Наукова робота. Оцінка екологічного стану навколишнього середовища міста Нікополь методом ліхеноіндикації

Роботу виконали
учні гр.В 16 1\9
В.А.Величко
О.О. Пугач

Керівник проекту:
О.М.Картишкіна-Шостак,
викладачка біології
Державного професійно-технічного
навчального закладу
„Нікопольський центр професійної освіти”,
лауреатка IV Всеукраїнського Інтернет-конкурсу
„УЧИТЕЛЬ РОКУ–2019” за версією
науково-популярного природничого журналу
„КОЛОСОК” у номінації „Біологія”

ВСТУП

Екологічний моніторинг стану повітряного середовища – це одне із центральних завдань сучасної екології. Існує велика кількість методів оцінки стану навколишнього середовища – біологічний, біохімічний, хімічні, фізико-хімічні, фізичні, географічні. Один із перспективних та економічно-доцільних методів екологічного моніторингу – біоіндикація, що включає велику кількість аспектів, пов’язаних із використанням біологічних об’єктів для індикації впливу антропогенного навантаження на стан довкілля. Дане питання є актуальним в теперішній час, так як необхідно формувати «екологічну совість», тобто відповідальність за стан нашої планети перед наступними поколіннями, з’ясувати і негативний вплив антропогенного фактора на стан атмосфери, обґрунтувати яким чином застосування екологічних знань у практичній діяльності людини дає змогу значно зменшити антропогенний вплив на довкілля; необхідно виховувати особистостей, відповідальних за долю майбутнього суспільства, за «здоров’я» біосфери і людства.

Актуальність теми. Постійне посилення антропогенного впливу на навколишнє середовище значно підвищує інтерес до моніторингових досліджень. Лишайники та мохоподібні досить чутливі до екологічного стресу, насамперед такого, що супроводжується атмосферним забрудненням, евтрофікацією чи змінами клімату, і тому є перспективними біоіндикаторами порушення екосистем. Біоіндикація набуває особливого значення у системі екологічного моніторингу, оскільки носить акумулюючий характер, тобто відображає багаторічний середній стан атмосферного повітря і при повторних дослідженнях дає уявлення про динаміку забруднення урбанізованих територій. До того ж цей метод дозволяє охопити значні за площею міста, де проводити спостереження за станом атмосферного повітря на стаціонарних постах досить важко і недешево.

Предметом дослідження є ступінь розвитку слані лишайників, їх видовий склад як засіб ліхеноіндикації.

Обєктом дослідження є лишайники поширені на території міста Нікополь.

Метою даного дослідження є:

• привернути увагу населення до екологічної ситуації, стану атмосфери нашого міста;
• зясувати, що таке біоіндикація, ліхеноіндикація, які існують методи даних досліджень;
• використання найпростішої методики ліхеноіндикації, проведення спостережень та дослідів у природі, формування вміння теоретичного обґрунтовувати зібраний матеріал;
• встановлювити причини погіршення стану атмосфери міста;
• мотивувати необхідність поведінкової діяльності щодо покращення стану довкілля.

Завдання:

1. З’ясувати стан атмосфери нашого міста та причини її забрудненості.
2. З’ясувати, що таке біоіндикація, ліхеноіндикація, які існують методи даних досліджень.
3. Використати на практиці найпростіші методики ліхеноіндикації.
4. Провести польові дослідження, з виявлення видового складу лишайників, частоти їх трапляння та ступеня розвитку слані.
5. Розробити рекомендації щодо покращення стану довкілля.

Методи використані під час дослідження: статистичний, спостереження, описовий, польові дослідження.

Дослідження проводилися протягом вересня-жовтня 2017 року.

ОСНОВНА ЧАСТИНА

1 СТАН АТМОСФЕРИ МІСТА НІКОПОЛЬ ТА ПРИЧИНИ ЇЇ ЗАБРУДНЕННЯ.

Моніторинг якості повітря міста здійснює стаціонарний пост

Держсанепідслужби України, дослідження виконує ВСП

«Нікопольський МРВЛД» ДУ «Дніпропетровський ОЛЦ ДСЕСУ».

На стан атмосферного повітря м. Нікополь впливають два види факторів антропогенного впливу – власні та зовнішні. До власних факторів антропогенного впливу відносяться викиди стаціонарних та пересувних суб’єктів-резидентів м. Нікополь. До зовнішніх факторів необхідно віднести вплив атмосферного переносу забруднюючих речовин від джерел забруднення інших міст регіону. Основними власними забруднювачами повітря міста є підприємства металургійної галузі (близько 99 % викидів від стаціонарних джерел підприємств), а також автомобільний транспорт, питома вага якого оцінюється на рівні близько 45- 50 % загальної кількості викидів забруднюючих речовин і має чітку тенденцію к постійному зростанню [6].

Аналіз впливу власних джерел викидів на стан атмосферного повітря м. Нікополь показує, що серед промислових підприємств основним джерелом забруднення атмосферного повітря м. Нікополь залишається ПАТ «Нікопольський завод феросплавів», викиди якого складають близько 96 % від загального обсягу викидів забруднюючих речовин в атмосферу стаціонарними джерелами підприємств міста. Незважаючи на зменшення об’єму викидів, в 2012 році ПАТ «НЗФ» було викинуто в атмосферу 21,139 тис. т шкідливих речовин. Підприємство постійно впроваджує заходи щодо зменшення викидів забруднюючих речовин, в основному речовин у вигляді суспендованих твердих частинок (СТЧ). Встановлені рукавні фільтри, модернізовані окремі газоочисні установки (ГОУ) та виконано налагоджувальні роботи на установках очищення газів. Внаслідок проведеної реконструкції викиди забруднюючих речовин в атмосферне повітря знизились на 1250 т/рік (відносно річного показника 2012 року).

Проблемним питанням на ПАТ «НЗФ» залишається великий обсяг (більш 19,0 тис.т/рік) викидів оксиду вуглецю в атмосферне повітря.

Серед 21 підприємства міста, які надають негативний вплив на стан атмосферного повітря, особливої уваги заслуговують ТОВ «ІНТЕРПАЙП НІКО ТЬЮБ» (2,3 %), ПрАТ «СЕНТРАВІС ПРОДАКШИН ЮКРЕЙН» (0,7 %) та інші підприємства, які створенні на базі ВАТ «НПТЗ», на долю яких припадає близько 3,5 % загальноміських промислових викидів. В структурі забруднюючих речовин переважають оксид вуглецю, речовини у вигляді суспендованих твердих частинок (СТЧ), оксиди азоту (NOx) та сірки (SO2). Пріоритетними в забрудненні атмосфери міста є також фтор та його сполуки, формальдегід, сполуки важких металів, хлор та його сполуки, бенз(а)пірен, які при значно менших об’ємах викидів зумовлюють негативний вплив на здоров’я людини.

На фоні наявної з 2008 року тенденції скорочення об’ємів викидів від стаціонарних джерел підприємств міста, викиди автомобільного транспорту мають чітку динаміку до постійного зростання. За даними Державтоінспекції, у м. Нікополь на листопад 2016 р. зареєстровано 27 433 транспортних заходів. Більш детальна розбивка автотранспортних заходів за категоріями по місту відсутня.Вихлопні гази двигунів внутрішнього згоряння (особливо карбюраторних) містять величезну кількість сполук – бенз(а)пірену, альдегідів, оксидів азоту і вуглецю (чадний газ). Дорожній рух – це джерело викидів надто тонкодисперсних часток, які серйозно впливають на здоров’я людини [10].

Дослідження складу відпрацьованих газів двигунів внутрішнього згоряння (ДВЗ) показують, що вони містять складну суміш, що налічує кілька десятків компонентів[9]. Найбільшу токсичність має вихлоп карбюраторних ДВС за рахунок більшого викиду СО, NO x , C n H m і ін. Дизельні ДВЗ викидають у великих кількостях сажу, яка в чистому вигляді не токсична. Однак тонкодисперсні частинки сажі несуть на своїй поверхні частки токсичних речовин, у тому числі і канцерогенних. Сажа може тривалий час перебувати в підвішеному стані в повітрі, збільшуючи тим самим час впливу токсичних речовин на людину.

Розрахункова проектна інтенсивність руху по місту на різних дільницях становить 18000-34000 автомобілів на добу. Інтенсивний вплив на забруднення навколишнього середовища в місті має також обслуговуюча автотранспортна інфраструктура: автозаправні станції, станції технічного обслуговування, склади паливно-мастильних матеріалів, автостоянки та інше. Значний внесок в забруднення міста вносить також і транзитний автотранспорт у зв’язку з відсутністю об’їзної дороги. У середньому, при пробігу 15 тис. км за рік кожен автомобіль спалює 2 т палива і близько 26-30 т повітря, зокрема 4,5 т кисню, що в 50 разів більше потреб людини. При цьому автомобіль викидає в атмосферу (кг/рік): чадного газу – 700, діоксиду азоту – 40, незгорілих вуглеводнів – 230,тонкодисперсних твердих речовин – 2-5. Орієнтований розрахунок кількості руху автомобілів та викидів забруднюючих речовин в атмосферне повітря показує, що в даний час на долю автотранспорту в м. Нікополь приходить близько половини загального обсягу шкідливих викидів у навколишнє середовище.

Тенденція, яка спостерігається, підтверджує факт про неухильне зростання ролі пересувних джерел в забрудненні навколишнього середовища. Ймовірно, що в найближчий час об’єми стаціонарних та пересувних джерел зрівняються. Крім того, в м. Нікополь відсутня об’їзна дорога, і транзитний рух проходить через центральну частину міста. За даними спостережень за рухом автотранспорту (перехрестя пр. Трубників та вул. Героїв Чорнобиля), через місто щодобово проїжджають близько 2 тис. одиниць вантажного автотранспорту, в т. ч. 500-700 одиниць великовантажних автомобілів, і 4-5 тисяч одиниць легкових автотранспортних засобів.

Негативний вплив автотранспорту на навколишнє середовище посилює і несприятлива територіально-планувальна структура м. Нікополь внаслідок сформованого у минулі роки оточення промислових підприємств житловими масивами. Така структура разом із проходженням транзитного транспорту через місто значно збільшує загазованість житлової території, а населення зазнає ризику розвитку хвороб, пов’язаних з забрудненням повітря [6,10].

Найближчим сусідом м. Нікополь з-поміж населених пунктів є м. Енергодар. Загальний обсяг викидів ЗР Енергодару, який складається в основному з викидів Запорізької ТЕС, перевищує 100 тис. тонн на рік при відстані близько 10 км. Повторюваність вітру в напрямку від Енергодару до Нікополя перевищує 10%. Таким чином, приблизно місяць на рік Нікополь знаходиться під впливом викидів Запорізької ТЕС, які узагальнено в 5 разів перевищують сумарний викид підприємств міста.

Взагалі м. Нікополь знаходиться в оточенні промислово-розвинутих міст Дніпропетровської та Запорізької областей України. За даними обробки метеорологічних даних по м. Нікополь, повторюваність вітру в напрямках з північного заходу до південного сходу перевищує 65% при ймовірності штилю менше 5%. Таким чином, на забрудненість атмосферного повітря міста можуть впливати викиди, перш за все, металургійного виробництва та електроенергетики таких міст, як Кривий Ріг, Дніпро, Запоріжжя та Енергодар, не кажучи про більш віддалені населені пункти.

2 ОПИС ПРОВЕДЕНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ ТА ЇХ РЕЗУЛЬТАТИ

2.1 Опис методики дослідження

Біоіндикація − оцінка якості середовища існування або її окремих характеристик за станом біоти у природних умовах. Використовуючи біоіндикацію можна оцінити ступінь забруднення оточуючого середовища, здійснити постійний контроль (моніторинг) його якості та змін [2].

Головна мета біоіндикації – діагностика стану екосистем шляхом встановлення здатності організмів до адаптації у відповідних умовах довкілля.

Основним завданням біоіндикації є виявлення видів-біоіндикаторів, які реагують на зміни у стані довкілля, що виникли під дією природних і антропогенних факторів, і добір індикаторів-тестерів з високим порогом чутливості до змін у стані довкілля. Біоіндикатори − види, групи видів або угруповання, за наявності, ступеню розвитку, зміні морфологічних, структурно-функціональних, генетичних характеристик яких роблять висновок про стан довкілля. У якості біоіндикаторів часто виступають лишайники, у водних екосистемах − угруповання бактеріо-, фіто-, зоопланктону, зообентосу, перифітону [13]. Біоіндикаційні дослідження поділяються на два рівні: видовий і біоценотичний. Видовий рівень включає констатацію присутності організму, облік частоти його зустрічності, вивчення його анатомо-морфологічних, фізіолого-біохімічних властивостей.

Науковий напрямок біомоніторингу (тобто стеження) за ста­ном повітряного середовища за допомогою лишайників назива­ється ліхеноіндикацією [8]. Лишайники – це симбіоз водоростей і гриба. Вони чутливі до забруднення середовища в силу таких причин:

1) у лишайників відсутня непроникна кутикула, завдяки чому обмін газів проходить вільно через всю поверхню;

2) бі­льшість токсичних газів концентрується в дощовій воді, а ли­шайники втягують воду всією сланню, на відміну від квіткових рослин, які поглинають воду переважно коренями;

3) більшість квіткових рослин у наших широтах активні тільки літом, коли рівень забруднення сірчистим газом набагато нижче (внаслідок зменшення спалювання вугілля в топках – основне джерело сір­чистого газу), тоді як лишайники володіють здатністю до росту і при температурах, нижчих від 0°С.

На відміну від квіткових рослин лишайники здатні позбува­тися від вражених токсичним речовинами частин свого талому кожного року. В містах із забрудненою атмосферою вони рос­туть рідко, головний ворог лишайників у містах – сірчистий газ. Установлено, що чим вищий рівень забруднення природного середовища сірчистим газом, тим більше сірки накопичується в слані лишайників, причому жива слань акумулює сірку з середовища інтенсивніше, ніж мертва. Особливо зручні лишайники в якості індикаторів невеликого забруднення оточуючого сере­довища.

Лишайники поселяються на голих скелях, бідному грунті, стовбурах дерев, мертвій деревині, але для свого нормального функціонування вони потребують чистого повітря. Поширені лишайники майже по всій планеті – від прохолодних арктичних регіонів до спекотних пустель. Ця їхня властивість пов’язана зі здатністю витримувати тривалі періоди несприятливих умов – низьких чи високих температур, посухи тощо. Однак лишайники не витримують забруднення повітря. Тому їх не так часто можна побачити в містах, насамперед великих. І це не дивно. Адже лишайник не має коренів. Усі поживні речовини він бере з повітря і лише трохи з субстрату, на якому росте. Коли ж у повітрі багато отруйного пилу, шкідливих солей, газів, лишайники не ростуть, гинуть і зникають. Цю властивість лишайників людина використовує для визначення чистоти повітря. Оскільки одні види лишайників витримують забруднення краще, ніж інші, то, вивчаючи в певній місцевості видовий склад цих організмів, можна зробити попередні висновки про забрудненість там повітря. Наприклад, накипні лишайники загалом менш чутливі до забруднення, ніж листуваті, а найчутливіші –кущисті. Ростуть лишайники дуже повільно, у тих, що ростуть на деревах, видовий склад розрізняється в залежності від рН кори. Лишайники зникають у першу чергу з дерев, що мають кислу кору (береза, хвойні), по­тім з нейтральних (дуб, клен) і найпізніше – з дерев, що мають слабо-лужну кору (в’яз дрібнолистий, акація жовта). У лишай­никових типах лісу домінують кущисті лишайники (кладонія, цетрарія), довгими бородами з дерев звисає устенія, яка є най­більш чутливим видом і росте в лісах лише з чистою а атмосферою. За рік вони збільшуються лише на декілька міліметрів. Тому не слід руйнувати лишайники, щоб не спричинити їхню загибель. Проте живуть лишайники довго -десятки та сотні років. Завдяки своїй витривалості лишайники оселяються там, де не можуть існувати інші організми. Своєю діяльністю вони створюють умови для формування рослинних угруповань у тих місцях, де їх раніше не існувало. Лишайники містять багато цукрів та білків. Вони слугують їжею для багатьох видів тварин: комах, копитних тощо. Деякі види лишайників, як-от цетрарію ісландську, може вживати в їжу і людина. Лишайники також є середовищем мешкання багатьох безхребетних тварин. Крім того, певні види лишайників людина використовує у промисловості для отримання цукрів, барвників, виробництва лакмусу, у парфумерній чи медичній промисловості тощо.
 Серед життєвих форм лишайників розрізняють:
– накипні (слань має вигляд шкірочок) порошкоподібні слабо структуровані – наприклад,бацидіум,фісція;
– коркові – коркоподібні, щільно прилягають до субстрату;

– лускаті – коркоподібні, країталому припідняті;

-пластинчасті – коркоподібні, краї бороздчаті і утворюють ло-пасті;
– листуваті (слань має вигляд пластинок) талом листоподібний з чіткою нижньою шкіркою листуваті -талом листоподібний з чіткою нижньою шкіркою;

– кущисті – прямі волосоподібні або чагарникової форми (слань має вигляд кущиків або звисаючих “борід”,іноді до 1-2 м довжиною) – наприклад, уснея, бріорія, клафонія, цетрарія. [12].
 При вивченні лишайників багатьох міст були виявлені загальні закономірності:

1. Чим більше індустріалізованих місто, чим сильніше забруднене його повітря, тим менше зустрічається в ньому видів лишайників, тим меншу площу покривають вони на стовбурах дерев та інших субстратах і тим нижче їх життєздатність.
2. При підвищенні ступеня забрудненості повітря першими зникають кущисті лишайники, за ними-лістоваті й останніми – накипні.

Методи ліхеноіндикації, засновані на вивченні змін структури лишайникових співтовариств і складу ліхенобіонти, за впливом забруднення можуть бути розділені на наступні групи:

1. Аналіз історичних даних, заснований на порівнянні результатів нинішніх спостережень за видами лишайників і попередніх спостережень у тому ж місці.
2. Зміна структури лишайникових співтовариств біля джерела забруднення.
3. Зонування території, грунтоване на зміні кількості та чисельності видів [14].

У містах розрізняють так званні «зони лишайників»:

а) лишайникову «пустелю» (центр міста із сильно забрудненим повітрям – лишайники майже відсутні), вміст двооксиду сульфуру складає 0,3 мг/м3 повітря ;

б) зону «змагання» (частина міста із помірною забрудненістю повітря – флора лишайників бідна, види характеризуються пониженою життєздатністю), вміст двооксиду сульфуру в межах 0,05 – 0,2 мг/м3 повітря, на стовбурах дерев присутні види лишайників, що стійкі до забруднювача – ксанторія, фісція тощо;

в) «нормальну» зону (периферійні райони міста, де зустрічається багато видів лишайників), вміст двооксиду сульфуру нижче 0,05 мг/м3 повітря, на стовбурах зустрічаються види лишайників, що переважають у природних угрупуваннях – паргелія, алекторія та інші.

4. Трансплантація лишайників – перенесення організму із його місця проживання у місце, де він необхідний для моніторингу забруднення стану навколишнього природного середовища [15].

Шкала залежності розвитку слані від забруднення повітря.

0 зона – «лишайникова пустеля». Лишайники відсутні. Трапляється у містах та територіях заводів, які викидають дуже багато шкідливих речовин. Забруднення дуже сильне – лишайників нема, лише водорість плеврокок на деревах і каміннях

І зона – сильне забруднення. Зустрічається лишайник леканора слань майже не розвинута, з некротичними плямами, тьмяним забарвленням.

ІІ зона – зменшення забруднення лишайник ксанторія на камінні. Зустрічається лишайник леканора слань майже не розвинута, з некротичними плямами, тьмяним забарвленням, або інтенсивно розвинута, але із сухими бурими ділянками.

ІІІ зона – середнє забруднення. Зустрічається пармелія на камінні, на деревах відсутня.

ІV зона – відносне забруднення. Зустрічаються сірі листкуваті лишайники з’являються на стовбурах дерев, можуть мати некротичні плями та недорозвинуту слань.

V зона – зона чистого повітря. З’являються кущисті лишайники, в тому числі евернія. Із нормальною сланню.

VІ зона – дуже чисте повітря. Кущисті, в тому числі уснея, та інші види лишайників із добре розвинутою сланню, нормальним забарвленням, без явних пошкоджень та некротичних плям

2.2 Опис дослідних ділянок

Дослідною територією наших спостережень ми обрали територію навколо НЦПО, територію парку «Металург» та територію зеленої зони Каховського водосховища; вул.Херсонську з дуже інтенсивним рухом автотранспорту, пр.Трубників з інтенсивним рухом автотранспорту та вул.Рижикова з малим рухом автотранспорту та поза зоною промислових обєктів. Дослідження проводилися протягом вересня-жовтня 2017 року, шляхом візуального спостереження, проведення замірів розмірів слані знайдених лишайників, та статистичної обробки отриманих результатів.

На двох дослідних територіях людина веде інтенсивну господарську, торгівельну та промислову діяльність, змінює ландшафти, здійснює значний антропогенний тиск на дану територію тут зростають штучно створені насадження дерев; лише одна територія є не змінною, але й вона потерпає від рук людини (вирубка).

Для експериментальної ліхеноіндикації завдяки ряду ознак було обрано індикаторний вид – Xanthorіa parіеtіna (ксанторія настінна). Це листуватий епіфітний лишайник, один із найпоширеніших на стовбурах дерев, скелях, камінні.

На дослідних територіях лишайники було виявлено в епіфітній формі, тобто, місцем їх зростання були дерева, кущі, старі пеньки, дахи будинків та господарських приміщень (на шифері, глиняній черепиці, бризентових та рубіроїдних покриттях), паркани (деревяні), зрідка траплялися на стінах будинків (поштукатурених розчином із натуральних матеріалів) та навіть на асфальті. Нами було помічено лишайники різних груп, зокрема накипні та кущисті.

Дослідною ділянкою №1 була територія НЦПО (вул.Херсонська). Території НЦПО оточена з одного боку спальним районом з іншого – проходить вул. Херсонська з дуже інтенсивним рухом автотранспорту, також слід зазначити, що в даному районі знаходиться центральна прохідна трубного заводу та розгалужена система підприємства, які створенні на базі ВАТ «НПТЗ».

На території центру зростають такі дерева як береза бородавчаста, тополя чорна, осокір та біла; клен звичайний, обо гостролистий та сріблястий; верба ламка, туя західна та пірамідальна, ялина європейська, сосна звичайна, липа серцелиста, горобина звичайна (посаджена у минулому році), гіркокаштан звичайний, або кінський каштан; робінія, або псевдо акація; ясен звичайний, в’яз дрібнолистий. На даній території також зростають кущові рослини: самшит, ялівець, сніжноягідник, калина, вейгела, керія, спірея. На клумбах та рабатках багато троянд різних сортів, хризантем.

Більшість дерев значних розмірів, старі, є деревні насадження зовсім молоді – декілька років.

Дослідною ділянкою №2 була територія парку «Металург» (пр.Трубників). Міський парк відпочинку розташований у західній частині міста. Зі сходу оточений панельними п’ятиповерховими будинками, з заходу – одноповерховими, їх покрівлі складаються із шиферу та метало черепиці, у дворах цих будинків є господарські приміщення – сараї, гаражі, також у дворах є сади із плодових дерев та кущів; з північної сторони проходить пр.Трубників та промисловий майданчик трубного заводу, з південої – вул. Херсонська, де автомобільний рух дуже інтенсивний.

У парку зростають такі дерева береза бородавчаста, тополя чорна, осокір та біла; клен звичайний, обо гостролистий та сріблястий; клен-явір та польовий, верба ламка, туя західна та пірамідальна, ялина європейська, колбча та срібляста; сосна звичайна та веймутова, липа серцелиста, горобина звичайна, гіркокаштан звичайний, або кінський каштан; платан кленолистий, айлант найвищий, робінія, або псевдоакація; ясен звичайний, в’яз дрібнолистий, глід одноматочковий, горобина червоноплідна, черемха, катальпа бузковолиста, або звичайна; гіркокаштан звичайний, або кінський каштан; дуб звичайний, софора японська, вільха чагарникова, шовковиця біла та чорна. Вік яких становить приблизно 30 років. На даній території також зростають кущові рослини: самшит, ялівець звичайний, сніжноягідник, калина, вейгела, керія, спірея, глід одноматочковий, шипшина біла та собача, барбарис Тунберга, гібіскус садовий та трав’яний; форзиція, шовковиця декоративна, жасмин садовий, бузок, хеномелес, бирючина звичайна. Серед квіткових рослин – троянди, півники садові, хризантеми. В центральній частині парку розмішені атракціони, територія має гарне озеленення, а інші частини парку мають недосить доглянутий вигляд.

Дослідною ділянкою №3 була територія зеленої зони Каховського водосховища (вул. Рижикова). Флора зеленої зони Каховського водосховища складає деревні насадження верхнього ярусу: верба плакуча, тополя пірамідальна, гледичія колюча, ясен звичайний, дуб звичайний, або черешатий; клен-явір, робінія, або псевдо акація; шовковиця біла, сиза та чорна, дика лісова груша. Середнього – глід одноматочковий, скумпія, бузина чорна, терен звичайний, шипшина собача, маслинка вузьколиста, крушина ламка. Нижнього – будяк польовий, різні види осоту, лопух великий, полин гіркий та звичайний, пижмо звичайне, глуха кропива, очерет, водяні півники жовті, стрілолист, рогіз вузьколистий, хміль, буркун лікарський, конюшина лучна та повзуча, горошок мишачий, кульбаба, пирій повзучий, грицики звичайні, мати-й мачуха та ін.

Є багато як старезних дерев з дуплами та великою кількістю гнізд, так і молодих; багато рослинності знаходиться у воді. Це недоторканний куточок живої природи.

Вулиця розташована на сході міста (район Новопавлівка) і виходить у зелену зону Каховського водосховища. Тут розміщуються здебільшого цегляні одноповерхові будинки, їх покрівлі складаються із шиферу та метало черепиці. У дворах багатьох будинків є господарські приміщення – сараї, гаражі, також є сади із плодових дерев, вік яких становить приблизно 25 – 30 років, але трапляються і молоді, віком 10 – 15 років та 7 -10 років. Є присадибні ділянки – городи ( які виходять до Каховського водосховища), на яких вирощують найпоширеніші у нашій області культури: капусту, моркву, столовий буряк, картоплю, огірки та томати, тощо. Майже коло кожної оселі є квітники утворені декоративними кущовими та трав’янистими рослинами. Вулицею проходить не багато людей (за нашими підрахунками, в денні години, вулицею проходить приблизно 43/ год. чоловік), автотранспорту мало (17 авто/год.).

У даному районі зростають такі дерева як береза бородавчаста, верба ламка, береза бородавчаста, туя західна, яблуні, груші, алича, вишня, черешні, абрикос, персик, слива, горіх грецький, ялина звичайна, горобина звичайна. На даній території також зростають кущові рослини: самшит, аґрус, чорна та червона смородина, йошта, айва, калина звичайна, малина, аронія. Трав’яний покрив складають різні сорти троянд, жоржин, айстр, хризантем, чорнобривці.

2.3 Результати дослідження.

Для проведення досліджень ми обрали три території в різник куточках нашого міста. На кожному пробному майданчику врахували наступні пара­метри: загальну кількість видів лишайників, ступінь покриття сланню лишайників кожного дерева, частоту (зустріваність) ко­жного виду, багатство кожного виду. Потім ми умовно поділили обрану територію на квадрати, розмір яких залежить від площі досліджуваної території (наприклад, 10 х 10 м). У кожному квадраті вибрали 10 окремо стоячих старих, але здорових, що ростуть вертикально дерев, які найбільш поширений на даній території. На кожному дереві підраховували кількість видів лишайників, розрізняли їх за кольором і формою слані. Всі виявлені види розділили на 3 групи: кущисті, лістоватие, накипні. При проведіні оцінки ступеня покриття деревного стовбура лишайниками ми на висоті 30-150 см на найбільш покриту частину кори накладали рамку та підраховували відсоток загальної площі рамки , що займають лишайники. Крім дерев нами були досліджені обростання лишайниками каменів, стін будинків і т.п.

У ході роботи було проведено дослідження території на наявність лишайників та зроблено фотографії, які найбільш наглядно демонструють відмінності у їх розмірі, кольорі та формі (Додатки 1-3).

На дослідній ділянці №1 – територія НЦПО (вул.Херсонська) було виявлено лишайники таких видів: пармелія, ксанторія, леканора. Слань листуватих та кущистих лишайників на даній ділянці мала незначні розміри (0,3 – 1 см.). В результаті візуального спостереження було виявлено, що вони мали недорозвинену слань, часточки слані часто були змертвілими, тьмяного забарвлення, що свідчить про хворобливість даних організмів, іноді траплялися і сухі лишайники буро-чорного забарвлення від кіптяви, яка проникла у верхні шари самого лишайника. На всіх деревах, що знаходяться найближче до проїжджої частини, взагалі відсутні лишайники. Це говорить про те, що ця територія забруднена шкідливими викидами і є неможливим для існування лишайників. Вони є індикаторами чистого повітря і тому цілковита відсутність лишайників говорить про те, що проїжджа частина міста є вкрай небезпечним та несприятливим районом міста Нікополь. На незначній відстані від дороги (10-20 метрів) вже з`являються лишайники, але кількість їх обмежена і найбільш стійкі форми – накипні . Вони мають сіро-зелений колір, менші за розмірами та висотою проростання. На цій території не можна побачити все різноманіття форм лишайників, кущисті форми взагалі відсутні, оскільки ця ділянка знаходиться відносно близько від дороги та залишається під впливом автомобільних викидів від проїжджої частини. Висока концентрація шкідливих газів-забруднювачів безпосередньо діє на склад повітря і унеможливлює проростання менш стійких до сірчистого газу форм лишайників. Треба зазначити, що деревах (тополя) зі сторони проїжджої частини були відсутні лишайники, а зі сторони внутрішнього двору НЦПО їх була велика кількість і це говорить про те, що деревна буферна зона слугує фільтром повітря (Додаток 1)

На території дослідної ділянки №2. – територія парку «Металург» (пр.Трубників) в результаті візуальних спостережень, нами було виявлено досить добре розвинуті лишайники із розгалуженою, міцною нормального забарвлення сланню, без некротичних плям, кіптяви на лишайниках не виявлено(в центральній частині парку). Було виявлено лишайники таких видів: пармелія, ксанторія, леканора. Слань листуватих та кущистих лишайників на даній ділянці також мала незначні розміри ( 1 – 2,5 см.). На незначній відстані від дороги (10-20 метрів) теж є лишайники, але кількість їх обмежена і найбільш стійкі форми – накипні (Додаток 2). Вони мають сіро-зелений колір, менші за розмірами та висотою проростання.

На цій території не можна побачити все різноманіття форм лишайників, кущисті форми взагалі відсутні, оскільки ця ділянка знаходиться відносно близько від дороги та залишається під впливом автомобільних викидів від проїжджої частини. Висока концентрація шкідливих газів-забруднювачів безпосередньо діє на склад повітря і унеможливлює проростання менш стійких до сірчистого газу форм лишайників.

Тільки на територія зеленої зони Каховського водосховища (вул. Рижикова) зустрічається майже всі види лишайників різноманітної форми, кольору і забарвлення. Але навіть у такому незабрудненому місці, як зелена зона Каховського водосховища, кущисті форми не зустрічаються, листкові форми наявні в незначній кількості порівняно з накипними (Додаток 3). Це говорить про здатність живої природи до саморегуляції. Дерева зеленої зони Каховського водосховища на сьогоднішній час здатні долати цю кількість шкідливих викидів в повітря і відновлювати повітряний баланс міста.

Ми порівняли отримані дані із шкалою залежності розвитку слані від забруднення повітря. На підставі спостережень є можливість виділити три зони забруднення:

• лишайникова пустеля – цілковита відсутність лишайників, найбільш несприятливі райони міста біля проїжджої частини;
• зона змагання – лишайникова флора бідна;
• нормальна зона – периферійна частина міста, зелена зона Каховського водосховища.

Обстеження наявності і стану певних видів лишайників у різних частинах міста (візуальна ліхеноіндикація) за допомогою шкали залежності розвитку слані від забруднення повітря дало змогу побачити стан атмосфери міста та розглянути лишайники як біоіндикатори забруднення повітря. У місті є досить велика «зона боротьби лишайниками за життя» (навколо першої та другої дослідної ділянки), і «нормальна лишайникова зона» (периферія міста – третя дослідна ділянка).

Усе це свідчить про значний ступінь забрудненості повітря вихлопними газами, шкідливими хімічними речовинами, пилом та кіптявою повітря на дослідній території №1 та №2, та про менший антропогенний тиск на територію №3, внаслідок різних типів діяльності людини.

Проаналізувавши стан сланей лишайників, ступінь їх розвитку ми побачили, що ці організми є прекрасними індикаторами стану навколишнього середовища, зокрема, стану повітря, тому, що у несприятливих, забруднених умовах середовища слань лишайників є погано розвинутою, хворобливою, забрудненою кіптявою, з невиразним забарвленням та , не рідко , некротичними плямами.

Хворобливий стан лишайників свідчить про наявність вище згаданих речовин у повітрі міста Нікополь, що переконує нас у тому, що лишайники є чудовими перспективними біоіндикаторами, а ліхеноіндикація є перспективним напрямом біоіндикації стану атмосфери, та її забруднення.

3 РЕКОМЕНДАЦІЇ ЩОДО ПОКРАЩЕННЯ СТАНУ АТМОСФЕРНОГО ПОВІТРЯ

1. Для поліпшення екологічної обстановки в центральній частині міста потрібен негайний перехід автотранспорту на менш шкідливі види палива (газ, біосинтетичне паливо та ін.).
2. Своєчасне вивезення сміття та прибирання побутових відходів.
3. Встановлення фільтрів на підприємствах.
4. Очищення промислових та каналізаційних стічних вод.
5. Підтримання належного, відповідного нормам, санітарного стану міста.
6. Збільшення кількості зелених насаджень на території міста.
7. Проведення просвітницької роботи серед населення з метою формування екологічної свідомості громадян.
8. Посилення контролю санітарно-епідеміологічною станцією за санітарно-гігієнічними умовами міста.
9. Впровадження системи штрафів за несанкціоноване викидання сміття у невідведених для цього місцях, та утворення стихійних звалищ побутових та будівельних відходів.

ВИСНОВКИ

1. Ліхеноіндикація – перспективний метод біоіндикації повітряного середовища, що здійснюється за допомогою лишайників.
2. Лишайники – організми, які складаються із гіфів грибів та водоростей є ефективними біоіндикаторами стану повітряного середовища, оскільки відповідають усім вимогам до організмів-біоіндикаторів.
3. Серед еколого-субстратних груп лишайників з метою оцінки стану повітряного середовища найкраще використовувати епіфітів.
4. Найбільш стійкими до забруднення повітря SO₂ є накипні форми лишайників.
5. Ближче до центральної частини міста спостерігається тенденція до збільшення загазованості та запиленості атмосферного повітря.
6. Середні значення загального об’єму вихлопних газів та об’єму повітря для їх розчинення за всіма видами палива становить:

Забруднювач Загальний об’єм, л. Об’єм повітря для розчинення, л

Карбон (ІІ) оксид 0,9414, 13,06 392 5488

Вуглеводні (C₅H₁₂) 0,1499 2, 1769 20 280

Нітроген (ІІ) оксид 0,0623 , 2,7 37,8

7. Рівень забруднення атмосферного повітря на експериментальній ділянці в 3 рази перевищує норму.
8. Головні причини погіршення екологічного стану повітря у істі:

• розширення мережі торгових точок;
• збільшення кількості машин на міських та приміських маршрутах;
• Інші фактори, не пов’язані зі збільшенням кількості одиниць автотранспорту.

9. У місті є невелика досить велика «зона боротьби лишайниками за життя» (навколо першої ділянки долідної), і «нормальна лишайникова зона» (периферія міста – друга дослідна ділянка).
10. Для поліпшення екологічної обстановки в центральній частині міста потрібен негайний перехід автотранспорту на менш шкідливі види палива (газ, біосинтетичне паливо та ін.)

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

1. А.О. Слюсарев, О.В. Самсонов, В.М. Мухін та ін.; Біологія: Навч.пос. – К: Вища школа, 2005р – 622с.
2. Вайнерт Э., Вальтер Р., и др. Биоиндикация загрязнений наземних екосистем./ Под ред. Р. Шуберта. – М.: Мир, 1988. – 350с.
3. Димитрова Л. В. Ліхеноіндикація забруднення атмосферного повітря у м. Києві / Л. В. Димитрова // Укр. ботан. журн. – 2008. – Т. 65, № 4. – С. 572-585.
4. Димитрова Л. В. Ліхеноіндикація забруднення атмосферного повітря м.Полтави / Л. В. Димитрова // Укр. ботан. журн. – 2008. – Т. 65, № 1. – С. 122-129.
5. Зеленко С. Д. Ліхеноіндикаційна оцінка забрудненості повітря м. Чернігова / С. Д. Зеленко // Український ботанічний журнал. – 1999. – 56, № 1. – С. 64-67.
6. Информационный справочник «Экология города Никополя». Официальное издание исполнительного комитета Никопольского совета депутатов (2016 г)
7. Кондратюк С. Я. Ліхеноіндикаційне забруднення повітря у м. Львові / С. Я. Кондратюк, В. О. Кучерявий, В. О. Крамарець та ін. // Український ботанічний журнал. – 1991. – 48, № 2. – С. 72-76.
8. Кондратюк С. Я. Ліхеноіндикація / С. Я. Кондратюк, В. Г. Мартиненко. – К.; Кіровоград, 2006. – 260 с.
9. Л.А. Притула Екологія: Навч.пос. – К: Знання, 2008р. – 272с.
10. Надеина С.А. Информационный справочник “Экология города Никополя”. — Никополь, 2014. — 39 с
11. Некрасенко Л. А. Аналіз ліхеноіндикаційного картування м. Кременчук / Л. А. Некрасенко, О. М. Байрак // Український ботанічний журнал. – 2002. – 59, № 3. – С. 278-284.
12. Окснер А. М. Флора лишайників України / А. М. Окснер. – К.: Вид-во АН УРСР, 1956. – Т. 1. – 495 с.
13. Трасс Х.Х. Биоиндикация состояния атмосферной среды городов. – Экологические аспекты городских систем. – Мн.: Наука и техника, 1984. – С. 96-109.
14. Т.Я. Ашихміна та ін. Біоіндикація та біотестування – методи пізнання екологічного стану навколишнього середовища. – К: Знання, 2005р. – 450с.
15. Царенко О.М., Скиба Ю.А., Білоус О.П., Ковтун О.О. Екологічна біоіндикація: прак- тикум. – К., 2011. – 70 с.

ДОДАТОК А

Ділянки №1 – Територія НЦПО (вул.Херсонська)

Дослідження лишайників у внутрішньому дворі НЦПО

Дослідження лишайників тополиної алеї вул.Херсонська

ДОДАТОК Б

Ділянки №2 – територія парку «Металург» (пр.Трубників)

Дослідження лишайників в парку(на липі, камінні та асфальті)

Лишайники в центральній частині парку

Лишайники на кущах бірючини та клену з західної сторони

ДОДАТОК В

Ділянки №3 – територія зеленої зони Каховського водосховища (вул. Рижикова)

Лишайники пармелія та ксанторія настінна(золотянка) на тополях

Редакція може не поділяти думку авторів і не несе відповідальність за достовірність інформації. Будь-який передрук матеріалів з сайту може здійснюватись лише при наявності активного гіперпосилання на e-kolosok.org, а також на сам матеріал!