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Andreas Werner:

Aktives Biomonitoring mit der Flechte Hypogymnia physodes zur Ermittlung der Luftqualität in Hannover

[Air quality monitoring using the lichen Hypogymnia physodes in Hannover, Germany]

1993. 113 Seiten, 32 Abbildungen, 32 Tabellen, 14x22cm, 250 g
Language: Deutsch

(Bibliotheca Lichenologica, Band 49)

ISBN 978-3-443-58028-5, brosch., price: 36.00 €

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Contents

Inhaltsbeschreibung top ↑

Inhalt der vorliegenden Arbeit war die Weiterentwicklung der bislang eingesetzten Methode der Flechtenexposition mit dem Ziel, die lufthygienische Situation auch bei insgesamt geringer Belastung schnell(er) und zuverlässig(er) zu erfassen. Es sollte ein "ganzheitliches" Konzept entwickelt werden, das, beginnend mit Selektionskriterien für die Auswahl von für die Exposition geeigneten Flechtenthalli, über die Beschreibung geeigneter Untersuchungsmethoden zur Bestimmung der Flechtenvitalität bis zur Entwicklung geeigneter Methoden zur Auswertung und Interpretation der Ergebnisse, einen kompletten Leitfaden für die Exposition von Flechten bietet.
Im Rahmen der Untersuchungen wurden zunächst von Juli 1990 bis Juli 199l an l4 Standorten im Stadtgebiet von Hannover, die die für eine Großstadt typischen Bebauungs- und Nutzungsstrukturen repräsentierten, Flechten der Art Hypogymnia physodes (L.) Nyl. exponiert. Die Thalli waren im Frühjahr im Naturschutzpark "Lüneburger Heide" (100 km nördlich von Hannover) von der Borke umgestürzter Eichen gelöst, auf Korkunterlagen befestigt und drei Monate an die Veränderung des Mikroklimas akklimatisiert worden. Vor der Exposition wurden die Flechten einer strengen Selektion unterworfen: Nur Thalli ohne sichtbare Beschädigungen, mit ähnlichem Gewicht und vergleichbarer CO2-Fixierungsrate wurden ausgewählt. In Kombination mit der Akklimatisation wurde durch dieses "screening" die intraspezifische Variabilität der exponierten Flechten verringert und der Einsatz unterschiedlich angepaßter "Ökotypen" verhindert.

Synopsis top ↑

Main objective of the submitted work was the further improvement of the previously applied method of lichen exposition. Even at low levels of air pollution should it be made possible to register its impact on the vitality of lichens fast(er) and (more) reliably than before. An integrated concept should be presented that provided a complete guideline for the exposition of lichens, including
- criteria for the selection of lichens suitable for the subsequent exposition,
- description of reasonable methods to ascertain the vitality of exposed lichens,
- development of suitable methods for the analysis and evaluation of the results.
The first lichen exposition took place from July 1990 until July 1991. The lichens (Hypogymnia physodes (L.) Nyl.) were exposed at 14 sites within the territory of Hanover, Germany. These sites represented the typical structures of development and utilization of a large town. The thalli had been detached from the bark of freshly felled oak-trees in the nature reserve "Lüneburger Heide" (100 km north of Hannover) in spring 1990. They were attached to a cork substrate and for three months allowed to become acclimatized to the change of microclimate.
Prior to exposition the lichens were subjected to a severe screening: Only thalli without obvious damages, of similar weight and comparable CO2-fixation rates were selected. In combination with the acclimatization this screening reduced the intraspecific variability of the transplanted lichens and prevented the employment of differently adapted ecotypes.

Inhaltsverzeichnis top ↑

ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS 1

1. EINLEITUNG 3
1.1. Stand der Forschung 3
1.2. Kritik an der Methode der Flechtenexposition 6
1.3. Ausgangslage 7
1.4. Arbeitskonzept und Zielsetzung 8
2. MATERIAL UND METHODEN 13
2.1. Herkunft und Akklimatisation der Flechten 13
2.2. Kulturbedingungen während der Selektionsphase 13
2.3. Berechnung des Trockengewichts 14
2.4. Optische Bonitierung 14
2.5. Bestimmung der relativen Thallusfläche 14
2.6. CO2-Gaswechselmessungen 15
2.6.1. Vergleichsmessungen mit dem CO2-Porometer 15
2.6.2. Abhängigkeit des CO2-Gaswechsels von der Hydratur der Flechten 16
2.7. Chlorophyllbestimmung 17
2. 8. Untersuchungen der Thalluseluate 17
2.9. Kalium- und Calciumgehalte der Flechten 18
2.10. Temperatur- und pH-Abhängigkeit der Ionenaufnahme 18
2.11. Selektionmöglichst gleichartiger Thalli für die Exposition 19
2.12. Exposition der Flechten 20
2.13. Standorte der Expositionstafeln 21
2.14. Klima- und lufthygienische Daten 23
2.15. Regressionsanalysen zur Kaiibrierung der Ergebnisse der
Vitalitätsbestimmungen 23
2.16. Einteilung der Einzelergebnisse in Schadklassen 24
2.17. Lufthygienisches Wirkungsprofil 25
2.18. Physiologischer Vitalitätsindex 26
2.19. Statistische Absicherung der Daten 27
2.20. Flechtenkartierung ausgewählter Standorte im Stadtgebiet 27
3. ERGEBNISSE 28
3.1. Flechtenexposition 1990/91 28
3.1.1. Klima und lufthygienische Situation 28
3.1.2. Optische Bonitierung der exponierten Flechten 31
3.1.3. Zunahme der relativen Thallusfläche 34
3.1.4. CO2-Gaswechsel der exponierten Flechten 36
3.1.5. Chlorophyllgehalte der Flechten nach Abschluß der Exposition 39
3.1.6. Untersuchungen der Thalluseluate während der Exposition 39
3.1.6.1. Leitfähigkeitsmessungen 39
3.1.6.2. pH-Werte 42
3.1.6.3. Kaliumgehalte 43
3.1.6.4. Calciumgehalte 44
3.1.7. Kaliumgehalte der Flechten nach Abschluß der Exposition 45
3.1.8. Calciumgehalte der Flechten nach Abschluß der Exposition 46
3.1.9. Temperaturabhängigkeit der Ionenaufnahme 47
3.1.10. pH-Abhängigkeit der Ionenaufnahme 48
3.2. Regressionsanalysen zwischen Milieu- und Systemparametern 50
3.3. Einteilung relevanter Vitalitätsparameter in Schadklassen 53
3.4. Lufthygienisches Wirkungsprofil 57
3.5. Physiologischer Vitalitätsindex 59
3.6. Kalibrierung des physiologischen Vitalitätsindex 61
3.7. Kurzfristige Belastungssituationen 62
3.8. Flechtenexposition 1991/92 66
3.8.1. Klima und lufthygienische Situation 66
3.8.2. Untersuchungen des Regenwassers 68
3.8.3. Bonitierung der exponierten Flechten 69
3.8.4. Regressionsanalysen zwischen Milieu- und Systemparametern 71
3.8.5. Physiologischer Vitalitätsindex 73
3.8.6. Kurzfristige Belastungssituationen 74
3.9. Flechtenkartierung an ausgewählten Standorten im Stadtgebiet 74
4. DISKUSSION 79
4.1. Ergebnisse der Vitalitätsbestimmungen 80
4.2. Ermittlung und Kalibrierung des physiologischen Vitalitätsindex 87
4.3. Vorläufige Einschätzung der Luftqualität an den
Expositionsstandorten 90
4.4. Flechtenexposition 1991/92 92
4.5. Flechtenkartierung 94
4.6. Ausblick 96
5. ZUSAMMENFASSUNG 98
6. SUMMARY 101
7. LITERATURVERZEICHNIS 103