Растения индикаторы

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………......3 

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ…………………………………………………………….4 

1.1 Общая характеристика  растений индикаторов……………………….4

1.2 Индикаторы почвенного  плодородия…………………………………….10

1.3 Индикаторы месторождений полезных ископаемых……………………13

1.4  Индикаторы грунтовых  вод………………………………………………14

ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………………..15 

ЛИТЕРАТУРА…………………………………………………………………....16 

ПРИЛОЖЕНИЯ 

ВВЕДЕНИЕ

      Растениями-индикаторами называют растения, тесно связанные  с определенными экологическими условиями. По их присутствию узнают о содержании определенных микроэлементов и веществ. На изменения окружающей среды растения-индикаторы реагируют изменением внешнего вида и химического состава; количество их может резко возрасти или, наоборот, уменьшиться. Растениями-индикаторами пользуются при оценке механического и химического состава почвы, в поисках пресных вод в пустыне и при разведке полезных ископаемых. Им отводится важная роль в индикационной геоботанике, экологии, физиологии и биохимии растений, биогеографии, геологии, геохимии, гидрогеологии и других науках.

       Видовой состав растений свидетельствует о кислотности почвы, степени ее плодородия, наличии или нехватке тех или иных химических элементов. Растения способны указать на рудные месторождения для металлургической промышленности, залежи драгоценных металлов, нефти. Некоторые из них в своих органах аккумулируют редкие металлы, повышая их концентрацию в сотни и тысячи раз больше по сравнению с их содержанием в почве. Иногда оказывается выгоднее организовать добычу редких металлов, извлекая их из золы растений, чем добывать их на традиционных рудоперерабатывающих предприятиях.  

      Растения — помощники геологов указывают на подземные залежи полезных ископаемых на глубинах до 20-50 м.По  состоянию растения, внешнему виду листьев и других органов можно  достаточно точно определить состав почвы, наличие в ней питательных  веществ. Для нормального роста  и плодоношения растениям нужны свет, вода, питательные элементы. Если же их не хватает, то растение сразу же сообщает нам об этом. Умение услышать, точнее, увидеть, что именно говорят нам растения, позволяет вовремя прийти к ним на помощь. Взамен они отблагодарят нас прекраснейшими цветами или вкуснейшими плодами. Не каждое растение может быть индикатором.      

       Лучшими индикаторами являются так называемые стенобионты — виды, приспособленные к существованию в строго определенных условиях и не выносящие больших колебаний окружающей среды по сравнению с видами, существующими при значительных изменениях или в различных условиях окружающей среды. Численные соотношения различных видов и популяций часто служат лучшим индикатором, чем численность одного вида, так как целое лучше, чем часть, отражает общую сумму условий. Это особенно явственно проявляется при поисках биологических индикаторов разных типов загрязнения.

       С помощью растений намного дешевле  и проще следить за состоянием окружающей среды. При экологическом  мониторинге загрязнений использование индикаторных растений часто дает более ценную информацию, чем оценка загрязнения приборами.

ОСНОВНАЯ  ЧАСТЬ

1.1  Общая характеристика растений индикаторов

       Растения индикаторы - организмы, которые реагируют на изменения окружающей среды своим присутствием или отсутствием, изменением внешнего вида, химического состава, поведения. При экологическом мониторинге загрязнений использование биологические индикаторы часто дает более ценную информацию, чем прямая оценка загрязнения приборами, так как биологические индикаторы реагируют сразу на весь комплекс загрязнений. Кроме того, обладая «памятью», биологические 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 биологические индикаторы  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 биоидикаторов: для общего загрязнения - лишайники и мхи, для загрязнения тяжелыми металлами - слива и фасоль, диоксидом серы - ель и люцерна, аммиаком - подсолнечник, сероводородом - шпинат и горох 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. С помощью биологических индикаторов можно оценивать засоление почвы, интенсивность выпаса, изменение режима увлажнения и т. д. В этом случае как биологические индикаторы 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. Общие принципы использования биоиндикаторов. Биоиндикаторы (от био и лат. indico — указываю, определяю) — организмы, присутствие, количество или особенности развития которых служат показателями естественных процессов, условий или антропогенных изменений среды обитания. Их индикаторная значимость определяется экологической толерантностью биологической системы. Биологическая система реагирует на воздействие среды в целом, а не только на отдельные факторы, причем амплитуда колебаний физиологической толерантности модифицируется внутренним состоянием системы — условиями питания, возрастом, генетически контролируемой устойчивостью.

      Многолетний опыт ученых разных стран по контролю состояния окружающей среды показал преимущества, которыми обладают живые индикаторы:

• в условиях хронических антропогенных нагрузок могут реагировать даже на относительно слабые воздействия вследствие кумулятивного эффекта; реакции проявляются при накоплении не которых критических значений суммарных дозовых нагрузок;
• суммируют влияние всех без исключения биологически важных воздействий и отражают состояние окружающей среды в целом, включая ее загрязнение и другие антропогенные изменения;
• исключают необходимость регистрации химических и физических параметров, характеризующих состояние окружающей среды;
• фиксируют скорость происходящих изменений;
• вскрывают тенденции развития природной среды;
• указывают пути и места скоплений в экологических системах различного рода загрязнений и ядов, возможные пути их попадания в пищу человека;
• позволяют судить о степени вредности любых синтезируемых человеком веществ для живой природы и для него самого, при чем дают возможность контролировать их действие.

       Выделяют две формы отклика живых организмов, используемых в целях биоиндикации, — специфическую и неспецифическую. В первом случае происходящие изменения связаны с действием одного какого-либо фактора. При неспецифической биоиндикации различные антропогенные факторы вызывают одинаковые реакции.

       В зависимости от типа ответной реакции биоиндикаторы под разделяют на чувствительные и кумулятивные. Чувствительные биоиндикаторы реагируют на стресс значительным отклонением от жизненных норм, а кумулятивные накапливают антропогенное воздействие, значительно превышающее нормальный уровень в природе, без видимых изменений.В качестве биоиндикаторов могут быть использованы представители всех «царств» живой природы. Для биоиндикации не при годны организмы, поврежденные болезнями, вредителями и паразитами.

Идеальный биологический индикатор должен удовлетворять ряду требований:

• быть типичным для данных условий;
• иметь высокую численность в исследуемом экотопе;
• обитать в данном месте в течение ряда лет, что дает возможность проследить динамику загрязнения;
• находиться в условиях, удобных для отбора проб;
• давать возможность проводить прямые анализы без предварительного концентрирования проб;
• характеризоваться положительной корреляцией между концентрацией загрязняющих веществ в организме-индикаторе и объекте исследования;
• использоваться в естественных условиях его существования; »иметь короткий период онтогенеза, чтобы была возможность отслеживания влияния фактора на последующие поколения.

       Ответная реакция биоиндикатора на определенное физическое или химическое воздействие должна быть четко выражена, т.е. специфична, легко регистрироваться визуально или с помощью приборов. Для биоиндикации необходимо выбирать наиболее чувствительные сообщества, характеризующиеся максимальными скоростью отклика и выраженностью параметров. Например, в водных эко системах наиболее чувствительными являются планктонные сообщества, которые быстро реагируют на изменение среды благо даря короткому жизненному циклу и высокой скорости воспроизводства. Бентосные сообщества, где организмы имеют достаточно длинный жизненный цикл, более консервативны: перестройки происходят в них при длительном хроническом загрязнении, приводящем к необратимости процессов. К методам биоиндикации, которые можно применять при ис- следовании экосистемы, относится выявление в изучаемой зоне редких и исчезающих видов. Список таких организмов, по сути, является набором индикаторных видов, наиболее чувствительных к антропогенному воздействию.

      С помощью растений можно проводить биоиндикацию всех природных сред. Индикаторные растения используются при оценке механического и кислотного состава почв, их плодородия, увлажнения и засоления, степени минерализации грунтовых вод и степени загрязнения атмосферного воздуха газообразными соединениями, а также при выявлении трофических свойств водоемов и степени их загрязнения поллютантами. Например, на содержание в почве свинца указывают виды овсяницы (Festuca ovina и др.), полевицы (Agrostis tenuis и др.); цинка — виды фиалки (Viola tricolor и др.), ярутки (Tlaspi alpestre и др.); меди и кобальта — смолевки (Silene vulgaris и др.), многие злаки и мхи. Чувствительные фитоиндикаторы указывают на присутствие загрязняющего вещества в воздухе или почве ранними морфологическими реакциями — изменением окраски листьев (появление хлорозов; желтая, бурая или бронзовая окраска), различной фор мы некрозами, преждевременным увяданием и опаданием листвы. У многолетних растений загрязняющие вещества вызывают изменение размеров, формы, количества органов, направления роста побегов или изменение плодовитости. Подобные реакции обычно неспецифичны.

       Б. В. Виноградов классифицировал индикаторные признаки растений как флористические, физиологические, морфологические к фитоценотические. Флористическими признаками являются различия состава растительности изучаемых участков, сформировавшиеся вследствие определенных экологических условий. Индикаторное значение имеет как присутствие, так и отсутствие вида. К физиологическим признакам относятся особенности обмена веществ растений, к анатомо-морфологическим признакам — особенности внутреннего и внешнего строения, различного рода аномалии развития и новообразования, к фитоценотическим при знакам – особенности структуры растительного покрова: обилие и рассеянность видов растений, ярусность, мозаичность, степень сомкнутости. Очень часто в целях биоиндикации используются различные аномалии роста и развития растения — отклонения от общих закономерностей. Ученые систематизировали их в три основные группы, связанные: (1) с торможением или стимулированием нормального роста (карликовость и гигантизм); (2) с деформациями стеблей, листьев, корней, плодов, цветков и соцветий; (3) с возникновением новообразований (к этой группе аномалий роста относятся также опухоли).

Гигантизм и карликовость многие исследователи считают уродствами. Например, избыток в почве меди вдвое уменьшает размеры калифорнийского мака, а избыток свинца приводит к карликовости смолевки.

      В целях биоиндикации представляют интерес следующие де формации растений:

• фасциация — лентовидное уплощение и сращение стеблей, корней и цветоносов;
• махровость цветков, в которых тычинки превращаются в лепестки;
• пролификация — прорастание цветков и соцветий;
• асцидия — воронковидные, чашевидные и трубчатые листья у растений с пластинчатыми листьями;
• редукция — обратное развитие органов растений, вырождение;
• нитевидность — нитчатая форма листовой пластинки;
• филлодий тычинок — превращение их в плоское листовидное образование.

      Биомониторинг может осуществляться путем наблюдений за отдельными растениями-индикаторами, популяцией определенного вида и состоянием фитоценоза в целом. На уровне вида обычно производят специфическую индикацию какого-то одного загрязнителя, а на уровне популяции или фитоценоза — общего состояния природной среды. 1. Индикаторы кислотности почвы.  Одним из главных характеристик почвы  является ее кислотность. Кислотность  почвы — это свойство почвы, обусловленное  наличием ионов водорода, находящихся  в ней. Ее можно выразить при помощи рН — показателя активности ионов водорода.

В соответствии с величиной рН различают  почвы; сильнокислые  — рН < 4,5, среднекислые  — рН < 4,6-5,0, слабокислые — рН —-5,1-5,5, близкие к нейтральным — рН 5,6-7,0, щелочные  — рН > 7,0. Кислую реакцию имеют болотные, дерново-подзолистые и серые лесные почвы, нейтральную — черноземные почвы,  щелочную — каштановые почвы и сероземы, сильнощелочную —  солонцы.

       Большинство культивируемых растений наиболее успешно  развивается в условиях среды, близкой  к нейтральной. Поэтому если почва  на участке сильнокислая или сильнощелочная, то ее необходимо улучшить. Кислые почвы известкуют, добавляя известняк, гашеную известь, доломитовую муку, мел, мергель, торфотуф или печную золу. Доза внесения извести зависит от кислотности почвы, ее механического состава и выращиваемой культуры.

  Некоторые садовые растения требуют кислых почв, поэтому для обеспечения  наилучших условий их роста почву  иногда приходится подкислять. Из плодовых культур это, например, американские крупноплодные клюква (Vaccinium macrocarpon L.), требующая рН 3,5-5, и голубика (Vaccinium corymbosum L.), растущая при рН 4-5,5. Наши ягодные кустарники — крыжовник (Grossulaha sp.),  малина (Rubus idaeus L.),  черная смородина (Ribes nigrum L.) также предпочитают слабокислые почвы. Хорошо развиваются в кислой среде белокочанная и цветная капуста (Brassica capitata L., Brassica cauliflora L.),  редис (Raphanus sativus L.). Многие цветочно-декоративные растения — верески (Galluna sp.), гортензии  (Hydrangea sp.), рододендроны (Rhododendron sp.), папоротник мужской (Dryopteris filis-mas (L.) Schott) — нуждаются в кислых почвах, поэтому под посадку приходится вносить кислый торф.

       Газонные  травы — полевица тонкая (Agrostis tenuis L.), овсяницы обманчивая и тонколистная  (Festuca fallax L., Festuca tenuifolia L.) образуют лучший дерн на почве, кислотность которой находится в пределах рН 5,2-5,6. Для формирования качественного и долговечного газона важное значение имеют интенсивность скашивания, высота скашивания — у каждого вида газонных злаков она своя — ниже 1 см, 1 -2,2-3, выше 3 см,— а также плодородие почвы и ее кислотность.

      Плодовые  культуры являются растениями лесных сообществ и предпочитают выщелоченные почвы со слабокислой или нейтральной реакцией, хотя могут нормально развиваться и на слабощелочных почвах. Однако на щелочных почвах у них может наблюдаться железное или магниевое голодание, приводящее к хлорозу. Между тем ряд садовых растений лучше развивается, если в почве имеется известь. Из плодовых культур — это вишня  (Cerasus vulgaris L.), кизил (Cornus mas L.), миндаль (Amygdalus communis L.), из овощных — спаржа (Aspagagus officinalis L.), из цветов — бурачок (Alyssum saxatile L.), гвоздики (Dianthus sp.), ирисы (Iris sp.),  настурция (Tropaeolum majus L.), флоксы {Phlox sp.).  Любят известковые почвы орхидея наших лесов — венерин башмачок (Cypripedium calceolus L.) и обитатель горных вершин — эдельвейс  (Leontopodium alpinum L.). Важно знать рН почвы не только агрономам, но и ресурсоведам. Ботаники при характеристике растительных условий по отношению к кислотности почв выделяют: ацидофилы — растения кислых почв; нейтрофилы — растения нейтральных почв; базифилы — виды растений, характерные для щелочных почв (Рис.1, 2, 3). Ацидофилы обычно указывают на кислые и бедные почвы, нейтрофилы и базифилы встречаются на почвах, богатых минеральными элементами.

       Растения  кислых почв :— крайние  ацидофилы, растущие на сильнокислых почвах  с рН 3,0-4,5. В эту группу входят сфагновые мхи — бурый, компактный и магелланский (Sphagnum fuscum L., Sphagnum compactum L., Sphagnum magellanicum L.), зеленые мхи (Dicranum sp., Hylocomium splendens L.),  плауны (Lycopodium sp.),  белоус (Nardus sticta L.), вереск (Galluna vulgaris L.), водяника (Empetrum nigrum L.), марьянниклуговой (Melampyrum pretense L.), ожика волосистая (Lusula pilosa L.), пушица влагалищная (Eriophorum vaginatum L.), ситник тонкий (Juncus tenuis L.), щучка (Deschampsia caespitosa L.); — умеренные  ацидофилы индицируют почвы с  рН 4,5-6,0. К ним относятся сфагнум балтийский (Sphagnum balticum L.), багульник (Ledum palustre L.), брусника (Rhodococcum vitis-idaea L.), кошачья лапка (Antennaria dioica L.), седмичник (Trientalis europaea L.), толокнянка (Arctoctaphylos uva-ursi L.), фиалка собачья (Viola canina L.), черника (Vaccinium mytrtillus L.);

— слабые ацидофилы показывают почвы с  рН 5,0-6,7. В эту группу входят сфагнум Гиргензона (Sphagnum girgensohnii L.), папоротник мужской (Dryopteris filis-mas L.), бор развесистый (Millium effusum L.), ветреница лютиковая (Anemone ranunculoides L.), зеленчук (Galeobdoton luteum L.), колокольчики широколистный и крапиволистный  (Campanula latifolia L., Campanula trachelium L.), купена многоцветковая (Polygonatum multiflorum L.), медуница неясная (Pulmonaria obscura L.), овсяница высочайшая (Festuca altissima L.), осоки волосистая и ранняя (Carexpillosa,  Carexpraecox L.). Растениями-индикаторами околонейтральных почв с рН 6,0-7,3 являются земляника зеленая, или клубника (Fragaria  viridis L.), сныть (Aegopodium podagria L.) и другие растения. Нейтральные до слабощелочных почвы с рН 6,7-7,8 индицируют растения-нейтробазифилы: мать-и мачеха  (Tussilago farfara L.),  пупавка красильная (Anthemis tinctoria L.). Базиофилы — растения, растущие на щелочных почвах: василек русский (Centaurea ruthenica L.), горчак (Acroptilon repens L.), кермеки (Limonium sp.), подмаренник (Galium aparine L.), селитрянка (Nitraria schoberi L.). Растения-галофиты обитают в засоленных местах и способны накапливать в своих органах большое количество солей. Это не причиняет им ущерба, а не слишком высокие концентрации солей даже способствуют росту. Особенно склонны к накоплению солей растения семейства маревые —  Chenopodiaceae. Солерос (Salicomia euroраеа L.) растет даже при содержании поваренной соли в почве 2-3 %-ной концентрации, которая для большинства растений является смертельной. Даже если выращивать галофиты на нормальных садовых почвах, они могут накапливать в своих тканях Na и Сl. [4]

       Опыты по подбору растений для выращивания  на засоленных почвах и при поливе их сильно минерализированной водой позволили выделить формы, пригодные для возделывания в условиях, губительных для обычных сортов культурных растений. Оказалось, что наиболее устойчивые линии росли достаточно хорошо даже при поливе морской водой. Большие группы растений не могут служить индикаторами, так как нормально растут в широком диапазоне рН. Это растения-эвритопы, обитающие на почвах с рН от 3,0-9,5, т.е. от сильнокислых до сильнощелочных, например, мышиный

горошек  (Vicia crassa L.).

     Растения  способны указать нам и на плотность  почвы. Так, дымянка лекарственная (Fumaria officinalis L.), незабудка полевая (Myosotis arvevsis L.), пикульник (Galeopsis bifida L.) растут на рыхлых почвах, а лапчатка гусиная (Potentilla anserina L.), лютик ползучий (Ranunculus repens L.), подорожник большой (Plantago major L.) — на уплотненных [3, 4, 7].

 1.2 Индикаторы почвенного плодородия

      Растительность  подает нам достаточно явные сигналы о структуре почвы, ее водном режиме и балансе питательных веществ. Поэтому с помощью растений можно определить, например, какие выбрать удобрения. Плодородие почвы является ее важнейшей характеристикой. Именно от плодородия зависит и урожай, и красота растений. Растения-индикаторы укажут на уровень плодородия земли, на которой они произрастают.

       Если  запас питательных веществ в почве невелик, на них могут произрастать только растения-олиготрофы. В природе на таких землях растут низшие растения — сфагновые мхи (Sphagnum sp.) и лишайники: кладонии  (Cladonia sp.), пельтигера (Peltigera sp.),  цетрария, или исландский мох (Cetraria islandiса L.). Из высших растений это обитающие во влажных лесах и болотах багульник  (Ledum palustre L.), брусника (Vaccinium vitis-idaea L.), вереск (Calluna vulgaris L.), клюква (Vaccinium oxycoccus L., или Oxycoccus quadripetalus L.), подбел (Andromeda polifolia L.), черника (Vaccinium myrtillus L.) и растения песчаных почв — белоус  (Nardus stricta L.), бессмертник (Helichrysum arenarium L.), кошачья лапка (Antennaria dioica L.), ястребинка волосистая (Hieracium umbellatum L.) и др. Для того чтобы сделать эти почвы пригодными для культивирования других растений, необходимо повысить их плодородие внесением удобрений.

      Растения-мезатрофы  довольствуются средней обеспеченностью почв минеральным питанием. Это зеленые мхи гилокомиум (Hylocomium splendens L.) и ритидиадельф (Rhytidiadelphus sp.),  папоротник мужской (Dryopteris filix-mas L.), вероника дубравная (Veronica chamaedrys L.), ветреница лютиковая (Anemone ranuncoloides L.), земляника лесная (Fragaria vesca L.), грушанка круглолистная (Pirola rotundifolia L.), душица (Origanum vulgare L.), иван-да-марья (Melampyrum nemorosum L.), любка двулистная (Planantera bifolia L.), смолевка поникшая (Silene nutans L.), яснотка пурпуровая (Lamium purpureum L.) и другие растения.

    Указателями богатых почв являются растения-эвтрофы и растения-мегатрофы. На плодородных почвах растут: мох мниум (Mnium sp.),  папоротники страусово перо {Matteuccia  struthiopteris L.) и кочедыжник женский (Anthrinum filix-femina L.), иван-чай (Chamaenerium angustifolium L.), копытень (Asarum europaeum L.), коротконожка лесная (Brachypodium silvaticum L.), крапива двудомная и жгучая (Urtica dioica L., Urtica urens L.), купырь лесной (Anthriscus silvestris L.), лебеда (Atriplexpatula L.), лисохвост (Alopecurus pratensis L.), лунник (Lunaria rediviva L.), малина (Rubus idaeus L.), медуница (Pulmonaria obscura L.), мокрица (Stellaria media L.), овсяница гигантская (Festuca gigantean L.), паслен черный (Solarium nigrum L.), перелеска благородная (Hepatica nobilis L.), хвощ лесной (Equisetum silvaticum L.) и некоторые другие виды.

     Растения-эвритрофы, т.е. растения, которые могут расти и успешно развиваться на почвах разного плодородия, в качестве индикаторов почвенного плодородия использованы быть не могут. Важнейшим элементом питания растений является азот. При нехватке азота растения слабо растут, имеют чахлый вид, бледную окраску листьев. При достаточном азотном питании развитие надземных органов и общее состоянии растений хорошее.

Индикаторами  значительного содержания азота в почве являются растения-нитрофилы. Они растут на обогащенных азотом почвах ольховых лесов — калужница (Caltha palustris L.), крапива двудомная (Urtica dioica L.), недотрога (Impatiens noli-tangere L.), паслен сладко-горький (Solanum dulcamara L.), хмель (Humulus lupulus L.), в верхних слоях почвы под пологом лиственных лесов — звездчатка лесная  (Stellaria holostea L.), пролесник многолетний  (Mercularia perennis L.), на плодородных пустырях — крапива глухая и яснотка пурпуровая  (Lamium album L., Lamium purpureum L.), лопух (Arctium lappa L.), марь белая (Chenopodium album L.), пустырник (Leonurus cardiaca L.). Индикаторами низкого содержания азота в почве являются растения-нитрофобы. Ими являются многие бобовые растения: дрок красильный (Genista tinctoria L.), люцерна (Medicagolupulina L.), астрагал (Astragalus sp.) и другие. Выживать на почвах, бедных азотом, им помогает содружество с азотфиксирующими микроорганизмами, которые способны получать азот из атмосферы и снабжать им растения. Клубеньковые бактерии в течение года обогащают 1 га бобового поля 200-300 кг азота. Помимо бобовых известно до двух сотен видов других растений, дружащих с азотфиксирующими микроорганизмами. Это, в частности, лох  (Elaeagnus angustifolia L.), облепиха (Hippophae rhamnoides L.), ольха (Alnus glutinosa L.), шефердия (Shephesdia argentea L.).

      Какими  бы ни были почвы по кислотности  или плодородию, для нормальной жизнедеятельности растений существенным фактором является и степень солнечного освещения. Различают светолюбивые растения, которые не выносят затенения, теневыносливые и тенелюбивые, которые погибают при прямом солнечном освещении. Растения-гелиофиты нормально развиваются только при интенсивном освещении. В условиях сильного затенения процессы дыхания у них начинают преобладать над процессами фотосинтеза, и растения могут погибнуть. Светолюбивыми растениями являются дрок красильный (Genists tinctoria L.), земляника лесная (Fragaria vesca L.), ракитник (Cytisus ruthenicus L.), фиалка собачья (Viola canina L.).

      Теневыносливые  растения способны расти и развиваться в широком диапазоне условий освещенности — от сильного затенения до полного солнечного света, например, купена лекарственная  (Polygonatum officinale L.), ландыш (Convallaria majalis L.), пролеска (Scilla bifolia L.). Тенелюбивые растения-сциофиты не выносят прямого солнечного света. Это кислица (Oxalis acetocella L.), майник (Majanthemum bifolium L.), недотрога (Impatiensnoli-tangere L.), фиалка удивительная (Viola mirabilis L.), хвощ лесной (Equisetum silvaticum L.), хохлатки (Corydalis sp.),  растущие в тенистых влажных лесах. Знание о свето- или тенелюбивых культивируемых растениях поможет избежать ошибок при размещении их на садово-огородном участке.

      Индикаторы  дефицита или избытка химических элементов в почве Растениям для нормального роста и развития необходимы разнообразные питательные элементы, причем вреден как недостаток, так и избыток их в почве. Некоторые питательные элементы могут находиться в почве в достаточном количестве, но в недоступной для растений форме. При недостатке элементов питания у растений нарушается нормальный обмен веществ, что сопровождается изменением их внешнего вида. При недостаточном питании растения бывают низкорослыми, в некоторых случаях преждевременно цветут, плодоносят и стареют. У культурных растений симптомы дефицита элементов питания хорошо изучены. При появлении признаков недостаточности каких-либо элементов питания у растений-индикаторов необходимо провести подкормку недостающим элементом питания всех плодовых культур, растущих на участке

1.3 Индикаторы месторождений полезных ископаемых

      Накопление  минеральных веществ в органах  растений можно использовать для того, чтобы путем листового анализа — изучения золы листьев — выявить нехватку или избыток определенных элементов. Растения таким образом могут служить индикаторами содержания питательных веществ в почве, а также возможного наличия рудных месторождений.

 На  засоленных и содержащих соду почвах, в гипсовых впадинах, на почвах с повышенным содержанием тяжелых металлов и на отвалах пустой породы после промышленных разработок минеральные вещества могут оказывать на окружающую среду токсическое воздействие. Только немногие растения приспособлены к таким почвам. Некоторые из них способны накапливать ионы тяжелых металлов и пригодны для индикации таких почв.Ярутка (Thlaspi alpestre L.) встречается на почвах, содержащих цинк и кадмий. Она способна без вреда для себя накапливать в листьях эти металлы в количествах, в сотни и тысячи раз больших, чем на почвах с нормальным содержанием цинка и кадмия, соответственно, 25 г и 170 мг на 1 кг сухого вещества. Отмечена способность бобовых растений — астрагала  (Astragalus sp.), донника (Melilotus sp.), клевера (Trifolium sp.) — накапливать много молибдена. Минуартия  (Minuartia verna L.) из семейства гвоздичных индицирует свинец и медь, а букашник  (Jasione montana L.) из семейства колокольчиковых — мышьяк.В местообитаниях, содержащих много свинца, произрастают злаки: овсяница овечья  (Festuca ovina L.) и полевица тонкая (Agrostis tenuis L.); на цинковых почвах — особые виды фиалки (Viola calaminaria L.), ярутки (Thlaspi calaminare L.) и смолевки (Silene sp.). Полынь холодная (Artemisia frigida L.) помогает найти вольфрам; гладиолус  (Gladiolus sp.), качим (Gypsophila patrini L.), смолевка обыкновенная (Silene vulgaris L.) — медь. На серпентиновых почвах (богатых Cr, Ni, Mg) встречаются папоротник костенец клиновидный (Asplenium cuneifolium L.), армерия приморская (Armeria maritima L.), бурачок Бертолона (Alyssum bertolonii L.), кипарис Сарджента (Cupressus sargentii L.) и другие растения.