Lichen  merupakan organisme tingkat rendah yang terdiri dari gabungan dua karakteristik organisme yaitu alga dan jamur (fungi). Lichen dikatakan sebagai organisme simbiotik. Ada dua simbion yaitu photobiont dan mycobiont. Photobiont adalah organisme autotrof yang melakukan proses fotosintesis yaitu alga. Mycobiont  adalah organisme heterotrof yaitu jamur (fungi). Jamur berperan dalam memberikan perlindungan dan bentuk tubuh bagi lichen.

Pertumbuhan dan perkembangan lichen sangat dipengaruhi lingkungan. Lingkungan yang sehat dengan kualitas udara yang baik akan mempengaruhi pertumbuhan lichen. Kondisi lingkungan terutama kualitas udara yang buruk akan berpangaruh terhadap pertumbuhan lichen. Karena lichen merupakan organisme tingkat rendah yang masih sangat sederhana. Meski organ lichen masih sangat sederhana, lichen termasuk organisme tahunan karena umur lichen sangat lama sehingga material organik lingkungan akan terjerap dan terakumulasi dalam thalus lichen.

Meningkatnya jumlah penduduk di wilayah perkotaan dari waktu ke waktu menyebabkan peningkatan kebutuhan dan penggunaan kendaraan bermotor. Peningkatan sektor transportasi ini menyebabkan meningkatnya pencemar yang disumbangkan ke atmosfer. Peningkatan pencemar udara meski masih di bawah Ambang Batas Baku Mutu yang ditetapkan oleh Pemerintah namun jika terpapar selama bertahun – tahun akan menyebabkan dampak bagi lichen. Karena lichen adalah organisme tahunan. Polutan yang diemisikan oleh kendaraan bermotor berasal dari proses pembakaran bahan bakar fosil kendaraan bermotor, diantaranya adalah polutan SO2 dan NO2 berbentuk gas.

Pemantauan kualitas udara dilakukan oleh Dinas Lingkungan Hidup. Pemantauan ini membutuhkan waktu dan tenaga serta dana yang tidak sedikit, waktu yang dibutuhkan lama serta harus dilakukan oleh ahli sehingga pematauan kualitas lingkungan menjadi hal yang sulit untuk dilakukan oleh masyarakat biasa. Untuk itu, perlu adanya alternatif dalam pemantauan kualitas udara. Pemantauan ini menggunakan organisme yang ada yaitu lichen yang tumbuh di pepohonan di pinggir jalan.

Penelitian mengenai Pemetaan Potensi Lichen Sebagai Bioindikator Kualitas Udara ini mengkaji tentang keanekaragaman jenis lichen sebagai indikator biologis untuk mengindikasikan kualitas udara secara visual tanpa biaya dan bisa dilakukan tanpa membutuhkan keahlian tertentu. Di wilayah penelitian mengambil tempat di Kota Surakarta, pinggir kota Surakarta dan hutan pegunungan sebagai kontrol. Ketiga lokasi ini dikelompokkan menjadi 3 kelompok wilayah yang berbeda berdasarkan kualitas lingkungannya. Penelitian dimulai dari mengamati jenis lichen, melakukan pengelompokkan lingkungan berdasarkan kualitas udara yaitu lingkungan perkotaan (urban area) polutan tinggi,  pinggir kota (rural area) polutan udara sedang sedang dan hutan dengan polutan rendah sebagai kontrol. 

Wilayah perkotaan  menitik beratkan pada jalan – jalan utama  yang ramai dilalui oleh kendaraan bermotor, daerah ini juga terdapat stasiun kereta api dan kampus serta perkantoran di Kota Surakarta, Jawa Tengah. Wilayah pinggir kota merupakan wilayah dengan kondisi berbeda dari perkotaan, banyak terdapat pemukiman, jalan – jalan utama yang tidak sebesar jalan utama kota. Kemudian daerah yang ketiga adalah kontrol, yaitu Hutan Cemoro Sewu, Magetan, Jawa Timur.

Secara geografis Hutan Cemoro Sewu terletak pada koordinat 111o11’30” E dan 07o39’47” S. Secara pengelolaan wilayah ini Hutan di lereng barat di kelola oleh Perhutani KPH Surakarta (Unit I Jawa Tengah), sedangkan lereng timur dikelola oleh KPH Lawu dan sekitarnya (Unit II Jawa Timur). Luas wilayah total Gunung Lawu adalah 15.000 ha, hutan Lawu terkategori Hutan Hujan Basah dengan vegetasi yang sangat rapat. Topografi Gunung Lawu berada di ketinggian 3.266 m dpl yang terletak di perbatasan antara Jawa Tengah dan Jawa Timur. Habitat vegetasi pegunungan didominasi oleh pohon – pohon Famili Dipterocarpaceae, pohon berkayu keras yang umum dijumpai di hutan hujan tropis di Indonesia. Di lereng Gunung Lawu terdapat beberapa jalur yang dijadikan jalur pendakian, salah satu adalah jalur yang melewati Hutan Cemoro Sewu, Magetan. Lokasi pengambilan sampel lichen di Hutan Cemoro Sewu adalah lichen yang epifit pada pohon – pohon di sepanjang jalur pendakian Cemoro Sewu. Didapatkan sebanyak 30 jenis lichen yang ada di wilayah kota, pinggir dan hutan di Surakarta, Jawa Tengah. Lichen yang mendominasi adalah Famili Parmeliaceae.

Lichen yang di dapat di lokasi penelitian Kota, pinggir Kota dan Hutan di amati dengan mikroskop stereo mengenai perbedaan dan morfologi thalus kemudian di determinasi. Determinasi selain menggunakan Buku Kunci Identifikasi juga menggunakan gambaran deskripsi dari eksiklopedia lichen secara online yaitu CNALH (Consortium of North American Lichen Herbaria) dan ITIS (Integrated Taxonomic Information System). 

Ada perbedaan spesies lichen yang umum terdapat di kota, pinggir dan hutan meski masih dalam satu Famili. 30 spesies yang menempel pada 80 pohon. Di perkotaan diambil sebanyak 36 pohon, pinggir kota diambil sebanyak 24 pohon dan hutan diambil sebanyak 20 pohon. Lichen yang hidup di  kota di dominasi oleh spesies lichen jenis Dirinaria aplanata dengan jumlah individu 91. Di pinggir kota di dominasi oleh Lepraria lobivicans  112 individu, dan Hutan Cemoro Sewu, Gunung Lawu, Magetan, Jawa Timur. Di Hutan Cemoro Sewu, lichen yang umum dijumpai adalah lichen dengan bentuk thalus foliose dari Famili Parmeliaceae. Lichen yang umum dijumpai adalah jenis Parmotrema perlatum. Lichen Parmotrema perlatum diambil dari habitat asli kemudian di inkubasi selama 24 jam di laboratorium untuk penyesuaian perubahan habitat. Kemudian thalus di semprot air untuk menjaga kesegaran dan membersihkan kotoran yang menempel pada thalus.

Di laboratorium, dikondisikan agar thalus lichen yang di dapat di preparasi untuk analisis spektrofotmetrik untuk jenis polutan yang terakumulasi pada thalus yaitu polutan SO2, dan NO2. Kemudian untuk uji respon fisiologis lichen terhadap pencemaran udara yang bersal dari asap kendaraan bermotordan yaitu kandungan klorofil. Klorofil a, klorofil b, klorofil a + b dan perbandingan klorofil a/b.

Jenis – jenis lichen yang ditemui di lokasi penelitian diketiga jenis wilayah kemudian dianalisis untuk mendeterminasi jenis lichen nya. Kemudian thalus lichen dianalisis menggunakan spektrofotometer untuk mengetahui keberadaan polutan SO2 dan NO­2. Data sekunder yang dibutuhkan adalah Data Pemantauan Kualitas Lingkungan dari Dinas Lingkungan Hidup Kota Surakarta dan Karanganya, Jawa Tengah pada tahun 2017, 2018 dan 2019. Data sekunder yang didapat dijadikan landasan mengenai analisis kandungan SO2 dan NO­2 pada thalus lichen yang ditemui di masing – masing lokasi penelitian. Meski nilai hasil pemantauan kualitas lingkungan di kedua tempat yaitu di Kota Surakarta dan Pinggir Kota Surakarta masih berada di bawah nilai Baku Mutu. Sementara untuk nilai SO2 ambien berkisar antara 0,153 – 36,74 µg/Nm3 masih di bawah ambang batas Baku Mutu Kualitas Udara Ambien untuk SO2 yang dikeluarkan oleh Pemerintah yaitu 632 µg/Nm3.

Uji lanjutan mengenai kandungan klorofil lichen sebagai bioindikator kualitas udara menggunakan metode Spektrofotometri pada panjang gelombang 663 dan 645 nm. Uji ini dilakukan untuk mendeteksi respon fisiologis lichen terhadap paparan asap kendaraan dalam level waktu yang berbeda. Didapatkan hasil bahwa fumigasi berpengaruh sangat nyata terhadap klorofil a dan b, jumlah klorofil a + b dan perbandingan klorofil a/b. Perlakuan fumigasi berkorelasi dengan semua parameter yaitu polutan NO2, SO2, dan klorofil.