STŘEDOŠKOLSKÁ ODBORNÁ ČINNOST
Lišejníky jako bioindikátory životního prostředí
Anna Voglová
Opava 2011
STŘEDOŠKOLSKÁ ODBORNÁ ČINNOST Obor SOČ:
08 Ochrana a tvorba životního prostředí
Lišejníky jako bioindikátory životního prostředí
Autor.
Anna Voglová
Škola:
MSŠZe a VOŠ, Opava, p.o. Purkyňova 12 Opava
Konzultant:
Mgr. Jana Stříbná
Opava 2011
1
Prohlášení Prohlašuji, že jsem svou
práci vypracovala samostatně, použila jsem pouze
podklady (literaturu, SW) uvedené v přiloženém seznamu a postup při zpracování a dalším nakládání s prací je v souladu se zákonem č. 121/2000Sb., o právu autorském, o právech souvisejících s právem autorským a o změně některých zákonů (autorský zákon) v platném znění. V Opavě dne 20. března 2011
...........................................................
2
ANOTACE Práce se zabývá výskytem lišejníků ve školním parku MSŠZe a VOŠ v Opavě a bioindikací se zaměřením na čistotu ovzduší. Tato práce může sloužit jako podklad k dalšímu výzkumu lišejníků školního parku, ke sledování vývoje čistoty ovzduší v okolí naší školy a jako učební pomůcka ve výuce biologie, či ochrany životního prostředí.
Klíčová slova: Lišejník, stélka, znečištění ovzduší, organismus
ANNOTATION The aim of the thesis is to analyse the presence of lichens in the park of Masaryk Agricultural Secondary School and Tertiary Technical School in Opava. Further it deals with bioindication with focus on air pollution.
The thesis may serve as a basic for further research focused on lichens in the school park and for air pollution monitoring in the surrounding area. It may also be used as study literature during the lessons of biology and environment protection.
Key words: Lichen, Mycelium, Atmospheric pollution, Organism
3
Obsah
1. Úvod ............................................................................................... 5 1.1. Lišejníky a čistota ovzduší ...................................................... 6 1.2. Bioindikace .............................................................................. 6 1.2.1. Jednoduchá metoda .............................................................. 6 1.2.2. Metoda bioindikačních rodů a druhů lišejníků .................... 7 1.3. Určování čistoty ovzduší ......................................................... 9 2. Metodika ..................................................................................... 11 2.1. Mapování lišejníků ................................................................ 11 2.2. Určování lišejníků ................................................................. 11 3. Výsledky ...................................................................................... 12 3.1. Výsledky mapování lišejníků ve školním parku ................... 12 3.2. Určování čistoty ovzduší ....................................................... 16 3.3. Porovnání s dalším územím .................................................. 17 4. Závěr ............................................................................................ 19 Literatura ........................................................................................... 20 Přílohy ................................................................................................ 21
4
1.
Úvod Již od roku 1920 poskytuje MSŠZe a VOŠ Opava vzdělání v zemědělské
oblasti
studentům
z širokého
okolí.
Její
původní
sídlo
se
nacházelo
na Kylešovském kopci. Školní budova, jak ji známe dnes, byla postavena až roku 1928 a o rok později, na jaře 1929, byl založen školní park. Od jeho založení prošel několika změnami, k těm nejzásadnějším došlo mezi léty 1933 a 1934, kdy byly upraveny příjezdové cesty a zhotoveny betonové chodníky. V roce 1986 muselo být vykáceno na 42 stromů. V dnešní době tento park neslouží jen studentům naší školy. Je otevřen veřejnosti, čehož využívají mnohé základní školy, aby i jejich žáci mohli získávat poznatky z biologických disciplín, jako jsou dendrologie, botanika nebo geologie. Této možnosti jsem několikrát využila i já. Na mých výpravách za vědomostmi mě zaujaly drobné organismy vyskytující se nejen na kůře stromů, ale také na chodnících, plotech a zídkách. Věděla jsem, že lze podle jejich výskytu hodnotit čistotu ovzduší, proto jsem se rozhodla jimi více zabývat, abych zjistila, jak je to ve skutečnosti s životním prostředím, ve kterém v současné době studuji. Dále jsem se rozhodla na základě výskytu lišejníků prozkoumat životní prostředí, ve kterém bydlím, a dosažené výsledky porovnat.
5
1.1. Lišejníky a čistota ovzduší Lišejníky mají různou citlivost na znečištění ovzduší, zejména na zvýšené množství SO2. Díky této vlastnosti můžeme na první pohled podle výskytu určitých druhů lišejníků odhadnout míru znečištění daného prostředí. Některé oblasti České republiky můžeme dokonce označit jako „lišejníkové pouště“1. K nim patří například severní Čechy.
1.2. Bioindikace Bioindikace čistoty ovzduší je založena na rozdělení lišejníků podle typu stélky (vláknité, lupenité, korovité). Pro bioindikaci prostředí můžeme použít několik metod.
1.2.1. Jednoduchá metoda První byla navržena už roku 1974 anglickým biologem O. L. Gilbertem ve Velké Británii a její výhodou je jednoduchost. Autor ji připravil tak, aby ji mohli využívat i děti. Použitelnost je však omezena na místa s dostatečnou vzdušnou vlhkostí, kde jsou lišejníky bohatě zastoupeny, a proto se nadá využít všude. Pozorování se provádí na kůře kmene listnatých stromů (nejčastěji habru, buku a dubu) ve výšce 0,5- 2 m nad zemí. Na základě výsledků tohoto pozorování rozlišujeme 5 stupňů ohrožení znečištění ovzduší. 1. stupeň - Porost dosud není ohrožen znečištěním ovzduší V této oblasti jsou nalezeny zdravé provazovité (vláknité) a lupenité lišejníky, které nemají zhnědlé stélky, nebo je nalezeno nejméně 50 % sledované plochy kmene pokryté lišejníky lupenitými.
1
termín vznikl koncem minulého století, poprvé ho použil lichenolog Nylander, který si všiml ubývání lišejníku v Paříži
6
2. stupeň - Působení imisí je pravděpodobné Ve sledované oblasti pokryvnost lupenitých lišejníků dosahuje 10% až 50 % sledované plochy. 3. stupeň - Slabé znečištění lesa znečištěním ovzduší Na stanovišti je nalezeno jen 10 % lupenitých lišejníků, hojný výskyt plodných korovitých lišejníků. 4. stupeň - Vážnější ohrožení lesa znečištěním ovzduší Lupenité lišejníky se na kmenech v této lokalitě nevyskytují. Korovité lišejníky pokrývají více než 50 % sledované plochy, po plodničkách jsou však jen stopy. 5. stupeň - Kritické ohrožení lesa znečištěním ovzduší Plocha území je pokryta korovitými lišejníky pod 50 % až po úplné vymizení.
1.2.2. Metoda bioindikačních rodů a druhů lišejníků Další metoda bioindikace vychází také z britských zdrojů, je však upravena na naše podmínky. Je náročnější, protože vyžaduje naučit se určovat několik bioindikačních rodů a druhů lišejníků. Ke každému stupni znečištění přiřazuje jeden typický indikační druh, který dané znečištění snáší. Zóna 0: mimořádně silné znečištění Typ: řasa Typický zástupce: řasa zrněnka (světle zelený práškovitý povlak) je odolná vůči silnému znečištění Místo výskytu: obvykle na kmenech stromů v centru průmyslových měst
7
Zóna 1: silné znečištění Typ: korovitý lišejník Typický zástupce: misnička (nenápadný šedozelený lišejník připomínající strukturu dláždění) Místo výskytu: ve městech na spodní části kmenů a na kamenech z kyselých (křemičitanových) hornin Zóna 2: středně znečištěná Typ: úzce lupenitý lišejník Typický zástupce: terčovník zední (jeden z nejčastějších a nejznámějších druhů. Jasně oranžový v plném slunečním světle, ale žlutý až nazelenalý ve stínu. Mladé stálky mají často tvar růžice, později ztrácí střed a zanechává sérii kroužků) Místo výskytu: na budovách, plotech, stromech, náhrobcích, někdy i na zemi. Preferuje vápenné substráty (vápenec, omítku, azbest,…). Na azbestu může být nalezen i v silně znečištěných oblastech. Zóna 3: mírně znečištěná Typ: široce lupenitý lišejník. Typický zástupce: terčovka skalní (světle šedozelený lišejník, někdy až téměř namodralý), býval používán jako barvivo na vlnu, tvoří ploché růžice do 15 cm velikosti křížem krážem pospojované sítí jemných i tlustých bílých čar Místo výskytu: na skalách, zdech i stromech, dost odolný vůči znečištění ovzduší Zóna 4: téměř čisté ovzduší Typ: široce lupenitý lišejník Typický zástupce: terčovka bublinatá (šedě zbarvený lišejník) Místo výskytu: na stromech
8
Zóna 5: čisté ovzduší Typ: keříčkovitý lišejník Typický zástupce: větvičník slívový - převislý lišejník dlouhý až 6 cm se zploštělými větvícími se stélkami a vrásčitým povrchem, šedozelený na svrchní straně, ale ze spodu bělavý Místo výskytu: dost vysoko na kmenech a větvích stromů Zóna 6: výjimečně čisté ovzduší Typ: vláknitý (provazovitý) lišejník Typický zástupce: provazovka - dlouhá větvená stélka vytvářející spleť vláken, v mnoha oblastech a jazycích nazýván „vousy“, od 1 do 20 cm, olivově zelená Místo výskytu: obvykle na stromech, zejména v přirozených lesních porostech, výjimečně na skalách
1.3. Určování čistoty ovzduší Každý typ lišejníku snáší jinou koncentraci SO2, proto je můžeme podle jejich citlivosti rozdělit do 4 skupin:
1. skupina - Nacházejí se zde druhy tolerantní (maximální koncentrace SO2 je 130 mikrogramů/m3) a ovzduší v těchto lokalitách je značně znečištěné. Zástupci jsou: misničky (Lecanora), strupka lasturnatá (Hypocenomyce scalaris) a Lepraria Ivana. 2. skupina - jde o lišejníky málo citlivé (maximální koncentrace SO2 se pohybuje mezi 60 - 70 mikrogramy/m3). Ovzduší je znečištěné. Zástupci jsou: terčovka bublinatá (Hypogymnia physodes), terčovka brázditá (Parmelia sulcata), terčovník odstávavý (Physcia orbicularis), čárnička písmenková (Graphis skripta), dutohlávka pohárkovitá (Cladonia pyxidata).
9
3. skupina - do této skupiny patří lišejníky středně citlivé, snášející koncentraci SO2 mezi 50-60 mikrogramy/m3. Zástupci jsou terčovka otrubčitá (Pseudovernia furfuracea), terčovka rozestřená (Parmeliopsis ambigua) a větvičník slívový (Evernia prunastri). 4. skupina - tuto skupinu tvoří velmi citlivé lišejníky, které snášejí koncentraci SO2 jen do 50 mikrogramů/ m3. Zástupci této skupiny jsou stužkovec pomoučený (Ramalina farinacea), pukléřka sivá (Platismatia glauca), provazovka (Usnea), provazovka rozkvetlá (Usnea floida).
10
2.
Metodika 2.1. Mapování lišejníků Pro mapování lišejníků ve školním parku jsem použila již vypracovaný
dendrologický plánek parku, který mi sloužil nejen pro orientaci, ale také pro pozdější záznam výskytu sledovaných organismů. Každý strom v parku jsem zkontrolovala a zjišťovala, zda na něm nerostou lišejníky. Když jsem nějaký našla, zaznačila jsem si daný strom do plánku a pořídila fotku lišejníku. Tímto způsobem jsem zmapovala celý park. A protože lišejníky rostou nejen na stromech a keřích, ale i na kamenech a zídkách, zkontrolovala jsem i schody do školy a do parku, plot kolem areálu školy a obrubníky v parku. I tyto lokality s výskytem lišejníků jsem zaznamenala do mapy.
2.2. Určování lišejníků Po průzkumu celého školního areálu a zakreslení objevených lišejníků do mapy jsem vybrala několik míst, ze kterých jsem pomocí skalpelu odebrala čtrnáct vzorků k určení. Odebrané vzorky jsem nejprve uložila do Petriho misek, se kterými se snadněji manipuluje při práci s lupou. Vzorky jsem opět nafotila, popsala, zaznamenala datum a místo sběru. K určování lišejníků je nezbytná lupa. S její pomocí jsem určila typ stélky, který jsem si zaznamenala a pokračovala ve finálním určení druhu lišejníku.
Pomocníkem mi byl Průvodce přírodou - lišejníky, mechorosty,
kapraďorosty a klíč k určování bezcévných rostlin.
11
3.
Výsledky 3.1. Výsledky mapování lišejníků ve školním parku Výsledkem mapování školního parku zemědělské školy je plánek č. 1.
Zachycuje výskyt lišejníků ve školním parku Masarykovy střední školy zemědělské a Vyšší odborné školy v Opavě. Plánek č. 1
Výskyt lišejníků ve školním parku
27
25
9
25
8 53
8 25
8
25 53 25
29
53 21 21 27 86
44
27 21
57
57
72
32
11
32
53 31a
24
49
71
75
25
56 43
23
25
52 25 21 61 54
21
46
3 25
34
25 16a
18
14 21a
21a
22 21b
25
11
43
12a
13
35
12b
20
48
39
15
35 19a
53 20
17
42
31a 31a
82
8
45
8
82
9a
28
3
8
69
3a
31b
8 8
9a 10
41a
47
1 5
9a
28
1
3
5
9a
28
28
3
1
5
1 28
28
7
28
46
48
3 31a
46 28
14 76
28 70 3 28
28
28
33
58
28 28
28
31a 81
5
1
41
1
1
42
28
1
1
28
28
1 28
46
58 5a
28
26a
26
30
34a
26
30
34a
4 4
26
26
47
41
45 48
54
63 63
63
63
63
63
40
41
4 4
78 48
12
Také jsem do mapy zaznačila všechna místa odběru vzorků lišejníků, které jsem ve školním parku odebrala (plánek č. 2). A informace o vzorcích jsem zpracovala přehledně do tabulky č. 1. Plánek č. 2 Mapa odebraných vzorků lišejníků
27
25
9
25
8 8 25
8 25
29 21 21 27 86
44
27 21
57
57
11
32
31a
24
49
71
75
25 43
23
25
52 25 21 61 54
21
46
3 25
34
25 16a
18
14 21a
21a
13
35
12b
22 21b
25
11
43
12a 20
48
39
15
35 19a
53 20
17
42
31a 31a
82
9a 10
8
8 8 8
82
9a
28
3
8
69
3a
31b
41a
45
47
1 5
9a
28
1
3
5
9a
28
28
3
1
5
1 46
28
28
7
28
48
3 31a
46 28
14 76
28 70 3 28
28
28
33
58
28 28
28
31a 81
5
1
41
1
1
42
28
1
1
28
28
1 28
5a
28
30
26
34a
46 26
30
34a
4 4
26
47
41
45 48
54
63 63
63
63
63
63
40
41
4 4
78 48
13
Tabulka č. 1 Vzorky odebrané ve školním parku
14
Pomocí fotografií, které jsem pořídila, a určených lišejníků jsem vytvořila mapu výskytu jednotlivých druhů lišejníků, viz plánek č. 3. Fotografie jednotlivých vzorků lišejníků jsou umístěny v přílohách č. 1 -14.
Plánek č. 3 Výskyt jednotlivých druhů lišejníků
27
25
9
25
8 53
8 25
8
25 53 25
29
53 21 21 27 86
44
27 21
57
57
72
32
11
32
53 31a
24
49
71
75
25
56 43
23
25
52 25 21 61 54
21
46
3 25
34
25 16a
18
14 21a
21a
22 21b
25
11
43
12a
13
35
12b
20
48
39
15
35 19a
53 20
17
42
31a 31a
82
9a 10
9a
28
1
9a
47 3
5 28
28
45
41a
1 5
8
8 8 8
82
9a
28
3
8
69
3a
31b
3
1
5
1
28
46
28
28
7 48
3 31a
46 28
14 76
28 70 3 28
28
28
33
58
28 28
28
31a 81
1
41
1
1
42
28
1
1
28 5
28
1 28
46
58 5a
28
26a
26
30
34a
26
30
34a
4 4
26
26
47
41
45 48
54
63 63
63
63
63
63
40
41
4 4
78 48
15
3.2. Určování čistoty ovzduší Určené vzorky jsem si vyhledala a zařadila do skupiny podle citlivosti. Vytvořila jsem tabulku č. 2 a na jejím základě jsem vyhodnotila čistotu ovzduší v okolí školy. Tabulka č. 2 Citlivosti vzorků odebraných ve školním parku
Vzorek
Název lišejníku
Typ stélky
Číslo skupiny
Citlivost
A
terčovka bublinatá
lupenitá
2
málo citlivé
B
terčovka brázditá
lupenitá
2
málo citlivé
C
terčovka bublinatá
lupenitá
2
málo citlivé
D
terčovka bublinatá
lupenitá
2
málo citlivé
E
terčovka nepovšimnutá
lupenitá
3
málo citlivé
F
terčovka nepovšimnutá
lupenitá
3
středně citlivé
G
terčovka brázditá
lupenitá
2
málo citlivé
H
terčovka bublinatá
lupenitá
2
málo citlivé
I
terčovka brázditá
lupenitá
2
málo citlivé
J
terčovka nepovšimnutá
lupenitá
3
středně citlivé
K
terčovka bublinatá
lupenitá
2
málo citlivé
L
větvičník slívový
keříčkovitá
3
středně citlivé
M
terčovník tenounký
lupenitá
2
málo citlivé
N
toninie Toniniova
korovitá
2
málo citlivé
16
3.3. Porovnání s dalším územím Pomocí výskytu lišejníku jsem sledovala kvalitu ovzduší v okolí MSŠZe a VOŠ Opava, kde studuji, a pro srovnání také ve vesnici Hradci - Nové Vsi, ve které bydlím. Školní park zemědělské školy se nachází na okraji města Opavy a mé bydliště leží nedaleko města Jeseník. Abych mohla provést toto porovnání, musela jsem i v naší vesnici nasbírat vzorky lišejníků, jeden po druhém určit a zařadit do skupiny. Výsledky tohoto průzkumu jsem zaznamenala rovněž do tabulek. Tabulka č. 3 obsahuje všechny nalezené lišejníky v místě mého bydliště a tabulka č. 4 zaznamenává jejich citlivost ke koncentraci SO2 v ovzduší.
Tabulka č. 4 Citlivost vzorků odebraných v Hradci – Nové Vsi
vzorek
název lišejníku
typ stélky
číslo
citlivost
skupiny A
terčovka bublinatá
lupenitá
2
málo citlivý
B
mapovník zeměpisný
korovitá
1
tolerantní
C
toninie Toniniova
korovitá
2
málo citlivý
D
tonince Toniniova
korovitá
2
málo citlivý
E
terčovka bublinatá
lupenitá
2
málo citlivý
F
toninie Toniniova
korovitá
2
málo citlivý
G
toninie Toniniova
korovitá
2
málo citlivý
H
terčovka bublinatá
lupenitá
2
málo citlivý
I
terčovka bublinatá
lupenitá
2
málo citlivý
J
terčovka brázditá
lupenitá
2
málo citlivý
K
terčovka úzkolistá
lupenitá
2
málo citlivý
L
terčovka úzkolistá
lupenitá
2
málo citlivý
17
Tabulka č. 3 Vzorky odebrané v Hradci – Nové Vsi
18
4.
Závěr Areál MSŠZe a VOŠ v Opavě na okraji města, ovzduší v jejím okolí je
jen středně znečištěné. Na tuto skutečnost ukazuje velký výskyt lišejníků ve školním parku. Vzhledem k nalezeným druhům se koncentrace SO2 se pohybuje mezi 50 – 60 mikrogramy/m3. Nejvíce rozšířenými druhy v tomto areálu jsou terčovky a misničky, nalezneme zde však i toninii Toniniovu a dokonce i vzácnější keříčkovité lišejníky, jako je větvičník slívový. Můj domov, vesnice ležící v podhůří Jeseníků, se nachází ve znečištěném pásmu. Zde se koncentrace SO2 pohybuje mezi 60 – 70 mikrogramů/m3 a nejrozšířenějšími druhy lišejníků jsou terčovky a toninie Toniniova. Výsledkem mého monitoringu jsou také mapy, které se mohou použít pro další výzkum lišejníků ve školním parku. Odebrané vzorky mohou být základem sbírky lišejníků MSŠZe a VOŠ Opava. Dále se tato práce může posloužit jako učební pomůcka při výuce biologie, ekologie, ochrany životního prostředí a v hodinách praktických cvičení těchto předmětů. Na základě mé práce doporučuji sledování vývoje čistoty ovzduší v okolí naší školy. A protože jsem laik a určování lišejníků je velmi náročné, doporučuji nechat mnou vytvořenou sbírku lišejníků určit zkušeným lichenologem. Tato práce mi přinesla nové poznatky o lišejnících, a to nejen teoretické poznatky o jejich stavbě, způsobu života, ale také praktické zkušenosti, například jak správně odebírat vzorky, jak je určovat a jak hodnotit čistotu ovzduší na základě jejich výskytu.
19
Literatura Kremer, P. B.; Muhle, H., Průvodce přírodou: Lišejníky, mechorosty, kapraďorosty. Praha: Ikar, 1998. ISBN 80-7202-356-X Ještě klíč
Internetové zdroje
http://cs.wikipedia.org/wiki/Bioindik%C3%A1tor
http://fle.czu.cz/~ulbrichova/Skripta_HIO/kapitoly/Metody/bioindikatory.htm
http://wikipedia.infostar.cz/l/li/lichen.html
http://cs.wikipedia.org/wiki/Li%C5%A1ejn%C3%ADk
http://www.priroda.cz/clanky.php?detail=774
http://referaty-seminarky.cz/lisejniky-lichenes/
http://www.zemedelka.opava.cz/PARK/index.htm
20
Přílohy Příloha č. 1: terčovka brázditá
21
Příloha č. 2: terčovka bublinatá
22
Příloha č. 3: terčovka brázditá
23
Příloha č. 4: terčovka bublinatá
24
Příloha č. 5: terčovka nepovšimnutá
25
Příloha č. 6: terčovka nepovšimnutá
26
Příloha č. 7: terčovka brázditá
27
Příloha č. 8: terčovka bublinatá
28
Příloha č. 9:terčovka brázditá
29
Příloha č. 10: terčovka nepovšimnutá
30
Příloha č. 11: terčovka bublinatá
31
Příloha č. 12: větvičník slívový
32
Příloha č. 13: terčovník nepovšimnutý
33
Příloha č. 14: toninie Toniniova
34
