Растения индикаторы воздуха

Оценка качества окружающей среды при помощи растений–индикаторов

Е.А. Машинцов, Е.Н. Ивановская
Тульский государственный университет,
г. Тула

На всех стадиях своего развития человек был тесно связан с окружающим миром. Но с тех пор, как появилось высокоиндустриальное общество, опасное вмешательство человека в природу резко усилилось, расширился объем этого вмешательства, оно стало многообразнее, и сейчас грозит стать глобальной опасностью для человечества.

Человеку приходится все больше вмешиваться в хозяйство биосферы – той части нашей планеты, в которой существует жизнь. Биосфера Земли в настоящее время подвергается нарастающему антропогенному воздействию. При этом можно выделить несколько наиболее существенных процессов, любой из которых не улучшает экологическую ситуацию на планете.

Безусловно, посредством методов химического анализа можно установить присутствие вредных веществ в окружающей среде даже в самых незначительных количествах. Однако этого оказывается недостаточно для того, чтобы определить качественное воздействие этих веществ на человека и окружающую среду, и тем более, отдаленные последствия. Преимущество биологического мониторинга определяется рядом обстоятельств. Во-первых, в изменение физических и химических параметров загрязненности природной среды более трудоемко по сравнению с методами биоиндикации. Во-вторых, в окружающей среде нередко присутствует не один, а несколько токсических компонентов, которые в комплексе воздействуют на живые организмы куда сильнее, чем каждый в отдельности.

Важный элемент биологического мониторинга – растения. Использование фитоиндикационных методов позволяет получить более объективную информацию о состоянии растений, произрастающих в зонах повышенной антропогенной нагрузки, а также дает основание для экологического прогноза на исследуемой территории.

Целью работы явилось изучение методов фитоиндикации, пригодных для использования при оценке экологического состояния городской среды.

В основном существуют три основных источника загрязнения атмосферы: промышленность, бытовые котельные, транспорт. Доля каждого из этих источников в загрязнении воздуха сильно различается в зависимости от места. Сейчас общепризнанно, что наиболее сильно загрязняет воздух промышленное производство. Источники загрязнений – теплоэлектростанции, бытовые котельные, которые вместе с дымом выбрасывают в воздух сернистый и углекислый газ; металлургические предприятия, особенно цветной металлургии, которые выбрасывают в воздух окислы азота, сероводород, хлор, фтор, аммиак, соединения фосфора, частицы и соединения ртути и мышьяка; химические и цементные заводы. Вредные газы попадают в воздух в результате сжигания топлива для нужд промышленности, отопления жилищ, работы транспорта, сжигания и переработки бытовых и промышленных отходов.

Основные источники загрязнения атмосферы в городах – автотранспорт и промышленные предприятия. В то время как промышленные предприятия в черте города неуклонно снижают количество вредных выбросов, автомобильный парк представляет собой настоящее бедствие. Решению этой проблемы поможет перевод транспорта на высококачественный бензин, грамотная организация движения.

Одним из важнейших направлений экологического мониторинга выступает сегодня фитоиндикация. Фитоиндикация – это один из способов биоиндикации, т.е. оценка состояния окружающей среды по реакции растений. Качественный и количественный состав атмосферы влияет на жизнь и развитие всех живых организмов. Присутствие вредных газообразных веществ в воздухе оказывает различное влияние на растения.

У растений можно в процессе индикации обнаружить следующие морфологические изменения (таблица)

Признаки повреждения растений — индикаторов под влиянием химических веществ — загрязнителей атмосферы

Воздействующий газ	Растение- индикатор	Внешние признаки повреждения растений
Озон	Картофель Табак	Серые, с металлическим оттенком пятна на верхней стороне листа. Появление белых и бледно-серых точек и пятен на листьях.
Сернистый газ	Сосна обыкновенная Ель европейская Лишайники Ясень американский	Концы хвоинок приобретают бурый оттенок. Хвоя буреет и опадает. Массовая гибель. Обширное, междужилковое обесцвечивание листьев.
Смог Аммиак	Бегония, бобы, томаты Липа сердцевидная Граб обыкновенный	Погибают при образовании смога. На нижней части листьев появляется глянцевитость или серебристость; при значительных концентрациях листья становятся тускло-зелеными, затем буреют и даже чернеют.
Фтороводород	Гладиолус	Некротическая ткань появляется на вершине листа, а затем распространяется вниз по всей ширине листа.

Распространенным методом фитоиндикации является лихеноиндекация. Лишайники используются на основе их высокой чувствительности к загрязнителям, широко известен тот факт, что в загрязненных территориях лишайники отсутствуют. Это связано с тем, что лишайники в отличие от растений поглощают вещества всем талломом без предварительной фильтрации воды почвой. Конкретным методом оценки концентрации диоксида серы в окружающей среде является реакция лишайников. При его концентрации выше 0,3 мг/м3 наблюдается полное отсутствие лишайников — лишайниковая пустыня. При уровне в 0,05 мг/м3 — 0,20 мг/м3 присутствуют ксанории, фисулы, анатихии, леканоры. Богатство лишайниковой флоры свидетельствует о концентрации не более 0,05мг/м3. Наиболее чувствительным к диоксиду серы является эпифитный лишайник Hypogymnia physodes, при концентрации 0,23мг/м3, его полное отмирание происходит в течение двадцати девяти суток, а при 0,08 мг/м3 некроз 60 % таллома. Индикаторами на диоксид азота, являются лишайники, как эпифитные, так и эпигейные содержащие азотофиксирующие сине-зеленые водоросли, но механизмы определения по ним существенно отличаются. Так при увеличении концентрации диоксида азота его концентрация в эпифитных лишайниках увеличивается, что связано с его поглощением из воздуха и из осадков, а талломе эпигейных способных к азотофиксации, его общая концентрация уменьшается, как предполагается, это связано с нарушением азотистого обмена. Сходный эффект, так же вызывает диоксид серы.

Удобными объектами для изучения влияния условий обитания являются виды хвойных. Хвойные рассматриваются в связи с возможностью круглогодичных наблюдений. При исследовании хвойных для биоиндикации используют разнообразные параметры (опадаемость хвои, ее пигментация, количество воска кутикулы, содержание фенолов, интенсивность фотосинтеза). Анализируется окраска хвои (нарушение пигментации), количество воска, содержание фенольных соединений. Соединения фтора дают специфическую реакцию хвои, побеление листовой пластинки у основания, и последующее потемнение, связанное с некрозом, уменьшается площадь листьев у хвойных и лиственных.

Самым уязвимым процессом в организме растения, является фотосинтез. Наличие загрязнителей вызывает его нарушения. В приделах малых концентраций токсиканта изменения можно обнаружить по снижению активности фотосинтеза. Нарушения происходят также во многих биохимических процессах. О них можно судить по показателям водного режима, количественному составу пигментного аппарата, активности ферментов, состоянию антиоксидантной системы, накоплению фенольных соединений, свободных аминокислот, пролина. Показатели асимметричности листовой пластинки, как критерии нарушения стабильности развития органов растений, связанного с действием поллютанта. Уровень транспортного загрязнения атмосферы влияет на такие морфометрические показатели состояния деревьев как высота, средние размеры листовых пластинок, количественный показатель ажурности кроны. Доля жизнеспособной, дефектной пыльцы, показатели метаболизма пыльцевых зерен, являются точным показателем за счет уязвимости мейоза.

В процессе исторического развития сложились виды или сообщества растений, связанные с определёнными условиями обитания настолько прочно, что экологические условия могут быть распознаны по присутствию этих видов растений или их сообществ. В этой связи выделены группы растений, связанных с наличием в составе почвы химических элементов:

Ø нитрофилы (марь белая, крапива двудомная, кипрей узколистный и др.);

Ø кальцефилы (лиственница сибирская, мордовник, венерин башмачок, др.);

Ø кальцефобы (вереск, сфагновые мхи, пушица, вейник тростниковидный, плаун сплюснутый, плаун булавовидный, хвощи, папоротники).

Кислотность почв определяется наличием следующих групп растений:

Ацидофильные – кислотность почвы от 3,8 до 6,7 (овёс посевной, рожь посевная, седмичник европейский, белоус торчащий, ячмень гривастый, др.);

Нейтрофильные – кислотность почвы от 6,7 до 7,0 (ежа сборная, тимофеевка степная, душица обыкновенная, таволга шестилепестная, др.);

Базофильные – от 7,0 до 7,5 (клевер луговой, лядвенец рогатый, тимофеевка луговая, костёр безостый, др.).

Другой апробированной методикой является изучение состояния берез как индикаторов засолённости почвы в условиях города. Такая фитоиндикация осуществляется с начала июля по август. Повреждение листвы березы под действием соли, применяемой для таяния льда, проявляется следующим образом: появляются ярко – жёлтые, неравномерно расположенные краевые зоны, затем край листа отмирает, а жёлтая зона продвигается от края к середине и основанию листа.

Анализом мхов методом масс-спектрометрии можно выявить загрязнение тяжелыми металлами, мхи проявляют наибольшую способность к их накоплению.

Одним из важнейших направлений экологического мониторинга выступает сегодня фитоиндикация. Фитоиндикация – это один из способов биоиндикации, т.е. оценка состояния окружающей среды по реакции растений. Этот метод обеспечивает более раннее, по сравнению с инструментальным, распознаванием возможностей опасности, исходящей от вредных веществ. Спецификой этого метода является подбор растений – индикаторов, обладающих характерными чувствительными свойствами при контакте с вредными веществами. Методы биоиндикации, с учетом климатических и географических особенностей региона, могут быть успешно применены в качестве составной части отраслевого производственного экологического мониторинга.

В условиях города эффективным зарекомендовал себя метод биоиндикации газодымовых загрязнений по состоянию хвои сосны. В обследовании выявлялись два важных биоиндикационных показателя: класс повреждения и усыхания хвои и продолжительность жизни хвои. Усиление антропогенной нагрузки (рекреация, выбросы котельных и автотранспорта), особенно в зимний период, сказывается на состоянии хвойных видов, что представляет угрозу для пригородных и городских хвойных насаждений. При этом благоприятными условиями для хвойных являются парки и скверы, т.к. в них деревья практически здоровые. Более устойчивыми видами в условиях урбанизированной среды являются лиственница и сосна, менее устойчивыми – ель и пихта, что необходимо учитывать при озеленении районов агломерации в зависимости от степени действия неблагоприятных факторов и устойчивости к ним хвойных.Другими растительными объектами биоиндикации загрязнений наземных экосистем могут выступать: 1) кресс-салат как тест-объект для оценки загрязнения почвы и воздуха; 2) лишайниковая растительность – при картировании местности по их видовому многообразию. Лишайники очень чувствительны к загрязнению воздуха и погибают при высоком содержании в нем угарного газа, соединений серы, азота и фтора.

В заключение отметим, что растения выступают важными объектами биоиндикации загрязнений экосистем, а исследования их морфологических признаков при распознавании экологической обстановки является особенно эффективным и доступным в черте города и его окрестностях.

Широкое применение метода биоиндикации предприятиями позволит более оперативно и достоверно оценивать качество природной среды и в комплексе с инструментальными методами стать существенным звеном в системе промышленного экологического мониторинга (ПЭМ) объектов промышленности.

Список литературы

1. Алексеев С.В. Изучаем экологию экспериментально/ С.В. Алексеев, А.М. Беккер. – СПб, УПМ,1993.

2. Ашихмина Т.Я. Экологический мониторинг / Т.Я. Ашихмина. — М.: АГАР, 2002.

3. Босняцкий Г.П. Методы биоиндикации для контроля состояния окружающей среды. / Экология в газовой промышленности / Г.П. Босняцкий. – ВНИИгаз, 2004.

4. Горышина Т.К. Растения в городе / Т.К. Горышина. – Л.: Изд-во Ленинградского университета, 1991.

5. Макеева Т.И. Оценка антропогенной нагрузки на территории по показателям стабильности развития растений // Проблемы и пути их решения: научно-практическая конференция / Т.И. Макеева, Г.Н. Никонова. -Москва, 30-31 окт., 2002. Мат-лы конференции. М., 2002. — С. 201-207.

Назад к списку

Государственное Общеобразовательное Учреждение

Высшее Профессиональное Образование

Вятский Государственный Университет

Биологический факультет

Кафедра микробиологии

Реферат на тему:

Растения и животные – индикаторы загрязнения окружающей среды

Киров, 2010

Введение

В последнее время весьма актуальными являются наблюдения за изменениями состояния окружающей среды, вызванными антропогенными причинами. Система этих наблюдений и прогнозов составляет суть экологического мониторинга. В этих целях все чаще применяется и используется достаточно эффективный и недорогой способ мониторинга среды – биоиндикация, т.е. использование живых организмов для оценки состояния окружающей среды.

Последствия загрязнения окружающей среды отражаются на внешнем виде растений. У растений под влиянием вредных веществ происходит увеличение числа устьиц, толщины кутикулы, густоты опушения, развивается хлороз и некроз листьев, раннее опадание листвы. Некоторые растения наиболее чутко реагируют на характер и степень загрязнения атмосферы. Это означает, что они могут служить живыми индикаторами состояния среды. В настоящее время разработана концепция комплексного экологического мониторинга природной среды, составной частью которого является биологический мониторинг. Индикаторные растения могут использоваться как для выявления отдельных загрязнителей воздуха, так и для оценки качественного состояния природной среды. Обнаружив по состоянию растений присутствие в воздухе специфических загрязнителей, приступают к измерению количества этих веществ различными методами, например, испытанием растений в лабораторных условиях.

На уровне вида и сообщества о состоянии природной среды можно судить по показателям продуктивности растений. Индикаторами присутствия сернистого газа являются лишайники и хвойные породы, наиболее сильно страдающие от загрязнений. Во многих промышленных городах вокруг заводов возникают зоны, где лишайники вообще отсутствуют – «лишайниковые пустыни». Хвоя сосны образует на своей поверхности тем более толстый слой воска, чем выше концентрация или продолжительнее действие на нее сернистого газа. На этом основании был разработан метод индикации в атмосфере сернистого газа – «тест помутнения по Гертелю». Другой признак действия двуокиси серы на растения – снижение рН содержимого клеток.

Весь комплекс экологических факторов (температура воздуха и почвы, влагообеспеченность, рН среды, загрязнение почв и воздуха металлами) сказывается на биосинтезе пигментов, изменяя окраску различных частей растения. Этот биоиндикатор может оказаться наиболее информативным.

Исследования, проведенные на древесных растениях показали, что тяжелые металлы могут накапливаться в растениях, и по их содержанию можно оценить экологическую обстановку территории. Загрязнение медью сказывается на росте растений, цинком – приводит к отмиранию листьев у растений, кобальтом – к ненормальному развитию и т.д. Индикаторами присутствия фтора являются чувствительные растения, накапливающие его и реагирующие на этот фитотоксикант некрозом листьев (гладиолусы, фрезия).

Приведенные примеры свидетельствуют о том, что селекционеры могут сделать многое для создания биоиндикаторов различного рода загрязнений. Чувствительные растения могут заменить дорогостоящую установку для газовых анализов. Такой «газоанализатор» окажется доступным каждому человеку.

1. Биологические индикаторы

(Б.и.) — организмы, которые реагируют на изменения окружающей среды своим присутствием или отсутствием, изменением внешнего вида, химического состава, поведения.

При экологическом мониторинге загрязнений использование Б.и. часто дает более ценную информацию, чем прямая оценка загрязнения приборами, так как Б.и. реагируют сразу на весь комплекс загрязнений. Кроме того, обладая <памятью>, Б.и. своими реакциями отражают загрязнения за длительный период. На листьях деревьев при загрязнении атмосферы появляются некрозы (отмирающие участки). По присутствию некоторых устойчивых к загрязнению видов и отсутствию неустойчивых видов (например, лишайников) определяется уровень загрязнения атмосферы городов.

При использовании Б.и. важную роль играет способность некоторых видов аккумулировать загрязняющие вещества. Последствия аварии на Чернобыльской АЭС были зафиксированы в Швеции при анализе лишайников.

Сигнализировать о повышенном содержании бария и стронция в окружающей среде могут береза и осина неестественно зеленым цветом листьев. Аналогично в ареале рассеяния урана вокруг месторождений лепестки иван-чая становятся белыми (в норме — розовые), у голубики темно-синие плоды приобретают белый цвет и т. д.

Для выявления разных загрязняющих веществ используются разные виды Б.и.: для общего загрязнения — лишайники и мхи, для загрязнения тяжелыми металлами — слива и фасоль, диоксидом серы — ель и люцерна, аммиаком — подсолнечник, сероводородом — шпинат и горох, полициклическими ароматическими углеводородами (ПАУ) — недотрога и др.

Используются и так называемые <живые приборы> — растения-индикаторы, высаженные на грядках, помещенные в вегетационные сосуды или в специальных коробочках (в последнем случае используют мхи, коробочки с которыми называются бриометрами). <Живые приборы> устанавливают в наиболее загрязненных частях города.

При оценке загрязнения водных экосистем в качестве Б.и. могут использоваться высшие растения или микроскопические водоросли, организмы зоопланктона (инфузории-туфельки) и зообентоса (моллюски и др.). В средней полосе России в водоемах при загрязнении воды разрастаются роголистник, рдест плавающий, ряски, а в чистой воде — водокрас лягушачий и сальвиния.

С помощью Б.и. можно оценивать засоление почвы, интенсивность выпаса, изменение режима увлажнения и т. д. В этом случае как Б.и. чаще всего используется весь состав фитоценоза. Каждый вид растений имеет определенные пределы распространения (толерантности) по каждому фактору среды, и потому сам факт их совместного произрастания позволяет достаточно полно оценивать экологические факторы.

Возможности оценки среды по растительности изучаются специальным разделом ботаники — индикационной геоботаникой. Ее основной метод — использование экологических шкал, т. е. специальных таблиц, в которых для каждого вида указаны пределы его распространения по факторам увлажнения, богатства почвы, засоления, выпаса и т. д. В России экологические шкалы были составлены Л. Г. Раменским.

Широкое распространение получило использование деревьев как Б.и. изменения климата и уровня загрязнения окружающей среды. Учитывается толщина годичных колец: в годы, когда выпадало мало осадков или в атмосфере повышалась концентрация загрязняющих веществ, образовывались узкие кольца. Таким образом, на спиле ствола можно видеть отражение динамики экологических условий.

1.2 Биологический контроль окружающей среды

Биологический контроль окружающей среды включает две основные группы методов: биоиндикацию и биотестирование. Применение в качестве биоиндикаторов растений, животных и даже микроорганизмов позволяет проводить биомониторинг воздуха, воды и почвы.

Биоиндикация (bioindication) – обнаружение и определение экологически значимых природных и антропогенных нагрузок на основе реакций на них живых организмов непосредственно в среде их обитания. Биологические индикаторы обладают признаками, свойственными системе или процессу, на основании которых производится качественная или количественная оценка тенденций изменений, определение или оценочная классификация состояния экологических систем, процесса и явлений. В настоящее время можно считать общепринятым, что основным индикатором устойчивого развития в конечном итоге является качество среды обитания.

Биотестирование (bioassay) – процедура установления токсичности среды с помощью тест-объектов, сигнализирующих об опасности независимо то того, какие вещества и в каком сочетании вызывают изменения жизненно важных функций у тест-объектов. Для оценки параметров среды используются стандартизованные реакции живих организмов (отдельных органов, тканей, клеток или молекул) В организме, пребывающем контрольное время в условиях загрязнения, происходят изменения физиологических, биохимических, генетических, морфологических или иммунных систем. Объект извлекается из среды обитания, и в лабораторных условиях проводится необходимый анализ.

Хотя подходы очень близки по конечной цели исследований, надо помнить, что биотестирование осуществляется на уровне молекулы, клетки или организма и характеризует возможные последствия загрязнения окружающей среды для биоты, а биоиндикация – а уровне организма, популяции и сообщества и характеризует, как правило, результат загрязнения. Живые объекты – открытые системы, через которые идёт поток энергии и круговорот веществ. Все они в той или иной мере пригодны для целей биомониторинга.

Контроль качества окружающей среды с использованием биологических объектов в последние десятилетия оформился как актуальное научно-прикладное направление. При этом необходимо отметить дефицит учебной литературы по этим вопросам и большую потребность в ней.

1.3 Принципы организации биологического мониторинга

Под экологическим качеством среды обитания человека понимают интегральную характеристику природной среды, обеспечивающую сохранение здоровья и комфортное проживание человека.

Поскольку человек адаптирован и может комфортно существовать только в современном биологическом окружении, в при родных экосистемах, понятие «экологическое качество среды» подразумевает сохранение экологического равновесия в природе (относительной устойчивости видового состава экосистем и со става сред жизни), которое и обеспечивает здоровье человека.

скачать

Реферат на тему:

Растения-индикаторы

План:

Введение
• 1Примеры растений-индикаторов

Литература

Введение

Расте́ния-индика́торы, или индикаторные растения — растения, для которых характерна резко выраженная адаптация к определённым условиям окружающей среды. При наличии таких растений можно качественно или количественно оценить условия окружающей среды.

1. Примеры растений-индикаторов

• Почва богата азотом: Крапива двудомная, Подмаренник цепкий, Купырь, Лебеда, Звездчатка средняя, Крестовник, Лютик едкий
• Почва бедна азотом: Очиток, Морковь дикая, Пупавка
• Кислые почвы: Пупавка полевая, Мята полевая, Черника, Эрика, Бухарник (англ.)русск., Щавель кислый
• Щелочные почвы: Люцерна посевная, Льнянка, Фиалка полевая
• Известняк: Лютик, Прострел, Молочай-солнцегляд, Люцерна, Льнянка, Мать-и-мачеха
• Влажная почва: Щавель, Бодяк огородный, Сердечник луговой, Купальница европейская
• Заболачивание: Хвощ полевой, Таволга, Мята полевая, Мать-и-мачеха
• Сухие почвы: Ромашка, Полынь
• Солёные почвы: Солерос, Лебеда
• Песчаные почвы: Звездчатка средняя, Коровяк
• Уплотнённые почвы: Подорожник большой, Лютик ползучий, Пырей ползучий, Лапчатка гусиная
• Глинистые и суглинистые почвы: Лютик ползучий, Одуванчик
• Тяжёлые металлы в почве:
• Открытый солнечный участок земли: Золотарник канадский
• Затенённый участок земли: Кислица, Сныть обыкновенная

Крапива

Растения индикаторы

Среди многообразия растений существуют такие, которые называют растениями-индикаторами. Для них присуща четко выраженная адаптация к определенным условиям окружающей среды. То есть эти растения предпочитают те или иные типы почв и условия существования. Например, одни чаще растут на кислых почвах, другие — на глинистых, третьи предпочитают известняки или тенистые места. Кроме того, растения могут многое рассказать и о плодородности почвы.
Так, на почвах, содержащих много азота, часто встречаются крапива двудомная, купырь, лебеда, лютик едкий. Повышенное количество азота придает этим растениям интенсивно-зеленый цвет. В то же время морковь дикая и очиток предпочитают почвы с небольшим количеством азота. У этих растений соответственно бледно-зеленый цвет листьев.

Почвы с высоким содержанием кальция предпочитают многие виды бобовых, ольха. Эти растения еще называют кальцефилами. Бобовые, кстати, могут извлекать кальций из глубоких слоев почвы, а потом обогащать им верхние слои.

Нейтральные почвы по душе ромашке непахучей, редьке полевой, клеверу, вьюнку полевому, мать-и-мачехе, пырею ползучему, пастушьей сумке, крапиве, лебеде, мокрецу. На таких почвах можно сажать фактически все культурные растения.

Кислые почвы подходят для хвоща полевого, черники, мяты полевой, щавеля дикого, подорожника, фиалки трехцветной, клюквы, брусники. Из культурных растений на них могут расти люпин, ревень, гортензия, рябина, хрен и некоторые другие. А бобовые слишком кислые не выносят.
На слабокислой почве отлично растут клевер, папоротники, пырей, мать-и-мачеха, ромашка, одуванчик. Из культурных растений это картофель, петрушка, крыжовник, смородина, облепиха, арбузы, тыквы, кабачки, розы, нарциссы, пионы, колокольчики, васильки и другие. Кислотность почв можно понизить путем внесения извести.

На известняках хорошо растут люцерна, мать-и-мачеха, прострел, лютик.
Щелочные почвы предпочитают фиалка полевая, мак самосейка, вьюнок, люцерна посевная, горчица полевая, злаковые. Из культурных растений на таких почвах можно высаживать кукурузу, злаки, мак, ломонос. На щелочных часто наблюдается хлороз растений, то есть сказывается дефицит железа.
Соленые почвы любит лебеда. Заболоченные — мята полевая, хвощ полевой, мать-и-мачеха. Сухие — полынь, ромашка, цикорий обыкновенный. Плотные — лютик ползучий, подорожник большой, пырей ползучий, ромашка душистая. Глинистые и суглинистые — одуванчик, мята, хвощ.
Плодородные почвы предпочитают чистотел, сныть, малина, крапива, кислица. Малоплодородные — брусника, клюква, торфяные мхи, лишайники, щавель малый, толокнянка, пастушья сумка.
Близкое расположение грунтовых вод предпочитают ива, дуб, ольха серая, щавель, наперстянка, болиголов, мать-и-мачеха. А яблони и вишни на таких местах растут плохо.

Всем известно, что благодаря растениям мы получаем чистый воздух. Но и тут есть свои рекордсмены. Так, растения с опушенными листьями, такие как клен серебристый, очищают воздух от пыли. Черный и бальзамический тополь, ива белая, вяз гладкий активно поглощают серный газ. Угарный — ольха, бирючина, ель, осина. Свинец — липа сердцевидная, тополь черный, каштан конский.

В последнее время были научно обоснованы связи между определенными растениями и месторождениями некоторых полезных ископаемых. К примеру, в Австрии и в Китае с помощью растений, предпочитающих почвы с большим содержанием меди, открыли залежи медной руды, а в Америке с помощью растений нашли месторождения серебра. Обитатель пустынь акантофиллиум — колючка, на которую никто не обращал внимания, попадая на землю, богатую серой, распускает не розовые цветы, а белые; там же, где в земле есть цинк, листья растения приобретают желтоватый оттенок.
Некоторые цветы помогают геологам находить месторождения цинка. На его повышенное содержание в почве указывают фиалки и анютины глазки. Именно на таких землях у этих растений встречаются самые крупные цветки. Кстати, фиалка помогла геологам найти самое крупное цинковое месторождение в Западной Европе. На почвах, богатых известью, растут адонисы, лилии-саранки; а на содержание в почве никеля и кобальта указывает сон-трава. Если пышным цветком расцвел качим (растение из семейства гвоздик), то где-то поблизости есть медь.

Нередко по уродливому развитию некоторых растений можно узнать о присутствии в почве многих полезных ископаемых. К примеру, на почвах с обычным содержанием бора такие растения, как полынь, прутняк, солянка, растут высокими, а на почвах с повышенным содержанием этого элемента эти растения становятся карликовыми. Измененная форма лепестков мака указывает на то, что под землей находятся залежи свинца и цинка, а цветки штокрозы с ненормально рассеченными узкими лепестками — на месторождения меди или молибдена. Поможет отыскать воду и определит, пресная она или соленая, солодка — крупное растение с темной зеленью и с красно-фиолетовыми кистями цветов. Если растение цветет пышно — вода пресная, если слабо и на листьях появляется светлый налет — вода соленая.
Возникла даже наука — "индикационная геоботаника", изучающая растения, чутко реагирующие на изменения условий окружающей среды и помогающие обнаружить богатства земных недр.
Вулканологи утверждают, что примулы способны предсказать извержение вулканов. К примеру, на острове Ява в горах Пангранто, королевская примула расцветает только накануне вулканического извержения. Биологи объясняют эту пророческую способность цветка эффектом воздействия ультразвука на его капилляры, в которых ультразвуковые колебания ускоряют движение жидкостей. Вероятно, тем самым в тканях растения ускоряются процессы обмена веществ, и оно расцветает.

БИОЛОГИЧЕСКИЕ ИНДИКАТОРЫ (биоиндикаторы) — организмы, реагирующие на изменения окружающей среды своим присутствием или отсутствием, изменением внешнего вида, химического состава, поведения. При экологическом мониторинге загрязнений использование биологических индикаторов часто дает более ценную информацию, чем прямая оценка загрязнения приборами, так как биологические индикаторы реагируют сразу на весь комплекс загрязнений. Кроме того, обладая «памятью», билогические индикаторы своими реакциями отражают загрязнения за длительный период. На листьях деревьев при загрязнении атмосферы появляются некрозы (отмирающие участки). По присутствию некоторых устойчивых к загрязнению видов и отсутствию неустойчивых видов (например, лишайников) определяется уровень загрязнения атмосферы городов.

При использовании биологических индикаторов важную роль играет способность некоторых видов аккумулировать загрязняющие вещества. Последствия аварии на Чернобыльской АЭС были зафиксированы в Швеции при анализе лишайников. Сигнализировать о повышенном содержании бария и стронция в окружающей среде могут береза и осина неестественно зеленым цветом листьев. Аналогично в ареале рассеяния урана вокруг месторождений лепестки иван-чая становятся белыми (в норме — розовые), у голубики темно-синие плоды приобретают белый цвет и т. д.

Для выявления разных загрязняющих веществ используются разные виды биологических индикаторов: для общего загрязнения — лишайники и мхи, для загрязнения тяжелыми металлами — слива и фасоль, диоксидом серы — ель и люцерна, аммиаком — подсолнечник, сероводородом — шпинат и горох, полициклическими ароматическими углеводородами (ПАУ) — недотрога и др. Используются и так называемые «живые приборы» — растения-индикаторы, высаженные на грядках, помещенные в вегетационные сосуды или в специальных коробочках (в последнем случае используют мхи, коробочки с которыми называются бриометрами).
«Живые приборы» устанавливают в наиболее загрязненных частях города. При оценке загрязнения водных экосистем в качестве биологических индикаторов могут использоваться высшие растения или микроскопические водоросли, организмы зоопланктона и зообентоса. В средней полосе России в водоемах при загрязнении воды разрастаются роголистник, рдест плавающий, ряски, а в чистой воде — водокрас лягушачий и сальвиния. С помощью биологических индикаторов можно оценивать засоление почвы, интенсивность выпаса, изменение режима увлажнения и т. д. В этом случае как биологический индикатор чаще всего используется весь состав фитоценоза. Каждый вид растений имеет определенные пределы распространения (толерантности) по каждому фактору среды, и потому сам факт их совместного произрастания позволяет достаточно полно оценивать экологические факторы.

Возможности оценки среды по растительности изучаются специальным разделом ботаники — индикационной геоботаникой. Ее основной метод — использование экологических шкал, т. е. специальных таблиц, в которых для каждого вида указаны пределы его распространения по факторам увлажнения, богатства почвы, засоления, выпаса и т. д. В России экологические шкалы были составлены Л.

Г. Раменским. Широкое распространение получило использование деревьев как биологических индикаторов изменения климата и уровня загрязнения окружающей среды. Учитывается толщина годичных колец: в годы, когда выпадало мало осадков или в атмосфере повышалась концентрация загрязняющих веществ, образовывались узкие кольца. Таким образом, на спиле ствола можно видеть отражение динамики экологических условий.