Каким же образом растения, обитающие в городских промышленных районах, могут сигнализировать нам о качестве воздушной среды? Как уловить и прочитать эти сигналы?
Фитоиндикация промышленных загрязнений возможна по нескольким направлениям. Одним из показателей может быть повышение содержания веществ-токсикантов в листьях и других органах растений. Хорошо известно, что вблизи медеплавильных заводов растения накапливают медь, вблизи алюминиевых — соединения алюминия и фтора и т. д. В ряде случаев по веществам, поглощенным окружающей растительностью, можно без труда определить профиль металлургического предприятия. Особенно удобным тест-объектом служит кора деревьев (ее омертвевшие части). А стволы деревьев хранят своеобразную память о времени поглощения промышленных токсикантов. Так, в древесине старых дубов из индустриальных районов ФРГ были обнаружены следы содержания металлов, поглощенных в прошлые десятилетия. Методом дендрохронологического анализа (по годичным кольцам) удалось выяснить, что наибольшая концентрация металлов совпадает с годами мировых войн и ввода в действие новых промышленных комплексов.
Другой способ фитоиндикации — определение тех или иных примесей в воздухе по изменению внешнего облика или отдельных признаков растения. Вот несколько наиболее ярких примеров. На загрязнение воздуха двуокисью серы лиственные древесные породы реагируют обесцвечиванием и побурением листьев между жилками или по краям, хвойные — покраснением хвои начиная с кончиков. Под действием ПАН (периацетилнитрата, одного из компонентов фотохимического смога) у фасоли обыкновенной нижняя сторона листа приобретает характерный глянцевый блеск и бронзовую окраску. О высокой концентрации в воздухе двуокиси азота сигнализирует обесцвечивание краев листьев барвинка розового. Хорошие индикаторы загрязнения воздуха соединениями фтора — гладиолусы (особенно сорт Снежная принцесса), у которых под влиянием фторидов вначале отмирают кончики листьев, а затем повреждение распространяется по всему листу. Своеобразна реакция некоторых растений на присутствие в воздухе этилена: у цветков садовой гвоздики преждевременно поникают и свертываются лепестки, цветок кажется "сонным"; у томатов и бархатцев поникают листья и стебли. Наконец, известны реакции растений не только на отдельные токсиканты, но и на определенные смеси: так, о загрязнении воздуха смесью озона и двуокиси серы сигнализирует появление специфических светлых пятен между жилками листьев табака.
Растения-индикаторы, особо чувствительные к определенным загрязнителям, могут служить своего рода приборами-измерителями, по которым можно не только распознать загрязняющее вещество, но и судить об его концентрации. В Токио в 1976-1983 гг., например, успешно использовали белую петунию, чувствительную к ЛАН, для определения концентрации этого загрязнителя в разных районах города.
Совершенно особое место среди индикаторов занимают споровые растения. Из предыдущих разделов читатель уже получил представление об угнетении мхов и лишайников в городских условиях и его причинах. Высокая чувствительность мхов и лишайников к двуокиси серы и другим промышленным токсикантам делает эти растения незаменимыми для биомониторинга. Составив карту распространения мхов в крупном городе, можно с уверенностью судить о состоянии воздушной среды в разных его частях (рис. 13). Но гораздо чаще для этой цели используют лишайники. Степень загрязнения воздуха в индустриальных районах оценивают по видовому составу и обилию лишайников, применяя количественные методы лихеноиндикации — "лишайниковые формулы".