Сосна в качестве тест-объекта в определении загрязнения воздуха

Сосна обыкновенная
Растения чутко реагируют на состояние природной среды, поэтому являются важным элементом биологического мониторинга.
Удобным объектом для изучения влияния условий обитания являются виды хвойных, а именно сосна обыкновенная (лат. Pinus sylvestris).
Сосна обыкновенная- растение, широко распространённый вид рода Сосна семейства Сосновые (Pinaceae). В естественных условиях растёт в Европе и Азии.
Дерево высотой 25—40 м и диаметром ствола 0,5—1,2 м. Самые высокие деревья (до 45—50 м) растут на южном побережье Балтийского моря. Ствол прямой. Крона высоко поднятая, конусовидная, а затем округлая, широкая, с горизонтально расположенными в мутовках ветвями.

Хорошим индикатором загрязнений окружающей среды являются биохимические, физиологические и морфологические микроскопические изменения на молекулярном, субклеточном, клеточном уровнях и макроскопические изменения на организменном уровне, происходящие у семенных растений под влиянием токсических веществ.
В нашей разработке мы рассмотрим макроскопические изменения сосны обыкновенной.

Макроскопические изменения
Макроскопические реакции семенных растений на различные стрессоры проявляются прежде всего в изменении окраски листьев, к которым относятся хлорозы, пожелтения, побурение, побронзовение, посеребрение листьев; впечатление листьев пропитанных водой и т.д, a также изменения размеров и формы органов.
У хвойных различают легкие, средние, сильные и очень сильные хронические повреждения хвои при воздушном загрязнениях. Некрозы чаще появляются весной после образования хвои.

Источник: В.Д. Туровцев, В.С. Краснов Т 88 Биоиндикация: Уеб. Пособие. – Тверь: Твер. гос. ун-т, 2004. стр 173.

Методика
При определении степени загрязненности воздуха по состоянию и продолжительности жизни хвои сосны из средней части кроны молодых генеративных растений вырезают по одной ветви.
На одном участке берут ветви с 25 деревьев и анализируют их на месте с использованием лупы или в лаборатории. Анализ состоит из двух этапов:
На первом этапе для каждого участка определяют вид и степень развития повреждения (некрозa) и усыхания (хлорозa) хвои. Таблицы 1 и 2, рисунок 1 ниже.

Таблица №1. Класс повреждения (некроз) хвои.
Таблица №2. Класс усыхания (хлороз) хвои.

Рис №1. Повреждения: 1 – хвоинки без пятен; 2 – с небольшим числом мелких пятнышек; 3 – с большим числом черных и желтых пятен, некоторые из них крупные, вo всю ширину хвоинки;
Усыхание: 1 – нет сухих участков; 2 – усох кончик на 2–5 мм; 3 – усохла треть хвоинки; 4 – вся хвоинка желтая или более половины ее длины сухая.
Источник: Методы биоиндикации: учебно-методическое пособие / М.Н. Мукминов, Э.А. Шуралев. – Казань: Казанский университет, 2011. стр.9-11.

На втором этапе определяют продолжительность жизни хвои (рис №2).
Рис №2. Шкала продолжительности жизни сосновой хвои.
Источник: Методы биоиндикации: учебно-методическое пособие / М.Н. Мукминов, Э.А. Шуралев. – Казань: Казанский университет, 2011. стр.9-11.

Определив класс повреждения и продолжительность жизни хвои, оценивают класс загрязнения воздуха по таблице №3.
Таблица №3. Класс загрязнения воздуха. Источник: Методы биоиндикации: учебно-методическое пособие / М.Н. Мукминов, Э.А. Шуралев. – Казань: Казанский университет, 2011. стр.9-11.

Наиболее чувствительны к загрязнению воздуха сосновые леса. Информационными по загрязнению являются морфологические и анатомические изменения, а так же продолжительность жизни хвои. При хроническом загрязнении лесов диоксидом серы, диоксидом углерода vдиоксидом азота наблюдается повреждение и преждевременное опадание хвои. В незагрязненных лесах основная масса хвои здорова, не имеет повреждений. В загрязненной атмосфере появляются повреждения, снижается продолжительность жизни хвои. Под действием загрязнителей происходит подавление плодовитости сосны.
Например, диоксид серы и диоксид азота не только негативно влияют на состояние сосны обыкновенной, но и на здоровье человека. Поэтому сосну обыкновенную, как важнейшего индикатора антропогенного влияния, удобно принимать за «эталон биодиагностики».