Екологічні аспекти формування біорізноманіття р. Мокра Московка

Размещено на http://www.allbest.ru/

Екологічні аспекти формування біорізноманіття р. Мокра Московка

Рильський О.Ф.,

Домбровський К.О.,

Воронова Н.В.,

Горбань В.В.,

Дударєва Г.Ф.,

Притула Н.М.

Запорізький національний університет

Анотація

У статті досліджено вплив 200-річної урбанізації на зміну біорізноманіття в гирлі струмка Мокра Московка та прилеглих територій шляхом вивчення кількісних та якісних змін у видовому складі басейну річки Мокра Московка. Виявлено особливості і біологічну специфіку нижньої, середньої та верхньої ділянок прибережної частини річки Мокра Московка, для яких проводився дендролого-таксаційний опис. Проведено комплексне дослідження видів флори та фауни річки Мокра Московка з урахуванням екологічних аспектів біорізноманіття. Методику дослідження побудовано на основі таких підходів та методичних складових, як принцип перетворення, еволюційний підхід, методичні позиції біотичних факторів тощо. Для аналізу гідробіологічного матеріалу (зоопланктон) у лабораторії використовували низку загальноприйнятих методів. Крім того, застосовано рекогносцирувальний (маршрутний) облік території та формування уявлення про загальне таксономічне розмаїття. Проаналізовано склад трав'янистої флори, видовий склад вищих водяних рослин, зоопланктону тощо. Визначено головні загрози біорізноманіття, які полягають у знищенні природного середовища існування тварин і місць зростання рослин, їх фрагментації та деградації (включаючи забруднення), у глобальній зміні клімату, екологічно незбалансованій експлуатації видів людиною, поширенні чужорідних видів, поширенні хвороб тощо. Запропоновано способи очищення води від органічних речовин, біогенних елементів та інших забруднювачів, що покращить видове різноманіття зоопланктону, зообентосу та перифітону і призведе до відновлення процесів природного самоочищення цієї водної екосистеми. Впровадження заходів із локального біологічного очищення води у річці дозволить досягнути суттєвого природоохоронного ефекту. Ключові слова: видовий склад, таксономічні групи, біорізноманіття, річка Мокра Московка, урбанізація, водні джерела, гідробіологічний матеріал.

Ecological aspects of the formation of biodiversity of the Mokra Moskovka river. Rylskyi O., Dombrovskyi K., Voronova N., Horban V, Dudaryeva G., Prytula N біологічний струмок урбанізація

The article examines the impact of200-year urbanization on the change in biodiversity in the mouth of the Mokra Moskovka stream and the surrounding areas by studying quantitative and qualitative changes in the species composition of the Mokra Moskovka river basin. The peculiarities and biological specificity of the lower, middle and upper sections of the coastal part of the Mokra Moskovka river were revealed, for which a dendrological and taxonomic description was carried out. A comprehensive study of the species of flora and fauna of the Mokra Moskovka River was conducted, taking into account the ecological aspects of biodiversity. The research methodology is built on the basis of such approaches and methodological components as the principle of transformation, evolutionary approach, methodological positions of biotic factors, etc. For the analysis of hydrobiological material (zooplankton), a number of generally accepted methods were used in the laboratory. In addition, reconnaissance (route) accounting of the territory and the formation of an idea of the general taxonomic diversity were applied. The composition of herbaceous flora, the species composition of higher aquatic plants, zooplankton, etc. was analyzed. The main threats to biodiversity are identified, which consist in the destruction of the natural habitat of animals and plant growth, their fragmentation and degradation (including pollution), global climate change, ecologically unbalanced exploitation of species by humans, the spread of alien species, the spread of diseases, etc. Methods of water purification from organic substances, biogenic elements and other pollutants are proposed, which will improve the species diversity of zooplankton, zoobenthos and periphyton and lead to the restoration of natural self-purification processes of this water ecosystem. The implementation of measures for local biological water purification in the river will allow to achieve a significant nature protection effect. Key words: species composition, taxonomic groups, biodiversity, Mokra Moskovka river, urbanization, water sources, hydrobiological material.

Постановка проблеми. Збереження біорізноманіття є одним із основних завдань, яке належить вирішувати людям як сьогодні, так і в найближчому майбутньому. Не викликає заперечення той факт, що виживання людини як виду залежить тільки від того, наскільки ми зможемо зберегти природу в сучасному вигляді, а й від можливостей її максимальної реабілітації.

Так, німецький дослідник Stefan Engel стверджує, що на сьогодні у природі налічується близько 2 млн видів живих організмів (при цьому оцінки загальної кількості біологічних видів на Землі, як мінімум, на порядок вищі - 10-20 млн [1]. Кількість екосистем - астрономічно велика. Проте, за деякими даними [2], швидкість вимирання становить у середньому 36 тис. видів на рік. Порівняно з природними еволюційними процесами вимирання видів, що мали місце в минулому, темпи їх зникнення зросли більш ніж у тисячу або навіть у 10 тис. разів.

Безперечно, одна із основних причин цього загрозливого явища - це зростання масштабів господарської діяльності, здійснюваної людиною. Урбанізація, будівництво залізниць і автомобільних доріг і загалом будь-який вид господарської діяльність людини, проведеної у значних масштабах у річкових басейнах, долинах і руслах річок, означає втручання у життя річок, що може викликати втому водному режимі істотні, а часом і докорінні зміни.

Актуальність дослідження, з огляду на зазначене, полягає в необхідності виявлення впливу урбанізації на біологічне різноманіття, зокрема і водних ресурсів, оскільки зменшення біорізнома- ніття здебільшого є результатом діяльності людини. Основними загрозами для біорізноманіття є незаконне будівництво та вирубка лісів, браконьєрство, знищення середовища проживання видів, господарська діяльність, зміна клімату, забруднення навколишнього середовища, неконтрольована експлуатація природних ресурсів.

Аналіз останніх досліджень і публікацій. Питання екологічних аспектів формування біорізноманіття річок було предметом наукової уваги українських та зарубіжних дослідників, зокрема таких, як К.О. Домбровський, І.В. Загороднюк, Ю. Квач, Ю. Куцоконь, О.П. Маркевич, Ю.В. Мовчан, М.А. Муленко, М.М. Мусієнко, О.П. Ольхович, A. Angelsen, P Jagger, R. Babigumira, F Manes, G. Incerti, E. Salvatori, M. Vitale та інших. Так, у науковій роботі під керівництвом Ф. Манеза зазначається, що здебільшого в сучасних містах для задоволення своїх потреб у свіжій воді жителі використовують поверхневі водні джерела, якість води в яких безпосередньо пов'язана з рівнем забруднення ґрунту, повітряного та водного басейнів, трансформації наземних екосистем у межах водозбірного басейну, а також від самоочисної здатності водних і прибережних водних екосистем [3, c. 351-252].

Не можна не погодитися із думкою таких дослідників, як К. Редфорд та Г Мейс, які зазначають, що такі процеси зумовлені життєдіяльністю багатьох груп гідробіонтів, включаючи вищі водні та прибережно-водні рослини [4]. Оскільки основні властивості поверхневого водного об'єкта визначаються притоками, що живлять його, від властивостей останніх і будуть у підсумку залежати багато експлуатаційних характеристик водного джерела. Зміни в частці популяцій видів порушують наявні трофічні, симбіотичні та конкурентні відносини між видами. Спільною рисою для багатьох видів є зменшення розміру тіла, очікуваної тривалості життя та зниження плодючості. Наслідком усього цього, як вказують Н. Бенет, Р Рот, С. Клейн стає погіршення функцій екосистем і зменшення їх різноманітності [5].

Новизна дослідження полягає в аналізі екологічних аспектів формування біорізноманіття р. Мокра Московка з метою визначення ефективних заходів мінімізації постійного, переважно деструктивного, антропогенного впливу.

Мета і завдання дослідження. Метою нашої роботи є дослідження впливу 200-річної урбанізації на зміну біорізноманіття в гирлі струмка Мокра Московка та прилеглих територій шляхом вивчення кількісних та якісних змін у видовому складі басейну річки Мокра Московка.

Завдання дослідження: виявити особливості і біологічну специфіку нижньої, середньої та верхньої ділянок прибережної частини річки Мокра Московка для яких проводився дендролого-таксаційний опис; використати системний підхід до аналізу стану річки Мокра Московка; провести комплексне дослідження видів флори та фауни річки Мокра Московка з урахуванням екологічних аспектів біорізноманіття; здійснити ідентифікацію найнебезпечніших джерел, що впливають на стан екосистеми річки Мокра Московка.

Методологічне або загальнонаукове значення.

І. Методику дослідження побудовано на основі наступних підходів та методичних складових:

1. Принцип перетворення. У біологічних системах живі організми беруть участь у процесі перетворення та передачі речовини та енергії, що є основою існування трофічних ланцюгів та мереж. Безперечно, основою функціонування екосистем різних рангів є біологічний кругообіг речовини. Ланками даного ланцюга безпосередньо виступають організми, властиві тій чи іншій біологічній системі.

2. Еволюційний підхід. Еволюцію екологічних систем, яка не зачіпає абіотичне середовище, можна розглядати як прогресуючу спеціалізацію багатьох видових популяцій, що призводить до звуження ніш, і, як наслідок, до звільнення деяких частин ліцензій. Екологічні ніші флори та фауни утворюють комплементарні пари. Ніша породжується тим, хто її займає.

3. Методичні позиції біотичних факторів, за якими ми виділяємо три причини еволюційної стабільності популяцій та видів: 1) збереження адаптивного значення, тобто оптимальної функціональної відповідності середовищу, тих чи інших ознак організму. Доки таке співвідношення не змінюється, діє стабілізаційний відбір і ознаки зберігаються незмінними; 2) рівновага протидії один одному векторів рушійного відбору, при якому посиленню відбору в якомусь напрямку протидіє посилення відбору в іншому (інших) напрямку (напрямках); 3) внутрішньовидова різноманітність, що перешкоджає формуванню нових адоптацій.

Звичайно, якщо зміни середовища виходять за межі вже наявних адаптивних можливостей внутрішньовидового розмаїття, еволюція продовжується. У цьому сенсі можна говорити, що екологічна стійкість є однією з причин еволюційної стабільності.

ІІ. Морфологія річкових та балкових долин. Саме особливості морфології річкових долин і балок передусім свідчать про характер і напрямок тектонічних рухів, є одним із найважливіших факторів геоморфогенезу, обумовлених різноманітністю рельєфу та його форм [6]. Далі морфологічні особливості будови ерозійних форм рельєфу наочно відображають та підкреслюють вплив геоструктури, складу та властивості гірських порід та інших рельєфоутво- рювальних процесів на їх формування. І, нарешті, саме морфологія річкових долин і балок найчастіше допомагає нам зрозуміти значну кількість питань походження та історії розвитку гідромережі та взагалі рельєфу [7]. Крім того, дозволяє за допомогою фаціального аналізу та кореляції відкладень, що складають форми рельєфу, з'ясувати вікові інтервали, умови та характер прояву фаз денудації та осадонакопичення на неоген-четвертинному етапі геоморфогенезу.

Найбільшими річками, що розчленовують поверхню площі району дослідження, є річки Берда, Зелена, Камишеватка, Мокра Московка. Усі ці річки мають близьку до меридіонального напрямку течію та впадають до Азовського моря. Ріка Мокра Московка на території дослідження представлена своїми середніми та нижніми течіями [8]. Долини цих річок із морфологічного погляду мало чим відрізняються одна від одної. Це типово степові долини півдня України із чітко вираженою нормальною асиметрією схилів. Праві схили цих долин, як правило, високі та круті, розчленовані короткими та глибокими береговими ярами. Ліві схили їх широкі, пологі, терасовані, розчленовані багатьма неглибокими балками. Як виняток, у пригирлової частини річки Мокра Московка низькі пізньочетвертинні тераси, розвинені і на правому схилі. Заплава цієї річки не дуже широка, майже пласка, повсюдно заболочена, як правило, за винятком заплав. Мокра Московка ширша в гирловій частині долин. Ширина заплав цієї річки становить у середньому 300-400 м [9; 10].

Під час визначення територій, що повинні бути включені у структурні елементи екомережі як додаткові можуть використовуватися історичні критерії - дослідження історії господарського використання та природокористування території, популяційні критерії - дослідження популяцій типових та рідкісних видів тощо [11].

Гідробіологічний матеріал (зоопланктон) відбирали процідженням певного об'єму води (100 л) через планктонну конічну сітку Апштейна (газ № 72, діаметр вхідного отвору 18 см) у літоралі річки Мокра Московка. Матеріал фіксували 70% розчином етилового спирту. Подальше опрацювання проб та аналіз даних проводили на основі загальноприйнятих методів. У лабораторії за допомогою визначників ідентифікували видовий склад зоопланктону під стереомікроскопом.

Виклад основного матеріалу. Як уже зазначалося, під час дослідження були використані загальноприйняті методи. Основний метод, що застосовувався - рекогносцирувальний (маршрутний) облік території та формування уявлення про загальне таксономічне розмаїття. На території дослідження закладено 3 облікові маршрути (m¹-m³), 10 пробних площ на суші, 3 пробні площі на водоймах (v1-v3). (див. рис. 1).

На території дослідження трапляються залишки від стихійних місць відпочинку з купами сміття. Токсичні сполуки зі звалищ згубно впливають на рослинність, призводять до зникнення великої кількості рослин і загрожують зникненням багатьох видів. Насадження рідкісні, деякі дерева стоять під кутом або повалені. У лісі пишно ростуть в'яз, ясен, клен, середньою висотою 4-6 м. На березі річці Мокра Московка в основному також ростуть в'яз звичайний, тополя, клен, ясен. Подекуди трапляється дуб звичайний. У дельтах річок ростуть плакучі верби [12].

Трав'яниста рослинність досліджуваної ділянки річки Мокра Московка представлена кількома типовими флороценовими таксонами, що сформувалися під впливом специфічних абіотичних умов та антропогенного навантаження. Рослинні угруповання формуються в умовах техногенного екологічного навантаження, надмірної рекреації, витоптування та засмічення промислових міст [13].

Таким чином, очікується більша представленість криптофітних та сирих видів у симбіотичній флорі. Склад флори кожного таксону типовий. Здебільшого рослинний покрив має стихійне походження та характеризується занедбаністю. Склад трав'янистої флори дослідної ділянки річки представлений 19 родинами вищих рослин (Streptophyta) царства Зелені рослини (Viridiplantae) (див. табл. 1) [14; 15].

Таблиця 1