от 1 до 3 баллов (57,9 % пробных площадей). В центральной зоне урбоэкосистемы проективное покрытие лишайников составляет около 3 баллов, в периферической оно увеличивается до 4-12 балов. Парковые территории по рассматриваемому критерию отличаются незначительно.
Пригородная зона характеризуется средними значениями проективного покрытия лишайников (7-18 баллов).
Карта на основе индекса атмосферного загрязнения
Карта построена с использованием способа количественного фона. Среднее значение индекса полеотолерантности на территории города Краснодара составляет 9,47±0,03 балла.
Рис. 5 Количественное
распределение видов по территории урбоэкосистемы города Краснодара (способ
значков)
Рис. 6 Количественное распределение видов по территории урбоэкосистемы города Краснодара (способ количественного фона)
Центральная и периферическая зоны урбоэкосистемы по данному параметру отличаются незначительно (9,71±0,05 и 9,58±0,03 баллов соответственно). В парковой и пригородной зонах среднее значение индекса полеотолерантности несколько ниже (8,78±0,15 и 8,35±0,15 соответственно). Выявлено уменьшение среднего значения индекса полеотолерантности при удалении от центра города. Для данного признака характерно слабое варьирование.
Центральная, практически вся периферическая, а также частично парковая и пригородная зоны города характеризуются значениями индекса полеотолерантности от 9,1 до 10,0 баллов. Значения индекса полеотолерантности от 8,1 до 9,0 характерны для пригородной зоны, часто для парковой, а также для наиболее удаленных от центра районов периферической зоны. Индекс полеотолерантности менее 8,0 баллов выявлен в пригородной и в отдельных районах парковой зоны. Различия значений индекса полеотолерантности достоверны.
Значение индекса полеотолерантности более 9,0 баллов, характеризующее высокий уровень загрязнения атмосферного воздуха, отмечается на 77,08 % площади изучаемой урбоэкосистемы. Средним уровнем антропогенного загрязнения характеризуется 22,89 % площади территории