Просторово-часова структура біогеоценозів Нижньодніпровського екокоридору

Размещено на http://allbest.ru

ДНІПРОПЕТРОВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук

03.00.16 - екологія

ПРОСТОРОВО-ЧАСОВА СТРУКТУРА БІОГЕОЦЕНОЗІВ НИЖНЬОДНІПРОВСЬКОГО ЕКОКОРИДОРУ

ВИКОНАВ БОЙКО ПАВЛО МИХАЙЛОВИЧ

Дніпропетровськ - 2007

АНОТАЦІЯ

Бойко П.М. Просторово-часова структура біогеоценозів Нижньодніпровського екокоридору. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук зі спеціальності 03.00.16. - екологія.

Дніпропетровський національний університет, Дніпропетровськ, 2006.

Дисертація присвячена дослідженню біогеоценозів Нижньодніпровського регіонального екокоридору, який є частиною меридіонального Дніпровського екокоридору Національної екомережі України. Проаналізовано часову структуру біогеоценозів, досліджено їх просторову структуру. В системі Нижньодніпровського екокоридору виділено 2 природних ядра національного масштабу та 18 ядер - локального. Для їх з'єднання запропоновано 20 локальних екокоридорів. Подано пропозиції щодо організації буферних зон та ділянок ренатуралізації. Дано наукові обґрунтування щодо створення 9 об'єктів природно-заповідного фонду. Проведено аналіз флори екокоридору, описано сучасний стан раритетного біорізноманіття та дана його кількісна характеристика.

екокоридор антропогенний флора біогеоценоз

1. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. На сучасному етапі існування та життєдіяльності людського суспільства, все зростаючого його пресингу на живу і неживу природу однією з найважливіших проблем є охорона та збереження різноманіття біогеоценозів, раціональне використання ресурсів на основі глибокого дослідження всіх їх компонентів. Найбільше цьому відповідає сучасна стратегія сталого, збалансованого розвитку, яка була прийнята на конференції ООН з довкілля і розвитку в Ріо-де-Жанейро (1992). Саме в цьому напрямку працюють дослідники, які займаються формуванням та втіленням в життя ідеї екомережі.

Основним завданням екомережі є об'єднання системою екокоридорів ділянок суходолу і водних акваторій, на яких в певній мірі ще збереглася природна рослинність, яка забезпечує оптимальне середовище для існування та відновлення популяцій видів усіх організмів. Сама ідея екомережі в європейській науці виникла недавно. Активно розвиватись вона почала у 90-х роках ХХ століття (Всеєвропейська стратегія…, 1998; Розбудова екомережі…, 1999; Довганич, 1999; Боков, Воровко, 2002; та ін.). Усі попередні дослідження (ботанічні, зоологічні, екологічні, географічні та ін.) були накопиченням певних матеріалів, які можна використати для обґрунтування необхідності створення ланок екомережі, зокрема і в районі наших досліджень - в Нижньодніпров'ї. Власне, зараз є теоретичні розробки створення екомереж, розроблена методологія, стратегія, методи проектування великих, глобальних екомереж, вони мають загальний, інтегральний характер. Ці дані дуже узагальнені і не адаптовані до використання на конкретних, невеликих ділянках, з яких власне і складається реальна екомережа. Крім того, також недостатньо фактичного матеріалу для обґрунтування окремих ланок екомережі.

Дослідження окремих ділянок запроектованої екомережі з метою розробки конкретних пропозицій створення регіональних і локальних екомереж, зокрема Нижньодніпровського екокоридору, є на сьогодні актуальним завданням.

Територія дослідження - регіональний Нижньодніпровський екокоридор субмеридіонального напрямку який з'єднує Південноукраїнський (Степовий) та Прибережноморський широтні екокоридори Національної екомережі України. Він простягається вузькою смугою вздовж річища Дніпра та його берегів в межах Херсонської області та незначних ділянок прилеглих територій інших областей, розширюючись в місцях глибокого врізання в плакорні ділянки балок узбережжя Дніпра та Каховського водосховища, зокрема, і на території нижньодніпровських арен. Екокоридор включає в себе всі природні, напівприродні та антропогенні екосистеми. Загальна площа території дослідження близько 687 тис. га.

Мета і завдання дослідження. Мета дослідження - розробити просторову структуру біогеоценозів та з'ясувати сучасний екологічний стан регіонального Нижньодніпровського екокоридору на основі оцінки його відповідності комплексу критеріїв щодо формування Національної екомережі України для його подальшої функціональної стабілізації.

Для досягнення мети були поставлені такі завдання:

дослідити територію екокоридору та визначити відповідність її окремих ділянок певним складовим елементам, ієрархічним ланкам Національної екомережі України;

шляхом опрацювання літературних джерел та обробки гербарних матеріалів охарактеризувати етапи созологічних досліджень Нижнього Придніпров'я, досвід розробки екомереж та питання створення екомережі в Україні;

простежити головні історичні зміни середовища на території екокоридору, які сприяли формуванню сучасного вигляду його біогеоценозів;

виявити видовий склад флори судинних рослин, провести її таксономічний, екологічний та екоценотичний аналізи та скласти її конспект;

дослідити раритетне біорізноманіття та раритетні синтаксони екокоридору;

оцінити репрезентативність існуючої мережі об'єктів природно-заповідного фонду (далі ПЗФ) - біоцентрів екокоридору та провести дослідження території з метою створення нових об'єктів ПЗФ для підвищення рівня репрезентативності даної мережі;

провести дослідження просторової структури біогеоценозів екокоридору, дати характеристику складових елементів екомережі - природних ядер, локальних екокоридорів, буферних зон та відновлювальних територій.

Об'єкт дослідження. Формування регіонального Нижньодніпровського екокоридору, як складової екомережі України, в умовах одного з найбільш антропогенно трансформованих регіонів - степової зони України.

Предмет дослідження. Просторово-часова структура біогеоценозів регіонального Нижньодніпровського екокоридору, їх раритетне біорізноманіття.

Методи дослідження. Використовували класичний маршрутно-рекогносцировочний метод, флористичні та екоценотичні методи досліджень. Екотопи досліджувались за методикою, що використовувалася при класифікації екосистем CORINE і адаптована для території України. При розробці просторової структури та ефективності функціонування екокоридору використовувались методи формування та дослідження екомереж (Розбудова…, 1999; Шеляг-Сосонко та ін., 2004), аналізу парцелярної структури біогеоценозів (Диліс, 1968). Обробка даних проводилася за допомогою методів математичної статистики з використанням стандартного пакета програм EXCEL'2003.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше розроблена просторова структура екокоридору, яка включає 20 природних ядер, 20 екокоридорів локального масштабу з відповідними буферними зонами та відновлювальними територіями та дана детальна характеристика кожного з цих елементів. Вперше проведений просторовий парцелярний аналіз біогеоценозів екокоридору. На основі проведених досліджень дана характеристика об'єктів природно-заповідного фонду екокоридору та виявлено їх місце в структурі екомережі. На території дослідження виявлено 197 видів раритетного біорізноманіття та 19 рідкісних рослинних угруповань. Виявлені нові місцезнаходження раритетних видів рослин, тварин та грибів (в т.ч. лишайників), часто на значній відстані від раніше вказаних локалітетів. Вперше проведено аналіз флори екокоридору, в результаті якого виявлено її видовий склад, складено конспект, що включає 1386 видів, з них 36 видів є новими для дослідженої території, для 53 видів наводяться нові місцезнаходження. Показано, що коефіцієнт раритетності флори екокоридору становить 0,07.

Практичне значення одержаних результатів. Розроблена та передана для практичного використання в Держуправління екології та природних ресурсів в Херсонській області (№ 9-3688 від 28.12. 2002 р.) “Регіональна програма створення екологічної мережі в Херсонській області на 2002-2015 роки” (у співавторстві). Розроблено наукове обґрунтування створення ландшафтного заказника місцевого значення “Каїрська балка” в Горностаївському районі (об'єкт створено рішенням Херсонської обласної ради від 26.07.2002 року). Подані в Держуправління екології та природних ресурсів в Херсонській області наукові обґрунтування щодо створення об'єктів природно-заповідного фонду (№ 05-8/437 від 01.04.2005 р.): гідрологічні заказники місцевого значення “Бехтерські озера” та “Озеро Соляне”, орнітологічний заказник місцевого значення “Бехтерська колонія Чаплі сірої” в Голопристанському районі; ботанічний заказник загальнодержавного значення “Миловська балка” та ландшафтний заказник загальнодержавного значення “Новокаїрська балка” в Бериславському районі; ландшафтний заказник місцевого значення “Осокорівська балка” в Нововоронцовському районі Херсонської області; ботанічний заказник місцевого значення “Болгарська балка” в Великолепетиському районі; парк-пам'ятка садово-паркового мистецтва місцевого значення “Дендропарк “Ботанічний” у м. Нова Каховка Херсонської області (об'єкт затверджено рішенням Херсонської обласної ради у 2006 р.). Матеріали дисертаційної роботи використані в 1-му томі Екологічної енциклопедії України та передані до Червоної книги України (3-е видання). Результати дисертаційних досліджень використовуються в лекційних і практичних курсах “Загальна екологія”, “Природоохоронне інспектування”, “Заповідна справа”, “Ботаніка”, “Основи флористики та геоботаніки” та при проведенні навчальної польової практики на факультетах Херсонського державного аграрного університету та Херсонського державного університету.

2. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У зв'язку з необхідністю збереження біорізноманіття активізувалися дослідження щодо створення Національної екомережі України, як складової Всеєвропейської екомережі та щодо принципів її побудови (Мовчан, 1999; Шеляг-Сосонко, 1999, 2004; Андрієнко, Онищенко 1992 та ін). Ці матеріали є теоретичною основою щодо розроблення та створення конкретних ділянок локальних екомереж.

Перші відомості про рослинний світ дослідженого району знаходимо в працях Геродота (1972). Лише на початку ХХ століття розпочалося детальне вивчення флори і рослинності, в тому числі рідкісних і зникаючих видів рослин (Пачоський, 1898, 1904, 1914, 1917, 1923, 1927 та ін.). Питанням щодо вивчення та комплексної охорони природи Нижнього Придніпров'я приділяють увагу багато авторів починаючи з другої чверті ХХ століття (Каминский, 1923; Великанов, 1926; Лавренко, Прянішніков, 1926; Лавренко, 1927, 1936 та ін.; Висоцький та ін., 1928; Браунер, 1929; Мигулин, 1938; Зубко, 1940; Клименко, 1950; Флоровський, 1950; Афанасьєв, 1951; Афанасьев и др., 1952; Зеров, 1953, 1957; Алексеенко, 1954; Гринь, 1954; Білик, 1956; Клоков, 1963; Тарасенко, 1963; Гордиенко, 1969; Кроткевич, 1969; Протопопова, Мринський, 1972; Ардамацкая, 1974; Ткаченко та ін., 1981; Дубина, 1982, 1984, 1985, 1986; Корелякова, 1982; Крицька, 1985, 1986, 1987; Жукінський, Клоков, 1987; Селюнина, 1988; Руденко, 1989; Семенов, Ардамацкая, 1992; Уманець, 1992, 1997; та ін.). Матеріали щодо раритетних, ендемічних та реліктових видів та обґрунтувань необхідності створення об'єктів природно-заповідного фонду для їх охорони знаходимо в працях останньої чверті ХХ та початку ХХІ століття (Крицька, 1985, 1986, 1987; Бойко, 1988; Бойко, Подгайний, 1988, 2002; Уманець, 1988, 1992, 1997; Ходосовцев, 1992, 1997, 1999; Мойсієнко, 1997; Микитюк, 1999; Бойко та ін., 2005) та ін. У цих публікаціях подано різноманітні відомості про біорізноманіття регіону, але спеціальних досліджень щодо характеристики Нижньодніпровського екокоридору не проводилося.

Регіон дослідження розташований в межах Причорноморської низовини. Він простягається смугою вздовж річища Дніпра в межах Херсонської області та в прилеглих районах інших областей. Середня ширина цієї смуги 20-25 км з обох боків Дніпра, розширюється в районі Нижньодніпровських пісків та охоплює їх повністю. Загальна довжина Нижньодніпровського екокоридору близько 230 км. Приблизна його площа - 687 тис. га. В розділі наводиться характеристика геологічних, геоморфологічних, кліматичних, ґрунтових та гідрологічних умов Нижньодніпровського екокоридору, його географічне положення та загальна коротка характеристика рослинного покриву.

В основу дисертаційної роботи покладені матеріали польових досліджень, проведених автором протягом 1999-2006 рр. на території Нижньодніпровського екокоридору. Вони включають 380 геоботанічних описів, 457 гербарних зразків вищих судинних і спорових рослин, мохоподібних та лишайників, 5 картосхем різного масштабу, 5 еколого-ценотичних профілів. Для розробки картосхем поширення рідкісних видів флори використовувалися комп'ютерні програми Photoshop та Corel DROW 9. Перед польовими дослідженнями проводилось вивчення літературних, картографічних, гербарних матеріалів та відповідних сайтів Internet щодо об'єкту дослідження. Використовувалися матеріали лісової таксації управління “Херсонліс” та матеріали обласного управління земельних ресурсів. Досліджувалися плакори, долини пониззя річок Дніпра та Інгульця, піщані арени, прибережні морські території та акваторії в межах Голопристанського, Білозерського, Цюрупинського, Каховського, Бериславського, Нововоронцовського, Горностаївського, Великолепетиського та Верхньорогачицького районів Херсонської області, а також Жовтневого і Очаківського районів Миколаївської області та Кам'янсько-Дніпровського району Запорізької області. Протяжність маршруту на лівобережжі Дніпра складала понад 225 км, а на правобережжі - майже 230 км. Були охоплені усі види ландшафтів дослідженої території з різним ступенем антропогенного впливу. Еколого-біологічні дослідження базуються на системно-структурному підході та використанні різноманітних методик. Використовували класичний маршрутно-рекогносцировочний метод, флористичні та екоценотичні методи досліджень, картування об'єктів досліджень.

При камеральній обробці гербарного матеріалу використовувалися мікроскопи “Биолам”, МБС-1, МБИ-11. Гербарні зразки передані до гербаріїв JALT, KHER, KW, KWU. З метою виявлення частки рідкісних та зникаючих видів рослин у флорі застосовували індекс раритетності. Назви видів рослин наводяться за S.L. Mosyakin & M.M. Fedoronchuk (1999), назви видів тварин, в т. ч. раритетних - за Червоною книгою України: Тваринний світ (1994) та за М.Ф.Бойком, М.М. Подгайним (2002). Опис рослинності проводили за домінантним методом, використовувався метод закладання еколого-ценотичних профілів. Екотопи досліджувались за методикою, що використовувалася при класифікації екосистем CORINE і адаптована для території України. При обстеженні горизонтальної структури біогеоценозів використовувався метод їх парцелярного поділу (Диліс, 1969, 1978). При розробці просторової структури та ефективності функціонування Нижньодніпровського екокоридору використовувались методи формування та дослідження екомереж, кількісна оцінка показників зв'язаності мережі, та такі показники як б-індекс, в-індекс, г-індекс (Розбудова…, 1999; Шеляг-Сосонко, Дідух, 2001; Формування…, 2004; Шеляг-Сосонко та ін., 2004). Обробка цифрових даних проводилася за допомогою методів математичної статистики (Шмидт, 1987 та ін.) з використанням стандартного пакета програм EXCEL'2003.

В розділі подані відомості про динаміку геологічних та кліматичних процесів, які відбувалися на території дослідження протягом її історичного розвитку. Головна увага приділялась змінам, що відбувались протягом останніх періодів кайнозойської ери, тому що всі попередні етапи не мали значного впливу на сучасний вигляд біогеоценозів Нижньодніпровського екокоридору. Узагальнено вказані зміни, що відбувались у третинному періоді, а більш детально - у четвертинному. Використано поняття інваріанту палеоландшафту, тому що в його основу закладено уявлення про сукупність наявних у геосистемі властивостей, які зберігалися незмінними при перетворенні тієї чи іншої категорії геосистем.

У формуванні екокоридору основна роль належить рослинному компоненту, пов'язаному з екотопом, що являє собою складну систему неорганічних факторів. Рослинний компонент також тісно пов'язаний з тваринним компонентом. Відносно цього положення ще О.Л.Бельгард (1950) вказував, що базуючись на винятково важливій космічній ролі зелених рослин, не можна говорити про рівноцінність фіто- і зоокомпонентів. Адже рослини більш автономні, вони набагато менше залежать від тварин, ніж тварини від них. В.Б.Сочава (1945) підкреслював, що не існує зооценозу як поняття адекватного фітоценозу. Тобто біогеоценоз - це фітоценоз з тваринним населенням. Тому в нашій роботі основна увага приділена вивченню саме рослинного світу території екокоридору та раритетної фракції тваринного світу.

В результаті наших досліджень встановлено, що флору Нижньодніпровського екокоридору складають 1386 видів, представників 517 родів 119 родин 4 відділів вищих судинних рослин. Флора екокоридору відносно багатша територіально близьких природних флор та урбанофлор і має комплексний характер. Індекс відношення пар родин вказує на перехідне становище флори між бореальними (гумідними) і аридними областями. У родовому спектрі переважають роди Cyperus (4.8%) та Astragalus (3.6%), в 10 провідних родах міститься 29.6%. Більше половини родин (52.1%) мають у своєму складі лише по 1-3 види, а 68.1% родів представлені тільки 1-2 видами. Все це підкреслює значну роль міграційних (природних, в першу чергу) процесів у формуванні флори екокоридору. За відношенням видів до антропопресії у флорі екокоридору нами виділено такі фракції: індигенофітна та синантропна (в т.ч. апофітна і адвентивна). Індигенофітів нараховується 692 види, що складає 49.9% складу флори. Синантропних видів нараховується 694 види, в т.ч. апофітних 423 види та адвентивних 271 вид. Індекс синантропізації флори складає 50.1, індекс апофітизації - 30.6, а індекс адвентизації - 19.5%. Домінують у флорі екокоридору аборигенні види (80.5%).

Нами встановлено, що у флорі екокоридору за відношенням видів до екологічних факторів переважають геліофіти (67.2%), ксеромезофіти (31.6%) і ксерофіти (17.9%), мегатермофіти (47.2%) та евтрофи (67.9%). Відносно пристосування рослин до всього комплексу екологічних факторів для перенесення несприятливих кліматичних умов відповідно до своїх біологічних особливостей та здатності до динамічної адаптації у флорі переважають гемікриптофіти (36.6%), значна роль також терофітів (28.1%) і криптофітів (26.9%). У фракціях флори, виділених на основі відношення до дії антропопресії, спостерігаються такі ж або відмінні закономірності, відповідно до особливостей видів кожної конкретної фракції. Виявлено, що у екоценотичній структурі флори екокоридору переважають види, що відносяться до екоценоморфи степантів - 261 вид (18.8%), до них примикають види проміжної групи - петростепантів - 55 видів (3.9%) та петранти - 56 видів (4.0%). Види цих трьох екоценоморф в умовах екокоридору складають петростеповий комплекс, який нараховує більше чверті видів усієї флори. Друге місце займають пратанти - 159 (11.6%), третє - псамофанти - 116 видів (8.4%), четверте - сильванти - 110 видів (7.9%), п'яте - галофанти - 102 види (7.3%). Аквантів та палюдантів значно менше - 5.8% та 5.3%. Проте найбільший відсоток займає група видів, які приурочені до антропогенних ценозів - синатропанти, їх нараховується 373 види (27.0%), що свідчить про зростаючий вплив антропогенного фактора на флору та у зв'язку з цим на розподіл видів за основними екоценоморфами.

До раритетного біорізноманіття екокоридору ми відносимо 98 видів рослин, представників 70 родів 41 родини 4 відділів рослинного царства, 90 видів тварин, представників 77 родів 29 рядів 10 класів 6 типів 2 підцарств, 9 видів грибів, в т.ч. лишайників. Серед рідкісних видів рослин домінують види квіткових. Причому однодольні представлені 33 видами, а дводольні - 51. Індекс раритетності серед однодольних видів складає 10.6, а серед дводольних - тільки 4.5, тобто серед однодольних рідкісних видів більше, ніж серед дводольних майже у 2.4 рази. Ці цифри показують, що антропогенний прес, життєві стратегії та місця зростання багатьох однодольних в сукупності обумовлюють їх раритетність.

Раритетні види фіторізноманіття екокоридору відносяться до різних категорій охорони та включені до різних природоохоронних документів. З 98 видів 13 включено до Світового Червоного списку, а 14 - до Європейського Червоного списку. Найбільше видів - 37, взяті під охорону на місцевому рівні і занесені до “Переліку видів, що охороняються на місцевому рівні (Червоний список Херсонської області (1998)”.

Раритетна фракція фауни нараховує 146 видів. За екосистемною приналежністю дані рідкісні види поділяються на: 1. Степові - 21 вид; 2. Лісові та чагарникові (без урахування тварин заплавних лісів) - 30; 3. Прісних водойм - 19; 4. Синантропні - 2; 5. Лучні - 5; 6. Піщаних арен - 11; 7. Солоних водойм - 3; 8. Плавневі трав'янисті - 13; 9. Плавневі лісові та чагарникові - 17; 10. Види, що не мають чіткої екотопічної приналежності - 25. За таксономічною приналежністю до складу раритетної фракції фауни входять такі таксони: Черви круглі - 2 види. Черви кільчасті - 1, Ракоподібні - 10, Павукоподібні - 1, Молюски - 1, Комахи - 51, Риби - 8, Амфібії - 1, Плазуни - 4, Птахи - 46, Ссавці - 21. Рідкісні та зникаючі види тварин території та акваторії Нижньодніпровського екокоридору занесені до Червоних списків таких рангів. До Світового Червоного списку МСОП належать 13 видів, до Європейського Червоного списку - 21 вид, до Червоної книги України належать 58 видів, до Переліку видів, що підлягають охороні в обласному масштабі - 49.

Раритетну фракцію біорізноманіття екокоридору, крім рослин і тварин, представляють також гриби, в т.ч. лишайники. Порівняно з рослинами їх нараховується значно менше, всього 9 видів. З власне грибів (Eumycota) зустрічається тільки oдин вид сумчастих грибів Morchella steppicola, який занесений до Червоної книги України (3 категорія рідкісності). З лишайників серед рідкісних зустрічаються 8 видів, 4 з них включені до Червоної книги, ще 4 інших - до Червоного списку Херсонської області, вони охороняються на місцевому рівні. (Сміцька, Бойко, 1988; Червона …, 1996; Бойко, Подгайний, 2002; Ходосовцев, 1999).

На території екокоридору виявлено 19 раритетних синтаксонів, а саме: лісових угруповань - 1, степових - 6, болотних - 2, водних - 10.

Просторова структура біогеоценозів ядер біорізноманіття. З літературних джерел виявляється, що трактування поняття ядра різноманітні, автори часто обирають пріоритетом конкретні особливості виділення ядра за різними аспектами його розвитку та функціонування. За висловами авторів ядра біорізноманіття, або біоцентри, або корінні території, або ключові території, або осередки різноманіття це:

території збереження генетичного, видового, екосистемного та ландшафтного різноманіття, а також середовищ існування організмів, тобто території важливого біологічного і екологічного значення, добре інтегровані в ландшафти. Вони характеризуються великою різноманітністю видів, форм ландшафтів і середовищ існування, відіграють винятково важливу роль для збереження ендемічних, реліктових та рідкісних видів. Площа їх може бути різною в залежності від території, на якій збереглось природне різноманіття, рідкісні види, але не менше 500 га (Розбудова …, 1999).

ділянки, що мають найбільшу цінність для збереження природи в різних її проявах - видів, їх середовищ існування, екосистем та ландшафтів. Звичайно, чим більша ця територія, тим різноманітніші в ній умови середовища, тому більше видів можуть зайняти свої еконіші. Це територія збереження видового різноманіття (Экологическая …, 2002);

території наявного природно-заповідного фонду (Проблеми…, 2001);

осередки біорізноманіття, насамперед рідкісних видів (Андрієнко, 2001).

На наш погляд найбільш точне визначенням дано в праці (Розбудова…, 1999), але є деякі аспекти, які викликають певні питання.

По-перше: площа ядра не є значущим фактором його виділення, тому вона може бути меншою ніж 500 га, а головне при виділенні ядра, як показали наші дослідження, є созологічний пріоритет. На території Нижньодніпровського екокоридору ми виділили ядра, що займають площу меншу 500 га, але повністю відповідають вимогам, які ставляться перед ними - тут переважають природні екосистеми, в яких простежується нормальний процес відновлення специфічних для даних біоценозів видів.

По-друге: вони не обов'язково повинні характеризуватись великою різноманітністю форм ландшафтів та екотопів. Ядро може бути представлене певним корінним набором ландшафтів, які б відображали природне середовище існування видів рослин та тварин, особливо рідкісних. Це особливо актуально для антропогенно трансформованої території Херсонщини, де фрагментація природного рослинного покриву висока, вцілілі ділянки суходолу займають дуже малу частку земель, і цим самим вже ставлять себе в ранг ядра природного біорізноманіття.

Опираючись на ці дані, ми обрали такі критерії відбору ядер різноманіття: наявність корінних екосистем; багатство видового та ландшафтного різноманіття; наявність рідкісних, зникаючих, ендемічних та реліктових видів рослин та тварин; наявність рідкісних рослинних угруповань, занесених до Зеленої книги України; територія вже створених об'єктів природно-заповідного фонду; функціональна стабільність складових частин екосистем; антропогенно трансформовані, але придатні для відтворення ландшафти; типовість природного різноманіття. Далі в дисертаційній роботі дається докладна характеристика просторової структури біогеоценозів 20 природних ядер Нижньодніпровського екокоридору.

Просторова структура біогеоценозів екокоридорів. Методологічно екокоридори є саме тими складовими елементами екомережі, що відповідають за реалізацію філософського принципу холізму, тобто постійності та нерозривності, що є базисом формування будь-якої екомережі. Основними завданнями екокоридорів є забезпечення просторових зв'язків між біоцентрами і природними ядрами екомережі. Провідним критерієм виділення екокоридорів є міграційний (Шеляг-Сосонко, 2004), тобто територія екокоридору повинна забезпечити обмін генетичним матеріалом та міграції між біоцентрами - регіональними і природними ядрами екомережі. В структурі Нижньодніпровського екокоридору роль з'єднувальних елементів належить екокоридорам локального рівня та ядрам регіонального рівня. Ю.Р. Шеляг-Сосонко та ін. (2004) сформулювали критерії відбору територій та акваторій для екокоридорів, які можуть забезпечити їх міграційну функцію. Такими є - критерій ефективної протяжності, ефективної ширини, екотопічний критерій, територіальної зв'язаності та гідроекологічний. Але, на нашу думку, дані критерії не завжди можна пристосувати до кожного окремого локального екокоридору. Як відомо, екотопічний критерій виділення екокоридорів вимагає подібності екотопів екокоридору екотопам ядер, які він з'єднує, а на дослідженій нами території природні ядра є осередком збереження значної кількості видів фіто-, зоо-, міко-, бріо- та альгорізноманіття, які мають різні життєві стратегії, екологічну амплітуду та екологічні ніші. Тобто між двома даними ядрами едафотоп локального екокоридору відповідає потребам лише певної частини видів цих ядер. Критерій ефективної довжини вибору екокоридорів зумовлює його довжину як таку, що не повинна перевищувати відстані, на які мігрують та розселяються особини популяцій, для збереження яких створюється екомережа.

При формуванні Нижньодніпровського екокоридору до застосування даного критерію ми внесли деякі зміни. По-перше, на території Нижньодніпровського екокоридору ядра біорізноманіття як регіонального, так і локального рівнів мають значний коефіцієнт раритетності, тому цілі створення екокоридорів, що їх з'єднують, не можна цілеспрямовано направити на якісь певні види, - і тому такий параметр популяцій окремих видів, як найбільша відстань їх розселення та міграції, часто не виступає головним фактором формування екокоридору; по-друге: враховуючи незначну площу залишків природних територій, ми не могли організовувати екокоридори між ними, відштовхуючись від потреб окремих видів, а брали за основу подібність біогеоценотичних умов та екологічних факторів на суміжних ядрах та даному екокоридорі.

Природні умови Нижньодніпровського екокоридору дуже розмаїті і забезпечують існування видів з різних таксономічних груп організмів. Тому критерій територіальної зв'язаності специфічний для кожного з даних видів. Так, для рослин з малою площею розповсюдження насіння або з вегетативним типом розмноження (Cymbochasma borysthenica) повний та безперервний зв'язок між ядром та екокоридором необхідний, а для водних та навколоводних організмів, видів тварин відкритих просторів та ін. такої обов'язкової повної зв'язаності не потребується.

Щодо гідроекологічного критерію виділення екокоридорів, в акваторії Нижньодніпровського екокоридору він є найуспішнішим з інших. Це поясняється тим, що всі описані ядра біорізноманіття мають вихід до вод Дніпра, що забезпечує обмін генетичною інформацією не тільки водних та навколоводних видів, а й тих видів, поширення і розмноження яких пов'язано з водою. На дослідженій акваторії є лише один значний екологічний та географічний бар'єр - гребля Каховської ГЕС. Він певною мірою розділяє популяції гідробіонтів, але не є повною їх межею за рахунок рибоходів, шлюзів та ін.

Загальна щільність локальних екокоридорів Нижньодніпровського екокоридору дорівнює 0.051, що вказує на їх малу довжину в порівнянні з площею Нижньодніпровського екокоридору. Але якщо брати до уваги його загальну довжину, без врахування ширини, то довжина локальних екокоридорів перевищує довжину Нижньодніпровського екокоридору на 23%. Далі в роботі дана характеристика 20 екокоридорів локального рівня.

Просторова структура біогеоценозів буферних зон та ділянок відновлення. Головним завданням буферних зон є забезпечення захисту територіальних елементів екомережі. Як ми вже вказували раніше, досліджена територія є значно антропогенно зміненою, тому виділення буферних зон, навіть навколо біоцентрів на сучасному етапі є значною проблемою. Це пояснюється тим, що ділянки збережених природних екосистем безпосередньо межують з антропогенними, особливо агроценозами. Часто неможливо виділити буферні зони, тому що наявний різкий перехід між двома радикально різними екосистемами. Найчастіше на території Нижньодніпровського екокоридору як буферні зони можна виділити штучні лісонасадження, якими нібито закріплювали вершини дніпровських балок та безпосередньо узбережжя Дніпра. Дані асоціації присутні майже в кожному біоцентрі північної частини Нижньодніпровського екокоридору. Тут переважають Robinia pseudoacacia, Pinus sylvestris, Ailanthus altissima та ін. Ці дендрологічні угруповання формувались без врахування геоморфологічних, кліматичних та гідрологічних умов даної території, тому певна кількість особин не вижила і забезпечила інвазію видів сусідніх популяцій, тобто, або антропогенних, або природних. За нашими спостереженнями зональні степові види перемагають в даному прояві міжвидової конкуренції. З цієї причини можна лісові насадження виокремити як буферні зони. Але такі угруповання є тільки в певній частині Нижньодніпровського екокоридору, а саме в північній - території узбережжя Каховського водосховища. Нижче за течією буферні зони виділити майже неможливо, тому що два природні ядра регіонального значення, визначені нами, займають всі природні угруповання даної території. Інші території не можуть відігравати роль будь-якого елемента екомережі через особливості природокористування та антропогенної трансформації. Не зважаючи на вказані вище варіанти буферних зон, все ж таки на досліджуваній території навколо ядер та екокоридорів їх недостатньо. Через це особливо важливою постає проблема відновлюваних територій.

В останні десятиріччя активність використання природних, насамперед земельних, ресурсів різко змінилась в бік зниження. Раніше, при існуванні колективних та державних господарств, біогеоценози Херсонщини потерпали не тільки від прямого впливу (розорювання, агромеліорація і т.д.), але й від опосередкованих впливів. Наприклад, надмірне застосування пестицидів приводило до загибелі мишовидних гризунів, що в свою чергу за схемою взаємовідносин “хижак-жертва” приводило до загибелі консуметів 2-го порядку, що раніше харчувались мишовидними гризунами. На сучасному етапі, через ряд економічних та політичних негараздів, інтенсивність сільського господарства зменшилась, що дозволило відновитись багатьом видам тварин та рослин, що пов'язані або межують з агроценозами. Також при занедбанні орних земель, сіножатей та інших угідь на їх території почала відновлюватись природна рослинність. Отже, на нашу думку, розширення або впровадження нових площ буферних зон елементів екомережі має відбутись внаслідок менеджменту відновлюваних територій.

Як приклади позитивної поступової заміни окультурених ділянок на піонерні, а згодом на напівприродні, можна навести такі (Бериславський район, околиці с. Новокаїри, колишня територія орних земель):

1. Досліджене доле, на якому рік тому зібрали соняшник і більше не використовували. На його території за 1 рік піонерні бур'янові види замінились Xanthium caliphornicum, Sonchus oleracea, Solanum nigra, Setaria nigra, Echinochloa crus-galli.

2. Колишня орна ділянка, що не оброблювалась 2 роки характеризується інвазією таких видів як Descurainia sophii, Artemisia lanata, A. absinthium, Erigeron canadensis, Centaurea diffusa, Picris hieracioides.

3. Поле, що не оброблювалось 3 роки - Bromus squarrosus, Descurainia sophii, Xanthium caliphornicum, Canabis ruderalis. 4. Поле кинуте 4-5 років тому характеризується наявністю таких видів як Elytrigia repens, Erigeron canadensis, Cichorium intibus, Xanthium caliphornicum, Linaria biebersteinii, Kochia lanata, Cynoglossum officinale, Artemisia marschalliana, Ballota ruderalis, Cirsium campestre, Galium humifusum. Тут знайдено також окремі особини Ailanthus altissima.

На відміну від класифікації біогеоценозів CORINE, яка чітко не розділяє горизонтальну та вертикальну структуру, а опирається в основному на функціональне призначення складових частин, існує класифікація структурантів з точки зору горизонтальної просторової структури біогеоценозів розроблена М.В. Дилісом у 1969 році [135, 136].

Складові частини горизонтальної побудови біогеоценозів Диліс назвав біогеоценотичними парцелами. Це структурні частини горизонтального розчленування біогеоценозу, які відрізняються одна від одної складом, структурою та властивостями компонентів, специфікою їх зв'язків та матеріально-енергетичного обміну. Він виділяє такі види парцел:

а) за роллю в біогеоценозі - основні та додаткові,

б) за походженням - корінні та похідні. Найбільш чітко та просто межі парцел простежуються за структурними особливостями їх фітоелемента [135, 136]. Виходячи з цього ми при аналізі просторової структури біогеоценозів Нижньодніпровського екокоридору, а саме їх парцелярної структури, відштовхувались від розподілу по його території типів рослинності. На території дослідження ми виділили степові, водно-болотні, лісові та лучні біогеоценози.

ВИСНОВКИ

1. Досліджений Нижньодніпровський екологічний коридор відповідає комплексу критеріїв, що висуваються при створенні та формуванні ділянок Національної екомережі України. Визначені межі екокоридору та відповідність його окремих ділянок складовим елементам екомережі. Ефективність Нижньодніпровського екокоридору для функціонування в Національній екомережі України є цілком достатньою для існування та міграцій видів рослин, грибів і тварин. Це підтверджується отриманими величинами б, в, г - індексів, долі біоцентрів, їх потужності, ступеню зв'язаності та ін.

2. На території екокоридору виділено 20 природних ядер. З них два ядра національного масштабу, це Нижньодніпровські піски (209,4 тис. га) та Нижньодніпровські плавні (113.1 тис. га), 18 ядер локального масштабу. Природні ядра в цілому репрезентують природно-історичні зональні комплекси Нижньодніпровського регіону - типчако-ковилові степи та інтразональні - плавні та арени.

3. Встановлено, що природні ядра об'єднуються двадцятьма екокоридорами локального масштабу. Їх загальна щільність дорівнює 0.051. Це вказує на їх малу довжину в порівнянні з площею всього Нижньодніпровського екокоридору. Але якщо брати до уваги його загальну довжину, без врахування ширини, то довжина локальних екокоридорів перевищує його довжину на 23%.

4. Виділено буферні зони та відновлювальні території, які разом з ядрами та між'ядерними екокоридорами складають єдиний комплекс для відновлення природного стану біоти та посилення ефективності функціонування Нижньодніпровського екокоридору. Встановлено, що значна контрастність між умовно непорушеними та малопорушеними ценозами (ядра та екокоридори) з одного боку, і катаценозами (агроценози та урбаноценози) з іншого, часто ускладнюють виділення буферних зон та відновлювальних територій.

5. З точки зору часового аспекту - екокоридор у сучасному вигляді сформувався в результаті геологічних та геоморфологічних процесів, що відбувалися в проміжку часу від міоцену до нинішнього. З кінця ХІХ століття спрацював антропогенний фактор, який переважно і став головною передумовою формування теперішнього вигляду біогеоценозів екокоридору в обґрунтованих нами межах.

6. Флора екокоридору нараховує 1386 видів вищих судинних рослин з 520 родів, 119 родин 5 відділів. За відношенням видів до екологічних факторів домінують геліофіти (67.2%), ксеромезофіти (31.6%), мегатермофіти (47.2%) та евтрофи (67.9%), що цілком закономірно для території степової зони. Відносно пристосування рослин до всього комплексу екологічних факторів у флорі переважають гемікриптофіти (36.6%). У екоценотичній структурі флори екокоридору переважають екоценоморфи петростепового комплексу - 26.7% Значний відсоток (27.0%) синатропантів свідчить про зростаючий вплив антропогенного фактора на флору, а індекс синантропізації складає 50.1.

7. У складі біоти екокоридору встановлено 197 видів раритетного біорізноманіття - 98 видів рослин, 90 видів тварин та 9 видів грибів, в т.ч. 8 лишайників, які включені до природоохоронних документів різного рівня. З 19 раритетних синтаксонів лише 12 (63,2 %) з них забезпечені охороною. Репрезентативність існуючої мережі об'єктів природно-заповідного фонду є недостатньою, тому нами розроблені та передані до відповідних державних установ 12 наукових обгрунтувань щодо створення нових об'єктів природно-заповідного фонду в місцях розташування всіх ядер біорізноманіття та ділянок локальних екокоридорів. Проведено парцелярний аналіз горизонтальної структури біогеоценозів екокоридору.

СПИСОК ПРАЦЬ, ОПУБЛІКОВАНИХ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Ivan Moisienko, Piotr Gorski, Pavlo Boiko. Contributions to the flora of steppes of the Black Sea region (Ukraine). - Poznan: Roczniki Academii Rolniczj w Poznaniu, CCCXLVII. Botanika, 2002, 5. - Р. 123-134. (Здобувачем зібрано та визначено фактичний матеріал та дано опис 2 природних об'єктів, сумісно зі співавторами встановлено мету, інтерпретовано результати та оформлено висновки).

2. Бойко П.М. Лісові насадження Олешківських пісків як складові національної екомережі України // Лісівництво і агромеліорація. - 2002, вип. 103. - Харків: Майдан, 2002. - С. 25-28.

3. Бойко П.М. Природные ядра Нижнеднепровского экокоридора // Тр. Никитск. бот. сада.- Т.123 “Экология, фитоценология, оптимизация экосистем”, 2004. - С. 232-237.

4. Бойко П. Раритетне фіторізноманіття локалітетів правобережної частини Дніпровського екокоридору // Зб. наук. праць Полтавського держ. пед. ун-ту.-Випуск 4 (37). - Серія “Екологія. Біологічні науки”. - Полтава, 2004.- С.149-157.

5. Бойко П.М. Особливості створення локальної екомережі (на прикладі правобережжя Нижнього Дніпра). - Вісті Біосферного заповідника “Асканія-Нова”. - 2004.- Т. 6.- С.123-126.

6. Бойко П.М. Флора і рослинність запроектованого ландшафтного заказника “Миловська балка” (Херсонська область) // Вісник Луганського національного педагогічного університету. Біологічні науки. - 2005. - №3 (83). - С. 10-18.

7. Бойко П.М. Новая находка четырехполосого полоза (Elaphe quatuorlineata) в правобережной степи Украины // Вестник зоологии.- 2005.-39, № 2. - С 56.

8. Бойко М.Ф., Бойко П.М., Лічінкіна Н.А., Мельник Р.П., Мойсієнко І.І., Ходосовцев О.Є. Про нову знахідку Betula borysthenica Klok. у пониззі Південного Бугу // Укр. ботан. журн., 2005.- 62, №3.- С. 396-398. (Здобувачем сумісно зі співавторами проведено польові дослідження, визначено матеріал, виготовлено картографічний матеріал та оформлено висновки).

9. Бойко П.М. Еколого-ценотична характеристика степових біогеоценозів Осокорівської балки (Херсонська область) // Вісник Одеського національного університету, 2005. - Т.10, вип. 3. Біологія. - С.41-46.

10. Бойко П.М. Водно-болотні угіддя в системі Дніпровського екологічного коридору // Питання біоіндикації та екології. - 2005. - Вип.10, № 1.- С. 125-131.

11. Бойко П.М. Проблеми збереження біорізноманіття в сільськогосподарських ландшафтах Нижньодніпровського екологічного коридору // Науковий вісник Національного аграрного університету / Редкол.: Д.О.Мельничук (відп. ред.) та ін. - К., 2006.- Вип. 93.- С. 234-242.

12. Бойко П.М. Cymbochasma borysthenica (Pall.ex Schlecht.) Klokov et Zoz в Україні // Чорноморський ботанічний журнал, 2006. - 1, № 2.- С.100-109.

13. Бойко П. Проектування та заповідання цінних природних об'єктів Нижньодніпровського степового регіону // Зб. наук. праць “Заповідна справа: стан, проблеми, перспективи”. Матеріали міжнародної конференції “ІІІ-і наукові читання пам'яті Й.К. Пачоського” (Херсон, 24-26 вересня 1999 р.). - Херсон: Айлант, 1999.- С.125-127.

14. Бойко П.М., Мойсієнко І.І. Рідкісні рослини Миловської балки (Херсонська область) // Зб. наук. праць “Клеопов Ю.Д. та сучасна ботанічна наука”. Матеріали читань присвячених 100-річчю з дня народження Ю.Клеопова (Київ, 10-13 листопада 2002 р.). - К.: Фітосоціоцентр, 2002. - С. 355-358.(Здобувач дав характеристику локалітетів рідкісних рослин даного об'єкту).

15. Бойко М., Бойко П. Еколого-біологічна характеристика ландшафтного заказника “Каїрська балка” в Херсонській області // Зб. наук. праць “Метода”, вип. “Інтерактив”. - Херсон:Терра, 2002.- С.22-31.(Здобувачем дана характеристика раритетної складової заказника та зібрано гербарний матеріал).

16. Бойко П., Бойко М. Характеристика екологічної стежки “Болгарська балка” на лівобережжі Херсонщини // Зб. наук. праць “Метода”, вип. “Терра”. - Херсон: Айлант, 2002.- С.32-37. (Здобувачем проведені польові дослідження та розроблений маршрут екологічної стежки).

17. Бойко П.М. Орні землі як складові структурних елементів екомережі // Зб. наук. праць. Міжнародна науково-практична конференція “Актуальні питання розвитку земельної реформи в Україні: стан та перспективи”. - Херсон, 2003. - С. 122-127

18. Бойко П. Балки узбережжя Дніпра як новий тип природно-заповідних об'єктів // Зб. наук. праць “Фальцфейнівські читання”. - Херсон: Вид-во ХДУ, 2003. - С. 49-50

19. Бойко П.М. Кургани Херсонщини як дискретні елементи Національної екомережі України // Зб. наук. праць “Метода”, вип. “Наукова думка ”. - Херсон: Айлант, 2004.- С.14-15.

20. Бойко П. Ornitogalum fimbriatum Willd. - новий вид для флори Херсонщини // Зб. наук. праць “Метода”, вип. “Наука”. - Херсон: Айлант, 2004.-С.13-14.

21. Бойко М.Ф., Бойко П.М. Характеристика території Херсонщини в аспекті створення Національної екомережі України // Степові і галофільні екосистеми України. Зб. наук. статей до 100-річчя д.б.н., проф. Г.І. Білика / Ін-т бот. НАНУ. - Київ, 2004.- С.415-419. Деп. в ДНТБ України.

22. Бойко М.Ф., Бойко П.М. Ключові ботанічні території півдня України // Зб. наук. праць “Й.К. Пачоський та сучасна ботаніка”. - Херсон: Айлант, 2004.- С.12-19. (Здобувачем зроблена характеристика трьох ключових ботанічних території в районі досліджень).

23. Бойко П.М. Історичні зміни середовища, що сприяли формуванню сучасного вигляду біогеоценозів регіонального Нижньодніпровського екокоридору // Зб. наук. праць “Фальцфейнівські читання”. - Т.1. - Херсон: Терра, 2005.- С. 69-72.

24. Бойко П.М. Проблеми Херсонської області: Созологічний аспект // Регіональні проблеми України: географічний аналіз та пошук шляхів вирішення. - Зб. наук. праць. - Херсон: ПП Вишемирський, 2005.- С. 47- 51.

25. Бойко П.М. Екологічний аналіз флори Нижньодніпровського екокоридору // V Міжрегіональні новорічні біологічні читання. - Зб. наук. праць, вип. 5.- Миколаїв, 2005.- С. 10-12.

26. Устименко П.М., Бойко П.М. Березові колки // Екологічна енциклопедія: У 3 т.- К.: ТОВ “Центр екологічної освіти та інформації”, 2006. - Т.1: А-Е.- С. 69-70. (Здобувач провів польові дослідження та дав характеристику березових колок півдня України).

27. Бойко П. Характеристика запроектованих природно-заповідних об'єктів Херсонщини // Актуальні питання ботаніки та екології. Матеріали конференції молодих вчених-ботаніків України (Ніжин, Ядути, 14-17 вересня 1999 р., секція “Екологія”). - Ніжин, 1999.- С. 70-71.

28. Бойко П.М. Экологические тропы в системе региональных экологических коридоров национальной экосети Украины // “Экотуризм и оптимизация рекреационного природопользования“. Рабочие материалы международной полевой научно-практической коференции (АР Крым, Песчаное, 22-25 августа 2002 г.). - Запорожье, 2002.- С.27.

29. Бойко М.Ф., Бойко П.М. Флора лікарських рослин Нижнього Придніпров'я // Матеріали міжнародної науково-практичної конференції “Ресурсознавство, колекцінування та охорона біорізноманіття” (Полтава, 5-6 листопада 2002 р.). - Полтава, 2002.-С. 71-72.

30. Бойко П. Еколого-географічні особливості ландшафтних заказників Нижнього Придніпров'я // Еколого-біологічні дослідження на антропогенно-змінених територіях: Матеріали наукової конференції молодих вчених (Кривий Ріг, 13-16 травня 2002 р.). - Кривий Ріг, 2002. - С. 37-39.

31. Бойко П.М. Созологічна характеристика запропонованих природно-заповідних об'єктів Лівобережжя нижнього Дніпра // Матеріали міжнародної наукової конференції “Роль природно-заповідних територій у підтриманні біорізноманіття” (Канів, 9-11 вересня 2003 р.). - Канів, 2003. - С.37-38.

32. Бойко П.М. Видовий склад флори як індикатор трансформованості складових елементів Дніпровського екокоридору // Матеріали І Міжнародної науково-практичної конференції “Науковий потенціал світу “2004”.- Т.7. - Екологія. - Дніпропетровськ: Наука і освіта, 2004. - С. 30-31.

33. Бойко П.М. Миловська балка як ключова ботанічна територія (Херсонська область) // Збірка матеріалів Всеукраїнської конференції молодих вчених “Сучасні проблеми екології”, 7-9 жовтня 2004 р. - Запоріжжя, 2004.- С. 155-156.

34. Бойко П.М. Рослинний компонент як основа біорізноманіття Нижньодніпровського екокоридору // І-й відкритий з'їзд фітобіологів Херсонщини (Херсон, 2006 р.). Збірник тез доповідей. - Херсон, 2006.- С.9.

Размещено на Allbest.ru