Wyróżniona praca w formacie pdf

STRESZCZENIE
Porosty epifityczne są wykorzystywane jako bioindykatory zanieczyszczenia
powietrza. Przeprowadzono obserwację lichenobioty na terenie rezerwatu
krajobrazowego „Jar Rzeki Raduni” oraz przy pobliskiej drodze krajowej nr „20”.
Zidentyfikowano 25 gatunków porostów nadrzewnych. Opracowano skalę porostową dla
danego obszaru i wykreślono na jej podstawie strefy lichenoindykacyjne. Nie
odnotowano występowania bezwzględnej pustyni bezporostowej. W głębi lasu
zaobserwowano punktowo strefę VII (najczystszą). Z kolei przy drodze krajowej nr „20”
stwierdzono najbardziej zanieczyszczone powietrze. Ogólny stan aerosanitarny został
uznany za bardzo dobry.
WSTĘP
Porosty (Lichenes) są organizmami plechowymi, złożonymi z dwóch
komponentów – fotobionta (glonu – zielenicy lub sinicy) i mykobionta (grzyba
należącego do workowców, rzadziej do podstawczaków lub grzybów niedoskonałych).
Zanieczyszczenia w postaci gazowej i roztworu wodnego bardzo łatwo dostają się do
plechy porostu ze względu na słabą ochronę warstwy korowej i dużą higroskopijność.
Porosty nie mają kutykuli ani aparatów szparkowych i nie potrafią kontrolować swojej
gospodarki wodnej i gazowej tak jak rośliny naczyniowe – wymiana wody między
porostem a otoczeniem jest zjawiskiem fizycznym. Prowadzi to do zatrzymywania
w plesze wchłoniętych szkodliwych związków i hamowania funkcji życiowych [1, 4, 5,
7]. Spowodowana tym duża wrażliwość porostów na zanieszyczenia sprawia, że Lichenes
są najlepszymi bioindykatorami powietrza [6]. Najbardziej wrażliwe na zanieczyszczenia
są porosty krzaczkowate. Bardziej odporne są porosty listkowate, a najmniejsze
wymagania mają porosty skorupiaste.
Analiza rozmieszczenia, stanu zdrowotnego i składu gatunkowego porostów
umożliwia określenie stopnia zanieczyszczenia powietrza na badanym terenie, co było
celem niniejszej pracy. Sporządzona mapa lichenoindykacyjna może być również
materiałem porównawczym do badań prowadzonych w przyszłości.
1
MATERIAŁ I METODY
Badania przeprowadzono na terenie rezerwatu krajobrazowego „Jar Rzeki Raduni”
na wysokości miejscowości Babi Dół oraz przy sąsiadującej drodze krajowej nr „20”
(Ryc. 2.). Ustanowiono również dodatkowe stanowisko przy tej samej drodze, ok. 3 km
na północny wschód, w znacznej odległości od lasów. Badania przeprowadzono na
obszarze o powierzchni ok. 100 ha.
Rezerwat
został
utworzony
w 1972 roku.
Obejmuje
malowniczy,
dziesięciokilometrowy odcinek rzeki Raduni, zwany „Przełomem Babidolskim”, oraz
okoliczne lasy - grądy, łęgi, olsy i bory sosnowe. Rośnie tu wiele roślin górskich. Rzeka
płynie głębokim wąwozem o zboczach sięgających 40 m. Dolina ma specyficzny
mikroklimat. W porównaniu z przyległymi terenami, panują tu niższe temperatury
i większa wilgotność, która sprzyja rozwojowi porostów [5, 10].
Obserwacje przeprowadzono w dniach: 18 III, 07 VIII, 09 VIII, 01 IX i 02 IX 2012
roku. Wybierano dni suche i słoneczne, ze względu na zmianę barwy plech niektórych
porostów na skutek deszczu. Badano występowanie porostów epifitycznych
(nadrzewnych) na kilku – kilkunastu drzewach na każde 100 m2. Brano pod uwagę
stopień pokrycia pnia drzewa, stan zdrowotny plechy, rodzaj drzewa, na jakim dany
porost występował oraz gatunek porostu. Epifity oznaczano na podstawie makroznaków:
formy morfologicznej plechy (skorupiasta, listkowata lub krzaczkowata), barwy plechy,
rodzaju owocników (perytecjum, apotecjum) oraz występowania sorediów, izydiów
lub rzęsek. Przy niektórych okazach (które według obserwacji makroskopowej nie
należały do gatunków objętych ochroną) użyto dodatkowo metody analitycznochemicznej – powierzchnię plechy poddano działaniu nasyconego roztworu wodnego
wodorotlenku potasu. Węglowodany wytwarzane przez fotobionty są poddawane przez
mykobionta licznym procesom metabolicznym. W efekcie powstają wtórne metabolity
porostowe
(znajdujące
się
Ryc. 1. Oznaczanie porostów metodą analityczno-chemiczną.
w różnych częściach plechy). Są Xanthoria parietina przed i po poddaniu reakcji.
one różne dla poszczególnych
porostów. Niektóre z nich po
reakcji z KOH powodują zmianę
barwy plechy na konkretny kolor
– jest to przydatne przy
oznaczaniu. Przykładem może
być zabarwiona na
krwistoczerwono Xanthoria parietina
(Ryc. 1.). Identyfikację przeprowadzono przy pomocy atlasów
i kluczy [6].
Na podstawie zebranych
2
danych oraz dostępnych źródeł [7] opracowano skalę porostową. Następnie przy jej
pomocy sporządzono mapę lichenoindykacyjną.
WYNIKI
Oznaczono 25 gatunków porostów, w tym 10 pod ścisłą ochroną (Arctoparmelia
incurva, Hypogymnia tubulosa, Parmelina tiliacea, Physcia adscendens, Platismatia
glauca, Pseudevernia furfuracea, Ramalina calicaris, Ramalina farinacea, Ramalina
fraxinea, Usnea hirta) oraz 1 gatunek poddany ochronie częściowej (Evernia prunastri)
[9].
Tab. 1. Oznaczone gatunki porostów nadrzewnych.
POROSTY SKORUPIASTE
Arthonia spadicea
Graphis scripta
Lecanora conizaeoides
Lecanora dispersa
Lepraria incana
Pertusaria amara
Phlyctis argena
Xanthoria parietina
POROSTY LISTKOWATE
Arctoparmelia incurva
Cladonia coniocraea
Cladonia macilenta
Hypogymnia physodes
Hypogymnia tubulosa
Parmelia sulcata
Parmelina tiliacea
Physcia adscendens
Platismatia glauca
Xanthoria aureola
Xanthoria candelaria
POROSTY KRZACZKOWATE
Evernia prunastri
Pseudevernia furfuracea
Ramalina calicaris
Ramalina farinacea
Ramalina fraxinea
Usnea hirta
Tab. 2. Skala lichenoindykacyjna.
Strefa
wegetacji
I
II
III
IV
V
VI
VII
Gatunki wskaźnikowe
brak porostów – bezwzględna pustynia bezporostowa
Lecanora conizaeoides, Lepraria incana, sporadycznie
Xanthoria parietina
Physcia adscendens, rzadko Hypogymnia physodes,
Xanthoria parietina,
Hypogymnia physodes, Parmelia sulcata, Graphis
scripta, Platismatia glauca, rzadko Evernia prunastri
Pseudevernia furfuracea, Ramalina fraxinea, R. calicaris
R. farinacea (plechy zdeformowane, słabo wykształcone), Evernia prunastri
Pseudevernia furfuracea, Ramalina fraxinea, R. calicaris,
R. farinacea, Hypogymnia tubulosa, pojedyncze okazy
Usnea hirta
Usnea hirta
3
Średnie stężenie μg SO2/m3
dla miesięcy zimowych
170
170-100
100-70
70-50
50-40
40-30
<30
Ryc. 2. Mapa lichenoindykacyjna „Jaru Rzeki Raduni” i okolicy.
rzeki
koleje
drogi pożarowe
drogi krajowe
tereny zabudowane
strefa II
strefa III
strefa IV
strefa V
strefa VI
strefa VII
Nie stwierdzono obecności bezwzględnej pustyni bezporostowej. Strefa II
występuje wyłącznie przy drodze głównej (krajowej). Największy obszar zajmuje strefa
IV, niewiele mniejszy strefa III. Strefa V występuje głównie w sercu lasu, podobnie jak
strefy VI i VII, do których zaliczono jedynie pojedyncze okazy lub grupy drzew.
Zaobserwowano też punktowe występowanie stref V i VI około 10 m od drogi głównej.
Xanthoria parietina występuje przy drodze krajowej oraz rzadziej przy drodze
pożarowej. Nie odnotowano jej występowania w głębi lasu.
Na drzewach znajdujących się przy dodatkowym stanowisku przy drodze krajowej
zaobserwowano porosty ze strefy III. Ich plechy były jednak słabo wykształcone
i zdeformowane.
Przy okazji zaobserwowano ruch pojazdów spalinowych po drodze pożarowej (ok.
1 pojazd/5 min.), pomimo zakazu wjazdu na teren rezerwatu. W sąsiedztwie rezerwatu są
prowadzone również zręby borów sosnowych.
4
DYSKUSJA
Rozkład stref lichenoindykacyjnych (Ryc. 2.) wskazuje na dużą czystość powietrza
na badanym terenie pod względem zawartości dwutlenku siarki. Z różnorodności
porostów (Tab. 1.) oraz dobrego stanu zdrowotnego ich plech możemy również
wnioskować, że ilość zanieczyszczeń pyłowych jest znikoma, plechy nie są również
zatrute metalami ciężkimi. Wyjątkiem są tutaj okazy rosnące tuż przy drodze krajowej.
Xanthoria parietina jest gatunkiem nitrofilnym. Jej występowanie przy drogach świadczy
o obecności w powietrzu tlenków azotu (pochodzących głównie ze spalin
samochodowych).
Najczystsze powietrze (strefę VII) odnotowano w głębi lasu, gdzie
zanieczyszczenia są w znacznym stopniu zatrzymywane przez barierę drzew.
Źródłami zanieczyszczeń na badanym terenie są drogi komunikacyjne oraz
nieliczne domy. Nie stwierdzono zauważalnego wpływu komunikacji kolejowej na stan
powietrza. Przez badany teren średnio raz na godzinę przejeżdża autobus szynowy
SA138 – jest to pojazd napędzany silnikiem spalinowym, należy jednak do dość
nowoczesnych środków komunikacji z przypuszczalnie niewielką emisją zanieczyszczeń.
Najbardziej znaczącym źródłem zanieczyszczeń okazała się droga krajowa nr „20”.
W bezpośrednim sąsiedztwie występują porosty ze stref II i III. Zaobserwowano jednak
pojedyncze drzewo (grab pospolity - Carpinus betulus L.), kwalifikujące się do strefy VI
ze względu na występowanie na nim trzech gatunków Ramalina. Nie jest to jednak
bardzo zaskakujące. Ramalina fraxinea bardzo często występuje właśnie na drzewach
przydrożnych [3]. Mimo to występowanie tego porostu świadczy o wysokiej jakości
powietrza.
Korzystny wpływ na stan zdrowotny plech ma sąsiedztwo kompleksów zieleni [7].
Epifity rosnące przy drodze głównej w bezpośrednim sąsiedztwie lasów są bez
porównania zdrowsze od tych występujących na pojedynczych drzewach przy tej samej
drodze.
Zastanawiające jest występowanie strefy III tuż przy rzece, a więc w samym sercu
rezerwatu. Być może jest to spowodowane morfologią terenu. Głęboki, ciągnący się
przez wiele kilometrów wąwóz, umożliwia łatwe przemieszczanie się pyłów i gazów
nawet ze znacznych odległości [7].
Nie bez znaczenia jest gatunek i wiek drzewa, na którym występuje dany epifit.
Gładka kora buka, kwaśna kora olszy i łuszcząca się kora sosny nie sprzyjają rozwojowi
lichenobioty. Na tych drzewach porosty występują zwykle w mniejszej ilości. Nie
świadczy to wcale o zanieczyszczeniu powietrza, lecz właśnie o właściwościach kory.
Zostało to uwzględnione przy tworzeniu skali porostowej i mapy lichenoindykacyjnej. Na
starszych drzewach zazwyczaj występuje bogatsza lichenobiota.
Liczba porostów stale się zmniejsza [3]. Ponad 200 gatunków występujących w
Polsce znajduje się pod ścisłą ochroną [9]. Wiele z nich może wyginąć.
5
Aktualny stan powietrza na badanym terenie jest bardzo dobry. Można
zaobserwować różne interesujące gatunki porostów. Niestety poruszanie się po
rezerwacie pojazdami spalinowymi oraz zaobserwowany zręb sosen (i przez to
zmniejszanie się liczby starych drzew) mogą sprawić, że już wkrótce wartości
przyrodnicze tego obiektu znacznie zmaleją.
Wymieranie porostów ostrzega nas przed negatywnymi zmianami w atmosferze.
Porównywanie stanu lichenobioty co kilka lat (np. z użyciem stworzonej w niniejszej
pracy badawczej mapy lichenoindykacyjnej) pozwala na prognozowanie stanu
środowiska w skali kilkunastu lat, a nawet dłużej [2]. Większe stężenie zanieczyszczeń
powietrza jest również bardzo szkodliwe dla zdrowia człowieka. Obszary czyste w takim
stopniu jak „Jar Rzeki Raduni” są coraz rzadsze, dlatego powinniśmy o nie szczególnie
dbać i robić, co w naszej mocy, aby ograniczyć emisję szkodliwych związków do
atmosfery.
PIŚMIENNICTWO:
1. Berryman S., Straker J., Straker D. (2009) Using lichens as bioindicators of air
pollution deposition near remote mining operations – British Columbia Mine
Reclamation Symposium 2009
2. Bielec D. (2011) Lichenoindykacja Bielska-Białej – syntetyczne strefy porostowe
– Nauka Przyroda Technologie, Tom 5, Zeszyt 4
3. Cieśliński S., Czyżewska K. (1992) Problemy zagrożenia porostów w Polsce –
Wiadomości Botaniczne 36(1/2):5-17
4. Gworek B., Ostrowska A., Porębska G. (2007) Porosty i ich rola w środowisku
przyrodniczym. Część I – charakterystyka, występowanie i zastosowanie porostów
– Ochrona Środowiska i Zasobów Naturalnych, 32:61-66
5. Kłos A. (2007) Porosty – Biowskaźniki i biomonitory zanieczyszczenia
środowiska - półrocznik Chemia-Dydaktyka-Ekologia-Metrologia R. 12, NR 1-2
6. Lipnicki L., Wójciak H. (1995) Porosty. Klucz – atlas do oznaczania
najpospolitszych gatunków – WSiP, Warszawa
7. Matwiejuk A., Korobkiewicz K. (2012) Porosty jako wskaźniki stanu
zanieczyszczenia powietrza na terenie Narwii (Podlasie, północno-wschodnia
Polska) – Ochrona Środowiska i Zasobów Naturalnych 52:113-122
8. Opanowicz M. (2002) Ekologiczna rola wtórnych metabolitów porostowych –
Wiadomości Botaniczne 46(1/2):35-44
9. Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 9 lipca 2004 r. w sprawie gatunków
dziko występujących grzybów objętych ochroną (Dz. U. Nr 168, poz. 1765)
10.Rzętała M., Jaguś A. (2004) Najpiękniejsze akweny i wodospady – Videograf II,
Katowice
6