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 m 2. 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 w różnych częściach plechy). Są 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 Ryc. 1. Oznaczanie porostów metodą analityczno-chemiczną. Xanthoria parietina przed i po poddaniu reakcji. 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 POROSTY LISTKOWATE POROSTY KRZACZKOWATE Arthonia spadicea Graphis scripta Lecanora conizaeoides Lecanora dispersa Lepraria incana Pertusaria amara Phlyctis argena Xanthoria parietina Arctoparmelia incurva Cladonia coniocraea Cladonia macilenta Hypogymnia physodes Hypogymnia tubulosa Parmelia sulcata Parmelina tiliacea Physcia adscendens Platismatia glauca Xanthoria aureola Xanthoria candelaria Evernia prunastri Pseudevernia furfuracea Ramalina calicaris Ramalina farinacea Ramalina fraxinea Usnea hirta Tab. 2. Skala lichenoindykacyjna. Strefa wegetacji Gatunki wskaźnikowe Średnie stężenie μg SO 2 /m 3 dla miesięcy zimowych I brak porostów bezwzględna pustynia bezporostowa 170 II Lecanora conizaeoides, Lepraria incana, sporadycznie 170-100 Xanthoria parietina III Physcia adscendens, rzadko Hypogymnia physodes, Xanthoria parietina, 100-70 IV Hypogymnia physodes, Parmelia sulcata, Graphis 70-50 scripta, Platismatia glauca, rzadko Evernia prunastri V Pseudevernia furfuracea, Ramalina fraxinea, R. calicaris 50-40 R. farinacea (plechy zdeformowane, słabo wykształcone), Evernia prunastri VI Pseudevernia furfuracea, Ramalina fraxinea, R. calicaris, 40-30 R. farinacea, Hypogymnia tubulosa, pojedyncze okazy Usnea hirta VII Usnea hirta <30 3
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