БІОГЕОХІМІЧНЕ ЛІХЕНОІНДИКАЦІЙНЕ ВИВЧЕННЯ СТАНУ ТА ДИНАМІКИ АТМОСФЕРНОГО ЗАБРУДНЕННЯ ДЕНДРОПАРКУ "АСКАНІЯ-НОВА"
DOI:
https://doi.org/10.17721/1728-2713.101.14Ключові слова:
лишайники, біогеохімічна ліхеноіндикація, мікро- та макроелементи елементи, важкі метали, забруднення повітря, факторний аналіз, Біосферний заповідник "Асканія-Нова"Анотація
Методом біогеохімічної ліхеноіндикації на території дендропарку Біосферного заповідника ім. Фальц-Фейна "Асканія-Нова" (Херсонська обл., Україна) встановлено часові тренди (2011–2021 рр.) концентрацій важких металів та інших мікро- і макроелементів у епіфітних лишайниках.
Зразки лишайників Parmelia sulcata, Xanthoria parietina та Evernia prunastri, зібрані у 2011 (39 точок) та 2021 (44 точки), було проаналізовано на вміст 22 хімічних елементів (Al, B, Ba, Ca, Cd, Cr, Co, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Na, Ni, Pb, S, Sb, Se, Sr, Ti, V і Zn) за допомогою методу ICP-OES спектроскопії.
Для коректного порівняння концентрацій елементів у різних видах лишайників було проведено їх інтеркалібрування до базового виду P. sulcata та розраховано калібрувальні коефіцієнти, так звані біогеохімічні ліхеноіндикаційні показники (BGCHL показники). На основі цих показників було розраховано середньоарифметичні гіпотетичні концентрації елементів у зразках лишайників, зібраних на ділянках, де P. sulcata була відсутня, та створено відповідні бази даних концентрацій елементів для всіх трьох видів.
Для ідентифікації можливих джерел надходження в лишайники визначених елементів за період 2011 (Fa-1 – Fa-8) – 2021 (Fb-1 – Fb-8) років було застосовано факторний аналіз. Вісім отриманих факторів представляють ґрунтовий покрив та антропогенні компоненти. Деякі з факторів були інтерпретовані як такі, що пов'язані із сільськогосподарською діяльністю, мікрокліматом, рН атмосферних опадів і з рослинним фактором (вилуговування елементів з дерев та їх поглинання лишайниками).
Факторна структура концентрацій хімічних елементів у лишайниках, що зростають на досліджуваній території, формувалася за умов регіонального накопичення Cr, Na, Ti, а також зниження концентрацій таких елементів, як V, Zn, Mn, Cu, Mg, K, Sr, Ba, Pb, Ni, Ca, S і Se. Крім того, Sb та Ba мають просторово неоднорідну динаміку концентрацій, а Se має дуже неоднорідну динаміку з тенденцією до зменшення.
Посилання
Blum, O.B., Tyutyunnik, Yu.G. (1985). Historical biomonitoring of lead content in the atmosphere with the help of lichens. Dopov. Nac. akad. nauk Ukr., Ser. B, 10, 53–55. [In Russian]
Blum, O.B., Tyutyunnik, Yu.G. (1989). Historical aspect of regional monitoring of heavy metals in the atmosphere, сarried out by the method of biogeochemical lichenoindication (on the example of the Ukrainian SSR). Problems of ecological monitoring and modeling of ecosystems, 12, 73–78. [In Russian]
Blum, O.B., Tyutyunnik, Y.G., Pashchenko, V.M. (1988). Biogeochemical lichen indication of heavy metals in the surface air layer of urban landscapes. Ukr. Botan. Journ., 3, 66-71. [In Ukrainian]
Byazrov, L.G. (2002). Lichens in Ecological Monitoring, Moscow: Nauchnyi Mir. [In Russian]
Dörter, M., Karadeniz, Н., Saklangıç, U., Yenisoy-Karakaş, S. (2020). The use of passive lichen biomonitoring in combination with positive matrix factor analysis and stable isotopic ratios to assess the metal pollution sources in throughfall deposition of Bolu plain, Turkey. Ecological Indicators, 113, 106212. https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2020.106212
Folkeson, L. (1979). Interspecies calibration of heavy-metal concentrations in nine mosses and lichens – applicability to deposition measurements. Water, Air and Soil Pollution, 11, 253-260. https://doi.org/10.1007/BF00286637
Jeran, Z., Jaćimović R., Batič, F., Smodiš, B., Wolterbeek, H.Th. (1996). Atmospheric heavy metal pollution in Slovenia derived from results for epiphytic lichens. Fresenius J. Anal. Chem., 354, 681–68.
Gavrilenko, V.S., Morgun, E.M. (2006). Influence of excretory activity of migrating birds on the content of heavy metals in the Great Chapel Pod. News Biosphere Reserve "Askania-Nova", 8, 128–133. [In Ukrainian]
Kuik, P., Wolterbeek, H.T. (1994). Factor analysis of trace-element data from tree-bark samples in the Netherlands. Environ. Monit, Assess., 32, 207–226. https://doi.org/10.1007/BF00546277
Lawrey, J.D., Hale, M.E. (1988). Lichen Evidence for Changes in Atmospheric Pollution in Shenandoah National Park, Virginia. Bryologist, 91, 1, 21-23. https://doi.org/10.2307/3242735
Morgun, E.M. (2002). Atmospheric precipitation as a source of heavy metals on the territory of the reserve "Askania-Nova". News Biosphere Reserve "Askania-Nova", 4,125–129. [In Ukrainian]
Morgun, E.M. (2003). Results of pH monitoring of precipitation and reservoirs on the territory of "Askania-Nova" reserve. News Biosphere Reserve "Askania-Nova", 5, 121–125. [In Ukrainian]
Morgun, E.M. (2007a). Heavy metals in the soils of the Biosphere Reserve «Askania-Nova». Conservations steppes of Ukraine. Status and prospects of their preservation: Materials International. Sci. Conf. Armyansk, 75–77. [In Ukrainian]
Morgun, E.M. (2007b). Receipt and transformation of heavy metals in the ecosystems of the "Askania-Nova", Biosphere Reserve. Extennded abstract of Candsdate's Thesis (Biol.): 03.00.16 – Ecology. Kyiv: Institute of Agroecology UAAS. [In Ukrainian]
Morgun, E.M. (2009). Zn content in dark chestnut soils of "Askania-Nova" Biosphere Reserve. News Biosphere Reserve "Askania-Nova", 11, 112–115. [In Ukrainian]
Purvis, O.W., Chimonides P.D.J., Jeffries, T.E., Jones, G.C., Rusu, A.-M., Read, H. (2007). Multi-element composition of historical lichen collections and bark samples, indicators of changing atmospheric conditions. Atmos. Environ., 41, 72–80. https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2006.08.040
Sloof, J.E, Wolterbeek, H.Th. (1991). Patterns in trace elements in lichens. Water Air and Soil Pollution, 57-58 (1), 785-795. https://doi.org/10.1007/BF00282942
Tyutyunnik, Yu.G., Blum, O.B. (2017). Biogeochemical lichenoindication study of the content of products of technogenesis in surface air in the arboretum "Askania-Nova". Conservation policy in the Steppe zone of Ukraine. Ser. "Conservation Biology in Ukraine": Proceed. All-Ukrainian Sci. Practical Conf., Urzuf, March 14–15, 2017, Issue 2, Vol. 2. 170–175. [In Russian]
Tsvey, Ya.P., Shirokonos, A.M., Fedenko, P.Ya., Zvyagintsev, S.S. (2001) Content of heavy metals at the monitoring sites of the "Askania-Nova" Biosphere Reserve. Scientific Notes of NaUKMA, 19: Biology and ecology. 83–85. [In Ukrainian]
Vasilevich, M.I., Vasilevich, R.S. (2018). Features of heavy metal accumulation by epiphytic lichens in background areas of the taiga zone in the European Northwest of Russia. Russ. J. Ecol., 49 (1), 14–20. https://doi.org/10.1134/S1067413618010137
Zhang, Zh.H., Chaia, Z.F., Maoa, X.Y., Chenb, J.B. (2002). Biomonitoring trace element atmospheric deposition using lichens in China. Environ. Pollution, 120,157-161. https://doi.org/10.1016/s0269-7491(02)00141-0
