МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
ДНІПРОПЕТРОВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
ІМЕНІ ОЛЕСЯ ГОНЧАРА
УДК 599.6/.73:502.4(477.7)(043.3)
03.00.16 - екологія
Автореферат
дисертації на здобуття наукового ступеня
кандидата біологічних наук
РАТИЧНІ ЯК СТРУКТУРНО-ФУНКЦІОНАЛЬНИЙ ЕЛЕМЕНТ ОСТРІВНИХ ЗАПОВІДНО-ОХОРОННИХ ТЕРИТОРІЙ ПІВДЕННОГО СХОДУ УКРАЇНИ
ДОМНІЧ АНДРІЙ ВАЛЕРІЙОВИЧ
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
АНОТАЦІЯ
Домніч А.В. Ратичні як структурно-функціональний елемент острівних і степових екосистем заповідно-охоронних територій Південного Сходу України. - На правах рукопису.
Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю - 03.00.16. - “Екологія”. - Дніпропетровський національний університет ім. Олеся Гончара: Дніпропетровськ, 2015.
У дисертації подано аналіз популяція ратичних за їх акліматизації і натуралізації в умовах острівних екосистем з охоронним статусом. Зроблена оцінка їхнього кількісного складу, біомаси, продуктивності. Охарактеризовані головні консортивні зв'язки їх з автотрофними угрупованнями - топічні і функціональні, які характеризують взаємозв'язки ратичних у використанні екосистемі як натуральних та охоронних місць перебування, та безпосередні зв'язки з функціональними елементами автотрофів: фотосинтезними, вегетативними і репродуктивними. Виявлена їхня роль у ґрунтотворних процесах - у формуванні фізичних і хімічних властивостей ґрунту, які стали важливим чинником в оптимізації екологічних умов для розвитку у степових умовах рослинних асоціацій, де до появи ратичних спостерігалися гальмування мінералізації і збіднення ґрунтів на поживні для рослин речовин. Представлені матеріали щодо участі ратичних у трансформації біотичної енергії. Розроблені заходи щодо їх охорони та раціонального використання в оптимізації ґрунтових процесів та відновленню певної частки степових екосистем на Південному Сході України.
Ключові слова: ратичні, екосистеми, щільність населення, продуктивність, консортивні зв'язки, середовищетвірна роль, комплекс NPK, біотична енергія.
АННОТАЦИЯ
ратичний акліматизація екосистема грунтовий
Домнич А.В. Парнокопытные как структурно-функциональный элемент островных экосистем Юго-Востока Украины на заповедно-охранных территориях. - На правах рукописи.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук по специальности - 03.00.16 - “Экология”. - Днепропетровский национальный университет им. Олеся Гончара: Днепропетровск, 2015.
В диссертации дан анализ популяции парнокопытных акклиматизированных и натурализованных в условиях островных экосистем с охранным статусом - в Азово-Сивашском национальном природном парке (о. Бирючий) и национальном заповеднике (остров Хортица), расположенном на р. Днепр. Представлена оценка их количественного состава, биомасса и продуктивность. Установлено, что в условиях “о. Хортица” парнокопытные по численности и биомассе в основном соответствуют показателям, характерным для их естественных условий на юге и в центре Украины. В условиях АСНПП их численность очень высокая и превышает таковую в их исходных местообитаниях, с общей плотностью населения 383,6 ос/1000 га и биомассой 31,4 т/1000 га. Чистая продукция их соответственно в островных экосистемах составляет 1,4 - 5,0 и 187,5 - 279,3 кг/км2.
Охарактеризованы основные консортивные связи их с парцеллярными группировками автотрофов. Показаны особенности топических консортивных связей с функциональными элементами автотрофов, где в основе своей автотрофные группировки используются как нагульные полигоны (78-80%) и как защитные местообитания (20-22%). В наибольшей степени в функциональных консорциях, парнокопытные связаны с фотосинтезирующими элементами, в АСНПП - 88-94%, на вегетативные элементы приходится 4,6 - 5,4% и незначительный процент - на репродуктивные элементы.
Средообразующая роль парнокопытных в формировании почвенного покрова основана на механическом (вытаптывание, разрыхление) и экскреторном воздействии, изменяющим физико-химические свойства почв. В первом случае, количество влаги в почве возрастает на 38,6%, что особенно важно для аридных экосистем. Во втором - на интенсификацию гумусообразования, формирования кислотности и обогащения почв питательными веществами (комплекс NPK). Через 1 - 1,5 года количество гумуса увеличивается в условиях АСНПП на 45 - 108%, кислотность почв снижается на 28 - 38%, количество азота возрастает в 3 - 4 раза, фосфора в 2 - 2,5 раза, калия в 1,3 - 1,7 раза. В условиях “о. Хортица” это воздействие менее эффективно в связи с высоким плодородием.
Показано влияние парнокопытных на формирование гидрохимического и гидробиологического режима в условиях искусственных водопоев в связи с недостатком пресной воды в АСНПП. Постепенно водопои с высокой минерализацией переходят в разряд повышенной минерализации из-за поступления органики и связывания солей. Формируется соответственный гидробиологический режим за счет заноса парнокопытными и птицами планктонных и зообентосных организмов - биофильтраторов.
В условиях высокой численности и биомассы в АСНПП отмечается значительная трансформация парнокопытными биотической энергии, которая превосходит таковую в их природных местообитаниях в десятки раз, что в общей сумме составляет 69,6 млн.ккал/км2, тогда как на “о. Хортица” общее количество трансформированной биотической энергии парнокопытными составило 1,12 млн.ккал/км2. Основу биотической энергии, трансформированной парнокопытными, составляет автотрофы (97-99%), на гетеротрофов (гриби) и автогетеротрофов (лишайники) приходится всего 1,0 - 2,7%.
Полученные данные являются основанием для частичного возрождения степных экосистем на юге Украины.
Ключевые слова: парнокопытные, экосистемы, плотность населения, продуктивность, консортивные связи, средообразующая роль, комплекс NPK, биотическая энергия.
SUMMARY
Domnich A.V. Ungulates as a structural-functional element of island and steppe ecosystems on preserved areas of south-east of Ukraine.- Manuscript.
Dissertation on the competition of graduate degree of candidate of biological sciences on specialty 03.00.16 - ecology. - Dnipropetrovsk National university named after Oles Gonchar, Dnipropetrovsk. - 2015.
The thesis focuses on the analysis of ungulates during their acclimatization and naturalization under the conditions of island ecosystems with conservation status. The quantity, biomass, ungulate performance was estimated. The main consortium links with autophytic groupings - biotopical and functional, that characterize the ungulate interrelations in the use of ecosystems as natural and conservative habitats, and direct links with functional autophytic elements: photosynthetic, vegetative and reproductive. The role of ungulates in the soil-forming processes if defined - in the forming of physical and chemical parameters of soil, that became an important factor in the optimization of ecological conditions for the development of vegetational associations in the steppe, where the hold point of mineralization and the depletion of soil were evidenced.
The materials on the role of ungulates in biotic energy transformation are presented. The complex of actions for conservation and rational use of ungulates in the optimization af soil processes and restoration of the part of steppe ecosystems on the south of Ukraine was developed.
Key words: ungulates, ecosystems, density of population, ungulate performance, consortium links, habitat-forming role, complex NPK, biotic energy.
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.