Keskkonnategurite suhtes tundlike organismidena on samblikud head bioindikaatorid. Samblikufloora kaardistamine Tartus on näidanud, et ülikoolilinna õhu seisund on hea.

Atmosfääriõhu saastatus on paljudes linnades tõsisemaid keskkonnaprobleeme; majandustegevuse arenedes ning liikluse intensiivistudes peab sellele üha rohkem tähelepanu pöörama. Ka Eestis ei ole see probleem võõras. Üks õhu saastumise tagajärgi on samblikefloora vaesumine, mida mõnedes suurlinnades märgati juba ülemöödunud sajandi keskel.

Samblikud koosnevad seenehüüfidest ja mikroskoopilistest vetikatest või tsüanobakteritest, kes elavad koos ja funktsioneerivad ühe organismina. Sambliku keha nimetatakse talluseks; enamikul samblikel ei sarnane selle kuju ei seen- ega fotosünteesiva komponendiga [6]. Samblikke on muu hulgas uuritud kui bioindikaatoreid. Indikatsioon on keskkonna raskesti hinnatavate omaduste või seisundite määramine mingi abivahendi või organismi (indikaatori) hõlpsasti selgitatavate omaduste kaudu. Teades ja tundes indikaatorite sõltuvust keskkonnateguritest, on võimalik nende muutuste põhjal teha järeldusi keskkonnaseisundi kohta.

Bioindikatsiooniga iseloomustatakse keskkonnaseisundi muutusi organismide – bioindikaatorite ja nende tunnuste (vitaalsuse, ohtruse, katvuse, sageduse jm.) põhjal. Eriti laialt on bioindikatsiooni rakendatud antropogeensete muutuste kindlakstegemisel. Bioindikaator võib olla isend, populatsioon, kooslus või organismi bioloogiline, anatoomiline või füsioloogilis-biokeemiline tunnus. Bioindikatsiooni kaudu määratakse mullastiku, vee, õhu ja lähtekivimi omadusi. Bioindikaatorite järgi eristatakse bakterio- (mikrobo-), müko-, algo-, lihheno-, brüo- ja fütoindikatsiooni [10].

Samblike sobivus õhusaaste indikaatoritena. Bioindikatsioon annab õhu saastatuse pikaajaliste muutuste kohta tõesemat teavet kui mõõteaparaadid, sest õhus moodustuvate kompleksühendite mõju elusorganismile erineb üksikkomponentide koosmõjust; ent mõõdetakse just üksikkomponentide sisaldust. Ideaalne oleks hinnata õhu seisundit korraga nii bioindikatsiooni kui ka füüsikaliste meetodite alusel [7].

Samblikud on õhusaaste suhtes väga tundlikud. Epifüütsetel ehk puude peal kasvavatel samblikel on palju tunnuseid, mille abil on võimalik hinnata õhu seisundit. Epifüüdid saavad vee ja kõik toitained, samuti saaste kätte õhust. Seetõttu saab samblike tallusesse ja taimedesse akumuleerunud saastekoguseid võrreldes parimal juhul eristada ka mulla ja õhu saastatust. Kuivõrd enamik samblikke kasvab aeglaselt, elab kaua ning ei heida või ei vaheta talluse osi, siis annab tallusesse akumuleerunud saasteainete koguste analüüs hea pildi pikaajalisest keskkonnaseisundist [9, 15].

Et samblikud on ka madalatel temperatuuridel metaboolselt aktiivsed, akumuleerivad nad saasteaineid ka külmal ajal. Enamik epifüütseid samblikke on õhusaaste suhtes tundlikud ning kuna sambliku tallus sisaldab endas kahte sümbionti, on nende vastus keskkonnastressile komplekssem kui üksikkomponendist koosneval organismil [16].

Lihhenoindikatsioon. Õhu saastatus linnakeskkonnas ja sellest tulenevad haigused on sundinud tegema laialdasi uurimistöid. Näiteks Itaalias on leitud kindel seos erisuguse õhusaastatusega piirkondade ja neis elavate inimeste haigestumuse vahel hingamisteede haigustesse (eriti kopsuvähki) [2]. Hollandist on tõendeid, et lihhenofloora hiljutisi muutusi on põhjustanud kliima soojenemine [5].

Eestis on lihhenoindikatsiooni töid tehtud juba üle 35 aasta. Uurijaid on palju ning uurimisalad hõlmavad mitmeid piirkondi. Enamasti on uuringuid tehtud linnades, et hinnata seal õhu saastatuse taset. Põlevkivikaevanduste ja põlevkivil töötavate soojuselektrijaamade alal Kirde-Eestis on uuritud emissioonide mõju epifüütsete samblike looduslikele kooslustele. Samblike indikaatorliikide levikut on uuritud parkides ja surnuaedades ka väljaspool linnu.

Aastatel 1999–2002 tehtud vääriselupaikade inventuuri eesmärk oli hinnata tulundusmetsade kõige väärtuslikumate elupaikade levikut. Muu hulgas on inventuuri tulemusena koostatud vääriselupaikade samblikest indikaatorliikide ja teatud elupaigale kitsalt kohastunud organismide nimistud.

Lihhenofloora uuringute põhjal on Eestis ja mujal maailmas kaardistatud linnade ja tööstuskomplekside ümbruses erisuguse õhusaastatusega tsoone. Indikaatorliikide kaardistamiseks kasutatavaid meetodeid on mitu. Liikide levikukaardid peegeldavad liigi leidumist või puudumist uuritaval alal. Kasutatud on ka samblikukatte kvantitatiivseid (katvus, sagedus) ja kvalitatiivseid (vitaalsus) näitajaid. Erisuguste keemiliste ja füüsikaliste omadustega substraatidelt kogutakse andmed eraldi, sest puukoore omadused on eri puuliikidel erinevad. Saadud informatsiooni põhjal jagatakse uuritud ala tsoonideks, mis korreleeruvad õhu saastatuse tasemega.

Rohkem kui ühel korral on Eesti linnades uuritud samblikufloorat Tartus, Tallinnas, Viljandis ja Pärnus. Tartu, Tallinna, Viljandi ja Valga kohta on lihhenoindikatsiooni kaarte ka üsna hiljutisest ajast. Samas on ka linnasid, kus pole selliseid töid tehtud. Enamik vastavatest töödest paiknevad küllaltki laialipillutatult.

Lihhenoindikatsioonis vaadeldakse epifüütsete samblikuliikide leidumist mingil alal ning nende tunnuseid, nagu vitaalsus, katvus, ohtrus ja sagedus. Jälgitud on nii samblikukoosluse kõikide liikide tunnuste varieeruvust kui ka seda, kas antud kohas üldse leidub enim levinud suursamblikke. Esimesel juhul on vajalik koosluse analüüs prooviruutudel.

Epifüütsete samblike leidumist ja nende tunnuseid püütakse enamasti jälgida võimalikult sarnasel substraadil. Kui analüüsiks valitud puud on eri liikidest, siis peaksid nende koore füüsikalised ja keemilised omadused olema võimalikult sarnased. Puukoore omadused (pH) ja saasteained (SO2 ja NH3) on peamised tegurid, mis mõjutavad linnades epifüütsete samblike kooslust [4]. Eelistatakse vanemaid sirgeid puid.

Põhilised lehtpuud, kelle epifüütse samblikufloora analüüse Eestis on lihhenoindikatsiooniks kasutatud, on harilik pärn, harilik vaher, harilik haab, hõbepappel, harilik saar, harilik tamm, jalakas, hõbepaju ja arukask. Okaspuudest on tavaliselt kasutatud harilikku mändi, harilikku kuuske ja euroopa lehist. Olenevalt puukoore (samblike substraadi) omadustest kasvab eri puuliikidel looduslikes oludes erisugune samblikufloora.

Eri meetodid. Üldjoontes eristatakse lihhenoindikatsioonis indeksite meetodit ja indikaatorliikide meetodit. Põhimõtteliselt on neil palju sarnasusi. Et leida lihhenoindikatsioonis kasutatavate indeksite väärtusi, tuleb esmalt igas proovipaigas valida välja sobivad puud. Mida rohkem puid valitakse, seda parem on tulemus. Proovivõtt kümnelt puult annab parema korrelatsiooni kui ruudumeetod või proovivõtt ainult ühelt puult [3]. Puutüvel piiritletakse umbes rinna kõrgusel prooviruut ja märgitakse üles kõik sellesse jäävad samblikuliigid. Liigid, mida kohapeal määrata ei õnnestu, korjatakse kaasa ja määratakse hiljem. Hinnatakse ka iga samblikuliigi katvust proovialas ja kõikide liikide üldkatvust. Tihti tehakse ühel puutüvel mitu analüüsi.

Võimalusi, kuidas prooviruudud puutüvedel asetsevad, on mitu. Prooviruute on paigutatud nii puu ühele kui ka kahele küljele, nii rinnakõrgusele kui ka jalamile, samuti on kasutatud nende variantide kombinatsioone. Ka puutüve orientatsioon ilmakaarte suhtes võib varieeruda: prooviruut võib asetseda nii põhja kui lõuna suunas, oletatava saasteallika pool või vastassuunas või ka päris juhuslikult.

Iga analüüsitava samblikurühmituse kohta puul leitakse valemi järgi indeksi väärtus. Indeksite keskmine väärtus mingis piirkonnas iseloomustabki sealse õhu saastatuse taset. Peale prooviruudus leitud liikide võidakse analüüsiks valitud puude tüvedel määrata ka kõik samblikuliigid 0,5–2 meetri kõrgusel.

Indikaatorliikide leviku kaardistamisel on puuliikide valiku kriteeriumid samad mis indeksitel põhinevates töödes. Analüüsiks valitud epifüütsete samblikuliikide leidumist või puudumist hinnatakse tavaliselt maapinnast 0,5–2 m kõrgusel.

Indeksite meetodite eeldus on piisav hulk andmeid uuritava ala kohta. Siis on võimalik koostada liikide poleotolerantsust näitavaid skaalasid. Ka indikaatorliikide meetod eeldab uuritava piirkonna samblikufloora põhjalikku tundmist, et oleks võimalik välja selgitada indikatsiooni seisukohalt informatiivsed liigid.

Keskkonnaseisundi hindamise mõttes on väga informatiivsed õhu kaudu sadenevate raskmetallide saaste territoriaalse leviku kaardid, mis koostatakse bioindikatsiooni meetodil, lähtudes samblike või sammalde võimel akumuleerida õhu kaudu sadenevaid elemente. Eri piirkondadest kogutud samblike või sammalde keemilise analüüsi tulemuste põhjal on võimalik koostada saastekaarte eri elementide leviku kohta mingil alal. See meetod nõuab aga märksa suuremaid rahalisi vahendeid kui lihhenoindikatsiooni kaardi koostamine. Tallinna kohta on selliseid raskmetallide saaste leviku kaarte ka tehtud [8].

Indikaatorliikide kaardistamist võib indeksite meetoditele eelistada mitmel põhjusel. Üks peamisi eeliseid on see, et kaardi koostamiseks vajalikud andmed saab koguda võrdlemisi lühikese ajaga, kui indikaatorliigid on kindlaks määratud. Valitud indikaatorliikidega tehtud indikatsioonid annavad parema tulemuse kui kõikidel liikidel rajanevad uuringud [3]. Samblikukoosluse kõikide liikide dünaamikat ei ole otstarbekas jälgida. Tulemuste kvaliteet ei halvene, kui kasutada ainult enim levinud ja lihtsalt määratavaid suursamblikke [1].

Välisõhus mõõdetud NH3 väärtuste ja nitrofiilide rohkuse vahel tamme koorel on leitud peaaegu lineaarne seos [4]. Samas ei leitud korrelatsiooni nitrofiilide rohkuse ja SO2-kontsentratsioonide vahel. Seega tuleks praegusi, SO2 saaste hindamisel või seires liigilist mitmekesisust kasutavaid meetodeid mõnevõrra täiustada. Kui eeltoodut mitte arvestada, võib juhtuda, et kõrge NH3 tasemega piirkondades peetakse õhukvaliteeti ekslikult suhteliselt heaks [4].

Linnade õhu saastetasemete hindamisel on lihhenoindikatsioon igati õigustatud. Muu hulgas ka õhuseirega tegeleva Eesti keskkonnauuringute keskuse andmetel ei anna ainuüksi nende mõõtmistulemused ammendavat ülevaadet võimalikust saasteainete levikust linnades [11, 12, 13].

Toetudes keskkonnauuringute keskuse mõõtetulemustele Tartus, võib väita, et saasteainete maksimaalsed tasemed on siin olnud tunduvalt madalamad kui lubatud piirväärtused. Erandiks on vaid O3, mille tase võrreldes teiste saasteainetega oli lubatud piirnormidele palju lähemal ning kohati ka ületas neid. Vastavad mõõtmised aparaatidega tehti nädala jooksul 2001. aasta suvel, 2002. aasta kevadel ja 2003. aasta talvel neljas vaatluskohas. Tegelikult peaks mõõteperioodid olema pikemad, et saada ammendavat ülevaadet saastetasemetest, sest lühema perioodi puhul võib ilmastikuolude juhuslikkusel olla liiga suur osakaal [13].

Peamine linnade õhusaaste allikas on transport (NOx) ja tööstus (SO2 ja tahked osakesed). Kütmisest tingitud saasteainete (SO2 ja CO) levik on tähtis eriti väikeelamute piirkondades. Suurimad SO2-tasemed on mõõdetud talvel, mis viitab just kütmisele [13].

Lihhenoindikatsioon Tartus. 2001. aasta sügisel Tartus tehtud välitööde eesmärk oli kaardistada 12 samblikuliigi levikut. Indikaatorliigid jaotati saastetaluvuse järgi nelja rühma (vt. tabel). Indikaatoritena kasutati samu liike ja sama metoodikat nagu varasemas Tartu uurimuses. Populaarsetest indeksite meetoditest loobuti. Nende abil kindlaks tehtud samblike levikutsoonid korreleeruvad küll suhteliselt hästi SO2-tasemetega, kuid need meetodid annavad tõepärasemaid tulemusi suurte SO2-kontsentratsioonide puhul. Tartus on aga SO2-kontsentratsioonid viimatiste mõõtmiste järgi olnud õnneks või õnnetuseks nii madalad, et erineva SO2-tasemega tsoone ei saaks hästi eristada.

Analüüsideks valiti välja pärnad ja vahtrad, kelle tüve ümbermõõt oli üle 100 cm. Indikaatorliike vaadeldi maapinnast 0,5–2 m kõrgusel. Kui analüüsikohaks sobivas paigas ei olnud piisaval arvul pärnasid, võeti asendusena kasutusele tammed, et linn oleks proovikohtadega ühtlasemalt kaetud. Igas proovipunktis oli 3–5 pärna (või tamme) ning 3–5 vahtrat.

Lihhenoindikatsiooniks kasutatavate epifüütsete samblike substraadina arvestatavad puuliigid valiti nende koore sarnase pH taseme tõttu. See oli tähtis seepärast, et uurimisalalt kogutud andmed oleksid hiljem võrreldavad. Vahtra koor on subneutraalse reaktsiooniga ning küllaltki toitainerikas ehk eutroofne. Pärna peetakse nõrgalt happelise ning keskmise toitainesisaldusega ehk mesotroofse koorega lehtpuuks (tamm on koore omaduste poolest pärnaga sarnane). Valituteks osutusid ainult sirged, ilma madalate okste ja puhmasteta ning kahjustusteta puutüved. Tavaliselt sobivad hästi teeäärsed puud.

Välitöid tehti 2001. aasta augusti lõpust oktoobri lõpuni. Selle aja jooksul koguti andmeid 59 analüüsikohast. Kohtade valiku kriteeriumid olid järgmised: võimalikult ühtlane asetus üle kogu linna, vajalik arv valitud substraadiga puid, võimalikult väike puude kaugus üksteisest, võimalikult vähene otsene inimmõju või muu teguri mõju. Analüüsikohad asusid enamasti surnuaedades, parkides ja muudel haljasaladel. Seal valiti välja vajalik arv puid, märgiti üles puu liik, mõõdeti tüve ümbermõõt ja registreeriti, kas puutüvel 0,5–2 meetri kõrgusel kasvab või ei kasva indikaatorliike. Valitud indikaatorliike fikseeriti kokku 489 puul, millest vahtraid oli 244, pärnasid 183 ja tammesid 62 isendit.

Indikaatorliikide leviku seos õhusaastatusega Tartus. Eri õhusaaste indikaatorliikide levimusest Tartu linnas annavad ülevaate vastavad levikukaardid. Neist esimene (# 1) näitab tolmu taluvate, kuid happelist saastet mitte taluvate liikide (IV rühm) levikut ning teine (# 2) mõõdukat happelist saastet taluvate liikide (II rühm) levikut. Viimaseid leiti enamikul proovialadel, välja arvatud Karlova linnaosa keskel ja üksikutes kohtades teistes linnaosades, kus valdavad väikeelamud. Selgelt eristuvaid saastetaseme tsoone ei saa linnas siiski välja tuua. Õhusaastel pole ju silmaga nähtavaid piirjooni ning õhk ja koos sellega ka saasteained on pidevas liikumises. Samblike levikukaardile saadud pilt räägib pigem aasta keskmisest saaste mõjust elusorganismidele (samblikele).

Happelist saastet taluvad liigid (I, II ja III rühm) olid 2001. aasta sügisel Tartus laiema levimusega kui happelist saastet mitte taluvad liigid. Kõige laialdasemalt olid levinud tugevat happelist saastet taluvad liigid (I rühm) ning liigid, mis kannatavad nii happelist kui ka tolmusaastet. Happelise saaste suhtes tundlikke liike (IV rühm) leidus teiste rühmadega võrreldes kõige kasinamalt: vaid 29 analüüsikohas. Sellesse rühma kuuluvate samblike levimusalasid (vt # 1) võib pidada vähese happelise saastega aladeks. Ilmselt on siin ülekaalus happeline saaste, võrreldes tolmusaastega.

Üldiselt on Tartu puhul eri saasteainete levikut piiritleda küllalt keerukas. Näiteks tolmu ning eri tasemega happelist saastet taluvate liikide levikualasid kõrvutades saame hajali paiknevad ning tugevalt liigendatud piirjoontega saastetsoonid. Samas kinnitavad need, et peamised linnaõhu saastajad on kütmine ja transport.

Varasematel Tartu kohta koostatud kaartidel tõusis esile kesklinna piirkond kui kõige saastatum ala ning kontrast linna äärealadega oli suur. Antud uurimuse kaardid näitavad aga, et saastetasemed on linnas ühtlustunud. Siiski leidub tolmusaastet rohkem linna ääreosades Raadil, Ropkas, Tammelinnas ja Veerikul. Samblikufloora vaesumist ega ka samblike tagasitulekut linna ei saa indikaatorliikide kaardistamise põhjal väita. Kindel on aga see, et 1980. aastatel Tartu keskosas kujunema hakanud nn. samblikukõrbe [7] praeguseks enam ei ole. Üldiselt võib Tartu õhu seisundit pidada heaks, mida kinnitavad ka keskkonnauuringute keskuse andmed üksikute mõõtepunktide kohta.

1. Case, James 1980. The influence of three sour gas procession plants on the ecological distribution of epiphytic lichens in the vicinity of Fox Creek and Withecourt, Alberta, Canada. – Water, Air and Soil pollution 14: 45–68.

2. Cislaghi, Cesare; Nimis, Pier Luigi 1997. Lichens, air pollution and lung cancer. – Nature 387 (6632): 463–464.

3. Geebelen, Wouter; Hoffmann, Maurice 2001. Evaluation of bio-indication methods using epiphytes by correlating with SO2-pollution parameters. – The Lichenologist 33: 249–260.

4. Herk, Kok 2001. Bark pH and susceptibility to toxic air pollutants as independent causes of changes in epiphytic lichen composition in space and time. – The Lichenologist 33: 419–441.

5. Herk, Kok jt. 2002. Long-term monitoring in the Netherlands suggests that lichens respond to global warming. –The Lichenologist 34: 141–154.

6. Hill, David 1994. The nature of the symbiotic relationship in lichens. – Endeavour 18: 96–103.

7. Liiv, Siiri 1989. Kas samblikud tulevad tagasi? – Eesti Loodus 40 (9): 554–560; 40 (10): 648–654.

8. Liiv, Siiri 2000. Õhu saasteseisundi lihhenoindikatsioon Tartus 1972–1991. Käsikiri Tartu linnavalitsuses.

9. Loppi, Stefano 2000. Lihcen biomonitoring as a tool for assessing air quality in geothermal areas. – Proceedings of the World Geothermal Congress 2000.

10. Masing, Viktor (koost.) 1992. Ökoloogia leksikon. Eesti Entsoklüpeediakirjastus, Tallinn.

11. Otsa, Enn; Kört, Margus 2002. Põlva linnaõhu seire 20.02.–26.02.2002. a. Eesti Keskkonnauuringute Keskus, Tallinn.

12. Otsa, Enn; Kört, Margus. 2002. Pärnu linnaõhu seire 06.06.–13.06.2002. a. Eesti Keskkonnauuringute Keskus, Tallinn.

13. Otsa, Enn; Kört, Margus. 2003. Tartu linnaõhu seire 14. jaanuar–13. veebruar 2003. a. Eesti Keskkonnauuringute Keskus, Tallinn.

14. Randlane, Tiina 2001. Tartu lihhenoindikatsiooniline kaart. Tartu keskkonnaatlas. Käsikiri Tartu loodusmajas.

15. Rope, Susan; Pearson, Lorenz 1990. Lichens as air pollution biomonitors in a Semiarid enviroment in Idaho. – The Bryologist 93: 50–61.

16. Tarhanen, Sari 2000. Responses of Epiphytic Lichens to Air Pollution in Northern Boreal Forest Ecosystems. Kuopio University Publications C. Natural and Enviromental Sciences 108. University of Kuopio, Kuopio.

Tiiu Tõrra (1979) on Tartu ülikooli botaanika ja ökoloogia instituudi magistrant.

Indikaatorliikide jaotus saastetaluvuse järgi [14].
Rühma nr. Rühma iseloomustus Liigid
I Taluvad tugevat happelist saastet Harilik hallsamblik (Hypogymnia physodes )

Kibe lumisamblik (Pertusaria amara)

Harilik jahusamblik (Phlyctis argena)
II Taluvad mõõdukat happelist saastet Kollane lõhnasamblik (Evernia punastri)

Harilik rihmsamblik (Ramalina farinacea)

Nui-pruunsamblik (Melanelia exasperatula)
III Taluvad nii tolmu kui ka happelist saastet Hägu-tõmmusamblik (Phaeophyscia orbicularis)

Kollane härmasamblik (Physconia enteroxantha)

Harilik seinakorp (Xanthoria parietina
IV Taluvad tolmu, ei talu happelist saastet Harilik ripssamblik (Anaptychia ciliaris)

Harilik härmasamblik (Physconia distorta)

Saare rihmsamblik (Ramalina fraxinea)