Co mają wspólnego chwasty z biomonotoringiem środowiska?

Środowisko przyrodnicze jest bardzo ważnym elementem w życiu człowieka. Jest źródłem wszelkich zasobów i dóbr. To dzięki niemu jednostka ludzka była w stanie przetrwać znajdując pożywienie oraz schronienie. Dlatego powinniśmy dbać i rozsądnie korzystać z zasobów przyrody, żeby nie zaburzyć harmonii tego niezwykłego źródła. W celu skutecznej ochrony przyrody niezbędna jest wiedza o jej stanie, kierunkach i dynamice zmian. Oczywiście organizowanie efektywnych działań ochronnych, wymaga oceny i monitorowania stanu zachowań środowiska przyrodniczego. Otaczająca nas przyroda podlega ciągłym modyfikacjom wynikającym ze zmian uwarunkowań zewnętrznych. W następstwie tych oddziaływań kształtuje się przestrzenna struktura środowiska przyrodniczego o określonych właściwościach i cechach. Równocześnie z rozwojem cywilizacyjnym powiększa się także wpływ czynników antropogenicznych, które powodują przekształcanie naturalnych zjawisk zachodzących w środowisku przyrodniczym. W dociekaniach badawczych związanych z tokiem mechanizmów kształtujących środowisko, a także zmian i efektów, jakie one pociągają za sobą człowiek, poszukuje jak najprostszych miar i wskaźników różnych zjawisk i relacji pomiędzy nimi.

Przechodząc do meritum moim problemem badawczym jest ekofizjologia generatywnego rozmnażania chwastów. Istnieje wiele definicji na temat chwastów. Zwyczajnie mówiąc są to rośliny niepożądane przez człowieka. Z punktu gospodarczego chwasty są ogromnym problemem dla rolnictwa. Powodują ogromne straty w plonowaniu upraw. Siewki chwastów, w większości pochodzą z nasion będących integralna częścią banku glebowego. Spośród wielu metod kontroli zachwaszczenia najczęściej wykorzystywane są metody mechaniczne oraz chemiczne. Ich efektywność zależy głównie od liczby wschodów chwastów. Metody te stanowią silne źródło zanieczyszczenia środowiska. Dlatego poprzez własne badania prowadzone na nasionach chwastów dążę do opracowania metod biologicznej kontroli zachwaszczenia, które pozwoliłyby na zmniejszenie zużycia herbicydów w rolnictwie. W związku z powyższym, wiedza na temat biologii nasion chwastów może umożliwić skonstruowanie modeli, które mogłyby być wykorzystywane do przewidywania wschodów. Spoczynek nasion jest nieodłącznie powiązany z natężeniem wschodów chwastów. Wskazuje na to, że głębokość spoczynku, jego indukowanie, a także przełamywanie są bardzo ważnymi czynnikami składającymi się na modele matematyczne (modele hydroczasowe), które prognozują liczbę wschodów. Informacje te mogą być poza tym bardzo pomocne w ochronie niektórych ginących gatunków. Jako przykładem posłużę się gatunkiem, który nadal jest w Polsce pospolity i jest to chaber bławatek. Jednak zauważono, że gatunek ten zaczyna ustępować, co ciekawe ostatnio zaczęto go wprowadzać na tereny uprawne w Europie Zachodniej w celu zwiększenia bioróżnorodności.

Rośliny wiele mówią o miejscu, w którym żyją. Dlatego można wyodrębnić gatunki sygnalizujące występowanie w środowisku określonych warunków np.: brak wody, obecność soli mineralnych lub czynników zagrażających. Przy pomocy gatunków wskaźnikowych do których należą również chwasty jest możliwość przebadania siedlisk. Dlatego badane przeze mnie chwasty mogą posłużyć zarówno jako wskaźniki siedlisk bądź jako wskaźniki zanieczyszczeń środowiska. W miejscach zacienionych dostrzegamy takie gatunki jak bluszcz pospolity bądź szczawik zajęczy. Natomiast stanowiska stale wilgotne mogą być zajmowane przez ostrożeń polny, jaskier rozłogowy czy niezapominajkę polną. O glebach kwaśnych świadczy występowanie orlicy pospolitej lub śmiałka pogiętego, zaś na glebach zasadowych znaleźć można wilczomlecz migdałolistny lub szczyr trwały. Chwasty mogą być też wskaźnikami gleb ubogich w wapń, np. miotła zbożowa lub bogatych w wapń, np. kurzyślad błękitny. To było zaledwie kilka przykładów spośród szerokiej listy przeróżnych siedlisk i roślin przez nie zajmowanych. Lista ta jest znacznie obszerniejsza. Dlatego znajomość wymagań życiowych różnych chwastów, a także ich tolerancji na zróżnicowane wartości czynników środowiska pozwala wykorzystywać je do testowania stanu środowiska jako bioindykatora zanieczyszczeń. Roślinność potencjalna wskazuje błędy w gospodarowaniu terenem, dostrzegamy to wraz z jej ustępowaniem. Interesujący jest również fakt, iż przy pomocy bioindykatorów określić można nie tylko skażenie, ale też np. fenologiczną porę roku. Przykładowo podbiał pospolity jest gatunkiem wskaźnikowym dla przedwiośnia.

Mam nadzieję, że na podstawie wyżej wymienionych przykładów udało mi się udowodnić, jak ważna jest znajomość wymagań funkcjonalnych roślin by móc stwierdzić, za ich pomocą stan badanego środowiska. Stosując w praktyce wiedzę o tolerancji organizmów, powinniśmy wiedzieć, że stosowanie tylko jednej metody do diagnozowania stanu środowiska, np.: biotestów, może okazać się niewystarczające. Dla jednolitej i pełnej oceny stanu i funkcjonowania środowiska należy wykorzystywać kilka metod jednocześnie i niezależnie.

Milena Szymczak 
Doktorantka w Katedrze Fizjologii i Biotechnologii Roślin

Źródła:
1. Monitoring siedlisk przyrodniczych. Inspekcja ochrony środowiska. Przewodnik metodyczny. Część I. Warszawa 2010 r.
2. PAK instytut geografii i przestrzennego zagospodarowania im. Stanisława leszczyńskiego. Monografie 9. Ocena stanu i przekształceń środowiska przyrodniczego na podstawie wskaźników geobotanicznych, krajobrazowych i glebowych. Warszawa 2007.
3. Dissertations and monographs 155. Ecophysiological conditions of seed dormancy of Leeds from the Asteraceae family. UWM Olsztyn 2010 R.
4. http://ww.org.pl/strona.php?p=1891&c=8904

(Fot. S. Czachorowski)