ефекти впливу повинні виявлятись у специфічних симптомах, відтворюватись та гарантувати репрезентативність результатів.

Поряд з терміном рослина-індикатор У. Менінг та У. Федер пропонують поняття рослина-монітор. Якщо рослина-індикатор лише фіксує присутність в повітрі певних чинників, то рослина-монітор повинна давати і якісну, і кількісну оцінку стану навколишнього середовища. Для цього необхідно встановити залежність доза-ефект [37].

Однак, основні кількісні закономірності відомі не з прямих досліджень, а з численних активних експериментів (біотестів), в яких рослини піддавались впливу заданої концентрації забруднюючої речовини на протязі певного часу. Проте, в загальному випадку екстраполяція результатів, отриманих в експерименті, на реальні екологічні умови недопустима. Ще в 1977 році І. Бауер та Д. Гріл показали, що досліди з обкурюванням по причині їх невеликої тривалості і відносно високих концентрацій газу не можна порівнювати з умовами в районах газодимових викидів. В природних умовах впливи відбуваються на фоні мінливих метеорологічних факторів, підсилюються забрудненням опадів, ґрунтів, ґрунтових вод. Полю концентрацій забруднюючих речовин властиві флуктуації, які обумовлюють поперемінні дії високих і низьких концентрацій. Окремі інгредієнти можуть впливати на рослину одночасно чи послідовно, в різних співвідношеннях і через різні проміжки часу, а їх сумісна дія викликати адитивний, синергічний чи антагоністичний ефекти. При цьому впливи охоплюють весь період життя рослинного організму, в той час як в активних експериментах в основному досліджується вплив на протязі короткого часу, суттєво меншого за вегетаційний період [28,39].

Одним із швидких і дешевих методів оцінки стану навколишнього середовища є морфометрична індикація. Даний метод полягає в оцінці морфо-анатомічних змін організмів-біоіндикаторів, який знайшов широке застосування і при селекції стійких ліній лісових, плодових і декоративних видів дерев [38].

Концепція оптимізації міського середовища передбачає раціональну структурно-функціональну побудову штучних фітоценозів на урбанізованих територіях. Це безпосередньо пов’язано з використанням деревних рослин, з одного боку, як чутливих біоіндикаторів, а з іншого – як природних осаджувачів та поглиначів практично усіх інгредієнтів, які містяться у промислово-транспортних викидах. Теоретичною передумовою створення високо-ефективних фітосанітарних систем зелених насаджень в містах з ускладненими екологічними умовами є дослідження морфологічних параметрів асиміляційних органів рослин, з якими більшість авторів пов’язує їх газопоглинальну та пилеосаджувальну здатність [20,18].

І хоча в літературі містяться доволі суперечливі дані щодо характеру зміни морфометричних параметрів органів рослин, загальну тенденцію до зниження фітомаси відмічають усі дослідники. Сповільнення росту при цьому носить адаптивний характер і лежить в основі анабіотичної газостійкості [38,34,39,24,7,4].

Промислові викиди можуть викликати такі симптоми у деревних рослин, як зрідження крони, зменшення розмірів пагонів, площі листкової пластинки, порушення листкової симетрії. Пригнічення флорального морфогенезу веде до зменшення асиміляційної поверхні дерева вцілому. Індикаційними ознаками можуть бути і зміни забарвлення асиміляційних органів, що виникають внаслідок хлорозів та некрозів тканин і являють собою в більшості випадків неспецифічну реакцію на різноманітні стресори [13].

Таким чином, нагромаджені експериментальні дані, не дивлячись на свою численність, дозволяють робити найбільш загальні припущення про процеси, що відбуваються в дійсності. Критерії, методологія і методика оцінки сумарного навантаження довкілля на біогеоценотичний покрив кінцево не розроблені. Провідне значення у вирішенні цієї проблеми має розвиток біоіндикаційних досліджень та пошук нових організмів-біоіндикаторів [10,23].

Виходячи з результатів біоіндикаційних досліджень, можна розробити комплекс заходів, направлених на зменшення шкоди, що наноситься промисловими викидами біосфері. Шляхом продуманого озеленення промислових підприємств можна значно зменшити забруднення прилеглих територій завдяки затримці і фільтрації приземних промислових викидів. З цією метою повинні використовуватись малочутливі або адаптовані до конкретних ексгалатів деревні породи, які одночасно були б добре пристосовані і до фізико-географічних та кліматичних умов відповідного екотопу. Іншими словами, важливо щоб зелені насадження навколо санітарно-захисних зон підприємств чи в межах монофункціональних урбоекосистем формувались із видів деревних та чагарникових порід мало чутливих до загазованості атмосферного повітря конкретного якісного характеру (Додаток Б) [7,33].

Тому з’ясування чутливості видів рослинного царства до певних ексгалатів та встановлення найбільш уразливих до аеротехногенного забруднення тест-параметрів рослин відноситься до важливих завдань екологічної науки.

1.3. Морфологічні зміни наземних органів рослин в умовах техногенно трансформованого середовища існування.

Прямий вплив атмосферних забруднювачів на рослини починається з моменту контакту і сорбції їх наземними органами рослин. Асиміляційні органи, що мають найбільш розвинену поверхню обміну з оточуючим середовищем, поглинають і осаджують з повітря найбільшу кількість атмосферних домішок, порівняно з іншими органами рослин, і відповідно найбільше відчувають вплив аеротехногенного забруднення довкілля. Тому токсичність забруднювачів атмосферного повітря визначають за їх дією на листковий апарат рослин [13].

Токсичні речовини, що проникають на покривні і внутрішні тканини листків та пагонів спершу скрито або слабо порушують їх функції та структуру. Лише при накопиченні фітотоксикантів вище певного рівня відбуваються незворотні патологічні зміни. Це проявляється в порушенні процесів обміну речовин та енергії на різних рівнях. Уражені частини листка стають візуально відмінними по реформованості листкової пластинки, появі хлоротичних чи некротичних плям, рідше – загибелі листка чи пагона.

Потрапляння токсичних газів в листки рослин умовно можна поділити на три фази: сорбція кутикулярним шаром і клітинами епідермісу, дифузія через продихові щілини всередину листка і розчинення в цитоплазмі та переміщенні від місць поглинання до сусідніх тканин і накопичення всередині клітин. Зазначені фази можуть розділені або суміщені в часі в залежності від концентрації, токсичності та тривалості проникнення шкідливих газів, а також ряду інших факторів [2,6,13].

Незалежно від хімізму, токсичності і локалізації токсичних речовин, що поглинаються рослиною з повітря, патологічний процес,