§ 8. БИОЛОГИЧЕСКАЯ ИНДИКАЦИЯ

Живые организмы тесно связаны с условиями среды. И потому о состоянии окружающей среды и ее изменениях – загрязнении, повышении или уменьшении влажности почвы, ее засолении, изменении климата и т.д.

Оценка среды по состоянию организмов и видовому составу экосистем называется биологической индикацией (биоиндикацией). Достоинство биологической индикации состоит в том, что организмы могут «рассказывать» не только о состоянии среды в данный момент, но и о ее изменении за длительное время. Например, если имел место «залповый» выброс большого количества загрязняющего вещества, то уже спустя несколько часов при наличии ветра он не будет зарегистрирован прибором, а растения «запомнят» этот выброс и «расскажут» о нем.

Кроме того, если предприятие выбрасывает в атмосферу или воду сразу десятки загрязняющих веществ, оценить их влияние на природу порознь часто невозможно. По реакции организмов на загрязнение можно оценить вредоносность всего «комплекта».

Существуют разные биологические индикаторы (биоиндикаторы). О загрязнении окружающей среды можно судить по внешним признакам растений или животных. Благодаря «памяти» этих организмов, можно узнать и о тех факторах, которые в настоящее время уже не действуют. Например, появление черных пятен на листьях липы свидетельствует о том, что в зимнее время дворники чрезмерно увлекались посыпанием снега солью для ускорения его таяния, о выбросах сернистого газа «расскажут» пятна на листьях подорожника большого. О степени загрязнения воздуха можно судить и по состоянию хвои сосны (рис. 10). По ширине годичных колец сосен в окрестностях химического предприятия можно определить, в какие годы завод особенно сильно загрязнял атмосферу. В эти годы закладываются более тонкие кольца. Поскольку на ширину колец влияет также и количество осадков, при биоиндикации используется «контроль» – толщина колец в сходных условиях, но без загрязнения.

Можно достаточно точно определить, сколько солей содержится в почве, если в экосистеме появились растения-индикаторы почвенного засоления: подорожник солончаковатый, шведка, солерос, бодяк бесстебельный, ситник Жерарда и др. (Рис. 11.)

О действии некоторых факторов можно судить по особенностям формы листьев или по высоте растений. Например, тростник, если солей в воде немного, может достигать высоты 4 м, а если вода «пересолена», его побеги не превышают 0,5 м. Можно составить специальную шкалу, и по высоте тростника определять качество воды в водоеме.

Есть растения-индикаторы состояния почв на пашне. Если появились полевица побегообразующая и мята полевая, значит, на пашне застаивается вода; разрослись щавель малый и клевер пашенный – почва стала кислой, и ее надо известковать; появились паслен черный и крапива жгучая – почву «перекормили» азотными удобрениями, и урожай может быть загрязнен нитратами.

По составу растений-сорняков можно оценить и интенсивность применения гербицидов.

Присутствие в водоемах водокраса лягушечьего и тем более наяды, сальвинии (рис. 12) или водяного ореха – показатель высокого качества воды, а массовое развитие роголистника, рдеста плавающего и ряски – признак сильного загрязнения водоема.

Чуткие индикаторы загрязнения атмосферы – некоторые виды мхов и лишайников. Степень задымления городов можно определить по составу лишайников на стволах деревьев. Некоторые виды лишайников исчезают при самом слабом загрязнении атмосферы. Другие – выдерживают относительно высокие концентрации загрязняющих веществ. Лишайники накапливают загрязняющие химические и радиоактивные вещества. Химический анализ слоевищ лишайников позволяет точнее «засечь» появление загрязнения в атмосфере, чем при использовании приборов. (В частности, в Швеции появление радиоактивной пыли от Чернобыльской АЭС было установлено при анализе лишайников.)

Существуют и специальные живые приборы бриометры (от греческого слова бриос – мох) – маленькие коробочки с мхами определенных видов. Бриометры выставляются в разных местах города. За сутки мхи хорошо «запоминают» режим задымления атмосферы. Кроме мхов для этих целей используются и некоторые особо чувствительные растения, например, кресс-салат, который также чутко реагирует на состояние атмосферы.

Конечно, биоиндикация не заменяет химических анализов. Тем не менее, во многих случаях оценивать действие экологических факторов методами биоиндикации очень полезно. Для такой оценки не нужны дорогостоящие приборы, возможно осуществление оперативного наблюдения (мониторинга) за состоянием условий среды, особенно за режимом загрязнения атмосферы, воды и почвы. Эти методы могут использовать школьники.

Контрольные вопросы

1. Что такое биологическая индикация?

2. В чем ее достоинства и недостатки?

3. Какие признаки организмов и экосистем могут использоваться при биологической индикации?

4. Как используются в биологической индикации лишайники и мхи?