Главная Коллекция "Revolution" Экология и охрана природы Структура угруповань павуків (Araneae) як індикатор техногенного забруднення урбоекосистем (на прикладі м. Чернівці)

Структура угруповань павуків (Araneae) як індикатор техногенного забруднення урбоекосистем (на прикладі м. Чернівці)

Вивчення структурної організації угруповань павуків-герпетобіонтів в екосистемах з різним рівнем техногенного забруднення. Відомості щодо якісних і кількісних характеристик аранеокомплексів, які населяють приміщення і зелені масиви промислових об'єктів.

Рубрика Экология и охрана природы
Вид автореферат
Язык украинский
Дата добавления 25.07.2015
Размер файла 78,1 K
рефераты на заказ со скидкой

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Страница:

Размещено на http://www.allbest.ru/

ЧЕРНІВЕЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ІМЕНІ ЮРІЯ ФЕДЬКОВИЧА

УДК 502.175: 595. 44-155

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата біологічних наук

СТРУКТУРА УГРУПОВАНЬ ПАВУКІВ (ARANEAE) ЯК ІНДИКАТОР ТЕХНОГЕННОГО ЗАБРУДНЕННЯ УРБОЕКОСИСТЕМ (НА ПРИКЛАДІ М. ЧЕРНІВЦІ)

03.00.16 - екологія

БРУШНІВСЬКА ЛЮДМИЛА ВАСИЛІВНА

Чернівці - 2010

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана на кафедрі екології та біомоніторингу Чернівецького національного університету імені Юрія Федьковича Міністерства освіти і науки України.

Науковий керівник:

Федоряк Марія Михайлівна, кандидат біологічних наук, доцент, Чернівецький національний університет імені Юрія Федьковича, доцент кафедри екології та біомоніторингу, доктор біологічних наук, старший науковий співробітник.

Офіційні опоненти:

Козловський Микола Павлович, Інститут екології Карпат НАН України (м. Львів), директор;

Сумароков Олександр Михайлович, доктор біологічних наук, Інститут зернового господарства УААН (м. Дніпропетровськ), головний науковий співробітник.

Захист відбудеться "30" червня 2010 року о 1200 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 76.051.05 в Чернівецькому національному університеті імені Юрія Федьковича МОН України за адресою: 58012, м. Чернівці, вул. Лесі Українки, 25, корпус 3, факультет біології, екології та біотехнології, ауд. 81.

З дисертацією можна ознайомитися у науковій бібліотеці Чернівецького національного університету імені Юрія Федьковича МОН України за адресою: 58012, м. Чернівці, вул. Лесі Українки, 23.

Автореферат розісланий " 28 " травня 2010 року.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради Легета У.В.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. В умовах прискорення темпів урбанізації та загострення цілої низки екологічних проблем дедалі більшого визнання набувають методи біомоніторингу як такі, що уможливлюють пряму оцінку якості середовища. Виявлення загальних закономірностей у змінах тваринних угруповань є одним із важливих завдань біомоніторингових досліджень на урбанізованих територіях (McKinney, 2008).

Павуки - чисельний і вагомий компонент наземних екосистем помірного поясу, важливий регулятор чисельності членистоногих (Roberts, 1995). Дослідження аранеофауни європейських міст розпочато чеськими, німецькими, польськими та іншими зоологами в 70-80 рр. ХХ ст. і узагальнено в монографії Б. Клауснітцера "Экология городской фауны" (1990). Значно менше це питання висвітлено на пострадянських територіях і лише поодинокі роботи присвячені дослідженню павуків населених пунктів України (Чумак, Пічка, 1982; Леготай, 1987; Евтушенко, 2000; Прокопенко, 2000; Ковблюк, 2000; Евтушенко, Сингаевский, 2008; Балан, Сінгаєвський, 2009). Вплив забруднюючих агентів на аранеофауну описаний фрагментарно (Криволуцкий, Овчаренко, Турчинов, 1975; Орлов, Романенко, 1989). Використання павуків з метою біоіндикації антропогенного впливу могло б стати перспективним напрямком біомоніторингових досліджень на урбанізованих територіях.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконана згідно наукових досліджень кафедри екології та біомоніторингу Чернівецького національного університету імені Юрія Федьковича та у рамках держбюджетної теми "Біоіндикація промислових зон міста Чернівці" (номер державної реєстрації 0106U003612, 2006-2010 рр.).

Мета і завдання досліджень. Мета роботи - з'ясувати індикаційні можливості структурної організації угруповань Araneae щодо оцінки техногенного забруднення урбоекосистем.

Для досягнення мети поставлені наступні завдання:

1) виявити частку павуків у складі мезофауни поверхні ґрунту екосистем II-IV еколого-фітоценотичних поясів (ЕФП);

2) проаналізувати багатовидові угруповання павуків-герпетобіонтів зелених масивів промислових зон (ЗМПЗ) підприємств та умовно контрольних зелених масивів (УКЗМ) м. Чернівці на основі загальноприйнятих при проведенні еколого-фауністичних досліджень методів кількісного аналізу;

3) проаналізувати багатовидові угруповання павуків приміщень різного призначення промислових підприємств та житлових будинків м. Чернівці;

4) виявити види-індикатори екосистем з різним рівнем техногенного забруднення;

5) виявити серед полютантів, що викидаються підприємствами у повітряний басейн м. Чернівці, ті речовини, які справляють найбільш істотний вплив на синекологічні характеристики аранеоценозів.

Об'єкт дослідження - структура угруповань павуків урбоекосистем з різним рівнем техногенного забруднення.

Предмет дослідження - видовий склад та синекологічні показники аранеокомплексів зелених масивів і приміщень промислових підприємств м. Чернівці у порівнянні з умовно контрольними.

Методи дослідження - польові ентомологічні збори матеріалу, камеральна обробка матеріалу, методи кількісного аналізу угруповань, методи множинного покрокового регресійного аналізу та ієрархічного кластерування.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше проведена комплексна оцінка фауни та структурної організації угруповань павуків екосистем з різним рівнем техногенного забруднення м. Чернівці. Дані щодо аранеофауни промислових підприємств України раніше не наводилися. Проаналізовано зміни кількісних та якісних характеристик багатовидових угруповань павуків зелених масивів і приміщень промислових підприємств порівняно з умовно контрольними біотопами м. Чернівці. На основі отриманих даних з'ясовано чутливість основних параметрів структури угруповань павуків до техногенного забруднення.

Сформовано теоретичне узагальнення проявів ценотичних реакцій угруповань павуків-герпетобіонтів промислових зон. Виокремлено синекологічні показники, а також види павуків, за присутністю яких можна зробити висновок про рівень техногенного забруднення території.

Серед полютантів, що викидаються обраними підприємствами у повітряний басейн м. Чернівці, виокремлено ті речовини, які справляють найбільш істотний вплив на синекологічні характеристики аранеоценозів.

Практичне значення одержаних результатів. Результати дисертаційної роботи та їх узагальнення доповнюють і поглиблюють існуючі уявлення про закономірності формування угруповань павуків в умовах урбопресу.

Встановлено високі біоіндикаційні можливості показників структури аранеокомплексів, а також запропоновано види-індикатори павуків, які можуть ефективно застосуватись для розробки конкретних програм моніторингу оцінки стану техногенно забруднених територій урбоекосистем.

Матеріали дисертації враховані при інвентаризації фауни центрального парку культури і відпочинку ім. Т.Г. Шевченка і парку-пам'ятки садово-паркового мистецтва "Жовтневий" (м. Чернівці). Виявлені теоретичні закономірності використовуються при викладанні курсів "Загальна екологія" та "Екологія тварин" для студентів екологічних спеціальностей.

Особистий внесок здобувача. Автором дисертаційної роботи здійснено інформаційний пошук й аналіз наукової літератури. Проведено збір і обробку тваринного матеріалу, здійснено систематичне визначення павуків, формування видових списків, статистична обробка даних та їх основний аналіз.

Особисто здійснено оформлення роботи, написано основні розділи, підготовлено публікації за результатами досліджень, а також представлено їх на наукових конференціях й у фахових виданнях.

Формулювання завдань, основних висновків та інтерпретація отриманих результатів проведені за участю наукового керівника - кандидата біологічних наук, доцента Федоряк М.М.

Апробація результатів дисертації. Результати дисертаційної роботи були представлені на міжнародних та всеукраїнських конференціях і з'їздах, а саме: Міжнародній науковій конференції "Проблеми вивчення та охорони біорізноманіття Карпат і прилеглих територій" (Івано-Франківськ, 2007); Х Международной научно-практической конференции "Живые объекты в условиях антропогенного пресса" (Россия: Белгород, 2008); IV Міжнародній науковій конференції студентів і аспірантів "Молодь і поступ біології" (Львів, 2008); I всеукраїнській конференції молодих вчених, аспірантів, магістрантів та студентів "Біосфера XXI століття" (Севастополь, 2008); Науковій конференції "Стан і біорізноманіття екосистем Шацького національного природного парку" (Шацьк, 2008); Міжнародній конференції "Сучасні проблеми біології, екології та хімії" (Запоріжжя, 2009); Міжнародній науково-практичній конференції "II-й Всеукраїнський з'їзд екологів з міжнародною участю" (Вінниця, 2009).

Публікації. Основні результати дисертаційних досліджень висвітлено в 16 наукових працях, з яких 7 статей - у виданнях, рекомендованих ВАК України для публікацій результатів дисертаційних досліджень з біологічних наук.

Структура та обсяг дисертації. Дисертація складається зі вступу, 5 розділів, висновків, додатків і списку використаних джерел літератури, що налічує 214 найменувань (з них 32 іншомовних). Обсяг роботи становить 164 сторінки друкованого тексту, дисертація проілюстрована 19 рисунками і 39 таблицями.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

В огляді літератури проаналізовано значення біоіндикації у системі моніторингу стану урбоекосистем та методичні підходи до її проведення. Розглянуто застосування тварин для індикації і тестування забруднюючих речовин різної природи. Наведено відомості щодо історії та сучасного стану вивчення аранеофауни урбоекосистем. Зроблено висновок про недостатність застосування павуків у сучасних біоіндикаційних дослідженнях.

Матеріали та методи досліджень. Матеріалом для виконання дисертаційної роботи слугували власні збори, проведені протягом 2005-2009 рр., як у приміщеннях, так і у напівприродних екосистемах різних класів гемеробії Садгірського, Центрального і Південного ландшафтних районів м. Чернівці. Збір та обробку матеріалу проводили з використанням загальноприйнятих методів (ґрунтові пастки Барбера і метод ручного збору) (Фасулаті, 1971; Тищенко, 1971; Roberts, 1995).

Аналіз аранеокомплексів урбоекосистем із різним рівнем техногенного забруднення включав два основні напрямки: 1) дослідження павуків-герпетобіонтів; 2) дослідження павуків, що населяють приміщення різного призначення.

Загалом обстежено 10 промислових підприємств, які відрізняються характером виробничої діяльності та ступенем небезпеки, і належать до трьох ландшафтних районів м. Чернівці, а саме: у Садгірському - ВАТ "Чернівецький олійно-жировий комбінат" (ЧОЖК), ЗАТ "Чернівецький хімічний завод" (ХЗ), ВАТ "Чернівецький міський молочний завод" (ЧММЗ) і ВАТ "Чернівецький ремонтно-механічний завод" (РМЗ); у Центральному - ВАТ "Цегельний завод № 1" (ЦЗ № 1), ВАТ Чернівецький завод "Індустрія" (ЧЗІ) і ВАТ "Чернівецький хлібокомбінат" (ЧХК); у Південному - ЧМК "Автобусно-тролейбусне підприємство" (АТП), ВАТ "Електронмаш" (ЕлМ) та ВАТ "Кварц" (Кв).

При дослідженні герпетобію пастки функціонували протягом всього вегетаційного сезону 2007 р. у чотирьох парках міста: центральний парк культури і відпочинку (ЦПКіВ) ім. Т.Г. Шевченка (ім. Шевченка), парк-пам'ятка садово-паркового мистецтва (ППСПМ) "Жовтневий" ("Жовтневий"), ППСПМ ім. Ю. Федьковича (ім. Федьковича), ППСПМ ім. Шіллера (ім. Шіллера). У парках ім. Федьковича й ім. Шіллера з відносно вирівняними умовами не виділяли окремі дослідні ділянки. У парку "Жовтневий" пастки були закладені на чотирьох дослідних ділянках, у парку ім. Шевченка - на трьох у зв'язку з неоднорідністю рослинного покриву та характеру освітленості.

У період з другої декади квітня до першої декади червня (період максимальної щільності павуків в умовах міста) 2008 р. провели збір павуків-герпетобіонтів на територіях зелених масивів семи підприємств промислової та умовно контрольних зелених масивів сільбищної зон, які не зазнають вираженого техногенного забруднення, у відповідних ландшафтних районах м. Чернівці. Керуючись загальною подібністю досліджених біотопів (екосистеми з трав'янистою рослинністю і поодинокими деревами), у кожному ландшафтному районі закладали відповідну кількість умовно контрольних ділянок. У Садгірському - сквери по вул. Тольятті та по вул. І. Підкови; у Центральному - Дендрологічний парк загальнодержавного значення "Чернівецький" по вул. Коцюбинського та штучне насадження дерев на території навчального корпусу № 3 Чернівецького університету по вул. Л. Українки; у Південному - парк "Жовтневий" (лучна ділянка і деревні насадження) та насадження дерев на території ПТУ № 15 по вул. Південно-Кільцевій. павук аранеокомплекс техногенне забруднення

При дослідженні павуків приміщень різного призначення використовували метод ручного збору. Загалом обстежено виробничі і адміністративні приміщення дев'яти підприємств. Збори матеріалу на підприємствах супроводжувались вимірами обстеженої площі, для порівняння зі співставними площами приміщень житлових будинків відповідних ландшафтних районів міста.

Матеріал фіксували і визначали за загальноприйнятими методами; притримувалися номенклатури та систематичних назв, наведених у The World Spider Catalog, Version 10.5., 2000-2010. Правильність визначення зібраного матеріалу перевірена і підтверджена д.б.н. Ю.М. Марусиком, к.б.н. Є.М. Жуковцем, а також для окремих представників родини Linyphiidae - к.б.н. В.А. Гнелицею.

Аналіз синекологічних показників здійснювали з використанням низки загальноприйнятих при проведенні еколого-фауністичних досліджень індексів: видового різноманіття Шеннона та Сімпсона, домінування Сімпсона і Бергера-Паркера, вирівняності Пієлу, відносного кількісного багатства, таксономічного різноманіття Ємельянова, частоти зустрічальності, коефіцієнта подібності Жаккара (Одум, 1975; Stцcker & Bergmann, 1977, Песенко, 1982; Мэгарран, 1992; Ємельянов, 1999).

Подібність локальних фаун павуків аналізували за допомогою ієрархічного кластерного аналізу методом Варда (Ward, 1963). Визначали вплив полютантів на аранеокомплекси досліджених підприємств методом покрокового множинного регресійного аналізу. Статистичну обробку здійснювали за допомогою комп'ютерних програм Statistica 6.0. та Excel для Windows-2003.

Павуки у складі мезофауни поверхні ґрунту екосистем II-IV еколого-фітоценотичних поясів м. Чернівці. Герпетобіонтні тварини зелених зон досліджених промислових підприємств міста представлені 3 типами, 8 класами та 17 рядами, в тому числі: типи Annelida та Mollusca - по 1 класу та 1 ряду кожний; тип Arthropoda - 6 класів та 15 рядів (табл. 1).

Таблиця 1. Таксономічна структура фауни герпетобіонтів територій зелених масивів промислових підприємств м. Чернівці

Типи

Підтипи

Класи

Ряди / Надряди

Annelida - Кільчасті черви

Clitellata - Пояскові

Oligochaeta - Малощетинкові черви

Lumbricimorpha - Люмбрицидоподібні

Mollusca - Молюски

Conchifera - Черепашкові

Gastropoda - Черевоногі

Geophila - Геофіли

Arthropoda - Членистоногі

Branchiata - Зябродишні

Malacostraca - Вищі раки

Isopoda - Рівноногі раки

Chelicerata - Хеліцерові

Arachnida - Павукоподібні

Opiliones - Косарики

Araneae - Павуки

/ Acari - Кліщі

Tracheata - Трахейні

Chilopoda - Губоногі

Lithobiomorpha - Кістянкоподібні

Diplopoda-Двопарноногі

Juliformia - Кивсяки

Entognatha - Покритощелепні

Collembola - Колемболи

Insecta - Комахи

Orthoptera - Прямокрилі

Dermaptera - Вуховертки

Hemiptera - Напівтвердокрилі

Coleoptera - Твердокрилі

Mecoptera - Скорпіонові мухи

Diptera - Двокрилі

Hymenoptera - Перетинчастокрилі

Кількість таксонів високих рангів у складі мезофауни поверхні ґрунту зелених масивів підприємств майже не поступалася такій у екосистемах ІІ-IIІ ЕФП. У герпетобії як територій ЗМПЗ, так і УКЗМ, а також досліджених паркових екосистем міста, таксономічно найбільш репрезентативною групою є членистоногі, представлені усіма рецентними підтипами та більшістю класів, що населяють наземно-повітряне середовище. Значною є і кількісна перевага артропод над усіма іншими складовими герпетобію у всіх досліджених екосистемах II-IV ЕФП м. Чернівці. Характерними складовими мезофауни поверхні ґрунту як контрольних, так і дослідних ділянок є мокриці, павуки, ківсяки, молюски, колемболи, жуки, двокрилі та перетинчастокрилі. Малохарактерними для зелених зон підприємств групами є косарики, кліщі та губоногі (представники цих груп виявлені на 29-43 % дослідних ділянок, динамічна щільність, переважно, не вище 1 екз./100 п-д); водночас, вони є досить сталими елементами герпетобію контрольних біогеоценозів (табл. 2).

Таблиця 2. Динамічна щільність і розподіл рухливої мезофауни поверхні ґрунту досліджених екосистем м. Чернівці, екз./100 п-д

Ряди

Південний

Центральний

Садгірський

АТП

Кв

ЕлМ

К 1

ЦЗ № 1

ЧЗІ

К 2

ХЗ

РМЗ

К 3

Lumbricimorpha

+

+

2

5

3

-

-

+

3

-

Geophila

53

36

86

5

6

10

7

56

28

12

Isopoda

892

641

392

55

30

37

43

743

35

18

Opiliones

-

-

-

57

+

-

5

-

4

-

Araneae

51

197

223

57

71

7

12

57

50

9

Acari

-

-

-

10

7

-

24

1

1

5

Lithobiomorpha

-

-

+

-

-

-

21

+

1

4

Juliformia

24

22

13

31

70

10

26

2

2

+

Collembola

62

43

85

36

10

127

6

68

13

1

Orthoptera

-

-

-

-

-

-

+

+

3

-

Dermaptera

1

4

4

2

2

-

-

2

-

-

Hemiptera

-

-

6

-

-

-

+

7

7

-

Coleoptera

113

395

240

81

34

27

37

95

111

72

Mecoptera

-

-

-

-

-

-

-

-

1

-

Diptera

2

-

13

29

9

7

10

11

38

5

Hymenoptera

120

303

68

19

300

157

21

96

187

25

Lepidoptera

-

-

-

-

-

-

7

+

1

-

Усього тварин

1320

1642

1132

336

542

380

220

1140

485

152

Примітка: + - динамічна щільність менше 1 екз. на 100 п-д; показники динамічної щільності заокруглені до цілих значень. К1 - парк "Жовтневий" (парцела Betula pendula Roth), К2 - Ботанічний сад Чернівецького національного університету ім. Ю. Федьковича, К3 - сквер по вул. І. Підкови.

Динамічна щільність тварин герпетобію на території ЗМПЗ усіх ландшафтних районів міста у 1,7-7,5 разів вища, ніж на території УКЗМ. При цьому, перевищення показників зумовлено істотним збільшенням динамічної щільності представників мокриць, павуків, перетинчастокрилих та молюсків. Встановлено, що частка павуків у складі мезофауни поверхні ґрунту парків м. Чернівці в середньому складала 5,5 %, на УКЗМ - 10,0 %, тоді як на території ЗМПЗ варіювала у значних межах - від 2 % на ЧЗІ до 20 % на ЕлМ. Частка павуків у складі герпетобію територій підприємств різних галузей промисловості та класів небезпеки зазнає різнонаправлених змін, що вказує на необхідність подальших досліджень ценотичних реакцій аранеокомплексів та пошук причин, які їх зумовлюють.

Видове різноманіття та структура угруповань павуків-герпетобіонтів екосистем II-IV еколого-фітоценотичних поясів м. Чернівці. Загалом у досліджених парках м. Чернівці виявлено представників 64 видів павуків із 41 роду та 15 родин. Із них за статевозрілими екземплярами до видового рівня ідентифіковано 53. Кількість видів по парках змінювалась від 13 в парку ім. Федьковича до 45 в парку "Жовтневий". За кількістю видів переважали представники родини Linyphiidae.

Значення індексу видового різноманіття Шеннона (табл. 3) угруповань павуків-герпетобіонтів парків м. Чернівці змінювалося в межах від 1,94 у парку ім. Шіллера до 2,62 - у парку "Жовтневий".

Таблиця 3. Індекси видового різноманіття, домінування та вирівняності досліджених аранеокомплексів паркових екосистем м. Чернівці

Еколого-фауністичні індекси

ім. Федьковича

ім. Шіллера

ім. Шевченка

"Жовтневий"

Видового різноманіття Шеннона

2,34

1,94

2,46

2,62

Видового різноманіття Сімпсона

8,49

3,42

8,01

7,66

Вирівняності Пієлу

0,91

0,67

0,76

0,69

Домінування Сімпсона

0,12

0,29

0,13

0,13

Домінування Бергера-Паркера

0,21

0,52

0,20

0,26

Аналіз значень показників індексу вирівняності Пієлу і домінування Сімпсона та Бергера-Паркера вказує на відсутність явища наддомінування в аранеоценозах паркових екосистем, за винятком парку ім. Шіллера.

У складі угруповань павуків-герпетобіонтів УКЗМ і ЗМПЗ трьох ландшафтних районів м. Чернівці загалом виявлено представників 50 видів із 35 родів і 16 родин, з яких до видового рівня ідентифіковано 41. На території УКЗМ сумарно ідентифіковано 31 вид, а на території ЗМПЗ - 22 види.

Наводимо список видів територій зелених масивів досліджених підприємств м. Чернівці. Coriniidae: Phrurolithus festivus (C.L. Koch, 1835); Gnaphosidae: Drassodes pubescens Thorell, 1856, Drassyllus pusillus (C.L. Koch, 1833), Micaria nivosa (C.L. Koch, 1866), Micaria pulicaria (Sundevall, 1831); Linyphiidae: Dactylopisthes mirificus (Georgescu, 1976), Diplocephalus cristatus (Blackwall, 1833), Neriene clathrata (Sundevall, 1830), Stemonyphantes lineatus (L., 1758); Lycosidae: Alopecosa pulverulenta (Clerck, 1757), Pardosa amentata (Clerck, 1757), Pardosa lugubris (Walckenaer, 1802), Pardosa prativaga (L. Koch, 1870), Trochosa ruricola (De Geer, 1878); Pisauridae: Pisaura mirabilis (Clerck, 1757); Salticidae: Asianellus festicus (C.L. Koch, 1833), Salticus scenicus (Clerck, 1757); Tetragnathidae: Pachygnatha degeeri Sundevall, 1830; Thomisidae: Ozyptila praticola (C.L. Koch, 1837), Xysticus audax (Schrank, 1803), Xysticus kochi Thorell, 1872; Zodariidae: Zodarion rubidium Simon, 1914.

УКЗМ Садгірського і Центрального ландшафтних районів характеризуються вищим видовим багатством, порівняно з ЗМПЗ відповідних районів. У Південному ландшафтному районі кількість видів на території підприємств виявилась дещо вищою, ніж на території УКЗМ (21 та 19 відповідно). Виявлено також зміни відносної чисельності домінуючих видів порівнюваних зон (табл. 4).

Таблиця 4. Домінантне ядро аранеокомплексів екосистем ІII-IV еколого-фітоценотичних поясів м. Чернівці

Родина, вид

Садгірський

Центральний

Південний

УКЗМ

ЗМПЗ

УКЗМ

ЗМПЗ

УКЗМ

ЗМПЗ

Coriniidae

Phrurolithus festivus (C.L. Koch, 1835)

1/3,3*

1/0,7

Gnaphosidae

Drassyllus pusillus (C.L. Koch, 1833)

3/4,8

1/1,5

4/0,6

Hahniidae

Hahnia nava (Blackwall, 1841)

2/3,2

Linyphiidae

Dicymbium nigrum (Blackwall, 1834)

2/3,2

Diplocephalus cristatus (Blackwall, 1833)

1/0,7

2/3,2

4/5,9

Diplocephalus latifrons (O.P. - Cambr., 1863)

1/3,3

Diplocephalus picinus (Blackwall, 1841)

3/10,0

15/23,8

Diplostyla concolor (Wider, 1834)

2/6,7

1/1,6

1/1,5

Lepthyphantes (s. lato) sp.

1/3,3

Tenuiphantes flavipes (Blackwall, 1854)

3/10,0

Gen sp.

1/3,3

1/3,6

Lycosidae

Alopecosa pulverulenta (Clerck, 1757)

17/12,2

3/2,9

1/1,5

47/7,5

Pardosa amentata (Clerck, 1757)

40/6,4

Pardosa lugubris (Walckenaer, 1802)

9/30,0

69/49,6

8/12,7

7/6,7

41/60,3

346/55,0

Pardosa prativaga (L. Koch, 1870)

1/1,5

108/17,2

Pardosa sp.

4/13,3

16/2,5

Trochosa ruricola (De Geer, 1878)

5/3,6

4/6,3

4/3,8

4/0,6

Tetragnathidae

Pachygnatha clercki Sundevall, 1823

2/6,7

Pachygnatha degeeri Sundevall, 1830

1/3,3

26/18,7

19/30,2

84/80,0

4/5,9

35/5,6

Thomisidae

Ozyptila praticola (C.L. Koch, 1837)

1/3,3

1/1,6

2/2,9

6/1,0

Xysticus cristatus (Clerck, 1757)

1/3,3

1/1,5

Xysticus kochi Thorell, 1872

7/5,0

1/1,0

1/0,2

Zodariidae

Zodarion rubidium Simon, 1914

5/3,6

Примітки: * - наведено кількість екземплярів / частку екземплярів виду від загальної кількості відловлених павуків. УКЗМ - умовно контрольні зелені масиви. ЗМПЗ - зелені масиви промислових зон досліджених підприємств.

Загалом найбільшою кількістю видів представлена родина Linyphiidae. На території УКЗМ ідентифіковано 11 видів зазначеної родини (36 %), тоді, як на території ЗМПЗ - 4 (13 %). Частка лініфіїд від загальної кількості зібраних екземплярів за дослідженими ландшафтними районами варіювала в межах від 12 % до 38 % на УКЗМ і від 0 % до 0,8 % - на ЗМПЗ. Зокрема, D. concolor зустрічається не лише на території всіх досліджених зелених масивів, а й у значній кількості виявлена нами раніше на території парків міста (так, у парку ім. Шевченка її частка склала 19,6 % від загальної кількості відловлених павуків). Отже, високі видове багатство та чисельність Linyphiidae характерні лише для екосистем ІІ і ІІІ ЕФП. Види цієї родини чутливі до техногенного забруднення і можуть слугувати індикаторами екосистем низького рівня гемеробії.

Угруповання УКЗМ м. Чернівці характеризувалися нижчими показниками усередненої динамічної щільності павуків, порівняно з угрупованнями ЗМПЗ (0,20 екз./п-д і 0,93 екз./п-д відповідно) (рис. 1).

Рис. 1. Сумарна динамічна щільність досліджених угруповань павуків-герпетобіонтів трьох ландшафтних районів м. Чернівці

Усереднена динамічна щільність угруповань павуків-герпетобіонтів ЗМПЗ Садгірського, Центрального і Південного ландшафтних районів складала 540 %, 135 % та 654 % порівняно УКЗМ відповідних районів. Максимальну (1,57 екз./п-д) сумарну динамічну щільність угруповань виявлено на території зелених масивів двох підприємств Південного ландшафтного району - Кв та ЕлМ. Це зумовлено істотним збільшенням динамічної щільності: P. degeeri, A. pulverulenta і P. lugubris. Мінімальне значення показника виявлено на території зелених масивів ЧЗІ ? 0,07 екз./1 п-д.

Значення індексу видового різноманіття Шеннона досліджених угруповань павуків-герпетобіонтів змінювалося в межах від 0,84 - на підприємствах Центрального району до 2,26 - на території УКЗМ Садгірського району (табл. 5).

Таблиця 5. Показники структури досліджених угруповань павуків трьох ландшафтних районів м. Чернівці

Еколого-фауністичні індекси

Садгірський

Центральний

Південний

УКЗМ*

ЗМПЗ

УКЗМ

ЗМПЗ

УКЗМ

ЗМПЗ

Видового різноманіття Шеннона

2,26

1,60

1,96

0,84

1,69

1,57

Видового різноманіття Сімпсона

6,92

3,30

5,75

1,54

2,66

2,89

Вирівняності Пієлу

0,88

0,65

0,71

0,41

0,58

0,51

Домінування Сімпсона

0,15

0,30

0,17

0,65

0,38

0,35

Домінування Бергера-Паркера

0,30

0,50

0,30

0,80

0,60

0,55

Примітки: * - УКЗМ - умовно контрольні зелені масиви (екосистеми ІІІ ЕФП), ЗМПЗ - зелені масиви промислових зон досліджених підприємств (екосистеми ІV ЕФП).

У всіх ландшафтних районах міста угруповання павуків ІІІ ЕФП характеризувалися вищим значенням індексу видового різноманіття Шеннона, порівняно із екосистемами ІV ЕФП. Угруповання павуків ІІІ ЕФП характеризувалися також вищим значенням індексу видового різноманіття Сімпсона, за винятком Південного ландшафтного району. Аналогічні тенденції встановлено й щодо показників індексу домінування Бергера-Паркера.

Встановлено, що забруднення призводить не лише до зниження видового різноманіття угруповань павуків-герпетобіонтів, але й до збільшення домінування окремих видів. Так, значення індексу домінування Сімпсона на території екосистем ІV ЕФП Садгірського, Центрального і Південного ландшафтних районів складало 200 %, 382 % і 92 % порівняно з екосистемами ІІІ ЕФП відповідних районів міста. Мінімальним значенням показника домінування Сімпсона (0,15) характеризувалися УКЗМ Садгірського району, максимальним - підприємства Центрального району (0,65).

Більшість аранеокомплексів поверхні ґрунту досліджених підприємств характеризується явищем наддомінування одного виду. У якості еудомінанта п'яти із семи досліджених угруповань підприємств виступає P. lugubris, в угрупованні павуків Цегельного заводу еудомінантом виступає P. degeeri.

Отже, аналіз розглянутих вище показників угруповань павуків-герпетобіонтів досліджених підприємств та їх порівняння з відповідними показниками угруповань умовно контрольних зелених масивів та паркових екосистем м. Чернівці дозволив виявити наступні ценотичні реакції: зменшення видового різноманіття при збереженні загальної чисельності - РМЗ, АТП; зменшення видового різноманіття при зростанні загальної чисельності - ЕлМ, Кв, ЦЗ № 1, ХЗ; різкий спад видового різноманіття та загальної чисельності - ЧЗІ.

Аналізували залежність основних показників угруповань павуків території досліджених підприємств (видове багатство, середня динамічна щільність угруповань, видове різноманіття, індекс домінування) від площі досліджених ділянок із рослинністю і обсягів викидів забруднюючих речовин від стаціонарних джерел з використанням множинного покрокового регресійного аналізу (табл. 6).

Таблиця 6. Рівняння регресії між показниками аранеоценозів павуків-герпетобіонтів територій підприємств і рівнем забруднення атмосферного повітря та площею досліджених фітоценозів

Показник аранеоценозу

Регресійне рівняння та статистична оцінка його достовірності

№ п/п

Середня динамічна щільність, екз. / п-д

y = 0,388 + 0,923 x фенол + 0,496 x кислота нітратна R = 0,97; R2 = 0,95; F (2, 4) = 35,06; P < 0,05

(1)

Видове багатство

y = 0,959 + 2,560 x площа фітоценозу - 1,727 x гідроген хлорид + 0,468 x спирт бутиловий + 0,187 x нітрогену діоксид - 0,067 x фенол R = 0,99; R2 = 0,99; F (5, 1) = 2722,8 P < 0,05

(2)

Індекс домінування Сімпсона

y = 0,204 + 1,044 x нітрогену діоксид + 0,603 x кислота сульфатна + 0,359 x стирол - 0,172 x етилацетат - 0,052 x нікелю оксид R = 0,99; R2 = 0,99; F (5, 1) = 2743; P < 0,05

(3)

Примітка. Тут і подалі напівжирним шрифтом виділено коефіцієнти регресії тих змінних, для яких залежність статистично значуща.

Встановлено, що серед 41 забруднюючої речовини, які викидаються у повітряний басейн м. Чернівці 7 дослідженими підприємствами, вплив на зазначені синекологічні показники справляють 8.

Прямий вплив таких ксенобіотиків, як фенол та кислота нітратна (рівняння 1) на середню динамічну щільність павуків можна пояснити зменшенням чисельності хижих жуків на тлі високої чисельності сапрофагів на територіях ЗМПЗ. Ця загальна для промислових зон тенденція щодо елімінації хижих твердокрилих, ймовірно, набула найбільш яскравого вираження на прикладі впливу саме двох зазначених полютантів, які й увійшли у відповідне рівняння регресії.

Регресійний аналіз засвідчив неоднозначність впливу викидів полютантів на видове багатство та індекс домінування угруповань павуків. Одні з цих полютантів здійснюють прямий, інші - зворотний вплив на відповідні синекологічні показники. Ймовірно, до тих полютантів, зростання концентрації яких негативно впливає на кількість видів, останні виявляють різну стійкість, і, навпаки, при прямому впливі - чутливість видів до дії відповідних полютантів співрозмірна (рівняння 2). Якщо збільшення викидів полютанта здійснює прямий вплив на індекс домінування, то можемо припустити, що в угрупованні павуків наявні види, яким властива підвищена стійкість (екологічна толерантність) до відповідного чинника. У випадку зворотного впливу - види істотно не відрізняються за чутливістю до забруднювача. Як видно з рівняння 3, найбільше значення в-коефіцієнту характерне для змінної, що відповідає нітрогену діоксиду. Серед досліджених підприємств найбільше перевищення порогового значення (у 49,1 рази) за нітрогену діоксидом встановлене для ЦЗ № 1. Саме угруповання павуків-герпетобіонтів даного підприємства характеризується максимальним значенням індексу домінування Сімпсона (0,67) та зміною виду-наддомінанта, в якості якого, замість типового для інших підприємств P. lugubris, виступає P. degeeri.

Загальновідомим є тератогенний ефект багатьох полютантів. У складі павуків-герпетобіонтів досліджених підприємств виявлено окремі особини із вадами розвитку (фото 1).

Фото 1. Морфологічні аномалії органів зору Pisaura mirabilis із біотопу на території ВАТ "Кварц": 1 - ліве переднє медіальне око значно менше, порівняно з правим, змінені розміри очей переднього ряду та відстані між ними; 2 - ліве заднє медіальне око відсутнє. Мікрофото. Зб. А - 40 х, Б - 80 х.

Отже, попри задеклароване Державними санітарними правилами охорони атмосферного повітря населених місць від забруднення хімічними та біологічними речовинами № 201 від 09.07.1997 р. свідчення про те, що рівень забруднення на всіх досліджених підприємствах - допустимий, а ступінь їх небезпечності - безпечний, нами встановлено зменшення видового різноманіття павуків-герпетобіонтів територій досліджених підприємств, порушення структури їх угруповань, а у окремих екземплярів - морфологічні аномалії.

Особливості структури та диференціація аранеокомплексів приміщень досліджених підприємств і житлових будинків м. Чернівці. У складі угруповань павуків приміщень промислової зони (ППЗ) і співставних за площею приміщень сільбищної зони (ПСЗ) трьох ландшафтних районів м. Чернівці виявлено представників 66 видів павуків із 47 родів і 20 родин, з них за статевозрілими екземплярами ідентифіковано до видового рівня 61. Як у ППЗ, так і ПСЗ сумарно ідентифіковано по 44 види павуків, серед яких 10 формують домінантні ядра досліджених аранеокомплексів (табл. 7).

Наводимо список видів приміщень різного призначення досліджених підприємств м. Чернівці. Agelenidae: Agelena labyrinthica (Clerck, 1757), Agelenopsis potteri (Blackwall, 1846), Malthonica ferruginea (Panzer, 1804), Tegenaria atrica C.L. Koch, 1843, T. domestica (Clerck, 1757); Amaurobiidae: Amaurobius ferox (Walck., 1830); Araneidae: Araneus marmoreus Clerck, 1757, Larinioides ixobolus (Thorell, 1873), L. sclopetarius (Clerck, 1757); Dysderidae: Dysdera erythrina (Walck., 1802); Harpactea rubicunda (C.L. Koch, 1838); Linyphiidae: Bathyphantes gracilis (Blackwall, 1841), Diplostyla concolor (Wider, 1834), Lepthyphantes leprosus (Ohlert, 1865), Meioneta rurestris (C.L. Koch, 1836), Megalepthyphantes nеbulosus (Sundevall, 1830), Neriene clathrata (Sundevall, 1830), N. montana (Clerck, 1757), Tenuiphantes tenuis (Blackwall, 1852); Lycosidae: Pardosa prativaga (L. Koch, 1870), Trochosa ruricola (De Geer, 1778); Miturgidae: Cheiracantium mildei L. Koch, 1864; Nesticidae: Nesticus cellulanus (Clerck, 1757); Philodromidae: Philodromus aureolus (Clerck, 1757), Ph. cespitum (Walck., 1802); Pholcidae: Pholcus alticeps Spassky, 1932, Ph. opilionoides (Schrank, 1781), Ph. phalangioides (Fuesslin, 1775), Ph. ponticus Thorell, 1875; Pisauridae: Pisaura mirabilis (Clerck, 1757); Scytodidae: Scytodes thoracica (Latreille, 1802); Tetragnathidae: Metellina segmentata Clerck, 1757, Pachygnatha degeeri Sundevall, 1830, P. clercki Sundevall, 1823, Tetragnatha extensa (Linnaeus, 1758); Theridiidae: Parasteatoda tabulata (Levi, 1980), P. tepidariorum (C.L. Koch, 1841), Steatoda castanea (Clerck, 1757), St. grossa (C.L. Koch,1838), St. triangulosa (Walck., 1802), Thomisidae: Ozyptila praticola (C.L. Koch, 1837).

Таблиця 7. Домінантне ядро аранеокомплексів приміщень деяких промислових підприємств та житлових будинків м. Чернівці

Родина, вид

Садгірський

Центральний

Південний

ПСЗ

ППЗ

ПСЗ

ППЗ

ПСЗ

ППЗ

Agelenidae

Malthonica ferruginea (Panzer, 1804)

1/0,1*

21/3,3

1/0,1

Tegenaria domestica (Clerck, 1757)

8/1,2

51/6,2

15/1,3

48/7,5

2/0,4

28/3,2

T. sp.

4/0,6

35/4,2

83/7,4

26/4,0

2/0,4

7/0,8

Linyphiidae

Megalepthyphantes nеbulosus (Sund., 1830)

2/0,3

31/3,7

4/0,4

3/0,5

8/1,5

1/0,1

Pholcidae

Pholcus alticeps Spassky, 1932

34/4,1

99/8,8

24/3,7

2/0,2

Ph. phalangioides (Fuesslin, 1775)

340/50,9

265/32,0

603/53,6

317/49,3

318/58,7

643/74,6

Ph. ponticus Thorell, 1875

6/0,9

75/9,1

3/0,3

26/4,0

1/0,2

24/2,8

Spermophora senoculata (Duges, 1836)

64/9,6

Theridiidae

Parasteatoda tepidariorum (C.L. Koch, 1841)

28/4,2

230/27,8

48/4,2

57/8,9

39/7,2

51/5,9

Steatoda castanea (Clerck, 1757)

120/18,0

14/1,7

89/7,9

30/4,7

99/18,3

10/1,2

St. triangulosa (Walck., 1802)

13/1,9

8/1,0

13/1,2

35/5,4

8/1,5

12/1,4

Примітки: * - наведено кількість екземплярів / частку екземплярів виду від загальної кількості виявлених павуків; ПСЗ - приміщення сільбищної зони, ППЗ - приміщення промислової зони.

В умовах впливу різних типів промисловості видове багатство угруповань павуків приміщень досліджених підприємств змінюється від 11 до 23 видів. Заслуговує уваги той факт, що кількість видів, виявлених у приміщеннях досліджених підприємств, є більшою в порівнянні з кількістю видів павуків-герпетобіонтів, зібраних за допомогою ґрунтових пасток на території ЗМПЗ цих же підприємств. Так, кількість видів павуків-герпетобіонтів досліджених підприємств змінювалася від 2 до 13.

Встановлено значне варіювання значення індексу видового різноманіття Шеннона угруповань павуків приміщень досліджених підприємств від 0,44 на Кв до 2,19 на ЧЗІ, тоді як значення індексу таксономічного різноманіття змінювалося у незначних межах - від 1,02 на ЧММЗ до 1,09 - на Кв. Досліджені угруповання (крім ЧЗІ) характеризуються середніми і високими значеннями показника індексу Бергера-Паркера, при цьому на семи підприємствах значення згаданого індексу визначає Ph. рhalangioides, на двох - P. tepidariorum.

Методом покрокового множинного регресійного аналізу встановлено (табл. 8), що на досліджені показники угруповань павуків достовірно впливає співвідношення фактичних і порогових значень викидів гідроген хлориду, сполук хрому(ІІІ) і карбон(ІІ) оксиду.

Таблиця 8. Рівняння регресії між показниками угруповань павуків приміщень досліджених підприємств і їх обсягами викидів забруднюючих речовин

Показник угруповань

Регресійне рівняння та статистична оцінка його достовірності

№ п/п

Видове багатство

y = 19,200-0,71 x гідроген хлорид - 0,49 x спирт етиловий R = 0,804; RІ= 0,647; F(2,6)= 5,503; P < 0,05

(1)

Індекс видового різноманіття Шеннона

y = 1,795-0,82 x гідроген хлорид - 0,43 x фурфурол R = 0,870; R2 = 0,758; F (2,6) =,390; P < 0,05

(2)

Індекс видового різноманіття Сімпсона

y = 1,969 + 0,726 x сполуки хрому(ІІІ) + 0,609 x карбон(ІІ) оксид + 0,426x спирт бутиловий R = 0,904; R2 = 0,817; F (3,5) = 7,456; P < 0,05

(3)

Індекс вирівняності Пієлу

y = 9,390-0,85 x гідроген хлорид - 0,39 x фурфурол R = 0,885; RІ= 0,784; F(2,6)= 10,881; P < 0,05

(4)

Індекс домінування Сімпсона

y = 0,307 + 0,855 x гідроген хлорид + 0,407x фурфурол R = 0,894; RІ= 0,798; F(2,6)= 11,877; P < 0,05

(5)

Індекс Бергера-Паркера

y = 45,820 + 0,739 x гідроген хлорид + 0,435x ацетальдегід R = 0,803; RІ= 0,644; F(2,6)= 5,438; P < 0,05

(6)

Найсуттєвіший вплив на угруповання павуків приміщень підприємств чинить гідроген хлорид (хлороводень). Виявлено зворотний вплив гідроген хлориду на видове багатство, показник видового різноманіття Шеннона і вирівняності досліджених угруповань (рівняння 1-2, 4), а також прямий - на показники домінування (рівняння 5-6). Сполука міститься у викидах двох з дев'яти досліджених підприємств: Кв (0,014 т/рік) і ЕлМ (0,002 т/рік). При цьому обсяг викиду даної речовини на Кв у 7 раз більший, що, ймовірно, зумовлює трансформацію угруповання павуків даного підприємства: найменша кількість видів, найнижчі показники індексів видового різноманіття і вирівняності та найвищі показники індексів домінування.

Виявлено види, які характеризуються високими показниками індексу частоти зустрічальності; аналізували залежність їх відносної чисельності щодо обсягів викидів забруднюючих речовин дослідженими підприємствами методом покрокового множинного регресійного аналізу (табл. 9).

Таблиця 9. Рівняння покрокової множинної регресії залежностей відносної чисельності видів павуків, що належать до категорій абсолютно константних і константних від обсягів викидів забруднюючих речовин

Види

Регресійне рівняння та статистична оцінка його достовірності

№ п/п

Ph.рhalangioides

y = 82,261-0,92 x хрому(III) сполуки - 0,61 x заліза оксид - 0,45 x карбону оксид - 0,34 x спирт бутиловий R= 0,976; RІ = 0,953; F (4,4) = 20,137; P < 0,05

(1)

P. tepidariorum

y = 4,676 + 1,48 x хрому(III) сполуки - 0,61 x ацетон + 0,374 x кислота сірчана - 0,23 x свинцю сполуки + 0,179 x спирт бутиловий R= 0,991; RІ = 0,983; F (5,3) = 33,810; P < 0,05

(2)

M. nеbulosus

y = 0,257 + 14,5 x гідроген фтористий - 14,0 x фреон R= 0,988; RІ = 0,976; F (2,6) = 124,06; P < 0,05

(3)

T. domestica

y = - 1,095 + 1,01 x нітрогену діоксид + 0,271 x карбону діоксид R= 0,991; RІ = 0,981; F (2,6) = 146,98; P < 0,05

(4)

Ph. рonticus

y = 3,137 + 3,08 x стирол + 0,478 x ангідрид сірчистий - 2,0 x бутилацетат - 0,17 x кислота сірчана - 0,07 x метан - 0,41 x свинцю сполуки - 0,09 x ацетальдегід R= 0,999; RІ = 0,999; F (7,1) = 591,22; P < 0,05

(5)

St. triangulosa

y = 1,775 + 0,886 x фурфурол R= 0,886; RІ = 0,785; F (1,7) = 25,529; P < 0,05

(6)

Встановлено різнонаправлений зв'язок між об'ємом викидів сполук хрому(III) і відносною чисельністю двох найпоширеніших видів аранеокомплексів досліджених підприємств: Ph. рhalangioides (прямий зв'язок) та P. tepidariorum (зворотний) (рівняння 1, 2). Відносна чисельність Ph. рhalangioides в угрупованнях приміщень підприємств зменшується зі збільшенням потужності викиду сполук хрому(ІІІ), а P. tepidariorum - зростає. Цю тенденцію підкреслює і характер зустрічальності зазначених видів в угрупованнях павуків приміщень: лише на ХЗ (характеризується найбільшим обсягом викиду сполук хрому(ІІІ)) Ph. рhalangioides є другорядним видом, а P. tepidariorum - константним.

Таким чином, розподіл зазначених видів є протилежним: P. tepidariorum переважає на тих підприємствах, де мають місце викиди сполук хрому(ІІІ), а Ph. рhalangioides - за умови відсутності зазначених викидів. Ці два масових види, в умовах приміщень підприємств, є "екологічним дзеркалом" один одного, що можна застосовувати у зоодіагностиці якості атмосферного повітря щодо вмісту сполук хрому(ІІІ).

Встановлено прямий зв'язок щодо відносної чисельності St. triangulosa і обсягів викидів фурфуролу (рівняння 6). Даний полютант викидається у повітряний басейн міста лише в процесі виробничої діяльності ЧХК (0,758 т/рік, при цьому фактичний викид перевищує пороговий у 37,9 рази). Саме в угрупованні цього підприємства St. triangulosa є константним видом, що засвідчує його екологічну толерантність до фурфуролу.

Щодо інших видів павуків, які характеризуються високими показниками зустрічальності у приміщеннях підприємств, на основі ан...

Страница:


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

© 2000 — 2023, ООО «Олбест» Все права защищены