Екологічні особливості формування ентомокомплесів в природних, напівприродних та культурних екотопах

Размещено на http://www.allbest.ru/

УКРАЇНСЬКА АКАДЕМІЯ АГРАРНИХ НАУК ІНСТИТУТ АГРОЕКОЛОГІЇ

03.00.16 - екологія

УДК: 57.022: 574.3

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук

ЕКОЛОГІЧНІ ОСОБЛИВОСТІ ФОРМУВАННЯ ЕНТОМОКОМПЛЕСІВ В ПРИРОДНИХ, НАПІВПРИРОДНИХ ТА КУЛЬТУРНИХ ЕКОТОПАХ

КЕЙВАН ОЛЕНА

ПЕТРІВНА

Київ - 2010

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в лабораторії моніторингу агробіоресурсів та Сквирській дослідній станції Інституту агроекології Української академії аграрних наук

Науковий керівник - кандидат біологічних наук, старший науковий співробітник Тертична Ольга Василівна, Інститут агроекології УААН, завідувач лабораторії моніторингу агробіоресурсів відділу екологобіологічних досліджень.

Офіційні опоненти:

доктор біологічних наук, професор Чернобай Юрій Миколайович, Державний природознавчий музей НАН України, директор доктор сільськогосподарських наук, професор Чайка Володимир Миколайович, Національний університет біоресурсів та природокористування України,завідувач кафедри екології атмосфери та екологічного контролю

Захист відбудеться «8» червня 2010 року об 11 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.371.01 в Інституті агроекології УААН за адресою: 03143, м. Київ, вул. Метрологічна, 12.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту агроекології УААН за адресою: м. Київ, вул. Метрологічна, 12.

Автореферат розісланий «7» травня 2010 року.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради, кандидат сільськогосподарських наук Чайковська В.В.

1. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. На території України відомо 35 тис. видів комах 29 рядів. Кожний із них займає певну нішу в біоценозі, бере участь у багатьох природних процесах та виконує відповідну екологічну функцію. Рівень різноманіття ентомокомплексів слугує надійним показником екологічного стану екосистем. Висока різноманітність комах забезпечує потенційну можливість і надійність виявляти на ранніх стадіях порівняно малі, проте важливі зміни екологічного стану природних систем (Лісовий М.М., Чайка В.М., 2008; Різун В.Б., Чумак В.О., 2003).

Основною перешкодою стабілізації життєдіяльності цінних та рідкісних видів комах є зникнення придатних для існування екотопів. Чисельність багатьох комах за умов інтенсивного землеробства визначається переважно рівнем господарського впливу, тому виділення зон з мінімальними порушеннями і зон екологічних притулків є передумовою збереження фауністичного багатства (Федоренко В. П., Карлащук С.В., 2003). Оцінка стану середовища за індикаторними групами організмів з метою збереження різноманітності компонентів природних, напівприродних та культурних біоценозів, а отже їх стійкості є важливою екологічною проблемою на сучасному етапі існування екосистем. Особливо важливою є інформація, отримана за індикаторними групами комах - жужелицями, денними метеликами, прямокрилими (Chumak V., Duelli P., Rizun V., Obrist M.K., Wirz P., 2005). Унікальні угруповання цих організмів надають екотопам статусу особливо цінних, що вимагають збереження і охорони. Одним із шляхів вирішення проблеми збереження біорізноманіття ентомокомплексів є детальна екологічна оцінка цінності екотопів (Дьяконов К.Н., Захаров А.А., 1996). В сучасних умовах господарювання дослідження ентомокомплексів екотопів набувають особливої актуальності.

Одним із імперативних показників стану угруповань є їх структура. Хоча в літературі окремі види структур угруповань досліджуються різними авторами, проте дуже мало робіт в яких оцінка стану угруповань ґрунтується на комплексному аналізі усіх трьох типів структур притаманних даній біосистемі (Загороднюк И.В., 1995; Шрубович Ю.Ю., 2002; Александрович О.Р., Прищепа Л.И., Ванюшина Н.В.,1990; Алексеев С. К., 2007; Головатюк А.И., Лапин Е.И., 2004; Гречаниченко Т. Є., 2001 та ін.). Тому актуальність обраної нами теми зумовлена відсутністю цілісного підходу до дослідження структури угруповань комах в екотопах та потребами стабілізації біоценозів та біоіндикації стану природних, напівприродних та культурних екотопів.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами.

НТП 04. “Науково-практичне обґрунтування сталого розвитку агроекосистем України”. Підпрограма 1. Розробити науково-методичні основи раціонального використання та охорони природних ресурсів агросфери. 04.01.02. Розробити наукові основи збереження і раціонального використання біоресурсів та систему біологічної безпеки (№ ДР 0108U005952).

Мета і завдання дослідження. Метою роботи було визначити екологічні особливості формування ентомокомплексів для оцінки стану природних, напівприродних та культурних екотопів.

Для досягнення мети були поставлені наступні завдання:

· ідентифікувати види комах, притаманних досліджуваним екотопам Центрального Лісостепу України;

· встановити чисельність видів та особин комах в угрупованнях даних екотопів;

· виділити найбільш поширені види комах для кожного екотопу;

· оцінити видову структуру угруповань за індексами видового багатства Маргалеффа, різноманіття Шеннона, домінування Сімпсона та вирівняності Пієлу;

· оцінити стан конкурентної структури угруповань, досліджених екотопів за системою Штеккера-Бергмана;

· з'ясувати особливості трофічної структури угруповань комах в різних екотопах.

Об'єкт дослідження - процес формування угруповань комах в природних, напівприродних та культурних екотопах.

Предмет дослідження - екологічні особливості ентомокомплексів природних, напівприродних та культурних екотопів.

Методи дослідження - при виконанні дисертаційної роботи використовували спеціальні та загальнонаукові методи досліджень:

· польовий метод - інструментальний облік комах на площадках;

· лабораторний метод - встановлення видової належності комах;

· математичний метод - розрахунки значень екологічних і фауністичних показників;

· статистичний метод - встановлення достовірності отриманих результатів.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше встановлено екологічні особливості формування ентомокомплексів комах-герпетобіонтів в природних, напівприродних та культурних екотопах; за оцінкою видової, трофічної та конкурентної структур угруповань комах поверхні ґрунту охарактеризовано стан природних, напівприродних та культурних екотопів; визначено найбільш притаманні види комах-герпетобіонтів в природних, напівприродних та культурних екотопах для визначення характеру впливу на екотопи.

Практичне значення одержаних результатів. В роботі представлена таксономічна характеристика комах-герпетобіонтів, їх трофічна та конкурентна структури, характеристика екотопів за індикаторними групами твердокрилих, що має велике значення для оцінки та збереження біорізноманіття в природних, напівприродних та культурних екотопах.

Особистий внесок здобувача. Дисертантом самостійно опрацьовано відповідну літературу, виконано весь обсяг польових та лабораторних досліджень, здійснено узагальнення та статистичне оброблення експериментальних даних. Спільно з науковим керівником проведено вибір напряму досліджень, сформульовано висновки та опубліковано наукові праці. Всі наукові положення дисертації, що винесено на захист, опрацьовано безпосередньо автором і за участю наукового керівника кандидата біологічних наук О.В. Тертичної.

Апробація результатів дисертації. Основні результати досліджень було представлено на ІІ науково-практичній конференції молодих учених «Екологічні проблеми сільськогосподарського виробництва» (Київ, 9 - 11 вересня 2008 р.); Міжнародній науковій конференції, присвяченій 50-річчю функціонування високогірного біологічного стаціонару «Пожижевська» «Значення та перспективи стаціонарних досліджень для збереження біорізноманіття» (Львів-Пожижевська, 23 - 27 вересня 2008р.); V Міжнародній науковій конференції студентів та аспірантів «Молодь і поступ біології» (Львів, 12 - 15 травня 2009 р.); ІІ Міжнародній науково-практичній конференції «Екологічна безпека сільськогосподарського виробництва» (Київ, 2 - 4 червня 2009 р.); IV International Young Scientists conference «Biodiversity. Ecology. Adaptation. Evolution.» dedicated to 180th anniversary from the birth of famous physiologist Ivan Sechenov (Odesa, September 16 - 19, 2009); ІІІ Всеукраїнській науково-практичнійконференції молодих учених «Екологічні проблеми сільськогосподарського виробництва» (Київ, 22 - 25 вересня 2009 р.).

Публікації. Результати досліджень за темою дисертаційної роботи опубліковані у 8 наукових працях, з них - 3 статті у фахових виданнях.

Структура та обсяг дисертації. Дисертаційна робота складається зі вступу, 7 розділів, чотири з яких є експериментальною частиною роботи, загальних висновків, списку використаних джерел та додатків. Робота викладена на 112 сторінках комп'ютерного тексту. Дисертація ілюстрована 2 таблицями, 36 рисунками, містить 4 додатки. Список використаних джерел налічує 223 найменування, з яких 58 латиною.

2. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Огляд літератури. У розділі окреслюються загальні особливості структури і функціонування угруповань комах в різних екотопах на основі аналізу результатів досліджень вітчизняних і зарубіжних вчених щодо шляхів формування ентомокомплексів в агроценозах та природних екотопах, їх зв'язків з первинними екотопами, міграційних процесів. Обговорюється залежність формування різних груп комах від умов екотопів з різним антропогенним навантаженням. Поданий опис та характеристика значення видової, трофічної та конкурентної структури угруповань комах. Огляд літературних даних виявив недостатню вивченість багатовидових угруповань комах в різних екотопах, відсутність цілісного підходу до дослідження структури тваринних угруповань. На основі аналітичного огляду наукової літератури обґрунтовано необхідність та перспективність проведення досліджень за темою дисертації.

3. УМОВИ ТА МЕТОДИКИ ПРОВЕДЕННЯ ДОСЛІДЖЕНЬ

Вивчення особливостей формування ентомокомплексів в різних екотопах Центрального Лісостепу України проводили упродовж 2007 - 2009 років. Місце проведення лабораторних досліджень - Інститут агроекології УААН, польових - Сквирська дослідна станція ІА УААН, яка розташована в Київській області в центральній частині Лісостепу України. Дослідження охоплювали ентомокомплекси на поверхні ґрунту (герпетобій) в природних (екотон, дендропарк), напівприродних (сад, полезахисна лісосмуга) та культурних (агроценоз зернових, агроценоз овочевих) екотопах. Для обліку комах-герпетобіонтів застосовували земляні пастки Барбера. Пастки перевірялися кожні 7 - 10 діб від квітня до жовтня (Цуриков М.Н., Цуриков С.Н., 2001; Федоренко В.П., 1997).

Аналіз структури багатовидових угруповань комах проводили з використанням ряду фауністичних і екологічних показників: видового багатства Маргалеффа, різноманіття Шеннона, домінування Сімпсона та вирівняності Пієлу (Песенко Ю.А., 1982; Протасов А.А., 2002; Мэгарран Э., 1992).

Визначення таксономічної належності комах здійснювалось за визначниками (Ангелов П.А., 1978; Дядечко Н.П., 1978; Хотько Э.И., 1991; Єрмоленко В.М., 1984; Пучков В.Г., 1966), колекціями Чернівецького національного університету ім. Юрія Федьковича.

Конкурентну структуру угруповань комах визначали за класифікацією Штеккера-Бергмана, яка має наступні класи домінування: еудомінанти - 31,7 - 100 %; домінанти - 10,1 - 31,6%; субдомінанти - 3,2 - 10,1 %; рецеденти - 1,1 - 3,1 %; субрецеденти - менше 1 % особин.

Трофічну структуру угруповань комах встановлювали за класифікацією Д.В.Панфілова, який виділив 12 функціонально-біогеоценотичних груп, в тому числі: серед фітофагів - фітофаги, які використовують хлорофілоносні тканини (переважно листя та хвою); ксилофаги - споживачі деревних тварин; ризофаги - споживачі коренів; карпофаги - плодо- та сім'яїди; антофіли - споживачі пилку та нектару; міцетофаги - ті, що використовують в їжу грибниці та плодові тіла грибів; фітодетритофаги - споживачі рослинних залишків; серед зоофагів - власне зоофаги - використовують в якості їжі живих тварин; зоопаразити - живуть на тілі та в тілі тварин і харчуються їх соками; гемофаги - кровососи; копрофаги - харчуються екскрементами тварин; некрофаги - харчуються трупами.

Математична обробка отриманих результатів здійснена за загальноприйнятими методами математичної статистики (Лакин, 1990) з використанням комп'ютерних програм Exel та Statistika 6.0.

4. РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ ВИДОВА ХАРАКТЕРИСТИКА ЕНТОМОКОМПЛЕКСІВ ЕКОТОПІВ ЦЕНТРАЛЬНОГО ЛІСОСТЕПУ УКРАЇНИ

В результаті проведених досліджень встановлено, що кількість видів в різних екотопах коливається від 13 (76 особин) в агроценозі овочевих до 45 (445 особин) в екотоні (рис. 1). В інших 4 екотопах кількісна характеристика видів комах відрізнрізняється не значно: дендропарк - 27 видів (180 особин), агроценоз зернових - 24 види (280 особин), сад - 26 видів (158 особин), полезахисна лісосмуга - 24 види (303 особини).

Рис.1. Характеристика екотопів Центрального Лісостепу України

за кількістю видів та особин комах

Нами було оцінено кліматичні показники вологості та температури повітря на території Сквирської дослідної станції за 2007 - 2009 рр. (рис. 2, рис. 3). Встановлено, що одним з основних лімітуючих факторів для угруповань комах екотону, агроценозу зернових була відсутність значної кількості вологи в посушливі періоди літа (рис. 4). В даний період кількість комах, які являються більшою мірою пристосованими до умов помірної вологості значно зменшилась, переважали види, які приурочені до посушливих місць існування.

Рис. 2. Середньомісяча кількість опадів на території

Сквирської дослідної станції ІА УААН, мм

Рис. 3. Середньомісячна температура на території

Сквирської дослідної станції ІА УААН, °С

В таких екотопах як дендропарк, сад та полезахисна лісосмуга показник вологості не впливав на чисельність комах, оскільки екотопи, які представлені деревною рослинністю, як правило характеризувалися також щільним трав'яним покривом, що давало змогу їм підтримувати особливий мікроклімат та значний рівень вологи біля поверхні грунту (рис. 5).

Рис. 4. Сезонна динаміка чисельності комах екотону, агроценозу овочевих та агроценозу зернових (усереднені дані за 2007 - 2009 рр.)

Відомо, що екотони - зони переходу між екотопами різного типу. Вони мають особливе екологічне значення як системи, що підтримують різноманітність в агробіоценозі. В сучасних умовах господарювання, дослідження ентомофауни екотонів набувають особливої актуальності. Дані, отримані в результаті

Рис. 5. Сезонна динаміка чисельності комах дендропарку, саду та

полезахисної лісосмуги (усереднені дані за 2007 - 2009 рр.)

польових досліджень свідчать, що найбільша різноманітність комах виявлена саме в екотоні. В даному екотопі було виявлено 45 видів комах з 23 родин: Chrysomelidae (Cryptpcephalus coryli L., Cryptpcephalus moraei L., Cassida nebulosa L., Pachibrachys hieroglyphicus Laich.), Carabidae (Zabrus tenebrioides Gz., Carabus globratus P.K., Carabus cancellatus tuberculatus Dej., Carabus coriaceus L.), Curculionidae (Chlorophanus viridis L., Tanymecus palliates F., Chromoderus fasciatus Mull., Cyphocleonus tigrinus Pz., Sitona lineatus L., Sitophilus granaries, Otiorrhynchus fullo Schrnk., Otiorrhynchus ligustici L.), Coccinellidae (Halyzia sedesimguttata), Meloidae (Lytta vesicatoria L.), Elateridae (Lacon murinuc L., Athous niger L., Agriotes lineatus L.), Cantharidae (Cantharis fusca L.), Scarabaeidae (Epicometis hirta Poda.), Cerambycidae (Aromia moschata L.), Lymexylidae (Elateroides dermestoides L.), Trogidae (Trichius fasciatus L.), Miridae (Polymerus cognatus Fieb., Stenodema laevigatum L., Adelphocoris lineolatus), Pyrrhocoridae (Pyrrhocoris apterus L., Aelia acuminate L., Dolycoris baccarum L.), Apidae (Apis mellifera L., Bombus lapidaries, Bombus lucorum L.), Vespidae (Vespula vulgaris), Sphecidae (Cerceris arenaria, Philanthus triangulum F.), Formicidaе (Formica rufa L.), Siricidae (Urocerus gigas L.), Tettigoniidae (Decticus verrucivorus), Muscidae (Musca domestica L.), Calliphoridae (Lucilia caesar), Conopidae (Sicus ferrugineus L.), Aphrophoridae (Philaenus spumarius L.).

При проведенні досліджень в дендропарку було виявлено 27 видів комах з 18 родин: Chrysomelidae (Cryptpcephalus coryli L., Pachibrachys hieroglyphicus Laich.), Carabidae (Carabus globratus P.K., Carabus cancellatus tuberculatus Dej., Carabus coriaceus L., Carabus nitens L.), Curculionidae (Tanymecus palliates F.), Coccinellidae (Halyzia sedesimguttata, Coccinula quatuordecimpustulata L.), Elateridae (Lacon murinuc L., Selatosomus latus F.), Meloidae (Lytta vesicatoria L.), Lymexylidae (Elateroides dermestoides L.), Scarabaeidae (Melolontha hippocastani F., Amphimallon solstitialis L.), Pyrochroidae (Pyrochroa coccinea L.), Pyrrhocoridae (Pyrrhocoris apterus L.), Miridae (Adelphocoris lineolatus), Pentatomidaе (Dolycoris baccarum L., Piezodoras lituratus F.), Apidae (Apis mellifera L., Bombus lapidaries), Vespidae (Vespula vulgaris), Sphecidae (Cerceris arenaria), Tettigoniidae (Decticus verrucivorus), Muscidae (Musca domestica L.), Forficulidae (Forficula auricularia L.).

В агроценозі озимих було виявлено 24 види комах з 14 родин: Chrysomelidae (Cryptpcephalus coryli L.), Carabidae (Carabus globratus P.K., Zabrus tenebrioides Gz., Carabus cancellatus tuberculatus Dej., Carabus coriaceus L., Carabus nitens L., Broscus cephalotes L.), Curculionidae (Tanymecus palliates F., Chlorophanus viridis L.), Coccinellidae (Coccinella septempunctata L.), Elateridae (Athous niger L., Agriotes sputator L.), Meloidae (Lytta vesicatoria L.), Scarabaeidae (Anoxia pilosa F.), Pentatomidae (Aelia acuminate L.), Miridae (Adelphocoris lineolatus), Vespidae (Vespula vulgaris), Sphecidae (Cerceris arenaria, Philanthus triangulum F.), Apidae (Apis mellifera L., Bombus lucorum L.), Tettigoniidae (Decticus verrucivorus, Tettigonia viridissima L.), Calliphoridae (Lucilia caesar).

Сад характеризується 26 видами комах з 13 родин: Chrysomelidae (Cryptpcephalus coryli L., Phratora vulgatissima L., Altica quercetorum Foundr L., Pachibrachys hieroglyphicus Laich.), Carabidae (Carabus cancellatus tuberculatus Dej., Carabus globratus P.K., Carabus coriaceus L., Carabus cancellatus L., Carabus coriaceus L.), Curculionidae (Tanymecus palliates F., Cyphocleonus tigrinus Pz., Chlorophanus viridis L., Otiorrhynchus ovatus L.), Coccinellidae (Coccinella septempunctata L., Halyzia sedesimguttata), Elateridae (Athous niger L.), Scarabaeidae (Melolontha hippocastani F.), Cerambycidae (Leptura livida F., Aromia moschata L.), Pentatomidae (Palomena prasina L., Dolycoris baccarum L.), Miridae (Adelphocoris lineolatus), Apidae (Apis mellifera L.), Vespidae (Vespula vulgaris), Sphecidae (Cerceris arenaria), Forficulidae (Forficula auricularia L.).

13 видами комах заселений агроценоз овочевих культур, які входять в 10 родин: Chrysomelidae (Chrysomela graminis L.), Carabidae (Zabrus tenebrioides Gz., Carabus globratus P.K.), Curculionidae (Lixus iridis Ol.), Cerambycidae (Aromia moschata L.), Scarabaeidae (Epicometis hirta Poda.), Pentatomidae (Piezodoras lituratus F., Aelia acuminate L., Graphosoma lineatum L.), Apidae (Apis mellifera L.), Vespidae (Vespula vulgaris), Sphecidae (Cerceris arenaria), Tettigoniidae (Decticus verrucivorus).

Відомо, що полезахисна лісосмуга - це деревна та чагарникова рослинність, яку зберігають чи культивують з метою захисту сільськогосподарських угідь, грунту від посухи, суховіїв, ерозії, сильних вітрів, а також для поліпшення кліматичних та гідрологічних умов місцевості. Дані насадження бувають вітрозахисними, протиерозійними, водорегулюючими. Лісові смуги захищають водні джерела від забруднення поверхневими водами з ланів, є природними фільтрами. В ПЗЛС виявлено 24 види комах з 14 родин: Chrysomelidae (Cryptpcephalus coryli L., Pachibrachys hieroglyphicus Laich., Phratora vulgatissima L.), Carabidae (Zabrus tenebrioides Gz., Carabus cancellatus tuberculatus Dej., Carabus coriaceus L., Carabus globratus P.K., Carabus coriaceus L.), Curculionidae (Tanymecus palliates F., Chlorophanus viridis L.), Coccinellidae (Halyzia sedesimguttata, Coccinella septempunctata L.), Elateridae (Athous niger L., Agriotes sputator L.), Lymexylidae (Elateroides dermestoides L.), Cerambycidae (Asemum striatum L.), Buprestidae (Poecilonota variolosa Pk.), Byturidae (Byturus tomentosus F.), Pyrrhocoridae (Pyrrhocoris apterus L.), Miridae (Adelphocoris lineolatus), Pentatomidae (Aelia acuminate L.), Apidae (Apis mellifera L., Bombus lapidaries), Tettigoniidae (Decticus verrucivorus).

Твердокрилі (Coleoptera), що мешкають на поверхні ґрунту, в досліджуваних екотопах представлені родинами Carabidae - 47,4 %, Curculionidae - 20,0 %, Chrysomelidae - 10,2 %, Coccinellidae - 5,1 %, Meloidae - 2,0 %, Elateridae - 5,6 %, Cantharidae - 0,2 %, Scarabaeidae - 6,1 %, Cerambycidae - 1,4 %, Lymexylidae - 1,3 %, Trogidae - 0,1 %, Pyrochroidae - 0,1 %, Buprestidae - 0,1 %, Byturidae - 0,3 % (рис. 6). Всього їх відловлено 786 особин.

Рис.6. Співвідношення родин в досліджуваних екотопах з ряду твердокрилі (Coleoptera), що мешкають на поверхні ґрунту

В результаті проведених досліджень було встановлено, що екотон характеризується 11 родинами твердокрилих, які включають в себе 26 видів комах, з них по 4 види з родин Chrysomelidae, Carabidae, 8 видів родини Curculionidae, 3 види родини Elateridae та по 1 виду з родин Coccinellidae, Meloidae, Cantharidae, Scarabaeidae, Cerambycidae, Lymexylidae, Trogidae.

Результати таксономічної оцінки угруповань комах агроценозу зернових свідчать, що даний екотоп характеризується 7 родинами (14 видів комах) з ряду твердокрилих (Coleoptera): з родин Chrysomelidae, Coccinellidae, Meloidae, Scarabaeidae по 1 виду, 6 видів родини Carabidae, по 2 види Curculionidae, Elateridae.

Оцінивши таксономічну структуру ентомокомплексів агроценозу овочевих встановлено, що до ряду Coleoptera відносяться 6 видів з них 2 види родини Carabidae, з родин Chrysomelidae, Scarabaeidae, Cerambycidae, Curculionidae по 1 виду.

Ряд твердокрилих в угрупованнях комах дендропарку представлений 9 родинами, які об'єднують 16 видів: родини Chrysomelidae, Coccinellidae, Elateridae, Scarabaeidae - 2 видами, Carabidae - 4 видами, Curculionidae, Meloidae, Pyrochroidae, Lymexylidae - 1 видом.

В результаті проведених досліджень було встановлено, що сад характеризується 7 родинами ряду твердокрилих, які включають в себе 18 видів комах, з них по 4 види з родин Chrysomelidae, Carabidae, Curculionidae, по 2 виду з родин Coccinellidae, Cerambycidae, по 1 виду родин Scarabaeidae, Elateridae.

В результаті таксономічного аналізу було встановлено, що полезахисна лісосмуга характеризується 9 родинами твердокрилих (17 видів), з них 4 види з родини Carabidae, по 2 види родин Curculionidae, Coccinellidae, 3 види родини Chrysomelidae, Elateridae та по 1 виду з родин Buprestidae, Cerambycidae, Lymexylidae, Byturidae.

5. ОЦІНКА ВИДОВОГО БАГАТСТВА КОМАХ ЗА ПОКАЗНИКАМИ ІНДЕКСІВ ВИДОВОГО РІЗНОМАНІТТЯ

Індекси видового різноманіття дозволяють:

· дати оцінку різноманіття;

· виявити дію факторів, які впливають на нього;

· оцінити і виміряти напрямок змін різноманіття під дією тих чи інших факторів;

· порівняти різноманітність різних місце існувань;

· виявити границю асоціації видів чи спільноти;

· оцінити видове багатство.

Дані екологічних та фауністичних індексів показали, що їх значення в природних, напівприродних та культурних екотопах відрізняється (табл. 1).

Індекс видового різноманіття Шеннона для природних екотопів становить 3,31 для екотону та 2,71 для дендропарку; для напівприродніх екотопів - 2,59 для саду та 2,45 для полезахисної лісосмуги; в культурних екотопах - 2,73 та 2,54 для агроценозів зернових та овочевих відповідно.

Значення індексу видового багатства Маргалефа для досліджуваних екотопів коливається від 4,09 до 9,51. В природних екотопах він становить 9,51 для екотону та 6,14 для дендропарку. Для напівприродних екотопів характерне наступне значення даного показника, а саме 6,31 для саду та 5,51 для полезахисної лісосмуги. Культурні екотопи характеризуються показником видового багатства, який становить 5,48 для агроценозу зернових та 4,09 для агроценозу овочевих.

Таблиця 1 Залежність структури ентомокомплексів від особливостей екотопів Центрального Лісостепу України (усереднені дані, 2007 - 2009 рр.)

Екотопи	Показники
	H	J	D	С
екотон	3,31±0,11	0,53±0,02	9,51±3,08	1,54±0,11
дендропарк	2,71±0,08	0,52±0,03	6,14±2,23	1,51±0,12
сад	2,59±0,09	0,51±0,03	6,31±2,28	0,99±0,07
полезахисна лісосмуга	2,45±0,10	0,42±0,02	5,51±1,87	1,39±0,09
агроценоз зернових	2,73±0,09	0,48±0,03	5,48±1,88	1,44±0,11
агроценоз овочевих	2,54±0,10	0,54±0,03	4,09±1,68	1,40±0,11

Примітка: H - видова різноманітність; J - вирівненість видів за чисельністю особин; D - видове багатство; С - таксономічне багатство.

Розрахунок індексу вирівняності видів за чисельністю особин показав наступні значення: для природних екотопів - 0,53 та 0,52 для екотону та дендропарку відповідно, для напівприродних - 0,51 для саду та 0,42 для полезахисної лісосмуги, для культурних екотопів - 0,48 для агроценозу озимих та 0,54 для агроценозу овочевих.

Оцінка значення показника таксономічного багатства, яка включала в себе характеристику рядів, родин, родів та кількості видів для досліджуваних екотопів має наступне значення: для природних - 1,54 для екотону та 1,51 для дендропарку, для напівприродних - 0,99 та 1,39 для саду та полезахисної лісосмуги відповідно, для культурних екотопів даний показник становить 1,44 для агроценозу зернових та 1,40 для агроценозу овочевих.

Такий низький рівень видового різноманіття в агроценозах є доказом того, що усе, що відбувається з біотою в агроценозах - це реакція-відповідь. Також це показує, що будь-які дії в агроценозах, у першу чергу, з боку людини, впливають на ті чи інші види неоднозначно, але все ж дії не призводять до кардинальної перебудови видових угрупувань безхребетних, їх флуктуації мають локальний характер і відбуваються в межах певних сівозмін. комаха екотоп лісостеп угруповання

6. ТРОФІЧНА СТРУКТУРА ЕНТОМОКОМПЛЕКСІВ РІЗНИХ ЕКОТОПІВ СКВИРСЬКОЇ ДОСЛІДНОЇ СТАНЦІЇ ІА УААН

Одними із найважливіших екологічних зв'язків, які пов'язують різні організми в одну екосистему, є харчові або трофічні, на основі яких формуються так звані ланцюги живлення. Завдяки їм організми, що об'єднуються у великі групи, утворюють єдиний комплекс, цикл живлення. Цикли живлення спричиняють трофічну структуру біоценозу та її функціонування.

Було охактеризовано трофічну структуру 6 досліджуваних екотопів за класифікацією Д.В. Панфілова, окрім того нами виділено ще 2 підгрупи комах - які живляться квітами та політрофні.

Конкурентна структура ентомокомплексів екотопів центрального лісостепу україни

Отримані результати щодо досліджень конкурентної структури угруповань комах свідчать, що в екотоні в найбільшій кількості представлений клас субрецеденти - 21 вид, рецеденти - 14 видів, субдомінанти - 8 видів, домінанти - 2 види: Adelphocoris lineolatus (16,18 %), Apis mellifera L. (10,12 %) (рис. 10).

Конкурентну структуру ентомокомплексів дендропарку представлено 11 видами рецедентів, 7 видів субрецеденти, 5 видів субдомінанти та 4 види домінантів, а саме Cryptpcephalus coryli L. (16,66 %), Tanymecus palliates F. (20,0 %), Halyzia sedesimguttata (13,88 %), Apis mellifera L. (11,10 %).

11 видів комах з класу рецеденти виявлено в агроценозі зернових, окрім цього тут зустрічається субдомінантів та субрецедентів по 5 видів та 3 види домінантів - Zabrus tenebrioides Gz. (17,86 %), Carabus cancellatus tuberculatus Dej. (16,07 %), Anoxia pilosa F. (10,71%).

В саду встановлено наявність 14 видів комах класу рецеденти, 6 видів субдомінанті, 5 видів субрецедентів, 1 вид еудомінант Carabus cancellatus tuberculatus Dej., який складає 38, 61 % від загальної кількості особин даного екотопа.

Центрального Лісостепу України

По 5 видів комах класів рецеденти і субдомінанти, та 3 види комах класу домінанти - Epicometis hirta Poda. (10,52 %), Apis mellifera L. (28,94 %), Vespula vulgaris (25,0 %) складають конкурентну структуру агроценозу овочевих.

Полезахисна лісосмуга представлена 13 видами субрецедентів, 5 видів рецеденти, 3 види субдомінанті, 3 види класу домінанти Carabus cancellatus tuberculatus Dej. (28,05 %), Tanymecus palliates F. (21,12 %), Pyrrhocoris apterus L. (19,48 %).

ВИСНОВКИ

У дисертаційній роботі за результатами теоретичних узагальнень та експериментальних досліджень розроблено новий підхід для оцінки екологічних особливостей формування ентомокомплексів, який включає в себе оцінку видової, трофічної та конкурентної структур угруповань комах-герпетобіонтів в природних, напівприродних та культурних екотопах Центрального Лісостепу України.

1. Комплексна оцінка видової, трофічної та конкурентної структур ентомокомплексів природних, напівприродних та культурних екотопів дає підстави стверджувати, що природні екотопи характеризуються найбільшою екологічною стійкістю, ніж напівприродні та культурні. Найнижчі показники характерні для культурних екотопів.

2. Показано, що важливими екологічними особливостями формування ентомокомплексів різних екотопів є наявність найбільшої кількості видів, високе значення індексів видового різноманіття, різноманітний спектр трофічних груп, значна кількість комах-рецедентів.

3. В природних екотопах виявлено 45 видів комах в екотоні та 27 видів в дендропарку, в напівприродних екотопах - 25 видів в саду та 23 види в полезахисній лісосмузі, в культурних екотопах - 24 та 13 видів в агроценозах зернових та овочевих відповідно.

4. Кожен екотоп характеризується певними притаманними до даних умов видами комах, в екотоні кількість таких видів складає - 16, в дендропарку - 4, в саду - 5, в полезахисній лісосмузі - 3, в агроценозі зернових - 2, в агроценозі овочевих - 3. Це є доказом значної цінності екотонів як осередків існування різноманітного спектру видів комах-герпетобіонтів.

5. Оцінка видового складу карабідокомлексів свідчить, що рясність турунів для природних та напівприродних екотопів складає по 4 види в кожному, а для культурних екотопів становить 6 видів в аргоценозі зернових, що характеризує умови даного екотопу як найбільш сприятливі для існування комах даного роду та 2 види в агроценозі овочевих, що являється показником екстремальних умов для даного виду.

6. Доведено, що значення індексів видового різноманіття Шеннона та видового багатства Маргалефа найбільше в екотоні. Це є доказом того, що екотони у агроландшафтах є коридорами поширення видів комах, що сприяє підтриманню високого рівня біорізноманітності. Найнижче значення - для агроценозу овочевих, що є свідченням екстремальних умов існування комах в агроценозі.

7. Показано, що трофічну структуру в природних, напівприродних та культурних екотопах переважно складають фітофаги. Кількість комах фітофагів в даних екотопах представлено в мінімальній кількості 11 видами в агроценозі овочевих та максимальною кількістю 19 видів в екотоні. Серед виявлених видів комах в природних, напівприродних та культурних екотопах не було виявлено жодного паразита, також були відсутні види комах, які відносяться до ксилофагів в дендропарку, агроценозі зернових, агроценозі овочевих та саду; карпофаги не виявлені в дендропарку та саду; види комах, що харчуються квітами не зустрічалися в агроценозі зернових, агроценозі овочевих та полезахисній лісосмузі; копрофаги виявлені лише в екотоні та дендропарку по одному виду; некрофаги в саду та в агроценозі овочевих не виявлені.

8. Вивчено конкурентну структуру ентомокомплексів екотону, дендропарку, саду, полезахисної лісосмуги, агроценозів зернових та овочевих культур. Рецеденти в найбільшій кількості представлено в природних, напівприродних та культурних екотопах, зокрема в дендропарку - 11 видів, в агроценозі зернових - 11 видів, саду - 14 видів. Субрецеденти переважають в екотоні - 21 вид комах та полезахисній лісосмузі - 13 видів комах. В агроценозі овочевих в однаковій кількості відмічено представників субдомінантів та рецедентів - по 5 видів комах. Еудомінанти не виявлено в 5 екотопах. В напівприродному екотопі - саду до даного класу відноситься Carabus cancellatus tuberculatus Dej., який складає 38, 61 % від загальної кількості особин комах даного екотопа.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Кейван О.П. Ентомокомплекси різних біотопів Сквирської дослідної станції / О.П. Кейван // Агроекологічний журнал. - 2009. - № 1. - С. 75 - 78.

2. Тертична О.В. Формування екнтомокомплексів у різних біотопах Центрального Лісостепу / О.В. Тертична, О.П. Кейван // Науковий вісник Національного університету біоресурсів і природокористування України. - К., 2009. - Вип. 134, ч.1. - С. 208 - 214. (збір ,аналіз та узагальнення експериментальних даних, участь у написанні статті).

3. Тертична О.В. Оцінка видового різноманіття ентомофауну різних біотопів Центрального Лісостепу України / О.В. Тертична, О.П. Кейван // Агроекологічний журнал. - 2009. - червень. - С. 318 - 320. (збір ,аналіз та узагальнення експериментальних даних, участь у написанні статті).

4. Тертична О.В. Екологічні особливості популяцій Coleoptera, Carabidae в умовах різних біотопів / О.В. Тертична, О.П. Кейван // Значення та перспективи стаціонарних досліджень для збереження біорізноманіття (Матеріали міжнародної наукової конференції, присвяченої 50-річчю функціонування високогірного біологічного стаціонару «Пожижевська» (Львів-Пожижевська, 23 - 27 вересня 2008р.). - Львів, 2008. - С. 400.

5. Кейван О.П. Особливості формування ентомокомплексів Coleoptera, Carabidae в різних біотопах Центрального Лісостепу / О.П. Кейван, О.В. Тертична // Сучасні проблеми екології та геотехнологій (Матеріали VI Міжнародної конференції студентів, магістрів та аспірантів (Житомир, 18 - 20 березня 2009 р.). - Житомир, 2009. - С.189 - 190.

6. Тертична О.В. Екологічні особливості формування карабідокомплексів в різних біотопах Центрального Лісостепу України / О.В. Тертична, О.П. Кейван // Молодь і поступ біології (Матеріали V Міжнародної наукової конференції студентів та аспірантів (Львів, 12 - 15 травня 2009 р.). - Львів, 2009. - С. 115 - 116.

7. Keivan O.P. Coleoptera in different ecosystems of the experimental station Skvira of Institute of agroecology of UAAS / O.P. Keivan, O.V. Tertychna // Biodiversity. Ecology. Adaptation. Evolution. (Materials of IV International Young Scientists conference dedicated to 180th anniversary from the birth of famous physiologist Ivan Sechenov (Odesa, September 16 - 19, 2009). - Odesa, 2009. - P. 101 - 102.

8. Кейван О.П. Рясність жужелиць Coleoptera, Carabidae в різних біотопах Сквирської дослідної станції / О.П. Кейван // Екологічні проблеми сільськогосподарського виробництва (Матеріали ІІІ Всеукраїнської науково-практичної конференції молодих учених (Київ, 22 - 25 вересня 2009 р.). - Київ, 2009. - С. 58 - 59.

АНОТАЦІЯ

Кейван О.П. Екологічні особливості формування ентомокомплексів в природних, напівприродних та культурних екотопах. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.16. - екологія. - Інститут агроекології УААН, Київ, 2010.

Дисертаційну роботу присвячено дослідженню ентомокомплексів природних, напівприродних та культурних екотопів Центрального Лісостепу України, що включає в себе оцінку видової, трофічної та конкурентної структур угруповань комах-герпетобіонтів.

Комплексна оцінка видової, трофічної та конкурентної структур ентомокомплексів природних, напівприродних та культурних екотопів дає підстави стверджувати, що природні екотопи характеризуються найбільшою екологічною стійкістю, ніж напівприродні та культурні. Найнижчі показники характерні для культурних екотопів.

Доведено, що важливими екологічними особливостями формування ентомокомплексів різних екотопів є наявність найбільшої кількості видів, високе значення індексів видового різноманіття, різноманітний спектр трофічних груп, значна кількість комах-рецедентів.

Показано, що трофічну структуру в природних, напівприродних та культурних екотопах переважно складають фітофаги. Вивчено конкурентну структуру ентомокомплексів екотону, дендропарку, саду, полезахисної лісосмуги, агроценозів зернових та овочевих культур. Отримані результати можна використовувати для прогнозування змін у формуванні ентомокомплексів з метою збереження біорізноманіття.

Ключові слова: екотопи, ентомокомплекси, біорізноманіття.

Кейван О.П. Экологические особенности формирования энтомокомплексов естественных, полуестественных и культурных экотопов. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук по специальности 03.00.16. - экология. - Институт агроэкологии УААН, Киев, 2010.

Диссертационная работа посвящена исследованию энтомокомплексов естественных, полуестественных и культурных экотопов Центральной Лесостепи Украины. Исследования основаны на изучении видовой, трофичной и конкурентной структур энтомокомплексов данных экотопов.

Комплексная оценка видовой, трофичной и конкурентной структур энтомокомплексов данных естественных, полуестественных и культурных экотопов показывает, что важными экологическими особенностями формирования энтомокомплексов есть большое разнообразие видов, высокое значение индексов биоразнообразия, широкий спектр трофических групп, значительное количество насекомых-рецедентов.

Доказано, что значение индексов видового разнообразия Шеннона и видового богатства Маргалефа значительно выше в экотоне. Это есть доказательством того, что экотоны в агроландшафтах являются коридорами распространения значительного количества видов насекомых, что поддерживает высокий уровень разнообразия.

Оценка видового состава карабидокомплексов показала, что рясность жужелиц для естественных и полуестественных экотопов составляет по 4 вида в каждом, а для культурних экотопов - 6 видов в агроценозе, что характеризирует условия даного экотопа как болем благополучне для существования насекомых даного рода.

Изучено трофическую структуру энтомокомплексов насекомых-герпетобионтов и показано, что трофическую структуру в большей степени представляют фитофаги. Количество насекомых-фитофагов в данных экотопах представлено минимальным значением 11 видов в агроценозе овощных культур и максимальным - в экотоне 19 видов.

Конкурентную структуру энтомокомплексов насекомых-герпетобионтов в найбольшей степени представляют насекомые рецеденты естественных, полуестественных и культурных экотопах, а именно в парке их выловлено 11 видов, в агроценозе - 11 видов, в саду - 14 видов. Единственный вид-эудоминат Carabus cancellatus tuberculatus Dej., который представленный 38, 61 % от общего числа насекомых экотопа присутствует в саду.

Результаты исследований можно использовать для оценки и прогнозирования изменений в формировании энтомокомплексов с целью сохранения разнообразия.

Ключевые слова: экотопы, энтомокомплексы, биоразнообразие.

Olena Keivan. Ecological features of formation of entomocomplexes natural, seminatural and cultural ecotops. - Manuscript.

Ph.D. thesis in Biological Sciences by speciality 03.00.16. - ecology. - Institute Agroecology UAAS, Kiev, 2010.

The thesis is devoted to research of entomocomplexes of natural, seminatural and cultural ecotops of Central Forest-steppe of Ukraine. The researches are based on studying specific, trophic and competitive structures of entomocomplexes data ecotops.

The complex estimation specific, trophic and competitive structures of entomocomplexes given for natural, seminatural and cultural ecotops shows, that the big variety of kinds, high value of indexes of a biodiversity, a wide spectrum of trophic groups, a significant amount of insects-retsedents are the important ecological features of formation of entomocomplexes.

It is proved, that value of indexes of specific by Shennon and specific variety by Margalef is considerable above in ecoton. It is the proof of that ecotons in agrolandscapes are corridors of extend a significant amount of kinds of insects that supports high level of a variety.

The results of researches can be used for an estimation and forecasting of changes in formation entomocomplexes for the purpose of variety preservation.

Key words: ecotops, entomocomplexes, biodiversity.

Размещено на Allbest.ru

...