Биоиндикация загрязнения атмосферы с помощью растений

Растительный покров как важная составная биосферы отображает ее общее состояние и ход почти всех процессов, которые происходят на планете. Жизнь на Земле было бы невозможна без беспрерывного процесса фотосинтеза, который происходит в зеленых частях растений, которые являются основным стабилизатором углекисло-кислородного баланса воздушного бассейна. Рас­тения как важный компонент биогеоценоза заметно влияют на другие его элементы, оказывают содействие формированию почвенного покрова, влияют на химизм почвы и ее плодородие, а так­же на жизнь всех животных и живых организмов, одновременно реагируя на все внешние факто­ры.

Хорошими индикаторами загрязнения воздушной среды являются растения, поскольку они в большей степени поражаются загрязненным воздухом и сильнее реагируют на те концентрации большинства вредных примесей, которые у людей и животных не оставляют видимых явлений отравления. Действие газовых поллютантов на растения зависит от вида вредных веществ, кон­центрации загрязняющих веществ, длительности воздействия, относительной восприимчивости видов растений к действию газов и стадии физиологического развития, в которой находится рас­тение в момент воздействия вредных веществ.

Токсичные газы проникают в мезофилл листа главным образом через устьица. Попадая в подустичную полость и диффундируя через межклеточные пространства, они растворяются в межфибриллярной воде клеточной стенки, образуя соединения, разрушающие наружную клеточ­ную мембрану. Повреждения мембран проявляются в их повышенной проницаемости и в измене­нии рН. Изменение свойств биомембран может приводить к трансформации ферментативного обмена, сдвигам в содержании неорганических ионов и низкомолекулярных веществ.

Первые нарушения в анатомическом строении прослеживаются в строении хлоропластов. Выделяют три стадии повреждений хвои ели и сосны: повреждаются только хлоропласты, повреждаются и другие органеллы, органеллы исчеза­ют или превращаются в бесструктурную массу.

Интенсивность воздействия кислотных осадков зависит от смачиваемости поверхности растений. Смачиваемость, в свою очередь, определяется рельефом кутикулы, наличием кроющих волосков, тургором листа, характером поверхности и морфологии эпикутикулярного воска. Сте­пень повреждения фитомассы изменяется в зависимости от видовой принадлежности. Так, кути­кула листьев тополя, сосны не разрушается от воздействия SО₂. Неко­торые виды увеличивают восковой налет при загрязнении воздуха: горох, рапс характеризуются увеличением числа мелких пластинок и тру­бочек воска на единицу поверхности. У фасоли, наоборот, происходит уменьше­ние количества эпикутикулярного воска. При воздействии кислотных осадков наблюдается разру­шение воскового налета у сосны обыкновенной. Поскольку процесс разрушения воскового покрова необратим, это приводит к резкому снижению жизненности хвои.