Ратичні як структурно-функціональний елемент острівних заповідно-охоронних територій південного сходу України

На острові “Хортиця”, вплив екскреції ратичних на динаміку вмісту калію у ґрунті більш помітний. Вже через півроку у різнотрав`янистому степу, під екскреціями оленя плямистого, вміст калію у ґрунті збільшився на 117,2%, а під екскреціями козулі європейської - на 144,7% (рис. 6Б).

Б

Рис. 6. Динаміка змін середнього вмісту калію у грунті під впливом єкскрементів - А: оленя шляхетного (1) лані європейської (2) - АСНПП (2009 - 2011 рр.); Б: козулі європейської (1) та оленя плямистого (2) - НЗ “Хортиця” (2010 - 2011рр.) у порівнянні з контролями (3), упродовж 2009 - 2011 рр. у степовій (1) та луговій (2) парцелах: А - АСНПП; Б - НЗ “Хортиця”.

У лісосмузі збільшення вмісту калію сягало 148,2 і 155% відповідно. Через рік інтенсивність збільшення вмісту калію у ґрунті прискорилась й складала: у степових екосистемах - 149,2 та 150%, у лісосмугах - 184,2 і 174,0% відповідно. Через 1,5 року збільшення вмісту калію у ґрунті розпочало уповільнюватися і у степу він склав всього 88,5 і 97,3%; а у лісосмугах - 109,2 і 114,5%.

Наприкінці 2-х річного періоду досліджень збільшення вмісту калію у ґрунті склало 43,8 - 37,8% та 31,1 - 33,6% відповідно. Повна стабілізація зміни вмісту калію у ґрунті очевидно настане у весняно-літній період наступного року.

Таким чином, екскреції ратичних в умовах острівних екосистем є важливим екологічним чинником у збагаченні ґрунтів на поживні речовини для рослин, що забезпечують сприятливі умови для живлення автотрофів.

Роль ратичних у формуванні гідрохімічних і гідробіологічних характеристик води у штучно створених водопоях. В арідних умовах за наявності імпедитних кордонів в АСНПП, для ратичних була створена мережа із 40 штучних водойм - так званих копанок розміром: 10х20 та 20х30 м, які певною мірою компенсували недостачу водопоїв.

Гідрохімічні та гідробіологічні характеристики води у штучно створених водопоях упродовж перших років визначалися головним чином хімічним складом ґрунтів. Пізніше у новостворених штучних водоймах почалися процеси формування своєрідного гідрохімічного і гідробіологічного режиму. Значна концентрація ратичних навколо штучних водопоїв (копанок) передовсім сприяла надходженню у водойми разом із екскреціями різних хімічних елементів, які сформували мінералогічний та іонний склад води.

Результати досліджень свідчать, що частка ратичних у формуванні гідрохімічних і гідробіологічних показників води у штучних водопоях складає 20 - 30%.

Таким чином ратичні певною мірою є середовищеутворюючим чинником у формуванні екологічних умов в нових водних середовищах та їх населенні в острівних арідних екосистемах і у подальшому потребують детальних досліджень.

Роль ратичних у трансформації біотичної енергії

Підтримка життєдіяльності організмів і кругообіг речовин в екосистемах можливі лише за рахунок притоку енергії, яку вони отримують з їжею. Трофічні зв'язки в угрупованнях - це екологічні механізми передачі енергії від одного до іншого.

Трансформація біотичної енергії. Ратичні в екосистемах степової зони України за біомасою займають незначне місце, але за умови їх натуралізації в острівних екосистемах вони можуть досягти значних величин, що і визначає їх місце у енергетичному потоці. В Азово-Сиваському національному природному парку загальна добова трансформація біотичної енергії (з урахуванням усіх вікових груп) складає у весняний період 149,9; у літній - 185,3; в осінній - 204,8 і у зимовий - 209,4 тис. ккал/км², з чого на оленя в середньому приходиться 40,4%; на лань - 56,2% й на муфлона - 1,7%.

З урахуванням всіх діб за сезонами і за рік, величина трансформації всіма ратичними в АСНПП складає 69,61 млн. ккал/км². Найбільша частина біотичної енергії (у млн. ккал/км²) трансформується ланню - (39,48); в 1,8 рази менше - оленем (21,62) і найменше - муфлоном (1,17). У порівнянні з усіма видами ссавців Степової зони Придніпров'я (Булахов, 1980), лише ратичні в умовах АСНПП перевищують рівень трансформації біотичної енергії в залежності від типу екосистеми у 3-9 разів, що є свідченням про надпотужну їх роль у замкнутих острівних екосистемах. При цьому, враховуючи бідні на органічні речовини ґрунти, ратичні не тільки приймають участь у деградації ґрунтів, але й підвищують їх родючість і сприяють зростанню як первинної так і вторинної продуктивності.

У НЗ “Хортиця” загальна величина трансформованої енергії ратичними (козуля європейська і олень плямистий) значно поступається АСНПП і складає всього 1,12 млн. ккал/км² при коливанні у різні роки від 0,68 до 1,63 млн., з чого на частку козулі припадає 0,65 млн., оленя - 0,47, що становить 58 і 42% відповідно. Це обумовлено незначною кількістю ратичних і ослабленим охоронним режимом в умовах високої щільності людського населення і посиленого тиску хижих ссавців (лисиця, бродячі собаки).

Трансформація біотичної енергії майже повністю здійснюється за рахунок автотрофів (97,3-99% від усієї трансформованої енергії). На долю гетеротрофів, (абсолютними гетеротрофами є - гриби і часткові гетеротрофи (автотрофи) - лишайники) всього припадає від 1,0 до 2,7%. На приріст продукції у ратичних витрачається від 1,8 до 2,3 % енергії.

ВИСНОВКИ

1. Ратичні є важливим елементом зоокомпоненту у формуванні різних біогеоценотичних процесів острівних екосистем з охоронним статусом, які за здійснення певних заходів, спрямованих на зростання їх чисельності за рахунок ефективної охорони або акліматизації і натуралізації нових видів, призводять до оптимізації і прискорення природної деструкції накопиченої підстилки і значного збільшення, як первинної так і вторинної продуктивності.

2. Висока чисельність і щільність ратичних в арідних екосистемах АСНПП обумовлює утворення надмірної біомаси - (31,7 т/1000 га) з перевагою у її складі оленя шляхетного - (55,4%), лані європейської - (41,8%) і меншою мірою муфлона - (2,8%). У НЗ "Хортиця" цей показник низький - (0,66т/1000 га), з якого частка козулі складає - 59,1%, а оленя плямистого - 40,99%. Відносно мала біомаса ратичних тут обумовлена антропогенними (висока ступінь присутності людей, та іноді браконьєрство) і біотичними (пресом хижих ссавців) чинниками.

3. Продуктивність ратичних в АСНПП доволі значна. Загальна чиста продукція складає 516,9 (283,2-1029,0 кг/км²), де домінуюче положення займає олень шляхетний - (307,8), субдомінуюче положення - лань європейська (226) і на останньому місці муфлон європейський - (17,7). У НЗ “Хортиця” вона низька і складає всього 14,9 кг/га². Найбільша чиста продукція ратичних АСНПП - у піщаних степах і у лучних системах - (279,3 і 187,5 кг/км² ), а на о. Хортиця у заплавних дібровах - (5,0кг/км²).

4. Питома продукція ратичних невисока, представлена співвідношенням чистої продукції до вихідної зоомаси й складає у середньому - 0,23, на відміну від дрібних ссавців з високою плодючістю. Питома продукція в арідних умовах та в лісових екосистемах становить для оленя шляхетного та оленя плямистого, відповідно, 0,22 і 0,26, для лані 0,23, для муфлона 0,25 і для козулі 0,26, що вказує на незалежність її від кількісного складу ратичних.

5. Раціони живлення ратичних в острівних екосистемах характеризуються невеликою кількістю кормових об'єктів, що обумовлено низьким ступенем флористичного різноманіття і обмеженістю території для здійснення просторових нагульних міграцій. Основу раціону ратичних складають всього 15-31 вид трав'янистих рослин. В арідних умовах АСНПП основу раціону складає трав'яниста (80-90%) і у незначній кількості-деревна рослинність (10-20%). В різноманітних лісових екосистемах (о. Хортиця) у раціоні ратичних переважають деревно-гілкові кормові об'єкти (50%), а частка трав'янистих рослин зменшується до 36-37%.

6. Висока чисельність і біомаса ратичних в АСНПП обумовлює значну трансформацію біотичної енергії, котра складає 69,6 % млн. ккал/км², із чого на частку лані приходиться 39,5%, оленя шляхетного - 21,6% і муфлона - 1,2%. У відповідності до чисельності ратичних у НЗ “Хортиця” трансформована ратичними енергія відносно незначна і складає всього 1,12 млн. ккал/км², з рівним близькими частками козулі європейської і оленя плямистого (58-42%). Основу трансформації біологічної енергії складають автотрофна частина екосистем (97,3 - 99,0%). Частка гетеротрофних (гриби) і автогетеротрофних організмів складає всього 1,0-2,7% трансформованої енергії. На приріст продукції затрачається 1,7 - 2,3% енергії.

7. У районі досліджень, у ратичних, більшою мірою проявляються топічні і функціональні консортивні зв'язки з парцелярними угрупованнями автотрофів. Топічні консортивні зв'язки базуються на основі використання ратичними структурних угруповань, як нагульні і захисні полігони. Здебільшого піщаний степ і луки, ратичні використовують як нагульний полігон 70 - 82% свого часу і для захисту всього 18 - 30%. У лісових природних і штучних екосистемах посилюються їх значення до 30 - 45%. Очеретяні зарості використовуються ратичними як захисний полігон (70 - 85%) витраченого часу. На острові Хортиця, де кількість парцелярних автотрофних угруповань більш різноманітна, козуля використовує заплавні діброви як нагульний так і захисний детермінант майже порівну, плямистий олень - 63 проти 37 %, фруктові сади використовуються обома видами на 70 - 75 і 25 - 30%.

8. Середовищетвірна роль ратичних є важливим чинником у процесі ґрунтоутворення. Вона обумовлена як механічною діяльністю (утворення стежок і лежок ратичних) так і їх трофометаболічним опадом (екскреторним на ґрунт). Перший чинник більш менш проявляється у арідних екосистемах з великою щільністю населення ратичних і незначна для більшості екосистем на острові Хортиця з малою щільністю, але в усіх випадках з урахуванням масштабу цих чинників найбільш переважаючою дією на вплив на ґрунтові процеси належить екскреторній діяльності ратичних (90 - 95% до 5 - 10%).

9. Середовищетвірна роль ратичних є важливим чинником у процесі ґрунтоутворення. Вона обумовлена як механічною діяльністю (утворення стежок і лежанок ратичних) так і їх трофометаболічним опадом (екскреторним на ґрунт). Механічний вплив ратичних проявляється більш всього у формуванні вологості ґрунту. Розпушування з наступним ущільненням ґрунту на стежках і лежанках сприяють збільшенню водопроникності ґрунту, з одного боку, й зменшенню випаровування вологи - з іншого. На місцях механічного впливу ратичних вологість ґрунту у середньому зростає на 28%. Під лежанками - за рахунок ущільнення ґрунту і зменшення процесу випаровування - в 1,8-3 рази.

10. Надходження екскрецій на поверхню ґрунту обумовлює їхній вплив на фізичні і хімічні властивості ґрунту, як опосередковано, так і безпосередньо. Опосередкований вплив ґрунтується на приваблюванні значної кількості сапрофітної (передовсім копрофаги) ґрунтової фауни, яка завдяки локомоторних функцій зменшує твердість і збільшує пористість і вологість ґрунту. Прискорений процес мінералізації опаду і екскрецій, шляхом сапрофітного живлення, збагачує ґрунт на гумус та поживні речовини. Безпосередній вплив екскрецій ратичних на фізичні властивості ґрунту обумовлюється частковим змішуванням їх з ґрунтом, адсорбуванням часток ґрунтових структур на собі та збільшенням пористості ґрунтового субстрату.

11. Інтегрований опосередкований і безпосередній вплив екскрецій на ґрунт сприяє процесу гумусоутворення у верхніх шарах ґрунту. Кількість гумусу, в залежності від типу екосистем і виду ратичних, збільшується в 1,5-3,7 разів. Гідролітична кислотність понижується на 29-38%. Ефективність впливу екскрецій на збільшення у ґрунті поживних речовин (комплекс NPK) залежить від ступеню родючості ґрунтів. У збіднених ґрунтах (АСНПП) він більш істотний, ніж у родючих - лісових екосистемах (особливо у заплавних дібровах о. Хортиця). Вміст азоту у першому випадку в залежності від часу експозиції, збільшується на 112-332%, а в другому - лише на 13-81%. Вміст фосфору і калію у ґрунтах під впливом екскрецій ратичних збільшується - на 14-193 й 31-184 відсотків відповідно. Вплив екскрементів на фізичні і хімічні властивості ґрунту охоплює площу до 60 см від місця розташування експозиції, а сам процес впливу триває до 2-2,5 років.

12. В арідних екосистемах, з наявністю імпедитних меж, для забезпечення сприятливих умов існування ратичних влаштовують мережу штучних водойм (копанок). У створених штучних мікроводоймах спочатку утворюється високо мінералізована вода. В оптимізації її гідрофільного складу, шляхом внесення значної кількості екскрецій, активну участь приймають ратичні. Із часом високомініралізована вода змінюється до стану підвищеної мінералізації. На основі їх заселення гідробіонтами, та бентосними організмами (ракоподібними, молюсками, личинками комах), шляхом занесення їх на ратицях тварин, біомаса зоопланктону складає 242 мг/м³ і 4,2 г/м² бентосу.

13. Консортивні функціональні зв'язки ратичних являються першим концентром. Переважно основу у цих зв'язках в арідних екосистемах складають зв'язки з фотосинтезним елементом автотрофних угруповань - (89 - 93%). З вегетативним елементом 4 - 5%, і репродуктивним - 1 - 5% (у муфлона відсутні). В умовах острова Хортиця, у козулі європейської, в функціональних консортивних зв'язках переважає вегетативний елемент автотрофів - 51%, та збільшується зв'язок з репродуктивним елементом до 12%, а з фотосинтезним елементом послаблюється до 37%.

СПИСОК НАУКОВИХ ПРАЦЬ, ОПУБЛІКОВАНИХ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

Статті у виданнях, які входять до наукометричних баз

1. Домніч А.В. Зміна показників ґрунту під впливом високої щільності ратичних в районі північного узбережжя Азовського моря / А.В. Домніч, А.Г. В`язовская // Науковий вісник Ужгородського університету. Серія: Біологія. - 2013. - Вип. 35. - С. 113-122. (Особистий внесок дисертанта - частковий збір та опрацювання польових матеріалів, оформлення статті).

2. Domnich A. V. Zoognic infiuence on the amount of soil nitrogen in Azov-Syvash national nature park / A.V. Domnich // Вісник Львівського університету. Серія Біологічна. - 2014. - Вип. 67. - С. 108 - 117.

3. Екологічна характеристика водопоїв та їх територій при високій щільності ратичних в умовах Азово-Сиваського національного природного парку. / Домбровський К.О., Домніч А.В., Синяєва Н.П., Камєнова О.П. // Науковий вісник Ужгородського університету. Серія: Біологія. - 2014. - Вип. 36. - С.5-12. (Особистий внесок дисертанта - збір та опрацювання польових матеріалів, оформлення статті).

4. Домнич А.В. Изменение численности и средообразующая деятельность диких копытных на территории заповедника в период восстановления о. Хортица / А.В. Домнич // Вісник Харківського національного університету імені В.Н.Каразіна. Серія: біологія. - 2014. - Вип. 20, №1100. - С. 129-137.

Статті у фахових виданнях

5. Домніч В.І. Раціон живлення асканівського шляхетного оленя на рідних територіях узбережжя Азовського моря / В.І. Домніч, А.В. Домніч // Лісове господарство, лісова, паперова і деревообробна промисловість. Міжвідомчий науково-технічний збірник НЛТУ -2006 - Вип. 30. - С. 310-317. (Особистий внесок дисертанта - збір та опрацювання польових матеріалів, оформлення статті).

6. Зміна чисельності та антропогенне навантаження на оленячих і псових тварин в Україні / [Домніч В.І., Смирнова І.О., Домніч А.В., та інш.] // Науковий вісник НЛТУ України. Лісове та садово-паркове господарство. - Вип. 20.5. - Львів. - 2010. - С. 8-18. (Особистий внесок дисертанта - частковий збір матеріалу, аналіз літературних джерел, побудова таблиць та графіків).

7. Динаміка популяцій і аналіз чинників, що впливають на чисельність хижих і ратичних на сході України / Смірнова І.О., Бугло Д.О., Домніч А.В., Петриченко В.В. // Вісник Запорізького національного університету. - 2011. - №1. - С. 61 - 68. (Особистий внесок дисертанта - частковий збір матеріалу, аналіз літературних джерел, побудова таблиць та графіків).

8. Домніч А.В. Сучасний стан популяцій та особливості екології оленячих в умовах вільного існування у межах індустріального м. Запоріжжя (на о. Хортиця) / А.В. Домніч, С.Г. Охріменко, І.М. Свідунович // Вісник Запорізького національного університету: збірник наукових праць. Біологічні науки. - 2014. - №1. - С. 47 - 59. (Особистий внесок дисертанта - збір та опрацювання польових матеріалів, аналіз літературних джерел, побудова таблиць та графіків).

9. Домніч А.В. Особливості живлення козулі європейської (Capriolus Capriolus) у степовій і лісостеповій природних зонах України / А.В. Домніч, Т.В. Іващенко // Науковий вісник НЛТУ України. Лісове та садово-паркове господарство. - 2015. - Вип. 25.1. - С. 55 - 64. (Особистий внесок дисертанта - збір та опрацювання польових матеріалів, побудова таблиць та графіків).

Матеріали наукових конференцій

10. Изменение численности Cervidae и Canidae под влиянием охоты и браконьерства на Украине / Домнич В.И., Смирнова И.А., Домнич А.В., Шадура А.Н. // Материалы XXIX Международного конгресс биологов-охотоведов. - (Москва, 17 - 22 августа, 2009 г.) - М.: МАИ - Принт. - 2009. - Часть 1. - С. 306 - 307. (Особистий внесок дисертанта - збір та опрацювання польових матеріалів, оформлення статті).

11. Домнич В.И. Расселение и численность благородного оленя в Азово-Черноморском регионе Украины в конце ХХ начале ХХІ века / В.И. Домнич, В.Е. Вовченко, А.В. Домнич // Беловежская пуща: история, природа, туризм: материалы междунар. науч.-практ. конф., посвященных 600-летию заповедности Беловежской пущи "Беловежская пуща: от лесничества до Национального парка" (Каменюки, 14 ноября, 2008 г.), "Беловежская пуща: история, природа, туризм" (Каменюки, 18--19 сент. 2009 года) / [науч. ред.: А.А. Коваленя, М. Е. Никифоров]. - Брест: Альтернатива, 2010. - С. 255 - 264. (Особистий внесок дисертанта - збір матеріалу, аналіз літературних джерел, побудова таблиць та графіків).

12. Домніч А.В. Чисельність та середовище утворююча роль ратичних в заповіднику “о. Хортиця” / А.В. Домніч // Збірник матеріалів II університетської науково-практичної конференції студентів та молодих учених “Актуальні проблеми та перспективи розвитку природничих наук”. - (Запоріжжя, 18 грудня, 2010 р.). - Запоріжжя: ЗНУ, 2010. - С.139 - 140.

13. Домнич А.В. Биомасса и экскреторная деятельность диких копытных в местах высокой плотности на юго-востоке Украины / А.В. Домнич // Териофауна России и сопредельных территорий. Международное совещание (IX Съезд Териологического общества при РАН). - (Москва, 1 - 4 февраля, 2011 г.). - М.: Товарищество научных изданий КМК, 2011. - С. 149.

14. Домніч А.В. Трансформація трав'янистої рослинності та ґрунту під великим впливом ратичних / А.В. Домніч, Ю.О. Дегтяр // Збірник тез ІІІ університетської науково-практичної конференції студентів, аспірантів та молодих вчених. “Актуальні проблеми та перспективи розвитку природничих наук”. - (Запоріжжя, 17 грудня, 2011 р.). - Запоріжжя: ЗНУ, 2011. - С. 140 - 141. (Особистий внесок дисертанта - збір та опрацювання польових матеріалів, побудова таблиць та графіків).

15. Домнич А.В. Изменение активности копытных при высоких температурах воздуха в островных экосистемах / А.В. Домнич, В.В. Мосейко // V Всероссийская конференция по поведению животных. Сборник тезисов. - (Москва, 20 - 23 ноября, 2012 г.) - М.: Товарищество научных изданий КМК, 2012. - С. 58. (Особистий внесок дисертанта - збір та опрацювання польових матеріалів, оформлення роботи).

16. Домнич А.В. Роль копитных в миграции макроэлементов степного биогеоценоза Азово-Сивашского национального природного парка / А.В. Домнич // Сучасні проблеми біології, екології та хімії: Збірка матеріалів ІІІ Міжнародної конференції, присвяченої 25-річчю біологічного факультету. - (Запоріжжя, 11 - 13 травня, 2012 р.). - Запоріжжя: ЗНУ, 2012. - С. 451 - 453.

17. Домнич А.В. Роль копытных в почвообразовательных процесах степей юго-востока Украины / А.В. Домнич // Биоразнообразие и роль животных в екосистемах: Материалы VII Международной научной конференции. - (Днепропетровск, 22 - 25 октября 2013 г.). - Днепропетровск: Адверта, 2013. - С. 210 - 213.

18. Домнич А.В. Роль диких копытных в трансформации биотической энергии островной екосистемы степи / А.В. Домнич; О.Ф. Рыльский // Біологічні дослідження - 2015: Збірник наукових праць. - (Житомир, 11 - 12 березня 2015 р.) - Житомир: ПП “Рута”, 2015. - Житомир, 2015 - С. 83 - 87. (Особистий внесок дисертанта - збір та опрацювання польових матеріалів, оформлення роботи).

Размещено на Allbest.ru