Під поняттям газостійкість розуміють здатність рослин протистояти дії шкідливих газів, при цьому зберегти нормальний ріст, розвиток, декоративність. Фізико-географічні умови можуть значно змінювати ступінь газостійкості. Ця здатність рослин є систематичною видовою ознакою. Багато дослідників вважають, що найбільш газостійкими є родина Хрестоцвіті, а найменш – Бобові [26].

М. П. Красинський виділив три види газостійкості: біологічну, анатомічну та фізіолого-біохімічну. Ю.З. Кулагін запропонував виділити 7 видів стійкості:

структурна (анатомо-фізіологічна, по Красинському);

фізіологічна;

біохімічна;

регенераційна (біологічна, по Красинському);

анабіотична;

популяційна;

фітоценотична [26].

За ступенем стійкості виділяють три категорії рослин: стійкі, середньо стійкі і нестійкі. Критерієм стійкості служить розмір площі некрозів у відсотках від загальної поверхні листка. Некрози – наслідки взаємодії газу з асиміляційною тканиною листка. Звідси ступінь пошкоджень характеризується цілим рядом факторів: концентрація газу, тривалість його дії, температурний режим, освітленість листків, вологість, час доби, етапи росту, розвиток рослин та інші. Листки однієї рослини чи однорічного пагона (деревні види) мають різний календарний вік, характеризуються різними фазами росту і розвитку, володіють не однаковими фізіолого-біохімічними властивостями. Тому й швидкість газообміну навіть у листків однієї рослини неоднакова. У деревних видів ушкодження листків на пагоні змінюється майже паралельно вмісту міченого газу в них. Якщо у стійких видів (в’яз) велика активність поглинутого міченого газу і ушкодження спостерігається у листків по середині річного пагона, то у не стійких (береза, яблуня) – у верхній його частині. У стійких деревних видів порівняно з середньо стійкими і нестійкими спостерігається більш повільне розпускання бруньок, пожовтіння і опадання листя, але й більш швидше розпускання листя. Тривалість періоду вегетації (від розпускання до повного опадання листя) теж різний. Для нестійких видів характерне швидке проходження всіх фаз розвитку, ранній перехід і тривалість генеративної стадії, і в результаті висока інтенсивність обмінних процесів [4,12,15,23].

1.2. Основні принципи біоіндикаційного методу екологічних досліджень. Морфометрична індикація довкілля.

Ріст промисловості і пов’язане з ним утворення індустріальних і міських агломерацій, розширення транспортних комунікацій призводить до глибокого втручання людини у навколишнє середовище. Біогеоценотичний покрив, де відбувається повсякденна виробнича діяльність перетворюється в різноманітні штучні екосистеми з істотними порушеннями і значно зміненими показниками матеріально-енергетичної трансформації [14] .

За Р. Шубертом, кожна біологічна система (організм, популяція, біоценоз) характеризує залежні від часу впливи на неї факторів середовища - природних, змінених людиною чи антропогенних. Оцінку дії цих факторів за допомогою біологічних систем покладено в основу методу біоіндикації.

У вузькому розумінні поняття біоіндикації застосовується винятково для оцінки антропогенних чи антропогенно модифікованих факторів середовища на основі зміни кількісних характеристик біологічних об’єктів і систем.

Згідно класифікації, запропонованої Р. Рабе, натурні біоіндикаційні дослідження за методом проведення поділяють на пасивний і активний моніторинг. В першому випадку у вільноживучих організмів фіксуються видимі чи приховані пошкодження та відхилення, що є ознаками дії техногенних стресорів. При активному моніторингу намагаються виявити ті самі впливи, але на тест-організми, що перебувають в стандартизованих умовах на досліджуваній території[3].

Е. Вайнерт і співавтори виділяють різні форми біоіндикації за характером дії антропогенних факторів та реакцією на неї організмів-біоіндикаторів: специфічну, неспецифічну, пряму, опосередковану, первинну, вторинну, чутливу та акумулюючу. Крім того, біоіндикація може проводитись на різних рівнях організації живої матерії: молекулярному, клітинному, організменному, популяційно-ценотичному. При цьому на нижчих рівнях організації біологічних систем переважають прямі і специфічні види біоіндикації, пов’язані з дією якогось певного стресора, тоді як для вищих - характерна, в основному, опосередкована біоіндикація [37].

В зв’язку зі складністю біологічних систем нерідко буває можлива лише неспецифічна біоіндикація. Однак саме тут, на думку Р. Шуберта, відкриваються шляхи для виявлення і оцінки комплексних стресових впливів всіх недиференційованих факторів навколишнього середовища на біологічну систему [3].

Інші дослідники розвивають редукціоністичний підхід і пропонують вирішити проблему неспецифічності шляхом виведення організмів з подібними стійкими фенотипами, але різними за чутливістю до окремих хімічних чинників генотипами (ізолінії). Такі індикатори можна буде використовувати як високоспецифічні “генетичні маркери“ в системах польового біомоніторингу [9,24,38].

В історії розвитку біоіндикації особливе місце займають рослинні організми. Ще в середині ХIX століття були відмічені пошкодження рослин димом навколо бельгійських і англійських содових фабрик, а вже в 1850 році А. Штекхарт опублікував свої спостереження про пошкодження димом ялин. Проблемі біоіндикації довкілля за допомогою рослин присвячено ряд фундаментальних робіт [37].

За А. Постхумусом, індикаторні рослини - це рослини, у яких можуть з’являтись явні симптоми пошкодження, що свідчать про присутність в повітрі однієї чи кількох забруднюючих речовин. Подібне визначення формулюють У. Менінг і У. Федер [24,38]. На їх думку, рослина-індикатор – це своєрідний хімічний сенсор, що реагує на дію фітотоксичної концентрації однієї забруднюючої речовини чи їх суміші. Ці автори ставлять цілий ряд вимог до рослин, що використовуються для біоіндикації:

рослини-індикатори повинні бути дуже чутливими навіть до надзвичайно низьких концентрацій забруднюючих речовин, генетично однорідними, еврибіонтними, стійкими до захворювань і ентомошкідників;

фізіологічний стан, стадія розвитку, умови зростання рослин (ґрунт, ґрунтові води, мінеральне