Міністерство освіти І науки україни дніпропетровський національний університет імені олеся гончара домніч андрій валерійович




Скачати 465.61 Kb.
Сторінка1/3
Дата конвертації14.04.2016
Розмір465.61 Kb.
  1   2   3
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ДНІПРОПЕТРОВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ІМЕНІ ОЛЕСЯ ГОНЧАРА


ДОМНІЧ АНДРІЙ ВАЛЕРІЙОВИЧ
УДК 599.6/.73:502.4(477.7)(043.3)

РАТИЧНІ ЯК СТРУКТУРНО–ФУНКЦІОНАЛЬНИЙ ЕЛЕМЕНТ ОСТРІВНИХ ЗАПОВІДНО–ОХОРОННИХ ТЕРИТОРІЙ
ПІВДЕННОГО СХОДУ УКРАЇНИ

03.00.16 – екологія




Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата біологічних наук

Дніпропетровськ – 2015

Дисертацією є рукопис.
Робота виконана на кафедрі загальної та прикладної екології і зоології Запорізького національного університету Міністерства освіти і науки України

Науковий керівник: доктор біологічних наук, професор

Рильський Олександр Федорович

Запорізький національний університет

кафедра загальної та прикладної

екології і зоології, завідувач


Офіційні опоненти: доктор біологічних наук,

старший науковий співробітник



Козловський Микола Павлович

Інститут екології Карпат

НАН України, директор
кандидат біологічних наук, доцент

Гассо Віктор Якович

Дніпропетровський національний

університет імені Олеся Гончара

кафедра зоології та екології, доцент

Захист відбудеться «25» листопада 2015 року о 1000 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 08.051.04 для захисту дисертацій на здобуття наукового ступеня доктора біологічних наук у Дніпропетровському національному університеті імені Олеся Гончара за адресою: 49010, м. Дніпропетровськ, пр. Гагаріна 72, корпус 17, факультет біології, екології та медицини, ауд. 711.
З дисертацією можна ознайомитись у науковій бібліотеці Дніпропетровського національного університету імені Олеся Гончара за адресою: 49050, м. Дніпропетровськ, вул. Казакова, 8.

Автореферат розісланий «19» жовтня 2015 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради,

кандидат біологічних наук, доцент А.О. Дубина
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. В останні десятиліття вплив людської діяльності
на природні екосистеми неухильно зростає. Вивчення екосистем з метою збереження природних біотопів, та створення якісного середовища існування, для диких тварин, як для червонокнижних так і для мисливських є першочерговою необхідністю. На теперішній час в Україні розпочала збільшуватись чисельність популяцій диких ратичних у заповідниках, національних парках, державних та приватних мисливських господарствах (Домніч та ін., 2010). Це збільшення найчастіше спостерігається на невеликих територіях (100 – 6000 га). Функціонування екосистеми за умови високої та середньої щільності ратичних, їх надмірному впливу на ґрунти залишається недостатньо вивченим. Наявних літературних даних з окреслених питань замало, вони мають фрагментарний характер і значною мірою застарілі у зв’язку зі зміною умов існування популяцій ратичних. Низка важливих питань, зокрема щодо змін ґрунтотворних процесів, таких як формування комплексу NPK, роль ратичних у трансформації біотичної енергії, кількісні зміни гумусу, кислотності та вологості ґрунту внаслідок зоогенного впливу залишається не з’ясованою. Таким чином, для розробки механізмів збереження, підтримання та відновлення екосистем під високим пресингом ратичних, назріла потреба узагальнення наявної інформації і доповнення її новими даними щодо адаптації біогеоценозу (надалі – БГЦ) до природних та антропогенних змін, що і зроблене у цій роботі.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконана відповідно до науково–дослідних завдань біологічного факультету Запорізького національного університету: «Ратичні тварини, як головні прискорювачі кругообігу органогенних елементів у степових біогеоценозах природоохоронних територій півдня України» номер державної реєстрації 0112U006652 (2011 – 2013 рр.), та «Наукові обґрунтування щодо проведення заходів з метою регулювання чисельності диких тварин на території державного природного заповідного фонду України» номер державної реєстрації 0112U003063 (2012 – 2015 рр.).

Мета і завдання досліджень: Метою роботи є вивчення ратичних
як структурно–функціонального елементу острівних екосистем з охоронним статусом на Південному Сході України, особливостей формування їх зв’язків
з автотрофними угрупованнями, участь у трансформуванні біологічної енергії та розроблення рекомендацій щодо збереження природних біотопів і керування популяціями диких тварин (коса Бірючий острів та острів Хортиця)

Для досягнення мети були поставлені наступні завдання :



  • відстежити зміни чисельності, зоомаси і продуктивності ратичних на територіях із захисним статусом та імпедитними межами;

  • визначити раціон живлення ратичних у місцях з високою щільністю їхнього заселення (олень шляхетний, лань європейська, козуля європейська);

  • дослідити роль ратичних у трансформуванні біотичної енергії в острівних екосистемах Південного Сходу України;

  • вивчити механічний та екскреторний вплив диких ратичних на зміни фізичних та хімічних властивостей ґрунту;

  • з’ясувати роль ратичних у формуванні гідрохімічних і гідробіологічних характеристик води у штучно створених водопоях;

  • зробити аналіз консортивних зв’язків ратичних з угрупованнями автотрофів та їх функціональними елементами.

Об’єкт дослідження – популяції диких ратичних [копитних]: олень шляхетний [благородний, лісовий] (Cervus elaphus Linnaeus, 1758), олень плямистий (Cervus nippon Temminck, 1838 ), лань європейська (Cervus dama Linnaeus, 1758), сарна європейська [козуля європейська] (Capreolus capreolus Linnaeus, 1758), муфлон європейський (Ovis ammon musimon Linnaeus, 1758)
в острівних екосистемах із охоронним статусом на Південному Сході України.

Предмет дослідження – динаміка чисельності, щільності та зоомаси популяцій диких ратичних, особливості харчування та їх середовищетвірна діяльність. Роль ратичних в трансформації біотичної енергії та консортивні зв’язки ратичних в острівних екосистемах з охоронним статусом на Південному Сході України.

Методи досліджень – Облік ратичних проводили за методикою (Филонова, Нахимовская, 1985). Живлення вивчали за (Cushwa, Coady, 1976; Домніч, Домніч, 2006), ґрунтоутворюючі процеси за (Юргенсон 1961; Кузнецова, 1975; Пахомов, 1998). Хімічний аналіз ґрунту відповідно до методів (Петербургский, 1961; Зырина, Орлов, 1964, 1980; Аринушкина, 1970; та ін.). Роль ратичних у трансформації біотичної енергії (Bertalauffy, 1917; Golley, 1967; Odum, 1957; Gozmongy, 1969). Побудову схем консортивних зв’язків (Мазинг, 1973, 1976; Булахов, 1976). Для обробки одержаних результатів використовували методи аналізу варіаційної статистики.

Наукова новизна одержаних результатів. В перше: на основі результатів дослідження динаміки кількісного складу ратичних, зокрема натуралізованих видів, встановлені закономірності формування їх зоомаси, чистої та питомої продукції в умовах острівних екосистем з охоронним статусом на Південному Сході України. На регіональному рівні у перше представлена порівняльна характеристика раціонів живлення ратичних на обмежених територіях з високим ступенем їх імпедитності. Виявлені особливості впливу екскреторно–метаболічного опаду на ґрунти охоронних територій. Показані закономірності зміни фізичних та хімічних властивостей ґрунту під механічним та екскреторним впливом диких ратичних. З’ясована роль ратичних у формуванні гідрохімічних і гідробіологічних характеристик води у штучно створених водопоях. У перше встановлені закономірності трансформації біотичної енергії за участі ратичних в острівних екосистемах на заповідно–охоронних територіях Південного Сходу України.

Набули подальшого розвитку: вчення про консортивні зв’язки, де детермінантом є парцелярні угруповання автотрофів, та консортивні зв’язки


з функціональними елементами автотрофів.

Практичне значення одержаних результатів. Результати досліджень, спрямовані на удосконалення управління популяціями диких ратичних, впроваджені упродовж 2006–2013 рр. на території Азово–Сиваського національного природного парку (АСНПП), НЗ «Хортиця», а також на територіях лісомисливських господарств Харківського та Запорізького обласних управлінь лісового і мисливського господарства. Матеріали дисертаційної роботи включені до навчальних програм і використовуються в навчальному процесі Запорізького, Львівського, Харківського, Дніпропетровського національних університетів при викладанні дисциплін: «Зоологія», «Популяційна екологія», «Екологія тварин», «Лісова зоологія», «Мисливствознавство».

Особистий внесок автора. У процесі роботи над дисертацією автор особисто брав участь у всіх польових дослідженнях і камеральній обробці даних щодо визначення зоомаси, продуктивності, вивчення екскреторної діяльності тварин, у встановленні їх ролі у трансформації біотичної енергії
та енергетичного балансу й у визначенні консортивних зв’язків, де йому належать до 100% самостійності. У інших питаннях – проведення обліку, визначення раціону живлення та кормової бази, хімічних аналізів та ін. Частка автора у виконаних роботах становить 40–70%. Права співавторів колективних публікацій не порушено.

Апробація результатів дисертації. Основні результати дослідження доповідались на 9 наукових форумах, у тому числі: на ХХIX Международном конгрессе биологов–охотоведов (Москва, 2009), та конференціях: "Беловежская пуща: история, природа, туризм" (Каменюки, 2009), «Актуальні проблеми та перспективи розвитку природничих наук» (Запоріжжя, 2010, 2011), на ІХ съезде Териологического общества РАН (Москва, 2011), на V Всероссийской конференции по поведению животных (Москва, 2012), на ІІІ міжнародній науково–практичній конференції «Сучасні проблеми біології, екології та хімії» (Запоріжжя, 2012), на VІІ міжнародній конференції «Біорізноманіття та роль тварин в екосистемах» (Дніпропетровськ, 2013), на VІ Науково–практичній конференції «Біологічні дослідження – 2015» (Житомир, 2015).

Публікації. Результати досліджень опубліковано у 18 наукових працях:
9 з них – статті у фахових виданнях, з яких 4 – у виданнях, що входять
до міжнародних наукометричних баз даних.

Структура і обсяг дисертації. Матеріали дисертації викладено на 252 сторінці, з яких 185 сторінок займає основний текст роботи, в тому числі 67 рисунків, 30 таблиць. Структура дисертації містить вступ, 8 розділів, висновки, список використаних джерел літератури та 10 додатків. Бібліографічний покажчик налічує 324 літературних посилань, з яких 84 – в іноземних виданнях.
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
Роль ссавців в екосистемах та місце ратичних
як біогеоценотичних елементів

Ратичні як елемент різноманітних екосистем, завжди були та залишаються у центрі уваги різноманітних наукових досліджень. Особлива увага приділяється вивченню їх живлення та впливу на рослинний покрив, що зумовлює як продуктивність, так і кругообіг речовин в екосистемах (Ходашова, 1970; Злотин, Ходашова, 1974; Соколов, Абатуров, 1975; Абатуров, 1978; Кучерук, 1985; та ін.). Найбільша увага приділялася цим питанням у зв’язку з виконанням міжнародної біологічної програми (МБП) та міжнародної програми – «Людина і біосфера» (ЛіБ). У процесі виконання зазначених програм здобуто важливі результати стосовно ролі різних тваринних угруповань, як компонентів екосистем, де основою були програмні і методичні прийоми, викладені в роботах (Сукачов, 1947, 1964) про біогеоценоз. Особливого значення набули роботи, пов’язані з фітофагами, поміж яких значне місце посідають праці, присвячені ратичним та їх ролі у біогеоценотичних процесах (Абатуров, 1975, 1979, 1980, 1984; Кучерук, 1985; Холодова, 1989; Магометов, 1995, 1997; Пахомов, 1998; Смірнова та ін., 2011). Керівним напрямом у виборі літератури послужили консортивні зв’язки середовищеутворюючого впливу ратичних в екосистемах та їх ролі у трансформації енергії. Ці різні аспекти зазначених питань розглянуті у багатьох наукових працях, зокрема у роботах (Динесман, 1964; Абатуров, 1963, 1966, 1973, 1976, 1979, 1980, 1984; Булахов, 1973, 1975, 1976, 1980, 1981, 1986; Булахов, Пахомов, 2006; Кузнецов, 1975, 1990; Михеев, 1996; Пахомов, 1991, 1998; Ходашова, Елисеева, 1967; Матекин, Уголкова, 1979; Пилипко, 1998; Petrusewicz, Macfedyen, 1970; Dechnik, 1987; Yadak, 1998.).


Фізико–географічна характеристика району досліджень

Коса Бірючий входить до складу АСНПП і розташована на узбережжі Азовського моря, має протяжність – 25 км, ширину – від 3 до 5 км. Південний берег коси рівний, піщаний, північний – характеризується численними невеликими затоками і характеризується помірно континентальним кліматом


з жарким тривалим літом і короткою м’якою зимою. Середня швидкість вітру від 4 до 6,8 м/с.

Острів Хортиця розташований на північному заході Запорізької рівнини. Його довжина – 11,2 км, ширина – 2 – 2,6 км. Берегова лінія довжиною 26 км. Острів має площу 2320 га. Клімат регіону континентальний помірно–теплий. Амплітуда річних температур сягає 72°С (від – 32°С, до +40°С влітку). Середньорічна сума опадів 396 мм.


Матеріали та методики досліджень

Матеріал напрацьовано упродовж 2006–2013 років. Місце дослідження – різноманітні екосистеми островів Південного Сходу України, що мають державний охоронний статус: Азово–Сиваський національний природний парк (АСНПП)


та національний історико–природний заповідник о. Хортиця (НЗ «Хортиця»).

Облік проводили за рекомендаціями (Филонова, Нахимовская, 1985),


під час квартальних обходів у різні пори року та у певні години доби
на стаціонарних маршрутах. Живлення вивчали за методикою (Cushwa, Coady, 1976) з нашими доповненнями (Домніч, Домніч, 2006). Роль екскреторного опаду ратичних як середовищетвірного елементу у ґрунтотвірних процесах визначали за методикою (Юргенсон, 1961; Кузнецов, 1975; Пахомов, 1998).
Для визначення обсягів надходження екскрецій у різних екосистемах проводили їх регулярний облік. Закладали експериментальні ділянки
з розкладенням екскрецій, де через певний час відбирали зразки ґрунту для визначення впливу ратичних на його фізико–хімічні властивості. Зразки відбирали за ґрунтовими горизонтами: 0 – 10, 10 – 20, 20 – 30 см. Аналіз
зразків ґрунту проводили у лабораторних умовах за методикою, викладеною
у роботах (Петербургский, 1961; Зырин, Орлов, 1964, 1980; Аринушкина, 1970; Вадюнина, Корчагина, 1973; та ін.).

В оцінці ролі ратичних у трансформації біотичної енергії та у енергетичному балансі ми виходили із того, що енергія фізіологічних процесів в організмі тварин сумірна з кількістю спожитої ними їжі (Bertalauffy, 1917; Golley, 1967; Odum, 1957; Gozmongy, 1969). Ця сумірність для ссавців визначається через їх основний обмін (Brody, 1945; Mc Nab Brian, 1963) за формулою:

Q = 70 × m0.73 ,

де Q – основний обмін – в ккал за добу, m – маса – у кг однієї особини.


У процесі обчислень зважали на те, що фактичний обмін у ссавців (особливо великих за розміром) більший у 2 рази за основний обмін (Kleiber, 1947; Mc Nab Brian, 1963; Второв, 1967).

При визначенні ролі ратичних у консортивних зв’язках враховували кількісні дані про обсяги споживання рослинних об’єктів та їх функціональних елементів, які приймають участь у фотосинтезі, вегетації та репродукції. Також враховували використання ратичними різних екосистем, як території для нагулу, відпочинку і захисту. Побудову схем консортивних зв’язків проводили за рекомендаціями (Мазинг, 1973, 1976; Булахов, 1976). Чисту продукцію визначали за методикою (Булахов, Пахомов, 2006).

Чисту продукцію, тобто приріст продукції за певний (в основному за вегетаційний) період часу встановлювали шляхом відрахування від остаточної початкової зоомаси. Питому продукцію визначали за відношенням чистої продукції до початкової зоомаси: P/B, де P – чиста продукція, B – вихідна зоомаса.

Зоомасу визначали на основі показників маси ратичних з урахуванням співвідношення їх у різних вікових групах і статевої структури. Обчислювали усереднену масу однієї особини за формулою:





 – усереднена маса однієї особини; mi, m1, m2,– середня маса самця, самиці і різного розміру молоді; % – відсоток даної групи у популяції. Загальне усереднення біомаси множили на кількість тварин на певній площі.

За увесь період досліджень провели 330 обліків (у АСНПП 210, у НЗ «Хортиця» 120), здійснили понад 500 візуальних спостережень, проаналізували більше 65 шлунків тварин. Заклали 16 експериментальних ділянок для визначення впливу ратичних та їх екскрецій на фізико–хімічні властивості ґрунтів, а також – 10 експериментальних ділянок для дослідження швидкості розкладання екскрементів. Всього виконано понад 1000 хімічних аналізів


в лабораторії «Хімії ґрунтів» ДНУ.

Статистичний аналіз проводили з використанням статистичного пакету даних програмного забезпечення SPSS версія 15.0.

У зборі матеріалу приймали участь співробітники біологічного факультету ЗНУ, АСНПП та НЗ «Хортиця», за що автор їм висловлює щиру подяку.

Характеристика чисельності, щільності населення, зоомаси та продуктивності ратичних у різних типах екосистем з охоронним статусом

Чисельність ратичних в умовах НЗ «Хортиця» у продовж 18 років


(1996–2013) характеризувалась своєю динамікою відповідно до схожих природних умов, характерних для центральної та південної України.
В Азово–Сиваському НПП навпаки, чисельність ратичних, у порівнянні
з їх вихідними природними умовами, сформувалась занадто високою (табл. 1). На перший погляд така чисельність ратичних на півострові є критичною для екосистем, однак візуально це залишається мало помітним, оскільки вони порушуючи підстилковий килим, підвищують ступінь відновлення трав’янистої рослинності, збагачують бідні ґрунти на поживні речовини.

Таблиця 1

Характеристика чисельності, щільності населення, зоомас та статевої структури популяцій ратичних в острівних екосистемах Південного Сходу України


(НЗ «Хортиця»: 1996–2013 рр.; АСНПП: 1994–2011 рр.)

Вид


ратичних

Загальна чисельність, ос.

Щільність населення, ос/1000 га

Зоомаса,

кг/1000 га



Статева структура популяції

♂: ♀


М

ліміти

М

Ліміти

М

Ліміти

НЗ «Хортиця»

Олень плямистий*

7

3–12

6,3

2,7–10,9

272,8

117–471,7

1 : 2,5

Козуля європейська

18

8–35

16,6

7,2–31,8

389,4

178,1–779,1

1 : 20

Загалом ратичні

25

11–47

22,3

9,9–42,7

662,2

295,1–1250,8




АСНПП

Олень шляхетний

905

593–1350

139,2

90,6–207,7

17395,2

11326,9–25961,5

1 : 2

Лань європейська

1433

575–2450

218,9

88,5–376,9

13136,3

5307,7–22615,4

1 :2,2

Муфлон європейський

166

28–602

25,5

4,3–92,6

892,8

150,8–3241,5

1 : 1,7

Загалом ратичні

2504

1196–4402

383,6

183,4–677,2

31424,3

16785,4–51818,4




* дослідження оленя плямистого проводили в 2007–2013 рр.
Зоомаса. Зоомаса ратичних відповідно до щільності їх населення на досліджуваних територіях також істотно різниться. Так на о. Хортиця загальна зоомаса ратичних складає 0,66 (0,30 – 1,25) т/1000 га, а у АСНПП 31,42 (16,79 – 51,82) т/1000 га. У першому випадку зоомаса козулі складає 0,39 (0,18 – 0,78) т/1000 га, оленя плямистого – 0,27 (0,12 – 0,47) т/1000 га. В АСНПП зоомаса
(у т/1000 га) у оленя шляхетного – 17,40 (11,33 – 25,96); лані європейської 13,14 (5,31 – 22,62); муфлона 0,89 (0,15 – 3,24). Відносно низьку чисельність
та зоомасу ратичних на о. Хортиця можна пояснити дуже щільним оточенням людських поселень і значною кількістю здичавілих собак, які здійснюють суттєвий негативний вплив на їх популяції.

Продуктивність. В екологічних дослідженнях за продуктивність приймається величина приросту продукції за певний час, що здебільшого співпадає з вегетаційним періодом. У нашому випадку продуктивність представлена
як приріст продукції за вегетаційний період – тобто від весни до кінця осені.

Цей приріст продукції і є чистою продукцією. Важливим показником продуктивності є також питома продукція, яка характеризується відношенням чистої продукції до вихідної біомаси (зоомаси). Чисту продукцію ратичних обраховували на 1км2 = 100 га.



Чиста продукція. Загальна чиста продукція всіх видів ратичних
у АСНПП (за 1994–2011 рр.) складала 561,9 кг/км2 змінюючись від 283,2
до 1029,3 кг/км2 . За величиною чистої продукції у кг/км2 лідируюче
положення займає олень шляхетний (307,8), за ним іде лань європейська (226)
і на останньому місці – муфлон європейський (17,7).

Найбільша чиста продукція (кг/км2) у ратичних в АСНПП спостерігалась в піщаних степах (279,3) та у лучних зниженнях – 187,5. Дуже низька


чиста продукція в очеретяних заростях та у штучних лісових насадженнях
(38,6 – 54,4). У заповіднику «Хортиця» найбільш продуктивні заплавні діброви (5,0). За ними за продуктивністю ратичних, ідуть перелоги (2,0) та агроценози (1,7). У решти екосистем чиста продукція складає 0,4 – 1,4 кг/км2.

Питома продукція. На відміну від багатьох інших ссавців (гризуни, комахоїдні, та інш.), які мають високу плодючість, питома продукція ратичних значно нижча. Якщо у першому випадку вона складає 0,63 (Булахов, Пахомов, 2006), то у другому – пересічно 0,23. У різних ратичних в досліджуваних умовах вона відрізняється незначно і змінюється у межах 0,22–0,29.
  1   2   3


База даних захищена авторським правом ©mediku.com.ua 2016
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка